Холодильные установки: от истоков до наших дней. Холодильное оборудование появилось в жизни человека относительно недавно. Конечно, еще несколько тысячелетий назад наши предки использовали в качестве холодильного оборудования (холодильных складов) погреба и различные приспособления, где температура была значительно ниже, чем температура окружающей среды. Появление первой холодильной установки в 1850 году привело к тому, что изобретатели начали задумываться о создании холодильных камер для промышленного применения. Холодильное оборудование в промышленных масштабах ведет точку отсчета с 1857 года, однако первые холодильные установки были несовершенны. Холодильные камеры второй половины 19 века были невыгодны для массового использования. Холодильное оборудование стало пользоваться популярностью у потребителей с 1927 году, когда была выпущена первая бытовая модель холодильника. Фреон в технологическом процессе работы холодильного оборудования начал применяться с 1930 года. Холодильные камеры стали победно шагать по миру. Статистические данные говорят о том, что 98% потребителей (семей) США в шестидесятые годы прошлого века имели дома холодильное оборудование либо морозильные камеры. В нашей стране количество семей - счастливых обладателей холодильников или холодильных камер составило всего лишь около 5%. С началом массового производства холодильного оборудования, в том числе холодильных камер для промышленного применения, появился спрос на специалистов, занимающихся эксплуатацией и обслуживанием холодильных установок. Холодильное оборудование в промышленных масштабах применяется повсеместно: холодильные установки для шоковой заморозки стоят на всех крупных предприятиях, которые занимаются выпуском полуфабрикатов: пельменей, котлет, блинчиков и пр. Настоящие холодильные склады, огромные по занимаемой площади, хранят тонны полуфабрикатов и быстропортящихся продуктов. Шоковая заморозка в холодильном оборудовании позволяет мгновенно замораживать воду в продуктах, образуя кристаллы, тем саамам холодильные камеры шоковой заморозки останавливают процесс размножения бактерий, способствую сохранения питательных веществ и микроэлементов. Холодильные камеры на производстве выпускаются ведущими производителями холодильного оборудования в мире, имеются также безупречные, различные по вариативному решению холодильные установки - витрины для хранения продуктов. Специальный состав стекла на внешней поверхности холодильника, применение пластика, используемого для пищевых целей, делает такие холодильные витрины (холодильное оборудование) популярными в торговых залах маркетов и предприятий общественного питания. Холодильные склады оснащают оптовые продуктовые базы, их создание и было обусловлено необходимостью хранить огромное количество замороженной продукции на протяжении длительного периода времени. Холодильные установки состоят из испарителя и компрессора, хладагента, конденсата и терморегулирующего вентиля. В большинстве холодильных установках передача тепла основана на конденсации и испарении. Холодильная установка работает за счет непрерывного цикла хладагента в системе, что и создает необходимый диапазон температур для хранения продуктов в холодильных камерах и на холодильных складах. Холодильные склады обслуживаются мастерами по ремонты крупного холодильного оборудования постоянно. Основная причина поломки холодильного оборудования - утечка фреона, который является хладагентом. Мастера всегда диагностируют поломки, произошедшие на холодильных складах или неполадки работы холодильного оборудования. Известно, что холодильное оборудование классифицируется как компрессионное, абсорбционное, термоэлектрическое холодильное оборудование и холодильные установки с вихревым охладителем.

Организация монтажных работ

Монтаж холодильного оборудования выполняется специализированными подразделениями монтажных организаций. Примерная последовательность работ по монтажу: 1) ознакомление с проектом; 2) заказ необходимого оборудования и материалов; 3) разработка проекта производства работ (ППР); 4) организация монтажного участка; 5) приемка от строительного подразделения опорных конструкций; 6) доставка оборудования к месту монтажа и проверка его состояния 7) монтаж агрегатов: установка опор для трубопроводов; 9) монтаж трубопроводов и арматуры; 10) испытание трубопроводов на прочность; 11) установка приборов автоматики по месту; 12) испытание трубопроводов и всей системы на плотность; 13) теплоизоляция трубопроводов и аппаратов; 14) вакуумирование и осушение системы; 15) заполнение системы хладагентом и хладоносителем; 16) пусконаладочные работы; 17) сдаточные испытания.

Получив от заказчика рабочий проект и другую проектно-сметную документацию, монтажная организация разрабатывает проект производства работ (ППР). При разработке ППР используются типовые монтажные схемы и технологические карты, предусматривается ведение работ наиболее современными и эффективными методами. Намечают очередность выполнения монтажных и строительных работ, потребность в рабочей силе и вспомогательных материалах, календарные сроки выполнения работ, меры по безопасности.

К началу работ завозят необходимое оборудование, материалы, подготавливают помещение для хранения, подсобные помещения, сооружают подъездные пути. Работы по монтажу холодильного оборудования выполняются в тесном взаимодействии со строительными, санитарно - к электротехническими работами. Строительные подразделения создают фундаменты под оборудование, каналы для прокладки трубопроводов в грунте, эстакады для прокладки трубопроводов по территории, железобетонные резервуары для хранения воды.

Подразделения ведущие электротехнические работы, обеспечивают монтаж всего комплекса, связанного с электроснабжением и электроосвещением. Наладка приборов автоматики выполняется соответствующими специализированными организациями.

С точки зрения монтажа холодильные установки можно разбить на три группы: 1) оборудование со встроенными герметическими машинами; 2) малые установки с вынесенными агрегатами; 3) установки средней и большой производительности.

Монтаж фреоновых установок с рассольным охлаждением

В заводской комплект поставок холодильных машин с рассольным охлаждением входят обычно компрессорно-конденсаторный, испарительно-регулирующий агрегаты, комплект электропусковой аппаратуры, щит автоматики.

На монтажной площадке холодильную установку доукомплектовывают рассольными охлаждающими батареями из стальных оребренных труб, трубопроводами для хладагента и для рассола, рассольными насосами, задвижками и арматурой, приборами автоматики.

Перед началом монтажа проверяют готовность машинного отделения и камер, уточняют календарный план проведения работ, составляют акт о готовности объекта. Монтаж компрессора с электродвигателем. После распаковки и технического осмотра оборудование расставляют на заранее сооруженные фундаменты.

