Text
                    олодильная
ика
8
АВГУСТ
1966
Год издания
сорок третий
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ
МИНИСТЕРСТВА МЯСНОЙ И МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР
ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ХОЛОДИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
УДК 621.565.006.5
РОСТ ХОЛОДИЛЬНЫХ ЕМКОСТЕЙ РОСМЯСОРЫБТОРГА й НЕКОТОРЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ХОЛОДИЛЬНИКОВ
А. И. ФИШ — РосмясорыбтО'рг
Общая емкость производственных и
распределительных холодильников в Советском Сою-
$е к началу 1966 г. достигла 2920 тыс. т. Одна
феть этого количества находится в ведении
Ъсмясорыбторга Министерства торговли
>СФСР.
За годы семилетки построено 42 одноэтаж-
1ых холодильника, 32 двухэтажных и 23 пяти-
ггажных емкостью соответственно 1—3, 5—8
i 9—17 тыс. г. Всего введено в эксплуатацию
17 холодильников общей емкостью 493 тыс. г.
шкость действующих холодильников увели-
;ена! на 97 тыс. т.
Эти холодильники были построены вблизи
айонов мясозаготовок и потребления — на
^рале, Северном Кавказе, в Сибири, Запо-
[ярье, а также в крупых городах — в Ленин-
раде (емкостью 17,3 тыс. т), Волгограде
16 тыс. г), Новокузнецке F,4 тыс г), Щрми
7,5 тыс. т), Омске (8,5 тыс. г), Новосибирске
16,8 тыс. т), Томске C,3 тыс. г), Красно/j^e
16,0 тыс. г), Кемерово A0,0 тыс. г), ]/$*
Холодильник расположен в бухте Золотой
Рог. К нему примыкает морской
железобетонный причал, оборудованный портальным
краном. Это позволяет отгружать
продовольственные грузы непосредственно с холодильника
и доставлять их морским путем в различные
районы страны.
Строятся холодильники в Наро-Фоминске,
Саранске, Курске, Ростове-на-Дону и в других
городах.
За последние годы значительно расширена
холодильная емкость в Москве. Построен
крупный пятиэтажный холодильник (Очаково)
емкостью 23,8 тыс. г, оборудованный новейшими
холодильными машинами с автоматическим
управлением и регулированием. Сооружен
Химкинский портовый пятиэтажный
холодильник емкостью 5,2 тыс. т с речным причалом, на
котором установлен портальный кран.
Емкость Московского холодильника № 9
увеличена на 13 тыс. т.
Начиная с 1959 г. при строительстве холо-
ке A5,3 тыс. т), Хабаровске A6,3 тыс. /)/и др> дильников вместо монолитного стали приме
Во Владивостоке в 1965 г. введена /^экс- нять сборный железобетон, что позволило лик
шуатацию вторая очередь портовог/^ холб-
щльника. Общая емкость его состг
iepb 16,4 тыс. т.
видировать на строительных площадках
расчёт те- творные узлы, опалубочные арматурные цехи
Ь7 и другие подсобные производства.


СДОМАДО^ЧЛДОАЧЫЗД+Ж^^ "X у ж Строительные конструкции холодильника. В последние годы ведутся работы по усовершенствованию строительных конструкций холодильников. С переходом на сборный железобетон монолитные безбалочные перекрытия были заменены сборными балками и корытообразными плитами (рис. а). Эти конструкции себя не оправдали, поскольку из-за большого числа ребер у потолка камер образовывались слабоохлаждаемые зоны, что затрудняло свободную циркуляцию холодного воздуха. Разработаные Гипрохолодом и применяемые в настоящее время конструкции НК-65 (рис. б) наиболее удачны, так как образуют гладкие потолки, что способствует свободной циркуляции холодного воздуха и, следовательно, обеспечивает лучшую сохранность грузов в камерах. По проектам Гипрохолода покрытия холодильников выполняются плоскими, а уклон кровли осуществляется за счет изменения толщины изоляции. Такая конструкция технически не обоснована и экономически невыгодна. Даже при минимальном уклоне кровли ^ 1—2%) излишне расходуется значительное количество теп- лоизоляционных материалов. Так, например, железобетонное покрытие нового корпуса Московского холодильника №9, имеющее размеры в плане 69X51 м, было запроектировано плоским, а уклон кровли B%) выполнен за счет толщины изоляции. На устройство уклона было израсходовано 897 ж3 теплоизоляции. При строительстве Владивостокского холодильника (размер кровли в плане 40,3 X X 84,05 м) уклон кровли был принят 1,5%. На его создание было израсходовано 508,2 ж3 теплоизоляции. Соответственно по проекту холодильника в Липецке на устройство уклона кровли намечено израсходовать 690 жа теплоизоляции, а для двух очередей холодильника в Наро- Фоминске — 910,8 м3. При устройстве уклона кровли за счет изоляционных материалов в коньковой части покрытия толщина изоляционного слоя достигает 80 см, что не создает жесткости на этом участке и приводит к образованию впадин. Железобетонные конструкции изготовляются по индивидуальным заказам для каждого холодильника и выполняются по любому заданному чертежу. Они не являются унифицированными, поэтому, выполняя уклон кровли за счет конструкций (разная высота колонн на верхнем этаже многоэтажного холодильника или колонн и опор фундаментов одноэтажного холодильника), можно сэкономить тысячи кубометров дефицитных теплоизоляционных материалов, удешевить стоимость строительства и улучшить качество кровли. Следует также пересмотреть проектируемый уклон, который в последних проектах составляет лишь 1%. Такой уклон не обеспечивает нормального стока воды, недостаточно предохраняет от увлажнения теплоизоляционный слой. Уклон кровли должен быть увеличен до 5-7%. .т литературе по теплоизоляции холодильников и нормах СНиП рекомендуются различные виды теплоизоляционных материалов. Для покрытий и перекрытий холодильников вполне пригодны торфяные изоляционные пли 2
ты, которые обычно и применяются. Вместо пенобетона успешно применяют керамзит или керамзитобетон. Между тем в проектах совершенно не предусматривается использование новых прогрессивных изоляционных материалов, а рекомендуются обычно только два вида: для стен, покрытий и перекрытий — минеральная пробка, для перегородок и противопожарных поясов — пенобетон. Однако промышленность и заводы-изготовители в ряде случаев не обеспечивают потребности строек в минеральной пробке и пенобетоне. Согласно проектам Гипрохолода в камерах холодильников, на платформах, в вестибюлях и коридорах должны быть асфальтовые полы. Как показал опыт эксплуатации, такие полы совершенно непригодны для холодильников. При производстве погрузочно-разгрузочных работ, передвижении автопогрузчиков и электротележек они быстро деформируются. На многих строящихся холодильниках и на ряде действующих асфальтовые полы заменяют мозаично-плиточными или литыми. Устройство таких полов должно быть обязательно предусмотрено в новых проектах холодильников. По конструктивным решениям Гипрохолода внутренняя кирпичная стена холодильника до устройства пароизоляции предварительно покрывается слоем штукатурки толщиной 2 см. Проектировщики объясняют это необходимостью выравнивания кирпичной кладки. Другого технического назначения слой штукатурки не имеет. Возникает вопрос, не лучше ли в та- . ком случае выполнять кирпичную кладку «в подрезку», требуя при этом от подрядчика хорошего качества работ. Это значительно удешевит стоимость и сократит сроки строительства холодильников. С ВЫСОКОЙ НАГРАДОЙ! За достигнутые успехи в выполнении заданий семилетнего плана по производству мясных и молочных продуктов и заслуги в развитии мясной и молочной промышленности Президиум Верховного Совета СССР Указом от 14 июня 1966 г. наградил орденами и медалями СССР большую группу работников предприятий и организаций Министерства мясной и молочной промышленности СССР. Среди награжденных — 117 работников холодильного хозяйства Министерства мясной и молочной промышленности СССР. Орденом Ленина награждены: ЦЫГАНКОВ Александр Иванович — мастер Котласского холодильника (Архангельская область); АХМЕТГА- ЛЕЕВ Хакимжан Сабиржанович — заведующий производством холодильного цеха Петропавловского мясоконсервного комбината (Северо- Казахстанская область); МАКЕЕВ Семен Андреевич — старший машинист холодильных установок Пензенского молочного комбината. Орденом Трудового Красного Знамени награждены 3 человека, орденом «Знак почета» — 43 человека, медалью «За трудовую доблесть» — 29 человек, медалью «За трудовое отличие» — 39 человек. Редакция журнала «Холодильная техника» поздравляет холодильщиков мясной и молочной промышленности с высокой наградой и желает им больших творческих успехов в выполнении заданий новой пятилетки!
