Холодильные установки рыбодобывающих судов

Рыбодобывающие суда предназначены для лова рыбы и ее частичной или полной переработки. К этой группе судов относятся большие морозильные рыболовные траулеры (БМРТ), средние рыболовные траулеры рефрижераторные (СРТР) и морозильные (СРТМ), обрабатывающие суда.

Большой морозильный рыболовный траулер типа "Пулковский меридиан" предназначен для лова, замораживания и хранения рыбы, переработки рыбной продукции. Для хранения рыбы используются два трюма объемом 2140 м3 (рис. 7.13, а) со спецификационной температурой хранения - 28 °С. Для тепловой изоляции охлаждаемых помещений применяют минераловатные ПП-80; фенолформальдегидные ФРПТ и пенополистирольные ПСБ-С плиты

Производственная xoлoдильнaя установка (рис. 7.13,6) состоит и: двухступенчатого винтового компрессорного агрегата; ступени низкого давления КНД марки FMS3-180I и ступени высокого давления КВД марки FMS3-900, обслуживающие воздухоохладители ВО морозильных аппаратов и грузовых помещений а также винтового агрегата KBД марки FMS3-900, обслуживающие льдогенераторы ЛГ. В нее также входят три конденсатора КД, два линейных ресивера ЛР, переохладитель жидкого хладагента ПЖ и регенеративный теплообменник РТО.

Холодопроизводительность двухступенчатого компрессорного агрегата при температуре кипения - 45 °С и температуре конденсации 36 °С равна 540 кВт, общая мощность электродвигателей 570 кВт.

Площадь поверхности теплообменных труб кожухотрубного конденсатора составляет 130,4 м². Для охлаждения конденсаторов предусмотрены четыре центробежных насоса типа НЦВ 100/20А (один резервный).

Для увеличения холодопроизводительности установки предусмотрены двухсекционный переохладитель жидкого хладагента и регенеративные теплообменники с площадями теплообменных поверхностей соответственно 14 и 0,12 м².

Вместимость линейного ресивера 1 м³. Масса R22, потребного для зарядки системы, - примерно 4200 кг.

Пары хладагента, выходящие из испарительной системы, сжимаются компрессором низкого давления КНД и после маслоотделителя через обратный клапан направляются на окончательное сжатие в компрессор высокого давления КВД. После высокой ступени перед конденсатором также имеется маслоотделитель, обеспечивающий отделение масла от фреона (маслоотделители на схеме не показаны).

Установка обратного клапана не допускает перетечку хладагента с линии высокого давления на всасывание при остановке компрессора, а также предупреждает возможный прорыв хладагента из конденсатора и ресивера при аварии компрессора. В конденсаторе КД и ресивере ЛР обычно находится значительное количество хладагента, а наличие обратного клапана позволяет избежать его потери.

После ресивера жидкий хладагент делится на два потока. Часть его проходит через регенеративные теплообменники РТО, где переохлаждается холодными парами, выходящими из льдогенератора ЛГ, и, дросселируясь в ТРВ, кипит в вертикальном льдогенераторе. Образовавшийся пар, перегреваясь в теплообменнике, поступает во всасывающую магистраль винтового компрессорного агрегата КВД, снижая температуру.

Другая часть проходит через переохладитель жидкого хладагента ПЖ, где переохлаждается за счет кипения подаваемого через ТРВ хладагента. Образовавшийся пар засасывается компрессором КВД, снижая температуру перегрева на всасывании, а сильно переохлажденный хладагент поступает к регулирующим станциям воздухоохладителей BО_1-10 морозильных аппаратов и воздухоохладителям В0_11-17 грузовых помещений.

Отсутствие специального охладителя паров хладагента от компрессоров низкого давления компенсируется дополнительным подводом к всасыванию КВД холодных паров от переохладителя жидкого хладагента и регенеративных теплообменников. Кроме того, значительное количество теплоты, выделяемой в процессе сжатия R22, отводится холодным маслом, подаваемым в полость сжатия винтовых компрессоров с последующим охлаждением в масляных холодильниках.