Компрессор и электродвигатель, имеющие общую раму, устанавливаются на фундамент, в такой последовательности: подрубают бетон у колодцев и в углубление укладывают клиновые и плоские подкладки; укладывают их по обе стороны каждого колодца на близком к нему расстоянии; все подкладки, уложенные на фундамент, проверяют на горизонтальность уровнем; высота пакета подкладок равна высоте подливки (40--80 мм); к фундаментным или анкерным болтам привязывают проволоку длиной около 0,5 м и опускают все болты в колодцы до полного их погружения, чтобы они не мешали установке компрессора; с помощью подъемных приспособлений опускают раму компрессора на подкладки (чтобы не сбить подкладки, рекомендуется опускать раму на деревянные бруски, уложенные на фундаменте); передвигая раму на фундаменте, заправляют фундаментные болты в отверстия рамы, на болты надевают шайбы, смазывают нарезку маслом, наворачивают гайки, не затягивая их (вынимают из-под рамы деревянные бруски, опуская ее на подкладки); проверяют горизонтальность установки уровнем, укладывая его в двух взаимно перпендикулярных направлениях на раме; окончательную проверку на горизонтальность производят уровнем, установленным на консольный конец вала; допускается отклонение от горизонтального положения вала не более 0,2 мм на 1 м длины; исправляют положение, подбивая клиновые подкладки; затем проверяют равномерность распределения нагрузки на подкладки щупом 0,04 мм, который не должен проходить между рамой и подкладкой; проверяют вертикальность установки с помощью отвеса, провешиваемого у вертикальной поверхности шкива. Расстояние от шнура отвеса до верхней и нижней точек шкива должны быть равны. После окончательной выверки положения машины подкладки в пакете соединяют между собой сваркой, чтобы исключить их взаимное перемещение. Если электродвигатель и компрессор смонтированы не на единой раме, то электродвигатель устанавливается на свой фундамент в описанной выше последовательности, а затем проверяется соосность валов компрессора и электродвигателя. При соединении валов пальцевыми полумуфтами с одинаковыми наружными диаметрами смещение валов определяют, измеряя зазор между контрольной линейкой и цилиндрической поверхностью полумуфты. Величину перекоса валов определяют по величине зазора между торцевыми поверхностями полумуфт. При соединении валов более сложными муфтами смещение и перекос валов определяют специальным приспособлением, состоящим из двух скоб, закрепляемых на полумуфтах. Скобы снабжены контрольными штифтами или полумуфтами. Зазоры определяют в четырех положениях муфт. За окончательный результат принимают среднеарифметическое этих измерений.

При клиноременной передаче в процессе установки проверяют правильность взаимного расположения шкивов электродвигателя и компрессора. Ось вала электродвигателя должна быть горизонтальна и параллельна оси вала компрессора, торцевые плоскости шкивов Должны находиться в одной плоскости. Проверку производят, прикладывая монтажную линейку к торцевым плоскостям шкивов.

Линейка должна плотно, без зазоров прилегать к обоим шкивам. При большом расстоянии между шкивами или разной их толщине вместо линейки используют шнур.

Опорные конструкции

В качестве опор могут служить полы, перекрытия, колонны, фундаменты, кронштейны и проч. Опоры под машины и аппараты рассчитаны на восприятие статических нагрузок и на погашение инерционных сил, возникающих при движении неуравновешенных масс в машине. Их конструируют в зависимости от массы машины и ее динамичности.

Виброизолирующие опоры. Их применяют для установки малых холодильных агрегатов. Комплект виброизолирующих средств состоит из 2 виброизолирующих опор компенсаторов для фреоновых трубопроводов и гибких вставок для водяных коммуникаций. Опора снижает передачу вибрации от холодильного агрегата на пол машинного отделения. Нижняя полка-швеллера опоры посредством пластмассовых дюбелей прикреплена к бетонному полу, на амортизаторы верхней полки швеллера устанавливаются лапы агрегата и крепятся болтами. Снижение передачи вибрации осуществляется не только за счет резинометаллических амортизаторов, но и пластмассовыми дюбелями. Компенсаторы предназначены в основном для предотвращения образования трещин вследствие вибрации в местах подсоединения фреоновых трубопроводов. Гибкие вставки предназначены для снижения передачи вибрации водяным трубопроводам от холодильного агрегата.

Фундаменты. Их применяют для установки компрессоров, конденсаторов и других агрегатов холодильных машин средней и большой холодопроизводительности. Они изготовляются из бетона марки не ниже 150 или железобетона в виде массива. Подошвой фундамент опирается на плотный грунт, установочной поверхностью воспринимает нагрузку от оборудования. Размеры фундамента в плане назначаются с таким расчетом, чтобы фундамент со всех сторон на несколько сантиметров выступал за габариты опорной плиты или рамы машины. В теле бетонного массива оставляются колодцы для установки в них фундаментных болтов. Размещение колодцев в фундаментах должно соответствовать отверстиям в пазах монтируемого оборудования. Фундаменты под агрегаты, в которых компрессор и электродвигатель собраны на едином основании, имеют плоскую установочную поверхность.

Если компрессор и электродвигатель поставляются раздельно, то фундамент может быть ступенчатым. Фундаменты под горизонтальные цилиндрические аппараты выполняются в виде отдельных бетонных тумб, к которым крепятся опорные лапы аппарата. Аппараты, не имеющие опорных лап, укладываются на антисептированные деревянные брусья с выемками по форме аппарата и прижимаются к ним стальными поясами. Деревянные брусья заделаны в фундамент. Стальные пояса крепятся к фундаменту болтами. Вертикальные кожухотрубные конденсаторы монтируют на специальных бетонных массивных фундаментах с внутренней полостью для отходящей от конденсатора воды.

Трубопроводы и арматура

Трубопроводы. В аммиачных и крупных фреоновых установках применяют стальные бесшовные холоднотянутые трубы диаметром до 50 мм и горячекатаные трубы диаметром 57 мм и выше. В малых фреоновых машинах применяют медные трубы внутренним диаметром от 3 до 20 мм. Трубопроводы для воды и рассола выполняют из сварных газовых и бесшовных труб.

Площадь проходного сечения трубы FTp = пd2/4 (где d -- внутренний диаметр трубы) определяется отношением расхода жидкости или пара V (в м3/c) к скорости движения w (в м/с): FTp = V/w.