Обсуждаем вопросы пятилетнего плана строительства холодильников УДК 621.665.006.5.001.2 О МЕТОДИКЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕОБХОДИМОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ ЕМКОСТИ 3. Е. ФИШКИН — Всесоюзный маучно-иеследо.вателыжий институт холодильной промышленности За годы семилетки холодильная емкость страны более чем удвоилась. По объему холодильной емкости СССР занимает второе (после США) место в мире. В эксплуатации находится большое число средних и крупных ^со- верше!шш^_^^ пр_диз,- * водственных и^?????^^^^^^^13шД2ШЩ>- te нйТковГБ*специализированных совхозах и круп- " Imx^KQJi хо з а х на ч а то строительство^ - ников для хранения плодов, винограда, ово- щёйТяйца и других продуктов. Значительно улучшилось географическое размещение холодильных предприятий. Сооружены новые производственные холодильники в местах массового производства мяса, молока, консервов, в районах добычи рыбы. Построены распределительные холодильники в основных промышленных центрах. Значительно увеличилась хладообеспеченность в восточных областях Российской Федерации, в Казахстане и Средней Азии. Все это позволило заметно улучшить условия работы пищевых предприятий, создать запасы продуктов и организовать бесперебойную торговлю ими. Однако абсолютный уровень холодильной емкости все еще не полностью ^^обеспечивает ние в новом пятилетии объема производства мясных, молочных, рыбных продуктов и закупок плодов и яйца вызывает необходимость дальнейшего значительного расширения холодильного хозяйства страны. Директивами ХХШ съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1966—1970 гг. предусмотрено «рас- ширить примерно bJ^Tj^^^ ТЯВюв^^^охлаждаемых складов». 'При этом практика оаооты пищевой промышленности и оптовой торговли показывает, что темпыГ|раз- вития холодильного хозяйства должны опере- JiUZk ВМХ ХЦЮешвхемых^ т^кщем_петдае-щ тов.1йУждающихся в холодильном хранении. Это создаст лучшие условия для работы пищевой промышленности и заготовительных организаций и позволит избежать значительных потерь продуктов в народном хозяйстве. JLm^JSH^ приобре- _TaSXJBXSS \)снрв2да.^?^ШШ;^Ми- ки определения действительной потребности в холодильной ёмкости на олижаишие годы, 4 определения дефицита холодильной емкости в целом по стране и отдельным экономическим районам, а также плана рационального географического размещения холодильных пред- приятий^Приденяемая в настоящее время^ме^ jroAHKaj?^^ этих вопр^др. а некоторые ее разделы стра- дают, на наш взгляд, большими недостатками, иоъем потребной холодильной емкости по стране в целом, союзным республикам, экономическим районам и отдельным пунктамщол- жен определяться балансовым методом. тТе. на основе ооъемов и сезонности производства, потребления отдельных продуктов на планируемый период и имеющейся в наличии холодильной емкости. Однако на практике при определении требуемой емкости допускаются значительные отклонения от этой методики. Так, например, для установления требуемой емкости для хранения сезонных запасов продуктов необходимо правильно определить физические объемы потребления отдельных продуктов и источники их покрытия. В первую очередь это касается фруктов и яйца. Поскольку удельный вес колхозной торговли этими продуктами весьма значителен, размеры сезонных и текущих запасов фруктов и яйца, нуждающихся в холодильном хранении, должны определяться исходя из объема государственных закупок, а не из общего размера товарной продукции сельского хозяйства, как это сейчас практикуется в расчетах. Такие просчеты недопустимы, так как они приводят к завышению потребности в холодильной емкости для хранения указанных продуктов и к неправильному проектированию структуры емкостей по температурному режиму. Это важно еще и потому, что фрукты занимают; второе„.MgcTOjioc- ле мясТТюооъ^^^^^^^^^ю^^ГаАдаеж^ •^мкостиГ^^озда'ние их сезонных запасов'при- ходитсяна период максимальной потребности холодильной емкости для страны. При определении размера холодильной емкости на пятилетие необходимо предусматривать: обеспечение нормальной производственной работы всех предприятий пищевой промышленности; бесп^е^ойнуюч(закупку фрукщв . и яйца^и^ *ТТосл-. v. :>щей отгрузки; хранение сезонных и текущих запасов всего ассортимента скоропор- тящихся продуктов в необходимых количесг-
вах. Это предотвратит возможность возникновения отдельных диспропорций в холодильном хозяйстве и связанных с ними значительных потерь в сфере производства и торговли. Действующая мет^дд^Д ЧШ?-тикг °преде- лешя^Тют^^ емкости на пятилетие для отдельных союзных республик и экономических районовина дснрве^^чи^ен- ^.ШгЖХ,Шг-^ШШ^ШпЖШ^22^^2Л2МШ^2^^ себя. Объясняется это тем, что в расчетах HeTipHHrr- мается во внимание сезонность производства продуктов, особенно мясных и рыбных, по отдельным районам страны. Например, в IV квартале 1964 г. удельный вес производства мяса в среднем по Союзу составлял 33,9% годового объема, на Украине'28,4%, в Казахстане 37%. По месяцам эти колебания носят более выраженный характер. Так, в РСФСР в сентябре вырабатывалось мяса 14,6%, на Украине — 10,2%, а в Казахстане — 17,4% годового объема, в октябре соответственно 17,6, 11,2 и 19,4%. Действующей методикой не учитываются * также отклонения в потреблении продуктов на одного жителя по районам и пунктам Союза, в частности, j$q счет рыночного^онда_ из госу-, ^^^ ^"пр инГим ается во внимание сезонность потребления продуктов. В то же время эти факторы имеют важное значение для определения размера сезонных запасов и необходимой емкости для их хране- нения, в частности, в пунктах потребления. Не учитываются также существенные различия районов страны, поставляющих ряд про- Так, например, Дальневосточный и Прибалтийский районы, Мурманская и Калининградская области должны иметь значительно большую хладообеспеченность на одного жителя по сравнению со среднесоюзной в связи с необходимостью обеспечения бесперебойной работы рыбной промышленности. Не случайно в 1965 г. хладообеспеченность на одного жителя в Латвийской ССР была выше среднесоюзной на 58,1%, в Эстонской ССР на 45,3%, в Мурманской области на 60,6%, в Приморском крае в 2,5 и в Калининградской области в 3 раза. Аналогичное положение имеет место и в ряде районов развитого животноводства, например в Бурятской АССР, Семипалатинской и Северо-Казахстанской областях. Хладообеспеченность в районах и промышленных центрах^авоздщих значительное, количество продуктов* (Мосьша, Ленинград, Дальневосточный край, промышленные города Донбасса, Урала, Сибири и др.), должна _превы,ща/гъ ^?Р^жесою^^н^|р^од^[у на одного вт^^^^7^^Т^^^в^111ш^^^^^ продукты, требущ^д „MfiflfeilMfl >хоТо?