Оттайка воздухоохладителей ВО производится горячими парами хладагента, а поддонов - теплым рассолом. При работе в режиме оттайки горячие пары хладагента конденсируются в воздухоохладителе и жидкий хладагент после дросселирования поступает в испаритель оттайки (см. рис. 7.12), обогреваемый теплым рассолом. В испарителе оттайки холодильный агент кипит, и образовавшийся пар направляется на всасывание компрессора.

Температура кипения хладагента регулируется по давлению на всасывании изменением холодопроизводительности винтовых компрессоров от 10 до 100%.

Флот рыбной промышленности пополнился значительным числом морозильных траулеров-сейнеров типа "Орленок" (рис. 7.14, а). Это судно оборудовано одним грузовым трюмом объемом 507 м³ и температурой хранения -28 или -2 °С. Тепловая изоляция трюма выполнена из полистирола и минерального волокна.

Производственная двухступенчатая холодильная установка обслуживает грузовой трюм и работу двух роторных морозильных аппаратов FGP25-3. На рис. 7.14, б приведена схема производственной холодильной установки (без системы предварительного охлаждения рыбы).

Пары хладагента из РТО отсасываются компрессором низкого давления КНД и сжимаются до давления р_нд, после чего подаются в компрессор высокого давления КВД, где давление повышается до конечного значения р_к. От него горячие пары поступают в конденсатор КД, охлаждаются, конденсируются, стекают в линейный ресивер ЛР и разделяются на 2 потока. Одна часть направляется в переохладители ПЖ, где происходи переохлаждение жидкого хладагент, до температуры -(6-12)°С засчет кипения хладагента, подаваемого через ТРВ 1.

Образовавшиеся при кипении холодные пары отводятся при давлении р_нд на всасывание КВД, снижая в нем перегрев. Далее жидкий хладагент переохлаждается в теплообменнике возврата масла ТВМ до температуры - (24-28)°С за счет кипения хладагента, дросселируемого через ТРВ 2. Образовавшиеся холодные пары подаются при некотором промежуточном давлении р_пр<р_нд на дожатие в КНД, снижая его температуру перегрева. Окончательное переохлаждение жидкого хладагента до температуры

- (28-35) °C, поступающего через ТРВ 3 в циркуляционный ресивер ЦР, происходит за счет теплообмена в РТ с холодными парами R22, отходящими из ЦР. Жидкий хладагент при давлении кипения р_о насосом Н прокачивается через роторный морозильный аппарат РМЛ и направляется вновь в циркуляционный ресивер ЦР. Подобная схема обеспечивает низкую температуру кипения - 55°С, которая позволяет замораживать рыбу не в противнях или блок-формах, а в окантовках при непосредственном контакте рыбы с морозильными плитами. При этом снижается адгезия, что позволяет легко удалять рыбу из межплиточного пространства без оттайки и снижать расход энергии на замораживание.

Помимо обеспечения работы роторных морозильных аппаратов холодильная установка производит охлаждение грузового трюма. С этой целью часть потока жидкого хладагента после ресивера ЛР направляется в экономайзер Э, где переохлаждается до температуры - (20-25)°С за счет кипения хладагента, дросселируемого в ТРВ 4. Сильно переохлажденная жидкость дросселируется в ТРВ 5 до давления кипения р6>ро и кипит в воздухоохладителе ВО, отводя теплоту из охлаждаемого трюма. Образующийся пар сжимается в компрессоре ВКМ до давления конденсации р_к, предварительно смешиваясь и охлаждаясь при промежуточном давлении с холодными парами, выходящими из экономайзера Э. Предусмотрен резервный режим работы установки, при котором КВД может работать на охлаждение грузового трюма при неработающем морозильном аппарате (показан штриховыми линиями).