Во всасывающих трубопроводах рекомендуемые скорости пара фреона -- от 8 до 15 м/с, аммиака -- от 10 до 20 м/с. В нагнетательных линиях скорость пара фреона 10--18 м/с, аммиака -- 12--25 м/с, в жидкостных линиях скорость фреона и аммиака -- от 0,5 до 1 м/с, в рассольных и водяных трубопроводах скорость движения среды -- от 1 до 1,5 м/с.

Запорные и регулирующие вентили.

Вентили на аппаратах и трубопроводах служат для перекрытия прохода жидкости или газа, а также для регулирования их расхода. Запорные вентили имеют корпус, во внутренней перегородке которого имеется проходное отверстие. При вращении шпинделя клапан прижимается к седлу вокруг отверстия, перекрывая проход хладагента.

Клапан фланцевого аммиачного вентиля имеет кольцевой баббитовый поясок; седлом служит конусный кольцевой выступ на корпусе. Сальник выполнен из мягкой асбестовой или хлопчатобумажной набивки, пропитанной порошком графита со свинцом марки 15ЕС. Уплотнение достигается нажатием буксы.

Уплотнением фреоновых угловых вентилей служит мембрана. На малых фреоновых компрессорах всасывающий и нагнетательный вентили двухходовые. Пар из испарителя поступает в штуцер и через отверстие в корпусе направляется в компрессор. В рабочем положении шпиндель вывертывают влево (против часовой стрелки) до отказа, а затем делают один оборот по часовой стрелке. При этом основной проход (в компрессор) открыт полностью, а проход на тройник имеет маленькую кольцевую полоску между левым конусом клапана и корпусом. При необходимости установить манометр или подсоединить к тройнику реле давления шпиндель поворачивают до отказа. Колпачок с медной прокладкой дополнительно обеспечивает плотность после установки вентиля. Гайкой с медной заглушкой можно закрыть тройник после отсоединения манометра.

Регулирующие вентили отличаются от запорных плавным и медленным открытием проходного сечения. Клапан обычно имеет форму острого конуса.

Вентили-задвижки для воды и рассола применяют для больших проходных сечений (более 50 мм). Клапан у них состоит из двух плоских дисков (щек), которые клином раздаются в стороны и прижимаются своими бронзовыми кольцами к двум боковым седлам.

Предохранительные и обратные клапаны.

Предохранительные клапаны устанавливают на больших конденсаторах, ресиверах и других аппаратах для защиты от опасного давления. При предельно допустимом давлении они открываются, выпуская пары хладагента в аппарат с более низким давлением или в атмосферу. К штуцеру аппарата их присоединяют без запорного вентиля. На крупных аппаратах ставят по два предохранительных клапана с одним двухходовым вентилем. При ремонте одного из клапанов другой всегда остается под давлением.

В аппаратах, заполненных аммиаком, R22 и R12, предохранительные клапаны должны открываться при избыточном давлении 18-105 Па на нагнетательной стороне и 12-105 Па-- на всасывающей. Регулирование клапана на заданное давление осуществляется натяжением пружины, гайкой. После регулирования клапаны пломбируют.

Обратные клапаны OK устанавливают на вертикальном участке нагнетательного трубопровода (между компрессором и конденсатором). На крупных аммиачных установках (где более 60 кг аммиака) он предназначен для предотвращения обратного потока аммиака из конденсатора в случае остановки или аварии компрессора. В отличие от предохранительных обратные клапаны должны открываться при минимальной разности давлений. Поэтому пружина клапана очень мягкая. Однако при этом пульсация давления может вызвать удары клапана о седло и ограничитель, что создает стук.

Во избежание этого предусмотрено демпфирующее устройство. При движении клапана вверх поршень демпфера перекрывает отверстия в нижней части цилиндра и сжимает оставшийся в цилиндре пар, который тормозит дальнейшее движение поршня вверх. При движении поршня вниз отверстие открывается, пар из цилиндра выходит, и посадка осуществляется только под действием сил упругости пружины и веса поршня.

Монтаж трубопроводов

В холодильных установках приходится иметь дело с трубопроводами для различных хладагентов, хладоносителей, масел и воды.

В малых фреоновых установках трубопроводы медные (марки МЗ). Чтобы трубы были пластичными, их отжигают, Кроме того, трубы осветляют, промывают от загрязнений и тщательно высушивают. Концы отрезков труб сплющивают или заглушают пробками, чтобы в них не конденсировалась влага.

Аммиачные трубопроводы диаметром до 20 мм -- стальные бесшовные холоднотянутые или холоднокатаные. При больших диаметрах применяют бесшовные горячекатаные или электросварные трубы со спиральным швом.

Для рассола применяют газовые стальные трубы.

Для воды при прокладке в помещении используют стальные газовые трубы с диаметром до 50 мм и бесшовные -- более 50 мм. При прокладке в земле применяют чугунные или стальные трубы с антикоррозионным покрытием.

Монтаж медных трубопроводов начинают с прокладки всасывающего трубопровода самого большого диаметра как более жесткого. Трубопроводы прокладывают по трассе, указанной в проекте с учетом заводской схемы холодильной машины. Конфигурация трубопроводов непосредственно влияет на работу различных узлов системы. Меньший диаметр, излишняя длина вызовут повышенное гидравлическое сопротивление, что снизит производительность холодильной машины. Неправильный уклон трубопроводов ухудшит циркуляцию и возврат масла в компрессор.

Разметка.

При разметке следует помнить: участки трубопроводов должны быть или вертикальными, или горизонтальными, с обеспечением проектных уклонов. Горизонтальные участки всасывающего фреонового трубопровода выполняют с уклоном 1 : 50 в сторону компрессора для облегчения возврата в него масла. Если при необходимости требуется расположить участок всасывающего трубопровода с движением хладагента вверх, то перед ним следует сделать маслоподъемную петлю-сифон. Накапливаясь в петле, масло закрывает большую часть прохода трубки и после этого проталкивается за счет разности давлений до и после образовавшейся масляной пробки на высоту до 3 м. При отсутствии петли пробки будут образовываться на протяженных горизонтальных участках трубопровода. Объемы пробок будут большими, попадание их а компрессор вызовет поломку клапанов из-за гидравлического удара.