шлкная емкость для хранения текущих запасов по сравнению со среднесоюзной нормой. В связи с этим необходимо разрабатывать самостоятельные балансы потребности в холодильной емкости для отдельных союзных республик, экономических районов, краев и областей. Это обеспечит правильное размещение холодильных предприятий по территории страны. Существенным фактором, влияющим на выявление дефицита холодильной емкости в стране на планируемый период, а в связи с этим и плана наращивания емкостей, является размер подлежащей вычету емкости, имеющейся на начало планируемого периода. В настоящее время при определении размера дефицита и плана нового строительства по действующей методике исключают 100% на-. личной емкости, что является неправильным и лишь усугубляет дефицит. Стопроцентная за-' грузка емкости возможна лишь при отсутствии на действующих холодильниках всяких операций по приему, выдаче и сортировке грузов. Фактически за 1959—1965 гг. оборот емкости по всем производственным и распределительным холодильникам Союза составил 5,7 раза в среднем за год. «¦—««-* Многолетний опыт эксплуатации холодильников, в частности распределительных, показывает, что практически невозможно добиться стопроцентного использования емкости камер хранения всех холодильников страны даже в период максимальной их загрузки, т. е. во время массовой переработки скота и заготовки фруктов. Объясняется это тем, что в одних и тех же камерах с минусовыми температурами в отдельные периоды года хранятся разные продукты — мясо и рыба мороженые, масло животное, птица, замороженный творог и др. То же имеет место и при хранении продуктов в камерах с плюсовыми температурами. При такой организации хранения разных продуктов требуется перед загрузкой нового вида продуктов предварительная санитарная обработка камер и вывод их в связи с этим на JBBfllBP» С1HК из эксплуатации. При партионном хранении на холодильниках целого ряда продуктов также невозможно обеспечить стопроцентную загрузку камер хранения, поскольку эти продукты отпускаются с холодильников постепенно, по мере получения разнарядок от торгующих и других организаций. На холодильниках в один и тот же штабель новые партии многих поступающих продуктов не укладываются. Кроме того, в раз-
ные сезоны года неизбежно хотя §ым кратковременное щключение из эксгшудтаЦДЙм^Яйа» *^амер хране дупредительнрго и^екущего ремонтов обеспечивается правильная техническая эксплуатация, подтверждает, что и на этих предприятиях даже в период и&^^^щт загр^- ^мрмкость ^пользуетс^Л*^.^^ Принимая во внимание большой размер наличной холодильной емкости в стране, эти 5—10%. неиспользуемой площади по производственным, не зависящим от холодильников причинам составляют около 300 тыс. г, или около 15% холодильной емкости, намечаемой к вводу в действие в новом пятилетии. Исключение из потребности 100% наличной емкости усугубит в дальнейшем дефицит и осложнит размещение на холодильниках продуктов, в первую очередь предназначенных для накопления сезонных запасов. На большинстве заводов маслодельной и сыродельной промышленности, в отличие от мясной, рыбной и некоторых других, преобладают холодильники емкостью единовременного хранения 100 ^ И ШШ&Й с температурным режимом, не позволяющим создавать сезонные запасы масла и сыра, хотя емкость этих холодильников включена в общий холодильный фонд страны. На многих холодильниках ряда бассейнов рыбной промышленности по этим и некоторым другим причинам (отдаленность от промышленных центров, длительное хранение соленых рыботоваров и т. д.) также невозможно размещать сезонные запасы мясных и молочных продуктов, фруктов и др. Это еще раз подтверждает, что при определении размера действительного дефицита и объема нового строительства на пятилетие или другой плановый период из общей потребности страны в холодильной емкости следует исключать^неJQ?jLl?J2?,I рядка 90 °/у |наличноипхолоди.льнои емкост^,,и?ьГ хо^я из рем^^ ностеи предприятий. ""*"' Существенный недостаток действующей методики определения холодильной емкости для отдельных промышленных центров, городов и пунктов при разработке пятилетнего плана заключается в том, что емкость для них исчисляется на основе среднесоюзной нормы хладо- обеспечения (в кг) на одного жителя. Такой метод определения емкости холодильников, в частности распределительных, в новом пятилетии предполагает одинаковый размер потребления продуктов на душу населения и одинаковую сезонность во всех городах и пунктах страны. Кроме того, имеется в виду обеспечение всех пунктов емкостями для хранения сезонных и текущих запасов за счет строительства самостоятельных холодильников или включения части из них в зоны обслуживания других холодильников. Нереальность такого подхода, при определении требуемой емкости на ближайшие годы для отдельных городов видна также из того, что в 4277шщпцос^^^ щрддского ^ типа н^с^ленцд^дхдану,. В большинстве этих пунктов в текущем пятилетии распределительные холодильники сооружаться не будут. К тому же подавляющая часть этих пунктов по ряду существенных причин (дальность расстояния, состояние дорог, небольшой объем потребления и др.) не может быть включена даже в зоны обслуживания других холодильников. Эти пункты снабжаются продукцией текущей выработки близлежащих пищевых предприятий, а также за счет колхозного рынка. В связи с этим размер холодильной емкости для размещения всех сезонных запасов страны в расчете на одного жителя в городах, где намечается расширение действующих или строительство новых холодильников, естественно, должен бытъ^вы^ немне медее^ потреб Т?о1Г*ешсости7пред перспективным планом, не будет привязана к конкретным точкам строительства, что приведет к образованию дефицита холодильной емкости в стране. Эта разница в реально необходимом повышенном хладообеспечении отдельных городов составляет большую величину. Для таких крупных городов, как Киев, Баку, Ташкент, Горький, Харьков, Новосибирск, Куйбышев, необходимо увеличить емкость, исчисленную по среднесоюзной норме, на 8—10 тыс. т; для Тбилиси, Свердловска, Донецка, Днепропетровска, Челябинска, Перми — более чем на 5 тыс. т. и т. д. При разработке пятилетнего плана механический подход к определению размера холодильной емкости для отдельных городов и промышленных пунктов приведет также к значительным просчетам необходимой емкости по экономическим районам. Это вызовет трудности в создании сезонных запасов (на долю которых приходится около 90% всей потребной емкости), снижение качества продуктов питания в связи с вынужденной необходимостью их хранения в неприспособленных помещениях и большие материальные и денежные народнохозяйственные потери. 6
