Конструктивное соединение нескольких основных элементов холодильной машины в общий блок называется агрегатом. Блок, в котором конструктивно соединены все элементы холодильной машины, называется комплексной холодильной машиной.
В агрегатах и комплексных машинах компактно соединены трубопроводами с арматурой кроме основных элементов вспомогательные аппараты, автоматика и контрольно-измерительные приборы.
В зависимости от состава элементов холодильной машины, объединенных в единую конструкцию, холодильные агрегаты разделяются на компрессорные, компрессорно-конденсаторные, испарительно-конденсаторные, испарительно-регулирующие.
Агрегатированное оборудование отличается высоким качеством монтажа, надежностью, удобством обслуживания и значительно упрощает монтаж холодильной установки на судне.
Отечественная промышленность серийно выпускает ряд универсальных холодильных агрегатов и комплексных машин малой, средней и большой холодопроизводительности общего применения, в том числе и в судовом исполнении с поршневыми, ротационными и винтовыми компрессорами.
Холодильные агрегаты поставляются заводом-изготовителем испытанными на плотность, осушенными и заполненными парами хладагента или сухим азотом с избыточным давлением до 0,1 МПа.
Компрессорные агрегаты
Эти агрегаты, как правило, средней и большой холодопроизводительности предназначены для работы в системах одно- и двухступенчатых холодильных установок.
Аммиачные холодильные компрессорные агрегаты типов А110 и А220 на базе четырехцилиндрового компрессора П110 и восьмицилиндрового компрессора П220 предназначены для работы на R22 в составе стационарных холодильных машин и установок. Агрегаты состоят из смонтированных на железобетонной раме компрессора, соединенного эластичной муфтой с электродвигателем, и блока приборов. В блоке приборов установлены мановакуумметры и манометры, а также приборы автоматической защиты (реле давления, реле контроля смазки, реле температуры нагнетания).
Автоматизированный двухступенчатый компрессорный агрегат АД55-7-50М (рис. 2.55) выпускается промышленностью для судов с неограниченным районом плавания. Этот агрегат заменил аммиачный двухступенчатый поршневой компрессор ДАУ-50 на судах СРТМ.
Компрессорный агрегат АД55-7-50М изготовляется на базе аммиачного двухступенчатого компрессора ПД55. Марка агрегата: АД - агрегат компрессорный двухступенчатый; 55 - холодопроизводительность агрегата (тыс. ккал/ч) при температуре кипения - 40 °C и температуре конденсации 35 °C; 7 - работает на хладагенте R717; 5 - для работы в диапазоне температур от - 25 до - 45 °C с регулированием холодопроизводительности; ОМ - для неограниченного района плавания. Агрегат АД55-7-50М предназначен для работы в составе судовых аммиачных холодильных установок.
Применение агрегата ограничено следующими значениями параметров: давлением нагнетания СВД не более 1,6 МПа; температурой нагнетания СВД не более 160 °C, СНД - не более 120 °C; температурой забортной воды от - 2 до + 32 °C.
В состав агрегата (см. рис. 2.55) входят компрессор 1, соединенный эластичной муфтой с электродвигателем 2, маслоотделители СВД 3 и СНД 4 и щиток приборов. Все элементы агрегата смонтированы на общей раме. В комплект включены также всасывающие и нагнетательные вентили, обратные клапаны, установленные на нагнетательных линиях за маслоотделителями, приборы автоматики.
В систему автоматической защиты и регулирования агрегата входят следующие приборы:
- два реле давления Д220-АР-12-ОМЗ, одно отключает электродвигатель при понижении давления всасывания СНД ниже заданного (0,05 МПа), другое отключает электродвигатель при повышении давления нагнетания СНД выше заданного (0,55 МПа);
- реле давления Д220-АР-13-ОМ5, которое отключает электродвигатель при повышении давления нагнетания СВД выше заданного (1,75 МПа);
- два реле температуры ТР-ОМ5-09, отключающие электродвигатель компрессора при повышении температуры нагнетания СНД и СВД (соответственно 120 и 160 °С);
- реле разности давлений РКС-1-ОМ5-01А, Которое отключает электродвигатель при уменьшении разности давлений масла в системе смазки компрессора и картера ниже заданной (0,13-0,21 МПа);
- два реле давления, реле давления РД4 отжимает всасывающие клапаны при снижении давления ниже заданного (- 0,038 МПа), при этом подача компрессора уменьшается на 50%, реле давления РД5 отключает электродвигатель при понижении давления ниже установленного (- 0,044 МПа).