Жидкостные трубопроводы прокладывают параллельно всасывающим. Всасывающие и жидкостные трубопроводы следует плотно прижимать друг к другу, в результате чего всасываемый пар перегревается, а жидкий хладагент переохлаждается.

Опоры.

После нанесения осей трубопроводов размечают места установки опор под трубопроводы. Медные трубопроводы крепят на пластмассовых колодках с шагом 1,3--1,5 м. Колодки не только обеспечивают плотный контакт всасывающего и нагнетательного трубопроводов, но и позволяют прокладывать всасывающий, холодный трубопровод, на котором осаждается влага, на некотором расстоянии от стены предохраняя ее от отсырения. По разметке отрезкам труб придают соответствующую конфигурацию, изгибая их под нужными углами и на определенных расстояниях.

Гнутье труб.

Трубы диаметром до 12 мм гнут вручную, а свыше 12 мм с помощью трубогибов или пружин из стальной проволоки диаметром 3--3,5 мм с шагом витков не более 4 мм. Если пружину надевают на трубу, то внутренний диаметр пружины на 1 мм больше наружного диаметра изгибаемой трубы. Минимальный радиус изгиба составляет три диаметра. С помощью трубогиба можно изогнуть трубу на угол до 240°. Конец трубы заводят через вырез крюка в свободное пространство между обоймой и вращающимся роликом. Обойма неподвижна. Поворачивая ручку скобы, перемещают ролик, который изгибает трубу, укладывая ее в канавку обоймы.

Резка труб.

Для резки медных труб используют труборез или обычную ножовку. Трубу укладывают на направляющие ролики трубореза и, вращая маховик, поджимают к ней режущий диск, вращающийся на оси. Когда режущий диск коснется трубы, маховик не должен быть повернут более чем на пол-оборота. Надо сделать полный оборот трубореза вокруг трубы, затем снова затянуть маховик не более чем на пол-оборота. При чрезмерной затяжке, диск сплющит трубу.

Соединение трубопроводов.

Подготовленные отрезки трубопроводов устанавливают на опорах и соединяют между собой. Соединения бывают неразъемные и разъемные,

Неразъемные соединения бывают обычно паяные или сварные. Спаивают медные трубы твердыми припоями ПМЦ-54 или медно-фосфористым МФ-3. При пайке припоем ПМЦ-54 конец одной из труб развальцовывают, то есть увеличивают в диаметре. Длина раструба 10--12 мм. Раструб делают с помощью конусной стальной оправки, забивая ее в трубку до получения необходимого размера, или методом разбортовки, применяя вместо бортовочного конуса специальные сменные пуансоны-расширители. Конец трубки без раструба зачищают снаружи стеклянной бумагой или наждачной шкуркой по длине 10--15 мм, смазывают бескислотным флюсом и вставляют в раструб второй трубки до упора. Место пайки нагревают пропановой лампой до светлой окраски с малиновым оттенком (около 800 °С), а затем в пламя горелки помещают припой.

Соединяют отрезки трубопроводов также посредством муфт. Медная муфта имеет длину, равную двум-трем диаметрам трубы, а внутренний диаметр на 0,4--0,5 мм больше наружного диаметра соединяемых труб. Для соединения труб под углом 90Q можно использовать стандартные угольники из медной трубы.

При пайке медных трубок медно-фосфористым припоем не требуется применять флюсы, так как припой является самофлюсирующимся. Однако при использовании медно-фосфористого припоя для пайки труб из медных сплавов применение флюса обязательно. Наиболее надежна пайка трубопроводов латунью ЛО-60-1, ЛО-62-1 или бессеребряными припоями П29-76, ПМРСб-0,15, ПМРОЦрб-4-0,03 с помощью газовой горелки.

Разъемные соединения разделяются на штуцерные с отбортованной трубкой и фланцевые. С вентилями на аппаратах холодильной машины трубы соединяют с помощью отбортовки. Если конец трубы заплющен, то его отрезают труборезом. Кромка трубы должна быть перпендикулярна ее оси. На трубку надевают накидную гайку, конец трубы разбортовывают с помощью бортовки. Труба вставляется в разбортовочный блок матриц так, чтобы кромка ее выступала на 1/8.

Борт трубы укладывается на конус штуцера и поджимается накидной гайкой. Уплотнение соединения происходит за счет пластической деформации медного борта от усилия нажима гайки. Чтобы избежать конденсации, замерзания влаги и разрыва накидных гаек, кольцевые полости между накидными гайками и трубопроводами на участках, где во время работы холодильной машины температура может быть ниже 0°С, заполняют смесью свинцовых белил с олифой; свинцового глета с глицерином или техническим вазелином.

При нагреве труб могут возникнуть предельные напряжения. Для компенсации деформации вследствие теплового удлинения труб предусматривают на трубах петли или дополнительные изгибы.

Монтаж стальных трубопроводов.

Заготовки, элементы, узлы и блоки трубопроводов поступают на монтажную площадку из заготовительных цехов монтажных предприятий, которые оснащены специальным оборудованием и приспособлениями для резки, гнутья, сварки отдельных трубопроводов и сборки их в укрупненные узлы и блоки. В узлах и блоках детали трубопроводов соединены, точна в соответствии с проектом благодаря применяемым приспособлениям и оборудованию. Блоки и узлы испытаны на прочность и плотность. Использование монтажными бригадами блоков и узлов позволяет повысить качество монтажа.

Разметка. В аммиачных установках в отличие от фреоновых всасывающий трубопровод от отделителя жидкости или циркуляционного ресивера идет к компрессору не с уклоном, а с подъемом, чтобы капельки жидкости не попадали в компрессор во избежание гидравлического удара. Подъем должен быть около 2 %.

Расстояние трубопроводов от стены и друг от друга должно быть примерно равно их диаметру, чтобы обеспечить удобство монтажа я их изоляцию. На стенах трубопроводы размещают выше оконных и дверных проемов. Трубы с высокой температурой располагают выше «холодных» и по возможности дальше от них.