В новом пятилетии холодильная емкость для отдельных городов и промышленных пунктов должна быть рассчитана на основе: необходимой емкости рля fffieypfflfiflBaL Л9Р~ мальнои производственной работы действующих t и вновьн||niiстроящихся _пищевых #>м|предприятии в данном пун^тще;пди^ «^ji2E°?ara^^ |Тдля размешения^аашш1д.ааш1совл. Для обеспечения нормальной работы промышленности и торговли большое значение приобретает также установление правильной <jkhm^. В настоящее время это особенно важно, поскольку степень обеспеченности емкостями с минусовыми и плюсовыми температурами неодинакова по отдельным районам и пунктам. В связи с этим необходимо разработать дифференцированную методику и мероприятия, которые позволили бы удовлетворить потребность всех районов в емкостях с необходимым температурным режимом. В последние годы в эксплуатацию введено около 60 городских фруктовых холодильников с плюсовыми температурами, в основном при плодоовощных базах и комбинатах. В ряде городов емкость фруктовых холодильников занимает уже значительный удельный вес в общем | их хо^^и^ьндм^фойде- Так, в Киеве jQqSE^ НН5^~ Челяб^скеДА%. Поэтому при установлении структуры холодильной емкости на распределительных холодильниках следует обязательно учитывать имеющиеся и строящиеся фруктовые холодильники. В противном случае емкости с плюсовыми температурами на распределительных холодильниках будут использоваться не полностью и потребуются дополнительные значительные капитальные затраты, связанные с переоборудованием и приспособлением этих камер для хранения в них продуктов, требующих минусовых температур с реконструкцией компрессорных и энергетических iLexj3Bj^ Грави^^о""р позво-1 'лит экономически грамотно определить действительную потребность страны, отдельных районов и пунктов в холодильной емкости и при наименьших капитальных затратах наиболее эффективно осуществить план рационального расширения действующих и строительства но- Ьых холодильников в пятилетке 1966—1970 гг. УДК 621.565 :658.6/.9 ОБ УЛУЧШЕНИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТОРГОВОГО ХОЛОДИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ Н. И. СОЛУЯНОВА, М. А. ОЧЕРЕТЯННЫИ — Управление торгового оборудования Министерства торговли СССР Более 75% предприятий, торгующих скоропортящимися продуктами, оснащены различным холодильным оборудованием, насчитывающим 500 тыс. единиц общей производительностью свыше 400 млн. ккал/ч. В 1966 г. б торговые предприятия поступит более 90 тыс. единиц холодильного оборудования, а за 1966—1970 гг. количество его удвоится. В связи с этим следует усилить контроль за эксплуатацией оборудования. Нередко еще можно обнаружить большой слой инея на испарителях прилавков, витрин, шкафов и камер, неисправные дверные затворы, неправильное размещение и хранение скоропортящихся продуктов в камерах и пр. Некоторые ремонтно-монтажные предприятия допускают отступления от требований монтажа и технического обслуживания холодильного оборудования. В ряде мест фреоновые холодильные агрегаты холодопроизводи- тельностью до 4 тыс. ккал/ч смонтированы без фундамента и подставок, не заземлены или заземлены некачественно, трубопроводы не закреплены. Часть эксплуатируемых агрегатов не имеет ограждений, крышек на токоприемниках, иногда неправильно отрегулированы или неисправны приборы автоматики и т. д. Есть случаи нарушения технических и санитарных требований, правил техники безопасности. Так, на электрощитках некоторых холодильных установок в Сухуми обнаружены самодельные предохранители вместо плавких (пробок). В магазинах и столовых Туркменской ССР на части агрегатов с воздушным охлаждением конденсатора сняты диффузоры. В отдельных предприятиях Москвы заклинены электрические контакты приборов автоматики 7
(РД-1) с целью получения в охлаждаемых объемах температуры, ниже указанной в заводских инструкциях. В большинстве случаев неправильная эксплуатация торгового холодильного оборудования является следствием недостаточной подготовленности персонала. ^Bj(^f^euJL2?6. г. Министерством торговли СПСР утверждены «Правила эксплуатации торгового холодильного оборудования в предприятиях торговли и общественного питания», в которых приведены основные положения о порядке приемки оборудования, его хранении до установки, требования к монтажу и вводу в эксплуатацию, сведения об эксплуатации; указаны также мероприятия по эффективному его использованию. Особо отмечено, что эксплуатация холодильного оборудования может быть доверена только лицам (продавцам, буфетчикам, поварам и др.), прошедшим инструктаж по технике безопасности и сдавшим зачеты по программе технического минимума. Торговое холодильное оборудование закрепляется за определенными работниками (заместитель директора, заведующий секцией или производством, начальник цеха, старший продавец), ответственными за эксплуатацию его в соответствии с заводскими инструкциями и указанными Правилами. Эти работники обязаны: — организовать (через торг, трест столовых) инструктаж по техническому минимуму лиц, занятых эксплуатацией холодильного оборудования; — контролировать правильность эксплуатации: температурный режим, размещение продуктов в охлаждаемых объемах, соблюдение правил охраны труда, техники безопасности и санитарии, оттаивание инея с испарителей, незагроможденность агрегатов грузами, цикличность автоматического включения и выключения холодильных агрегатов и температуру в охлаждаемых объемах, пуск агрегатов, выключившихся в результате срабатывания тепловой защиты; — вызывать механика ремонтно-монтажного комбината (участка) в случае неполадок в работе установки; — контролировать выполнение механиками ремонтно-монтажного комбината (участка) работ по техническому обслуживанию торгового холодильного оборудования, а также оформление в журнале записей о выполненных работах. Необходимо указ'анные Правила довести до сведения всех работников, связанных с эксплуатацией торгового холодильного оборудования, так как бесперебойная работа последнего во многом зависит от качества технического обслуживания и ремонта. Практика показывет, что наиболее прогрессивным является метод комплексного обслуживания, введенный Министерством торговли РСФСР в 1959 г. На основе многолетнего опыта работы Московского ремонтно-монтажного комбината треста Росторгмонтаж комплексное обслуживание торгового холодильного оборудования нашло применение во всех областях, краях и автономных республиках РСФСР, Белорусской ССР, Эстонской ССР, Армянской ССР, Грузинской ССР и Узбекской ССР. При таком обслуживании ремонтно-монтаж- ные комбинаты по договорам с торговыми организациями выполняют профилактический, средний и капитальный ремонты оборудования по стоимости, утвержденной министерством торговли союзной республики с учетом действующих межремонтных сроков на различные типы холодильного