Вопросы для самопроверки:
1. Судовые паровые котлы и котельные установки. Назначение, состав, классификация.
2. Тепловой баланс вспомогательного парового котла, основные характеристики парового котла.
3. Назначение и состав судовой электростанции.
4. Вспомогательная ЭУ, состав, назначение.
Литература: [3, с. 293...339], [6, с. 126...183].
Глава 7 судовые холодильные установки
7.1 Общие понятия
Процесс обработки холодом применяется на судах для сохранения скоропортящегося продукта - рыбы и делится на:
а) охлаждение от + 4°С до - 2°С;
б) замораживание - получение более низких температур.
Процесс охлаждения и замораживания рыбы на судах осуществляется с помощью холодильных установок. В настоящее время в производственных процессах применяются в основном искусственные способы охлаждения, когда температура охлажденного тела достигает более низкой температуры, чем температура окружающей среды. К искусственным способам относится машинное охлаждение - самое распространенное охлаждение на судах.
По терминологии Регистра морского судоходства под холодильной машиной понимают один охлаждающий контур, всасывающий в себя испарительную часть, компрессор, конденсатор с ресивером, регулирующую и запорную арматуру.
Холодильные установки служат для:
- предварительного охлаждения рыбы;
замораживания и хранения готовой продукции в охлажденных трюмах и камерах;
- охлаждения и замораживания пищевых продуктов;
- изготовления искусственного пара;
-кондиционирования воздуха в жилых и служебных помещениях;
- охлаждения провизионных камер и сохранения продуктов для питания личного состава.
Согласно правилам Регистра морского судоходства все судовые холодильные установки делятся на поднадзорные и не поднадзорные.
В свою очередь поднадзорные холодильные установки могут быть классифицированными и неклассифицированными. Классифицируемые холодильные установки должны обеспечивать поддержание расчетного температурного режима в охлажденных трюмах.
Не классифицируемые холодильные установки подлежат только техническому надзору с целью обеспечения безопасности работы.
7.2 Схема одноконтурной одноступенчатой холодильной установки
На промысловых рефрижераторных судах применяют преимущественно компрессорные холодильные установки. Они работают с постоянным количеством рабочего вещества (хладагента), способного испарятся при низких температурах.
Схема компрессорной холодильной установки показана на рисунке 7.1. Установка состоит из компрессора 2, конденсатора 1, испарителя 3 и терморегуляторного вентилятора (ТРВ) 5. компрессор 2 всасывает пары хладагента из испарителя 3 и сжимает их. При сжатии пары хладагента перегреваются и из компрессора поступают в конденсатор 1. в конденсаторе перегретый пар прокачиваемой забортной водой 6, конденсируется и в жидком состоянии поступает к терморегулирующему (или дроссельному) вентилятору 5.
Рисунок 7.1 - Схема компрессорной холодильной установки
Так как сечение ТРВ меньше, чем сечение трубопровода, то там происходит процесс дросселирования, и давление хладагента за вентилем уменьшается до давления в испарителе 3, что сопровождается понижением температуры хладагента. В испарителе происходит интенсивное кипение и испарение. Хладагент, испаряясь, отбирает теплоту от рассола, циркулирующего по трубопроводу 4 и проходящего через морозильный трюм. Пары при этом нагреваются и и отсасываются в компрессор. Затем процесс повторяется и происходит непрерывно.
Т.о. холодильная установка является как бы насосом, который забирает теплоту от рассольной системы 4 и через конденсатор 1 отдает ее забортной воде 6. На этот процесс «перекачки тепла» затрачивается энергия электродвигателя, который приводит в движение компрессор и насосы, которые перекачивают воду.
Процесс отвода тепла от охлаждаемого тела идет за счет теплоты кипения жидкости, причем температура кипения зависит от давления, которое будет поддерживаться над кипящей жидкостью в испарителе. Температура конденсации, а, следовательно, и давление в конденсаторе зависят в основном от температуры среды, которой отдается тепло холодильного агрегата в процессе конденсации при всех прочих равных условиях.
Рассмотрим процесс в холодильной установке в диаграмме РV и TS . В испарителе кипит холодный агент при давлении Р0 и температуре Т0 (точка 4). Образовавшийся в испарителе пар состояния 1 отсасывает компрессором и адиабатно сжимается в нем до давления Рк и температуры Тк (состояние 2), а затем нагнетается в конденсатор. Процесс сжатия показан на диаграммах линией 1 - 2. благодаря охлаждению конденсатора забортной водой пары холодильного агента сжимаются и образуют жидкость (состояние 3). Процесс конденсации выражен линией 2-3.
В сжиженном состоянии холодный агент поступает в ТРВ, в котором он адиобатно расширяется до давления Р0 и температуры Т0 (состояние 4), совершая внешнюю работу. В диаграммах этот процесс показан линией 3-4. Далее холодильный агент вновь поступает в испаритель, где кипит, забирая для этого тепло, например, от воздуха охлаждаемого помещения или рассола в испарителе, т.е. от прокачиваемого через него жидкого теплоносителя. Процесс кипения показан линией 4 - 1.
Как известно из термодинамики, работа компрессора 1к в диаграмме pv равна а - 1 - 2 - в, а работа расширительного цикла - (ТРВ) 1рц площади в - 3 - 4 - а. работа цикла определяется разностью указанных площадей, т.е. 1 = 1к- 1рц = пл. 1-2-3-4; точно также в диаграмме TS работа 1-2-3-4; т.е. 1к = пл. С - 1 - 2 - 3; работа 1Р.Ц. = С - 3 - 4.