Опоры и компенсаторы. Опоры для труб бывают подвесные и устанавливаемые на кронштейнах. Те и другие могут быть подвижные и неподвижные. Неподвижные опоры воспринимают помимо вертикальных еще и горизонтальные (осевые) нагрузки при тепловых деформациях трубопровода, а также нагрузки от вибраций. Подвижные опоры поддерживают трубопровод и обеспечивают свободное перемещение его под влиянием температурных деформаций.

Неподвижные опоры трубопроводов располагают вблизи присоединяемого оборудования, подвижные - монтируют у концов прямых длинных участков трубопроводов (вблизи компенсаторов и ответвлений) с учетом их теплового удлинения.

Чаще всего применяют компенсаторы в виде лира- или П-образной петли. Компенсирующая способность их тем выше, чем больше радиус изгиба и длина вылетной части.

Трубопроводы поднимают на опоры, закрепляя прямолинейные трубы стропами не менее чем в двух точках, Только затем их присоединяют к оборудованию или соединяют друг с другом. Положение трубопроводов регулируют с помощью металлических подкладок под опоры (нельзя размещать подкладки на опорах под трубами). В местах прохода труб через стены, перегородки и перекрытия устанавливаются гильзы из отрезков труб большего диаметра. Зазор между трубой и гильзой заделывается асбестовым шнуром.

Соединения. Неразъемные соединения труб обычно сварные. Для стальных труб применяют газовую сварку и электродуговую, ручную и полуавтоматическую.

Разъемные соединения разделяются на ниппельные -- диаметром до 20 мм и на фланцевые (для диаметров трубопроводов свыше 20 мм). Применяют приварные фланцы и свободные на отбортованной труб. Уплотнительные прокладки фланцев изготовляют в основном из фибры и паронита. Прокладки, имеющие трещины, изломы, расслоения, бракуются. Ручная бортовка стальных труб производится с нагревом конца трубы до 700--800 QC. Отверстие второго конца трубы предварительно закрывают во избежание циркуляции воздуха по трубе и быстрого ее охлаждения. Нагретый конец трубы кладут на специальную подставку с радиусом закругления в месте отгибаемого борта трубы Ry равным толщине стенки трубы S. Затем ударами шаровой головки молотка быстро отбивают борт, проверяя при этом перпендикулярность плоскости борта к оси трубы и цельность борта. Ширина отгибаемых бортов должна быть равна четырем толщинам стенки трубы.

Фланцевые соединения являются наиболее слабым местом сборки трубопроводов, при испытании в них чаще всего обнаруживаются неплотности и утечка паров хладагента, поэтому при монтаже следует особое внимание уделять качеству их сборки.

После сборки всего трубопровода смонтированную систему выверяют на соответствие проекту, контролируя крепление трубопровода на опорах, вертикальность трубопровода, уклоны горизонтальных участков.

Монтаж аппаратов и арматуры

Кожухотрубный конденсатор, испаритель и ресивер устанавливают на фундамент, проверяя горизонтальность уровнем. При необходимости устанавливают подкладки, укладываемые на фундамент под антисептированный брус. (Запрещается укладывать подкладки непосредственно под аппарат.)

Регулирующая станция состоит из распределительного коллектора, на котором установлены регулирующие и запорные вентили. Коллектор монтируют на металлическом каркасе из угловой стали.

Каркас своими стойками закладывают в пол, а в верхней части прикрепляют планкой к стене на расстоянии 0,6 м от нее. Вертикальное положение каркаса проверяют отвесом. Коллектор укрепляют на каркасе хомутами на высоте 1 м от пола. Каркас с лицевой стороны покрыт металлическим щитом. Маховики вентилей при помощи удлиненных шпинделей выводят на лицевую сторону щита на высоте 1,2--1,3 м от пола. В верхней части щита на высоте около 1,7 м устанавливают манометры.

Рассольные пристенные и потолочные батареи из оребренных и оцинкованных труб подготавливаются в мастерской монтажных заготовок в виде отдельных секций, из которых на месте можно собрать батарею любой длины, как коллекторную, так и змеевиковую.

Пристенные и потолочные батареи в современных зданиях, сооружаемых из сборных железобетонных конструкций, как правило, подвешивают к закладным частям, заложенным в швы между плитами перекрытий при сооружении здания. Швы обычно не совпадают с положением батарей, поэтому к закладным частям приходится крепить промежуточные балочки.

Монтаж центробежных насосов. Насосы поставляются в комплекте с электродвигателем, смонтированным на раме. После установки рамы на фундамент с помощью подкладок выверяют положение по уровню, вводятся в колодцы фундамента болты и производится заливка бетоном.

Электромонтаж

Электроснабжение предприятий обычно осуществляется трехфазным линейным напряжением 380 В с нулевым проводом, т. е. 3N ~~ 380 В.

Передача электроэнергии к холодильной установке производится по проводам и кабелям обычно скрыто в стальных тонкостенных трубах; реже открыто по стенам и потолку. Применяют провода ПРТО, АПРТО, ПР, АПР, ПРГ, ТПРФ, ПРП и кабели СРГ, ВРГ, АВРГ (буква А указывает на алюминиевую жилу).

Электромонтаж внутри щитов и пультов ведут медными проводами ПВ, ПР, ПРЛ при жестком монтаже и ПРГ, ПРЛГ, МГШВ, ПГВ, ПМВГ для соединения подвижных панелей и дверей: буква Г говорит, что провод гибкий, т. е. жила многопроволочная. Внешние соединения между щитом управления и приборами автоматики осуществляют многожильными контрольными кабелями КВВГ, АКВВГ, КНРГ, АКНРГ, КВРГ и др.

Рассмотрим электромонтаж малой холодильной установки по рис. 134. От группового силового электрощита ЩС (на рис. 134 не показан) к машинному отделению скрыто проложена стальная труба 1У которая соединена с нулевой шиной щита ЩС, В трубе находятся четыре провода: три фазных и один нулевой защитный провод ЗИП. Фазные провода присоединены к автомату, а нулевой провод -- к нулевой шине щита ЩС. На эти провода надевают виниловую трубку 2, чтобы предохранить их изоляцию от перетирания о край трубы. На конце трубы приварен флажок Фл1, к которому болтом заземления БЗ присоединяют ЗНП.