оборудования. Так, компрессор ФАК-0,7 по расчетам должен подвергаться капитальному ремонту один раз в 10 лет, среднему — один раз в 5 лет и профилактическому (выполняется при техническом обслуживании холодильного оборудования) — один раз в два месяца. Общэя стоимость комплексного обслуживания при этом слагается из стоимости каждого из ремонтов за 10 лет и определяется в расчете на месяц. Так, стоимость ко^лексного обслуживания одногсГЖреонового апЖ^Ш^^^О^вЖЬскве «витая» ч. ,»• ^"•'VK """' "*"""''*""*¦ "p-^ ' V-» **" ' " "* * ""' *"~ }J русГБО коп. в месяц. Она зависит от разме- ров накладных расходов на ремонтных предприятиях, поясных коэффициентов, тарифных ставок механиков и различна для разных групп комбинатов. Торговые организации ежемесячно перечисляют ремонтно-монтажным комбинатам причитающиеся им суммы за комплексное обслуживание по утвержденной цене. Ремонтно- монтажным комбинатам засчитываются только суммы за фактически выполненные работы по ремонту и техническому обслуживанию холодильного оборудования. Все повторные ремонты, вызванные некачественным выполнением работ, и устранение неисправностей в оборудовании производятся без дополнительной оплаты. Кроме того, по сигналу диспетчера комбината или мастера о повторном вызове проводится дополнительная контрольная проверка оборудования. Механик комбината получает заработную плату из расчета один профилактический ремонт в два месяца и один вызов в месяц на каждую холодильную установку. При повтор-
ном вызове механик устраняет неисправности без дополнительной оплаты. До перехода на комплексное обслуживание эксплуатация одной автоматизированной фреоновой холодильной установки в год в Москве обходилась около 160 руб. На начало 1966 г. эти расходы снижены до 31 руб. 20 коп. По данным Министерства торговли РСФСР, до перехода на комплексное обслуживание холодильных агрегатов (в 1958 г.) количество капитальных и средних ремонтов по всем ремонтно-монтажным комбинатам доходило до 25%. В настоящее время оно не превышает 14%, (против 20% по расчету). Холодильные агрегаты работают лучше и значительно меньше простаивают из-за технических неисправностей. При комплексном обслуживании упрощается и сокращается переписка и учетно-расчет- ная документация, появляется возможность оперативно решать вопросы ремонта и технического обслуживания оборудования. Как правило, осмотр и профилактический ремонт установок холодопроизводительностью до 4 тыс. ккал/я проводится один раз в два ме- сяца.^Один механик обслужи^^ размещения предприятаи. ^ "*** ^механик постоянно следит за оборудованием и при периодических осмотрах приводит его в надлежащее состояние. Ниже дан примерный перечень работ, выполняемых механиками ремонтно-монтажных комбинатов по техническому обслуживанию холодильных установок: — проверка технического состояния оборудования (исправность холодильного агрегата, правильность режима работы, состояние электропроводки и др.); — проверка плотности соединений фреоновой системы и устранение утечек; — проверка и прочистка фильтров, удаление влаги из системы путем установки технологического фильтра-осушителя; — закрепление трубопроводов и электропроводки; — проверка наличия воздуха в системе и спуск его; — зарядка и дозарядка холодильной системы фреоном и маслом, добавление масла в ванну наружного сальника компрессора; — проверка температурного режима в охлаждаемых объемах, правильности загрузки, регулировка приборов автоматики, предотвращение влажного хода компрессора; — проверка снеговой шубы на испарителях и обеспечение ее оттаивания; — очистка агрегата (в первую очередь конденсатора с воздушным охлаждением); — замена неисправных всасывающих и нагнетательных клапанов компрессоров, сальников, водорегулирующих вентилей, приборов автоматики (в герметичных фреоновых агрегатах производится замена только приборов автоматики) ; — проверка состояния и устранение неисправностей или замена магнитных пускателей, автоматических выключателей, электрокатушек; — проверка и регулирование тепловой защиты, замена нагревательных элементов приборов автоматического оттаивания инея; — проверка и зачистка электроконтактов, чистка отдельных узлов; — проверка заземления, защитных ограждений; — проверка дверных затворов, резиновых и других уплотнителей; — проверка состояния и натяжения приводных ремней; — регулировка поступления воды в холодильную установку с конденсатором водяного охлаждения; — проверка внешним осмотром работы подшипников, наличия смазки в них, добавление или замена смазки в подшипниках, замена подшипников; — проверка и устранение неисправностей в устройствах для отвода конденсата, защитном ограждении агрегата и др.; — снятие электродвигателя, направляемого в ремонт, и установка после ремонта; — демонтаж холодильного агрегата перед ремонтом и монтаж после ремонта; — остановка по требованию торгового предприятия оборудования и консервация его; пуск оборудования в эксплуатацию после консервации; — технический инструктаж работников предприятий торговли и общественного питания по эксплуатации оборудования и технике безопасности. По каждому виду торгового холодильного оборудования необходимо вести эксплуатации онный журнал, в который механик записывает* температурный режим в охлаждаемых объемах, проведенный инструктаж работников, занятых эксплуатацией холодильного оборудования. В магазинах, столовых и других предприятиях, где имеется несколько холодильных агрегатов, может быть заведен общий журнал на все агрегаты с выделением страниц для каждой единицы холодильного оборудования. 2 Зак. 2223 9
Записи, сделанные механиком, проверяет администрация торгового предприятия. Журнал хранится у директора (заведующего) предприятия или его заместителя. Учитывая положительные результаты комплексного обслуживания торгового холодильного оборудования в ряде союзных республик, Министерство торговли СССР рекомендовало применить его в остальных союзных республиках. При этом следует учитывать техническое состояние ремонтно-монтажных комбинатов: их оснащенность, наличие обменного фонда холодильных машин, возможности проведения профилактического ремонта. Организация технического обслуживания, а также расходы торговых организаций на эти услуги находятся в прямой зависимости от ка- В отечественном холодильном машиностроении требования по ограничению шума и методам его измерения были впервые сформулированы в ГОСТах 9666—61 и 10613—63 на малые герметичные фреоновые компрессоры. Этими стандартами предусмотрены контрольные и типовые акустические испытания компрессоров в заглушённых камерах. В настоящее время ВНИХИ и ВНИИхолод- машем разрабатываются стандарты на методы испытаний малых герметичных фреоновых агрегатов и компрессоров