Изотермические контейнеры

В общем процессе контейнеризации изотермические (конъюнктурные) контейнеры занимают особое место. Это контейнеры со стандартными габаритными размерами, внутренней тепловой изоляцией из пенополиуретана, оборудованные системами охлаждения и отопления.

Изотермические контейнеры используются для перевозки скоропортящихся продуктов, медикаментов и веществ, требующих определенный температурный режим хранения. Быстрый рост перевозок этих грузов в изоконтейнерах диктуется следующими причинами:

частично отпадает необходимость строительства стационарных холодильников, так как хранить продукцию можно в контейнерах на оборудованных площадках; резко возрастает скорость грузовых операций;

появляется возможность перевозки на одном судне широкого ассортимента груза малыми партиями; полная сохранность перевозимого груза из-за высокой равномерности температурного поля внутри контейнера, жесткого поддержания температурного режима;

высокая степень автоматизации на основе микропроцессорной техники;

возможность перевозки нетрадиционных грузов (сыр, ягоды, цветы). Для перевозки на судах используются крупнотоннажные контейнеры длиной 6058 и 12 116 мм. При одинаковой ширине (2438 мм) они заметно отличаются по высоте: 2438, 2591, 2743 и 2896 мм. Наибольшее распространение получили изотермические контейнеры высотой 2591 мм. Корпус контейнера герметичен, состоит из прочного каркаса, стенок, крыши и пола. Наружная обшивка выполняется из углеродистой и нержавеющей стали, алюминиевых сплавов, стеклопластика. Для внутренней обшивки используют пищевой алюминий или пищевую нержавеющую сталь. Для циркуляции воздуха на внутренней обшивке предусматриваются гофры.

Холодильно-нагревательные установки выполняют встроенными в торцовую стенку контейнера и навесными, с питанием от внешнего источника и дизель-генератора.

В состав холодильной установи на рис. 7.15 входят: компрессор КМ конденсатор с воздушным охлаждением КД_воз, конденсатор с водяным охлаждением КД_вод, испаритель И, вентилятор конденсатора и два вентилятора испарителя В, фильтр осушитель ФО, индикатор влаг в хладагенте ИВ, терморегулирующий вентиль ТРВ, регулирующий соленоидный клапан РК, охлаждающий соленоидный клапан ОК, электронный регулятор температуры Р а также запорные клапаны на компрессоре 1, 2, предохранительный клапан П, клапан выдачи хладагента 3, соленоидный вентиль на всасывании СВ.

Холодильно-нагревательное оборудование может работать в следующих режимах: температура хранения груза ниже или выше - 10 °С; режим обогрева; режим оттаивания; режим вентиляции.

При включении установки в работу автоматически запускаются: компрессор КМ, вентиляторы В конденсатора КД_воз и испарителя И, Пары хладагента направляются от компрессора в воздушный конденсатор КД_воз, где происходит их конденсация. При необходимости возможно дополнительное охлаждение жидкого хладагента в водяном конденсаторе КД_вод. Далее хладагент проходит через предохранительный клапан ПК (р_макс= 2,4 МПа), фильтр-осушитель ФО, индикатор влаги в хладагенте И В. При попадании влаги в систему цвет индикатора меняется на розовый, интенсивность которого зависит от количества влаги.

После дросселирования в ТРВ жидкий хладагент кипит в испарителе И, отнимая теплоту от воздуха контейнера. Образовавшиеся пары хладагента проходят через обводной канал в корпусе закрытого соленоидного вентиля СВ на всасывание компрессора КМ. Для облегчения пуска компрессора в начальный период времени, регулирующий клапан РК закрывается и полностью открывается примерно через 6 мин.