Электрощит устанавливают в машинном отделении вблизи холодильной установки на высоте 1,5--1,6 м, на расстоянии 3--4 см от стены. На щите установлены автомат Л В, магнитный пускатель МП с тепловым реле ТР. Электрощит и магнитный пускатель имеют болт БЗ, к которому присоединяют провода ЗИП. От электрощита к двигателю компрессора ДК в полу проложена стальная труба с двумя потоками проводов: трехжильный шланговый провод для подключения реле давления РД и четыре провода для подключения двигателя ДК- На каждом конце трубы приварены флажки Фл2 и ФлЗ, а трубы соединены стальным прутком, который дублирует ЗИП между Фл1 и Фл2. Провода в трубы затягивают при помощи стальной проволоки, но перед этим надо зачистить края трубы от заусенцев и продуть трубу для удаления из нее влаги, строительного мусора и т. п.

Чтобы измерить сопротивление изоляции Rm проводов в трубе, соединяют гибким медным проводом зажим мегомметра с зачищенным флажком ФлЗ, а другой зажим «Линия» подсоединяют к оголенной жиле, т. е. производят замер Rm проводов относительно стальной трубы. Устанавливают переключатель Пр мегомметра в положение ЛШ, вращают его рукоятку и отсчитывают на шкале MQ значение Rm. Подсоединяя поочередно зажим «Линия» к остальным проводам, узнаем Rm оставшихся шести проводов. Норма сопротивления изоляции проводов в цепи управления не ниже 5 МОм, т. е. провода, идущие к РД, должны иметь Rm ~5 МОм. Норма сопротивления изоляции проводов в силовой цепи -- не ниже 0,5 МОм, т. е. провода, идущие к двигателю ДК, должны иметь Rm 5> 0,5 МОм.

Для измерения сопротивления изоляции между проводами к их жилам подсоединяют зажимы «Линия» и 3; нормы сопротивления те же. Если Rm окажется ниже нормы, то провода надо заменить и повторить измерение.

Замер сопротивления изоляции обмоток двигателя ДК между корпусом и обмотками и между обмотками производится аналогично рассмотренному, при этом надо разъединить обмотки -- снять перемычки Пч на клеммной панели Кп. Сопротивление изоляции обмоток (если специально не оговорено) должно быть не менее 0,5 МОм, в противном случае надо просушить двигатель, установив его, например, рядом с отопительным прибором.

Замер Rm проводов в трубе производят при отключенном автомате на групповом электрощите ЩС.

Автомат АВ и магнитный пускатель МП крепят вертикально на щите, предварительно очистив от смазки поверхность электромагнита пускателя и проверив рукой свободу хода подвижного якоря. Для ввода проводов в пускатель в его кожухе по имеющимся кольцевым надрубам надо пробить отверстия.

Перед присоединением к электрооборудованию проводов их надо оконцевать. Для этого ножом снимают изоляцию с конца провода. Многопроволочную жилу сворачивают кольцом, свободный конец оборачивают два раза вокруг жилы и замкнутое кольцо облуживают. В месте выхода проводов из общей изоляции накладывают бандаж из изоляционной ленты. Однопроволочную жилу сворачивают кольцом в направлении завинчивания винтов и гаек.

Оконцевание проводов выполняют и специальными наконечниками, которые обжимают, припаивают или приваривают к жила провода.

Обычно конец нулевого провода длиннее, а его сечение меньше фазных; изоляцию на конце нулевого провода надрезают. Чтобы окончательно определить нулевой провод в трубе, надо включить автомат на щите ЩС и одним щупом вольтметра или двухполюсного индикатора касаться флажка Фл1, а другим щупом поочередно касаться жил проводов. Отсутствие показания говорит, что мы касаемся жилы нулевого провода. Определить нулевой провод можно и омметром или мегомметром, при отключенном напряжении, учитывая, что труба и нулевой провод имеют контакт на щите ЩС.

Из рис. 134 мы видим, что все металлические конструкции (трубы 1, 4У электрощит 3, пускатель МП, реле РД, двигатель ДК), нормально не находящиеся под напряжением, но на которых может появиться опасное напряжение при повреждении изоляции, соединены защитными нулевыми проводами ЗИП при помощи болтов заземления БЗ. Такое соединение обеспечивает при повреждении изоляции цепь току короткого замыкания, и автомат АВ, сработав, отключит поврежденную электроустановку.

В малых установках защиту от токовых перегрузок обычно осуществляют автоматы АЕ2036 или АП50-ЗМТ и тепловое реле ТРН-10, которое дублирует тепловые расцепители автоматов.

Автомат АЕ2036 расшифровывается так: АЕ -- серия; 20 -- порядковый номер разработки; цифра 3 соответствует номинальному току автомата Iн.а в 25 А (цифра 4 -- 63 А, цифра 5--100 А); цифра 6 -- трехполюсный с комбинированными -- электромагнитным и тепловым -- расцепителями. АЕ2036 выпускается на следующие номинальные токи расцепителей Iн.р: 0,6; 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4,5; 6; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25 А с регулированием теплового расцепителя 0,9--1,15 от Iн# р. Ток отсечки Iотс--ток срабатывания электромагнитного расцепителя, не подлежит регулированию, Iотс = 12/п.р ± 20 %.

Автоматы серии АЕ разборке и ремонту не подлежат, поэтому технические данные и узел регулирования теплового расцепителя находятся на его лицевой панели. Там же находится рукоятка управления, которая может занимать три положения: крайнее верхнее -- контакты замкнуты, крайнее нижнее -- контакты разомкнуты вручную, промежуточное -- контакты разомкнулись автоматически, т- 6. под действием токовой перегрузки. Отметим, что автомат АЕ должен отключаться при токовой перегрузке, превышающей на 25% Iк. р не более чем за 20 мин; при перегрузке 7- Iн,р за 3--15 с при температуре окружающей среды Iокр = 20 °С.

Автомат АП50-ЗМТ -- автоматический предохранитель с номинальным током /н. а = 50 А, трехполюсный (цифра 3) с электромагнитным (М) и тепловым (Т) расщепителями в каждой фазе. АП50-ЗМТ выпускается на следующие номинальные токи расцепителей Iн,р: 1,6; 2,5; 4; 6,4; 10; 16; 25; 40; 50 А с регулированием теплового расцепителя 0,6--1 от Iн#р. Ток отсечки не подлежит регулированию, он превышает в 3,5; 7 или 11 раз Iн. р. Следовательно, если кратность пускового тока К = Iпуск : Iнд * двигателя меньше 7, то можно применить автомат, у которого I0Тс = 7Iн. р, если же К > 7, то надо взять автомат с Iотс = 11Iн# р

АП50-ЗМ с I0тс = 3,5Iн#р применяется в электротепловом оборудовании и освещении.