холодопроизводи- тельностью свыше 4000 ккал/ч, в которых также будут отражены требования к проведению акустических испытаний в заглушённых камерах. Таким образом, создание акустических стендов с заглушёнными камерами на заводах- изготовителях или в базовых исследовательских центрах становится актуальным. Однако при разработке конструкций таких стендов нужно исходить прежде всего из их целевой направленности. Например, если для определения шума компрессоров домашних холодильников необходимо создавать сравнительно небольшие тщательно звукоизолированные камеры, то для испытаний бессальниковых компрессоров средней производительности нужны камеры большей площади и менее изолированные. Известно, что повышенный шум в полосе чества холодильного оборудования, поставляемого промышленностью. Совершенная конструкция, высокая надежность значительно уменьшат объем работ и удешевят затраты на содержание холодильного оборудования. Например, внедрение герметичных агрегатов, агрегатированных фреоновых установок, укомплектованных надежной электрической защитой, приборами для автоматического удаления инея с испарителей, и другие усовершенствования могут резко снизить стоимость эсплуатации холодильного оборудования. К сожалению, качество многих видов холодильного оборудования еще недостаточно высокое и устранению имеющихся недостатков должно быть уделено большое внимание. низких частот мало влияет на степень физиологического восприятия его человеком, в связи с чем при контрольных испытаниях компрессоров шум можно измерять по корректирующему контуру А шумомера, сглаживающего низкочастотные слагающие шума. Это значительно облегчает задачу создания специальных звукометрических помещений по типу заглушённых камер. Наибольшие помехи в камерах наблюдаются в полосе низких частот, изолироваться от которых практически невозможно, но их сравнительно легко устранить в области средних и высоких частот. Кроме того, коэффициент звукопоглощения пористых материалов (поролона, стекловолокна и др.) в области средних и высоких частот близок к единице и, следовательно, опасность искажения измеренных величин вследствие отражения звуковых волн от ограждений камеры также устраняется. Таким образом, для контрольных испытаний малых холодильных машин объективными методами достаточно будет на линии готовых изделий разместить заглушённую камеру площадью 4—6 м2 при высоте 1,5—2 м. Основные требования, предъявляемые к заглушённым камерам, заключаются в правильном выборе звуко- и виброизоляции от внешних помех и звукопоглощающей отделки внутри камеры. УДК 534.83:621.317.2 НОВЫЙ СТЕНД ВНИХН ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ШУМА МАЛЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН В. А. ТИХОМИРОВ — Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности 10
В 1961 —1964 гг. ВНИХИ спроектировал и построил акустический стенд с заглушённой камерой, позволяющий проводить всесторонние исследования акустических характеристик всего ряда малых холодильных машин [1, 2]. Расчеты этой камеры и ее конструктивные решения можно использовать при проектировании новых камер как заводами—изготовителями холодильного оборудования, так и другими заинтересованными организациями. Ниже приводятся основные формулы, использованные для расчета заглушённой камеры ВНИХИ, описание ее конструкции и результаты испытаний. Звукоизоляция монолитных ограждений R зависит от веса ограждения Р, приходящегося на квадратный метр его поверхности, и рассчитывается по формуле [3, 4] /?=181gP'+8(?tf. Таким образом, при утяжелении ограждений, например путем увеличения их толщины в 2 раза, звукоизоляция возрастает на 5,5 дб. Для улучшения звукоизоляции ограждения камер делают двухслойными. В этом случае их звукоизоляция возрастает на величину А/?, т. е. R = mg{pl + p2) + 8 + ^Rd6. Величина AR зависит от толщины воздушного зазора между стенами и является максимальной при толщине зазора около 10 см. Собственный шум камеры (помехи) LK с учетом звукоизоляции и звукопоглощающей отделки определяется из выражения L-R LK = ^j)gF-\010 -101g4, где L — уровень звукового давления за ограждением, дб; F — площадь ограждений камеры, ж2; А — звукопоглощение внутренней поверхности ограждений камеры, сэбин. Погрешность при измерении будет сведена до величины, меньшей 0,5 дб, при условии, что уровни звукового давления помех во всем диапазоне исследуемых звуковых частот ниже уровня шума не менее чем на 10 дб. Искажения в измеренных величинах вследствие отражения звуковых волн от ограждающих конструкций камеры будут минимальными при максимальном приближении звукового поля камеры к условиям открытого пространства. Эти условия выполняются при спаде уровней звукового давления при удвоении расстояния от источника звука не менее чем на 5 дб, т. е. на 1 дб ниже, чем в открытом пространстве 2* [1, 2]. Такой спад уровней достигается высокоэффективной звукопоглощающей отделкой ограждений камеры. Влияние отраженных звуковых волн будет практически исключено при звукопоглощении камеры, равном 125 сэбин [4]. В этом случае суммарная поверхность ограждений камеры SF находится из выражения где (хСр — средний коэффициент звукопоглощения ограждений камеры. Минимальное расстояние d от оборудования до стен и потолка камеры находится по формуле d = -0,3'+|/ 0Д+~- м. При проведении испытаний в камере расстояние т от оборудования до микрофона принимается не менее двукратной длины этого оборудов ания \YYi^> 2/макс)> & для малых машин (/макс < 0,25 м) — не менее четырехкратной [1, 2]. В этом случае максимальная длина возможного для испытания в камерах оборудования находится из выражения 1—аср \ 2 / В результате проведенных расчетов были получены следующие основные параметры заглушённой камеры ВНИХИ [1]: габаритные размеры камеры (без учета звукопоглощающей отделки) 6,8X6,0X4,1 м; максимальные габаритные размеры оборудования 1,5хО,7Х X 1,2 м; расстояние от оборудования до микрофона 0,5 и 1,0 м. Собственный шум камеры на частоте 125 гц — 32 дб. Акустический стенд ВНИХИ (рис. 1) состоит из основного помещения — заглушённой камеры (рис. 2) — и вспомогательных: звукометрического, калориметрического и генераторного. Размеры помещений даны в таблице. Помещения акустического стенда Заглушённая камера . Звукометрическое . . Калориметрическое . . Размеры, м 5,68 4,40 6,38 5,78 я S Оч 1 4,52 2,20 2,42 2,60 Н О 4,02 5,75 5,75 5,75 о 25,7 9,7 15,4 15,0 Ю о 108,8 55,5 89,0 j . 86,1 ! Узлы заглушённой камеры показаны на рис. 3. Стены камеры двухслойные. Наружные стены кирпичные, толщиной 51 см (со сто- 11