Система возврата масла значительно сокращает его расход, который составляет 160 г/ч (у ДАУ-50 250 г/ч). Системой предусмотрен сначала перепуск масла из маслоотделителя высокого давления через фильтр и отверстие в дозирующей шайбе диаметром 0,8 мм в маслоотделитель низкого давления, а из последнего также через фильтр и дозирующую шайбу в картер компрессора.
Электрическая схема щита управления обеспечивает: работу агрегата в ручном и автоматическом режимах; ступенчатое регулирование (100—50—0 %) номинальной подачи компрессора; сигнализацию о наличии напряжения на щите управления; сигнализацию о режиме работы агрегата по холодопроизводительности (100 или 50 %); сигнализацию о неисправности агрегата при срабатывании приборов автоматической защиты.
Компрессорный агрегат 5ВХ-350/5ФС с винтовым компрессором показан на рис. 2.56. Марка агрегата: 5 - базовый номер компрессора; В - винтовой; X - холодильный; 350 - холодопроизводительность в стандартном режиме (тыс. ккал/ч); 5 (цифра после косой линии) - геометрическая степень сжатия; Ф - работающий на R22; С - судовой.
В марках винтовых агрегатов после косой линии обозначено: буквой а - аммиачный, римской цифрой IV - бустерный.
В состав агрегата входят (см. рис. 2.56): компрессор 5ВХ-350 6, электродвигатель 2, муфта с ограждением 4, горизонтальный маслоотделитель первой ступени 10, маслосборник, маслоохладитель 9, маслонасос 11, фильтры грубой и тонкой 8 очистки масла, паровой фильтр 5, щит приборов автоматики и контрольно-измерительных приборов 3, регулятор холодопроизводительности 7, а также трубопроводы, арматура, смонтированные в единый блок. В комплект поставки также входят вертикальный маслоотделитель второй ступени 1, силовой щит и щит управления; запасные части и приспособления. На горизонтальном маслоотделителе первой ступени, в котором происходит многоступенчатая сепарация масла, смонтированы все узлы агрегата.
Пары хладагента поступают через паровой фильтр в компрессор, где сжимаются, смешиваясь с впрыскиваемым маслом. Маслохладоновая смесь поступает в маслоотделитель первой ступени, а затем в маслоотделитель второй ступени, где происходит дополнительная сепарация масла. Освобожденные от масла пары попадают через обратный клапан в нагнетательную магистраль. Отделившееся масло поступает в маслосборник, расположенный под горизонтальным маслоотделителем. Из маслосборника масло шестеренным насосом подается в кожухотрубный маслоохладитель. Охлажденное масло через фильтр тонкой очистки вновь подается в компрессор к местам смазки.
Агрегат полностью автоматизирован. Регулирование подачи от 100 до 10 % осуществляется как автоматически, так и вручную по температуре или давлению всасывания.
На базе отечественных винтовых агрегатов созданы их модификации в судовом исполнении, основные характеристики которых приведены в табл. 2.9.
Винтовые холодильные компрессорные агрегаты S3-900, S3-1800, S3-2500 выпускают на базе этих же компрессоров. На базе нового ряда компрессоров отечественная промышленность выпускает унифицированные компрессорные и компрессорно-конденсаторные агрегаты, комплексные одно- и двухступенчатые холодильные машины.
В табл. 2.10 приведены основные характеристики некоторых новых винтовых агрегатов (заменивших снятые с производства компрессоры АУУ-400 и ФУУ-350). В марке винтового компрессорного агрегата буква А обозначает унифицированный ряд, последующие цифры обозначают: 350 - холодопроизводительность, тыс. ккал/ч, 7 - применяемый хладагент R717, 2 - хладагент R22. Высокотемпературные агрегаты (А350-7-0) работают при температуре кипения t0 = 5 ÷ (-15) °C, среднетемпературные агрегаты (А350-7-2) - при t0 = (- 10) ÷ (- 35) °С, низкотемпературные агрегаты (А350-7-5) - при t0 = (- 35) ÷ (- 70) °С.