На кожухе АП50-ЗМТ приведены его технические данные; для регулирования теплового расцепителя кожух надо снять, отвернув два винта. Автомат должен отключаться: при токовой перегрузке, превышающей на 35 % Iн. р не более чем за 30 мин; при перегрузке 6/н. р за 1--10 с при tокр = u5 С

Тепловое реле ТРН-10 (ТРН-8) двухполюсное: два нагревателя в цепи ДК и контакт в цепи управления МП (см. рис. 134), в него можно устанавливать 14 номеров сменных нагревателей с номинальными токами Iн.н: 0,5; 0,63; 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8 и 10 А с регулированием 0,75--1,25 от Iнн. Контакт реле должен размыкаться при перегрузке в 20 % не более чем за 10--20 мин. Повторные включения АЕ, АП и ТРИ после срабатывания тепловых расцепителей возможны через 2--3 мин.

Регулирование автомата и теплового реле производят по величине тока /вд, указанного на двигателе. Так, для двигателя 4А80В4УЗ с I1Ш = 3,56 А (соединение звездой для подключения к сети 3N ~ 380 В) должен быть автомат АЕ2036 с /в# р = 3,2 А с регулированием теплового расцепителя на 3,6 А поворотом указателя в положение, данное на рис. 135, а.

Если установлен АП50-ЗМТ, то Iн. р = 4 А с регулированием теплового расцепителя на 3,6 А поворотом рычага Р в положение, данное на рис. 135, б, с последующей фиксацией винтом В.

Реле ТРН-10 должно иметь нагреватель № 10, Ihn = 4 А (дано на нагревателе). На шкале реле одно деление соответствует изменению тока на 5 %. Следовательно, повернув указатель на два деления к минусу, регулируем реле на 3,6 А (рис. 135, в).

Если указанный двигатель подключают к сети 3 ~ 220 В, то ^нд = 6,16 А и его обмотки надо соединить треугольником. При этом автомат АЕ2036 должен иметь Iн. р = 6 А, автомат АП50-ЗМТ должен иметь Iн.р te 6,4 А; в реле ТРН установить нагреватель № 12, I г= 6,3 А с последующим регулированием на ток 6,16 А.

Отметим, что по шкале регулировок невозможно точно установить необходимый ток, поэтому рекомендуется регулировать ток с запасом в сторону увеличения во избежание ложных срабатываний. Напомним, что электрооборудование поставляется подготовленным для присоединения к сети 3N ~ 380 В. После окончания монтажа надо проверить четкость работы магнитного пускателя, 5--6 раз замыкая принудительно контакты реле давления.

Хладоносители

Хладоиосителем называют вещество, которое отбирает теплоту от одной части холодильной установки и отдает его другой, не меняя при этом своего агрегатного состояния.

Вещество, выбранное в качестве хладоносителя, должно иметь низкую температуру замерзания, малые вязкость и плотность, высокие теплопроводность и теплоемкость, быть безопасным и безвредным, химически стойким, инертным по отношению к металлам, а также недефицитным и недорогим. Почти всем этим требованиям отвечает поди, Однако сравнительно высокая температура замерзании йоды ограничивает область се применения установками кондиционирования воздуха. Для охлаждения камер до температур, близких к 0 oС, требуется подавать в батареи хладоноситель, температура которого около --10 °С. Вода в этих условиях будет замерзать.

В качестве хладоносителей применяют растворы хлористого натрия или хлористого кальция, которые называют рассолами, а также растворы этиленгликоля (антифризы), R30 и др.

Растворы солей NaCl и СаС12. При растворении в воде различных солей, например хлористого натрия (поваренной соли) или хлористого кальция, можно получить рассолы с достаточно низкой температурой замерзания. Повышение относительного содержания соли в растворе приводит к снижению его температуры замерзания. Растворив в 100 л воды 30,1 кг поваренной соли, мы можем довести температуру замерзания рассола до --21,2°С. Однако дальнейшее повышение концентрации рассола вызывает уже не снижение, а повышение температуры замерзания. Раствор, имеющий наинизшую температуру замерзания, называется эвтектическим.

Применяя раствор хлористого кальция, можно получить более низкие температуры замерзания, чем при использовании раствора хлористого натрия (до --55 °С). Для определения температуры замерзания разведенного уже раствора обычно измеряют его плотность. Более высокой доле соли соответствует большая плотность. Плотность растворов измеряют ареометром. По закону Архимеда погруженное в жидкость тело выталкивается из него с силой, равной весу жидкости, вытесненной этим телом, поэтому при большой плотности раствора ареометр поднимается кверху (утяжеленная часть обеспечивает ему вертикальное положение). Риска, которая оказалась на уровне поверхности жидкости, показывает плотность раствора. Если отсутствует ареометр, плотность можно определить непосредственным взвешиванием 1л раствора.

При понижении температуры рассола на 25--30 °С плотность его увеличивается примерно на 0,01 кг/л. Так, плотность раствора хлористого натрия при 15 °С составляет 1,17 кг/л, а при охлаждений _15°С-- 1,18 кг/л. Это надо учитывать при определении температуры замерзания раствора по его плотности.

Пример. Вместимость системы V, которую необходимо заполнить рассолом, составляет 1500 л. Требуемая температура замерзания рассола -- 25 °С. Какова масса соли, требуемой для изготовления рассола?

Решение. Видно, что хлористый натрий для температуры --25 oC не подходит и необходимо взять раствор хлористого кальция с плотностью р = 1,22 кг/л.

Общая масса рассола

Мрас = Vp = 1500-1,22 = 1830 кг.

Масса соли в 100 кг раствора равна 23,8 кг (см. табл. 6), т. е. массовая доля e= 23,8/100= 0,238. Следовательно, необходимая масса соли

Мсоли= Мрас?= 1830.0,238= 440 кг.