2970 ШО ш VA %1 Рис. 1. Планировка сгенда: / — заглушённая камера; // — звукометрическое помещение; /// — калориметрическое; IV — генераторное; 1 — фундаменты для исследуемого оборудования; 2 — двухслойные стены; 3 — звукопоглощающая отделка; 4 — каналы для кабелей под полом; 5 — электрические клеммные колодки; 6 — смотровое окно; 7 — поролоновая пробка для ввода в камеру фреоновых трубопроводов; 8 — звукоизолированные двери; 9 — шторы из капроновой ткани. роны звукометрического помещения — 38 см), внутренние — железобетонные, толщиной 15— 17 см. Зазор между стенами заполнен стекловолокном. Внутренняя часть камеры имеет вид опрокинутой монолитной железобетонной коробки, под основание которой уложена виброизолирующая прокладка из штапельного стекловолокна, сжатого под нагрузкой с 28 до 3 см. Основание железобетонной коробки находится на 0,5 м выше уровня паводковых и грунтовых вод и тщательно гидроизолировано двумя слоями рубероида на битумной мастике. Перекрытие камеры также выполнено в виде многослойной конструкции. На железобетонную коробку уложен слой стекловолокна толщиной 30 см, затем следует воздушный зазор 60 см и установлены железобетонные плиты перекрытия толщиной 16 см. Плиты покрыты слоем шлакобетона и гидроизолированы шестью слоями рубероида на битумной мастике. Пол камеры выложен метлахской плит-, кой по бетонной подготовке толщиной 15 см. Фундамент для исследуемого оборудования (рис. 3) огражден кирпичными стенками, опирающимися на железобетонную плиту его основания. На основание установлен металлический бак с выпуклым дном. Толщина стенок бака 5 мм. Поверхности бака гидроизолированы битумной мастикой. На выпуклой части дна уложена виброизоляция из штапельного стекловолокна, на которую опирается бетонный блок фундамента A,4X 1,0X0,9 ж3). Осадка виброизоляции под нагрузкой блока 18 см (с 24 до 6 см). Вверху между блоком фунда- 12
Рис. 2. Заглушённая камера ВНИХИ. мента и полом оставлен зазор шириной 2 см, в который уложена полоса поролона толщиной 3 см, Сверху бетонный блок облицован метлахской плиткой. Для обеспечения звукоизоляции дверей, близкой к звукоизоляции стен, в заглушённой камере имеются две двери с тамбуром между ними. Двери изготовлены в виде каркаса из стального швеллера, обитого с обеих сторон листовой сталью толщиной 2 мм. Между^ об-, шивкой уложено штапельное стекловолокно. Снаружи дверь оклеена листовым поролоном толщиной 5 см. Тамбур между дверями облицован поролоном толщиной 5 см. Для визуального наблюдения за объектом испытания и состоянием измерительных микрофонов и датчиков в камере имеется смотровое окно, состоящее из двух рам с двойным остеклением, резиновым уплотнением и облицовкой из поролона толщиной 5 см. Фреоновые трубопроводы от калориметрических стендов к испытуемым машинам в камере проходят через поролоновую пробку диаметром 300 мм, длиной 1,0 м, введенную с натягом в отверстие диаметром 260 мм, в стене камеры. Вверху в камере имеется канал сечением 30X25 см2 для вытяжной вентиляции, внутренняя поверхность которого облицована поролоном толщиной 5 см. Во время испытаний канал закрывается поролоновой пробкой с натягом. ч Во избежание искажения" звуковых полей отраженными звуковыми волнами стены и подтолок камеры облицованы звукопоглощающей отделкой в виде трехклиновых пакетов длиной 50 см из штапельного стекловолокна марки «Б» и поролона. Для этой цели на стенах и йо- толке с шагом 1,2 м установлены деревянные бруски сечением 15x15 см2, между которыми все стены и потолок камеры покрыты плитами штапельного стекловолокна. Плиты крепятся деревянными брусками сечением 11x2 см2, установленными враспор между вертикальными брусками с шагом 30 см, что соответствует размеру основания трехклинового пакета. ¦*¦ Углы камеры (см. рис. 3) заполнены стекловолокном и ограждены металлической сеткой, натянутой на деревянные каркасы из брусков сечением 7,5X2 см2. Поверх сетки натянуты два слоя марли, пропитанной огнезащитным раствором. Перед проведением работ по звукопоглощающей отделке камеры трехклиновые пакеты были испытаны во ВНИИФТРИ. Результаты испытаний (рис. 4) показали, что пакеты из стекловолокна (при зазоре между стенкой и пакетами 20 см) имеют лучшие, чем поролоновые, характеристики звукопогло- ¦ щения на частоте 50—90 гц и несколько худшие — в полосе 90—200 гц. Поэтому отделку камеры сделали из пакетов двух типов: потолок, нижняя часть стен, окантовка двери, смотрового окна и фреонового ввода облицованы поролоновыми пакетами, остальная часть стен покрыта пакетами из стекловолокна. Для предотвращения выпадения измельченного стекловолокна из пакетов (особенно в случае попадания на них потока воздуха) стены ограждены шт*орами из капроновой ткани. Пакеты навешены на стальные уголки 20X20X4 мм, установленные по периметру стен и на потолке с шагом 30 смл Настенные пакеты изготовлены из восьми сшитых шпагатом плит штапельного стекловолокна. Жесткость конструкции достигается^ с помощью проволочного каркаса. Готовыа пакеты уложены в специальные чехлы из двул слоев марли, пропитанной огнезащитным pacj твором. Поролоновые пакеты вырезали иэлли-б поролона с помощью нагретой нихромовои нити. Для крепления пакетов в их основание продевали стальные шпильки диаметром 3 мм\
W 8 11 4 9 30 Z9 ZB ZB 12 a 36 37 38 Рис. З. Узлы заглушённой камеры ВНИХИ (в скобках указана толщина). Звукопоглощающая отделка: а — стен; 6 — потолка; в — вертикальных углов; г — потолочных углов; д — фундамент для исследуемого оборудования; в — фундамент (стены; 1 — кирпичная кладка E1 см); 2 — слой стекловолокна ,A7 см)-, 3 — железобетонная стена ('17 см); 4 — штапельное стекловолокно в плитах iD см);5 — деревянные бруски сечением 15X15 см; 6 — трехклиновые пакеты из штапельного стекловолокна длиной 50 см; 7 — шторы из капроновой ткани; 8 — стальной уголок 1№ 2; 9 — слои марли; 10 — деревянные бруски сечением 11X12 см; 11 —• трехклиновые пакеты из поролона длиной 50 см; 12, 27 — два слоя рубероида на битумной мастике; 13 — армобетонная корка; 14 — слой пенобетона A5 см); 15 — железобетонная плита перекрытия' A6 см); 16 — воздушный зазор; 17 —слой стекловолокна C0 см); 18 — стальная сетка с ячейками 20X20 мм; 19, 21 — слой стекловолокна; 20 — деревянные бруски сечением 7,5 X 2 см; 22 — метлахская плитка; 23 — бетонный блок фундамента; 24 — штапельное стекловолокно (под нагрузкой 3 см); 25 — опорная бетонная плита B0 см); 26 — бетонная подготовка E см); 28 — слой стекловолокна B0 см); 29 — стальной бак; 30 — кирпичная кладка B5 см); 31 — кирпичная кладка A.2 см); 32 — виброизоляционная поролоновая прокладка C см); 33 — бетонный пол A5 см); 34 — виброизоляция из шести плит штапельного стекловолокна (под нагрузкой 6 см); 35 — железобетонные блоки, обмазанные битумом; 36 — виброизоляционная прокладка из поролона A5 см); 37 — стекловолокно A5 см);38 — кирпичная кладка C8 см). Электропитание в заглушённую камеру подводится из калориметрического, кабели для микрофонов, вибродатчиков и датчиков давления — из звукометрического помещения по каналам, проложенным под полом камеры. Каналы засыпаны сухим песком и закрыты стальными крышками толщиной 20 мм. Для правильной и автоматической фиксации микрофонов в центре камеры установлено устройство (см. рис. 2), которое управляется из звукометрического помещения. Вертикальная ось устройства выполнена из двух труб диаметром 30X1 мм и 28X1 мм. Эти трубы вдвигаются одна в другую, что дает возможность изменять высоту подвески микрофонов. Остальная конструкция также выполнена из труб и позволяет устанавливать микрофон в любом положении. При измерении в 8 или 16 точках один микрофон установлен ниже другого на 0,5 г, где г — радиус измерительной полусферы. Устройство поворачивается последовательно через !Д оборота. Скорость 14