В низкотемпературном режиме хранения при снижении температуры воздуха на входе в испаритель до - 10 °С электронный регулятор температуры Р_г подает импульс на открытие соленоидного вентиля СВ, увеличивая холодопроизводительность компрессора. Контроль температуры воздуха на входе в испаритель И обеспечивает при любых теплопритоках температуру хранения не выше заданной. При снижении температуры входящего воздуха до 2°С выше заданной включается лампочка "in range", показывающая работу установки в нормальных температурных пределах.

Дальнейшее снижение температуры воздуха, входящего в испаритель И, на 0,25 °С выше заданной вызывает прикрытие регулирующего клапана РК и уменьшение холодопроизводительности компрессора.

Если температура окружающего воздуха невысокая, то температура в рефрижераторном контейнере (воздуха на входе в испаритель) будет продолжать падать. Наконец, при снижении ее на 0,25°С ниже заданной, регулирующий клапан полностью закроется, а компрессор и вентилятор конденсатора остановятся. Также выключится лампочка "cool". Температура воздуха на входе в испаритель начнет расти и при увеличении выше заданной на 0,25°С компрессор и вентилятор вновь включатся, переходя на цикличную работу "пуск - остановка".

Для защиты компрессора от работы короткими циклами предусмотрено реле задержки, разрешающее последующий пуск через 6 мин после его остановки. Разгрузка компрессора при пуске достигается при закрытии регулирующего клапана РК-

При режиме хранения груза выше минус 10°С регулируется температура воздуха на выходе из испарителя. Соленоидный клапан СВ постоянно находится в закрытом положении. Контроль температуры воздуха на выходе из испарителя обеспечивает температуру хранения дышащих продуктов не ниже заданной, не допуская подмораживания груза. При снижении температуры на 0,25°С выше заданной, по аналогии, с предыдущим режимом, в работу вступает регулирующий клапан РК, прикрывая проходное сечение и уменьшая холодопроизводительность компрессора. Когда клапан РК закроется примерно наполовину, регулятор температуры даст импульс на открытие охлаждающего клапана ОК. Небольшое количество жидкого хладагента через дроссель охлаждающего клапана поступит во всасывающую полость компрессора. В этом случае возможно образование снеговой "шубы" на всасывающем клапане и крышке электродвигателя.

Если температура окружающей среды невысокая, то при дальнейшем снижении температуры выходящего из испарителя воздуха на 0,25°С ниже заданной регулирующий клапан закроется, компрессор и вентилятор конденсатора остановятся. Установка перейдет на цикличную работу, аналогичную предыдущему режиму. Снятие снеговой "шубы" происходит автоматически через интервал времени, задаваемый рукояткой селектора (DYS) либо вручную в любое время тумблером MD (manual defrost). При включении режима оттаивания выключаются компрессор, а также вентиляторы конденсатора и испарителя; вместо лампочки "cool" загорается "defrost" и включается электрический подогреватель испарителя. Как только температура воздуха в испарителе выйдет за допустимые пределы (t_зад+2°C), включается 90-минутная задержка времени, не позволяющая сработать сигнализации "out range" о неисправности работы холодильной установки до истечения этого времени. При повышении температуры змеевика до +24 °C выключается подогреватель, запускаются компрессор и все вентиляторы, а вместо лампочки "defrost" загорается "cool". Если подогреватель не выключится, термостат защиты выключает его при температуре змеевика 54,5 °С.

При исправной работе холодильной установки в течение 90-минутной задержки температура воздуха внутри контейнера должна войти в допустимые пределы. В противной случае загорится лампочка "out range" (вместо "in range"), свидетельствующая о неисправности работы

Контрольные вопросы и задания

1. Каковы особенности работы холодильной установки при пуске компрессора о реле температуры провизионных кладовых?

2. Какова роль пропорционального регул? тора производительности?

3. Назовите признаки правильности настройки реле низкого давления ступеней компрессора?

4. КЭКОЕ назначение экономайзера, испарителя оттаивания, обратного клапана на нагнетательной линии холодильной машины?

Литература:[2] стр. 109-139;

[5] стр. 299-308

Лекция 7