Учтите, что плотность этого рассола при --15 °С будет уже не 1,22, а 1,23 кг/л.

Этиленгликоль. Чистый этиленгликоль С2Н4(ОН)2 имеет температуру замерзания всего -- 17,5 oС. Поэтому применяют водные “растворы этиленгликоля (их часто называют антифризами),- которые зависимости от массовой доли этиленгликоля имеют температуру замерзания ~ 40 “С (иптифриз-40) или --60 °С (аитпфриз-60). У эвтектического раствора (массовая доля этиленгликоля 67 %) (пт,..; -73 °С. Растворы этиленгликоля применяют в диапазоне температур кипения от --40 до --60 °С. Для небольших установок» где стоимость его не так существенна, этиленгликоль используют вместо хлористого кальция при t0 от --15 до --40 °С.

R30 и спирты. Для использования в области низких температур кипения применяют R30 (от --40 до --90 °С), этиловый спирт (t = --117 °С) или пропиловый спирт -- 127°С. Метиловый спирт (tзам = --97,8 °С) ядовит и применять его не рекомендуется. R30 (дихлорметан -- СН2С12) при высоких температурах (20--30 °С) очень летуч. В нем, как и в спиртах, содержатся летучие примеси, вредные для человека. Поэтому R30 и спирты применяют в закрытых герметичных системах, а помещения интенсивно вентилируют.

Смазочные масла

Для смазки трущихся частей компрессора применяют специальные холодильные масла. В компрессоре масло соприкасается с парами хладагента, и частицы масла уносятся парами в конденсатор и далее в испаритель. Масло частично растворяется в хладагентах, поэтому важны не только свойства чистых масел, но и свойства растворов масла в хладагенте.

Требования к маслам зависят от условий их работы: хладагента, диапазона температур кипения и температур после сжатия в компрессоре. Эти условия разбиты на два класса: А -- для работы на аммиаке; Б -- на фреонах. Чтобы обеспечить хорошую смазку трущихся деталей (уменьшить их износ), масло должно иметь определенную вязкость. С повышением температуры вязкость уменьшается., что ухудшает его противоизиосные качества. Поэтому для машин, рассчитанных на более высокую температуру конденсации, и при использовании хладагентов с высокой температурой в конце сжатия выбирают масла с повышенной вязкостью.

Температура застывания масла должна быть ниже температуры кипения хладагента, чтобы оно не замерзло в испарителе. При температуре на 6--10 °С выше температуры застывания масло может еще циркулировать по трубопроводам.

Масло должно быть стабильным в смеси с хладагентом при длительной эксплуатации во всем диапазоне температур и давлений.

Температура вспышки масла должна быть более, чем на 30 °С выше температуры конца сжатия. При высоких температурах масло теряет стабильность, разлагается и пригорает.

Желательно, чтобы масло хорошо растворялось в холодильном хладагенте. Преимущества этого будут ясны при рассмотрении смеси масел с холодильными агентами.

Приняты обозначения масел: М -- минеральное (нефтяное); С -- синтетическое; СУ -- синтетическое углеводородное; МС -- смесь минерального и синтетического; МЗ -- минеральное загущенное.

Смеси масел с хладагентами.

По степени взаимной растворимости различают три группы смесей масел с жидкими хладагентами: практически нерастворимые друг в друге, полностью растворимые и с ограниченной растворимостью.

Аммиак с минеральными маслами относятся к первой группе. Уносимые из компрессора частицы масла вследствие плохой растворимости достаточно полно отделяются в маслоотделителях. Это масло возвращается в картер компрессора. Часть масла попадает в конденсатор и, поскольку оно тяжелее жидкого аммиака, скапливается внизу и через ресивер поступает в испаритель. Из-за малой растворимости в аммиаке масло залегает в испарителе, а при низких температурах -- замерзает. Это ухудшает теплопередачу испарителей и приводит к постепенному снижению количества масла в компрессоре. Поэтому периодически приходится удалять масло из испарителей (подогревая его) и добавлять свежее масло в картер, что усложняет эксплуатацию.

Фреоны с полностью растворимыми маслами, К этой группе относятся смеси R12 с минеральными маслами, R22, R502 с маслом XФ22с-16, R13B1 с маслом ХФ22с-16 (при t0 > --70 °С), R13 с ФM-5,6АП (при массовой доле масла менее 9 %).

Смесь фреонов с маслом при полном взаимном растворений имея более низкую температуру замерзания, чем чистое масло. Это позволяет работать при более низких температурах кипения. После выкипания фреона в испарителе остается почти чистое масло. В прямоточных испарителях, расположенных выше компрессора, масло самотеком сливается в картер компрессора. При нижней подаче смеси в испаритель оставшееся масло собирается в верхней части испарителя (масло легче жидкого фреона) и при достаточном заполнении испарителя вместе с влажным паром выходит в теплообменник. Там фреон доиспаряется, а масло сливается в компрессор. Таким образом, преимущество полного растворения масла с фреоном заключается в возможности работать при более низких температурах кипения и в обеспечении возврата масла в компрессор (не требуются выпуск масла из испарителя и периодическая дозарядка).

Однако при полном растворении масла во фреоне температура кипения смеси несколько выше, чем у чистого хладагента. Чтобы обеспечить заданную холодопроизводительность, приходится поддерживать более низкое давление, что связано с дополнительной затратой мощности компрессора. Другой недостаток состоит в том, что при длительной остановке компрессора повышение давления приводит к насыщению масла в картере фреоном. При пуске компрессора давление в нем резко падает, масло вскипает, что приводит к необходимости принимать дополнительные меры, чтобы предотвратить выброс масла из картера. Однако преимущества полной растворимости гораздо выше указанных недостатков.

Масла с ограниченной растворимостью в хладагентах. К этой группе относится, например, смесь R22 с минеральными маслами. При температуре конденсации эти масла растворяются во фреоне/ Поэтому в конденсаторе и ресивере масло не задерживается. В испарителе смесь расслаивается. В верхнем слое содержание масла в растворе в несколько раз выше, чем в нижнем. Чтобы не было замерзания масла в испарителе, масла с ограниченной растворимостью должны иметь более низкую температуру замерзания. Преимущество их -- незначительное вскипание при пуске компрессора.