Компрессорно-конденсаторный агрегат МАК80РЭ выполнен в виде блока, объединяющего компрессор, соединенный муфтой с электродвигателем, конденсатор и пульт управления. В комплект агрегата входит шкаф регулирования холодопроизводительности (100, 75, 50, 25 %), которое осуществляется путем электромагнитного отжима пластин всасывающих клапанов.
Конденсатор агрегата горизонтальный, кожухотрубный. Теплообменная поверхность аппарата состоит из мельхиоровых трубок. Корпус конденсатора стальной, трубные решетки изготовлены из латуни, крышки - из бронзы. Нижняя часть конденсатора служит ресивером. В трубных решетках развальцованы трубки с применением эпоксидной смолы. В крышке установлены протекторы.
Агрегат полностью автоматизирован и имеет автоматические защиты: реле высокого давления, реле низкого давления, реле контроля смазки, реле температуры, отключающее компрессор при повышении температуры нагнетания более 120 °С.
Для комплектации компрессорных и компрессорно-конденсаторных агрегатов выпускаются испарительно-конденсаторные агрегаты АИК и испарительно-регулирующие агрегаты АИР.
Компрессорные агрегаты комплектуются испарительно-конденсаторными агрегатами средней и большой холодопроизводительности. В состав АИК входят кожухотрубные испаритель и конденсатор, теплообменник, запорно-регулирующая арматура и приборы автоматики.
Испарительно-регулирующий агрегат АИР состоит из кожухотрубного горизонтального испарителя и смонтированной на нем регулирующей станции. На щите автоматической регулирующей станции смонтированы соленоидный и терморегулирующий клапаны (ТРК), реле температуры, запорная арматура, манометр и мановакуумметр, фильтр-осушитель и клапан для заполнения системы хладагентом.
Комплексные холодильные машины. Эти машины являются наиболее совершенным видом агрегатированного холодильного оборудования. Серийными поршневыми компрессорами П110 и П220 укомплектованы холодильные компрессорные агрегаты типов А110 и А220. На базе этих компрессорных агрегатов освоен серийный выпуск компрессорно-конденсаторных агрегатов типов АК110 и АК220 и автоматических холодильных одноступенчатых машин типов МКТ110 и МКТ220, предназначенных для работы в составе холодильных установок для охлаждения жидкого хладоносителя.
Комплексная холодильная машина типа МКТ22Э состоит из поршневого одноступенчатого компрессора (П220), электродвигателя, конденсатора, испарителя, маслоотделителя и блока приборов, смонтированных на общей раме. Система автоматики обеспечивает защиту от опасных состояний, контроль основных параметров и сигнализацию при отклонении их от заданных значений.
Машины МКТ110-7-3, МКТ220-7-3, МКТ110-2-1, MKT220-2-1, MKT220-2-3 имеют ступенчатое регулирование холодильной мощности (25, 50, 75, 100 %) путем отжима всасывающих клапанов компрессора электромагнитным способом. Для машин МКТ110-7-2, МКТ220-7-2, МКТ110-2-2, МКТ220-2-2 предусмотрено двухпозиционное регулирование холодопроизводительности автоматическим пуском-остановкой компрессора.
Теплообменные аппараты машин, работающих на R22, выполнены с применением цветных металлов. Конденсатор кожухотрубный с медными оребренными снаружи трубками, по которым циркулирует охлаждающая вода. Испаритель кожухотрубный с медными оребренными внутри трубками. Оребрение выполнено алюминиевым ребристым сердечником. Кипение хладагента внутри трубок. Теплообменник кожухотрубный с медными оребренными снаружи трубками.
Комплексные холодильные машины с непосредственным охлаждением используют в домашних холодильниках, торговом холодильном оборудовании, на транспорте.
Литература
Судовые холодильные машины и установки (Петров Ю.С.) 1991 г.