-о 10 5 I ^3 1—"^ 1 4 1 1 Ал YT ¦m л W\ 1 II |\ ^ 4- ~T5 —/ \/-K г ~jr~Z O" I 3oo) 40 5/7 60 70 WO ZOO 300 Ц00 500 WOO '/астата, ги, Рис. 4. Коэффициенты отражения трехклино- вых пакетов звукопоглощающей отделки камеры при зазоре между ними и стеной 20 см: J — пакеты из стекловолокна; 2 — пакеты из поролона. "^3 5 Ж вооогц то i 2000 1000 I 500 I 250 I 125 I 63 2,0 1,0 0}5 0,25 0 0,25 0,5 1,0 Расстояние от источника звука, м вращения вертикального вала 1,5 об/мин. Положение микрофона фиксируется с помощью электрических реле и определяется по загоранию сигнальной лампы в звукометрическом помещении. В калориметрическом помещении расположены три калориметрических стенда для испытания машин с номинальной холодопроиз- водительностью от 100 до 3000 ккал/ч и вся электроизмерительная аппаратура. Калориметрические стенды предназначены для определения тепловых и энергетических характеристик холодильных компрессоров и агрегатов и создания рабочих режимов при их испытаниях. % Силовые кабели электрической схемы стенда рассчитаны на испытание холодильных машин с электродвигателями мощностью до 10 кет. Силовые линии получают питание от двух распределительных шкафов ШР-8, а осветительные — от сборочного щитка, расположенного в тамбуре. Управление всеми аппаратами калориметрических стендов проводится с двух щитов. Помещения акустического стенда оборудованы приточной и вытяжной вентиляцией. Зимой приточный воздух обогревается от калорифера КФС-2, установленного перед вентилятором. На стенде предусмотрен также водопровод, канализация и паровое отопление. Все помещения стенда связаны телефонной и звонковой связью. Заглушённая камера была испытана в 1965 г. бригадой под руководством главного инженера лаборатории борьбы с 0,25 05 1,0 2,0 3,95 шумом НИИстроЙфизики 5,7" - ¦ Е. Н. Федосеевой. /г/7/7/79//, Гк, \шо L \zooo <^\^ V0OO 1 рч^ 500 * 1^4 250 iv щ ч. N < 1 \1 1ZS IsJ]4^ S3 N •9? > L. * ^ Г^ 2,85п , * 1 ж 1 Ам 1 /' 1^1 ^j У< 1 ^^ 1 '\J / Г = 0,25м II Г -0,5м ( Ш г = 1,0м IV Г--2,0М Рис. 5. Спад уровней звукового давления в заглушённой камере ВНИХИ: + — в горизонтальной плоскости; О — на радиусах под углом 45° к горизонтали; X — в вертикальной плоскости. 15
31,5 63 125 250 Среднегеометрическая частота октав ной * полосы, г и, 500 Рис. 6. Спектрограммы помех шума в заглушённой камере ВНИХИ: , а — максимальные, при работе всего оборудования в смежных помещениях; б — то же, яри измерении шумомером Ш-63; в — средние за день; г — то же, при измерении шумомером Ш-63. Во время испытания ап|редел1ял,и юпад уровней звукового давления при увеличении расстояния от источника звука. В качестве источника звука использовался динамический гчром- коговоритель ЗГД-бнВЭФ. В целях исключения возможных искажений звукового поля динамик был помещай в «сожух, (заполненный поролон см. Измерения проводили на поверхностях полусфер с радиусами 0,25; 0,5; 1,0 и 2,0 м. Горизонтальная плоскость полусферы находилась на уровне оси динамика на высоте 0,25 м от пола камеры. Микрофон устанавливался в 17 точках на каждой полусфере в направлениях А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, 3, И под углом 0; 45 и 90° к горизонтали (рис. 5). Источник звука состоял из генератора звуковых частот ЗГ-10, усилителя и динамика; приемник звука — из конденсаторного микрофона типа 4131, спектрометра типа 2109 и самописца уровней типа 2305 фирмы «Брюль и Кьер» (Дания). Измерения проводились по линейной характеристике спектрометра в восьми октавных полосах со средними частотами: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 гц. Как показали испытания, наибольший разброс точек наблюдается при измерении в горизонтальной плоскости на расстоянии 0,25 м от пола. При этом максимальные отклонения были на расстоянии 0,25 и 2,0 м от динамика. В первом случае могут происходить искажения звукового поля при излучении от самого динамика, а во втором — вследствие отражения звуковых волн от стен камеры. Оптимальной измерительной поверхностью являются полусферы с радиусами от 0,5 до 1,0 м при расстоянии от микрофона до пола камеры не менее 0,6 м. Спад уровней звукового давления в этом случае отклоняется от теоретического не более чем на ±1,0 дб. Результаты испытаний камеры оказались несколько лучше расчетных и позволяют определять акустические характеристики оборудования размером до 0,3 м практически без искажений. Кроме характеристик звукового поля, были определены также звуковые помехи в камере. Испытания проводились при работе всех источников шума в смежных с камерой помещениях. Для измерения использовали ту же измерительную аппаратуру, что и в предыдущем случае. Испытания показали, что максимальные помехи составляют 42 дб (рис. 6) при колебании стрелки прибора ±1,5(96. Средние помехи за день в камере составляли около 39 дб, а при измерении шумомером Ш-63—33 дб. Звуковые помехи в основном наблюдаются на частотах до 250 гц с максимальными слагающими на частотах ниже 50 гц, в связи с чем уровень звука в камере не превышал 18 дб А. При измерении шума помех с полосовыми фильтрами менее одной октавы (в 7г, 7з или У4 октавных полосах) звуковые слагающие помех будут еще ниже. Максимальные помехи шума в ок- тавной полосе со средней частотой 125 гц оказались равны 27 вместо 32 дб, т. е. на 5 дб ниже расчетных. ЛИТЕРАТУРА 1. Тихомиров В. А. Разработка схем, приборов и стендов для лабораторий ВНИХИ. ©тчет ВНИХИ, 1961. 2. Тихомиров В. А. Исследование шума и вибраций малых герметичных фреоновых компрессоров и способов борьбы с ними. Отчет ВНИХИ, 1964. 3. Ю д и н Е. Я. Борьба с шумом. Стройиздат, 1964. 4. С л а в и н И. И. Производственный шум и борьба с ним. Профиздат, 1965.
УДК 621.574—213.4 : 534.83 ИССЛЕДОВАНИЕ ШУМА МАЛЫХ ГЕРМЕТИЧНЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ Э. В. ЯДИН,Ю. П. ИЛЬИН — рижский завод «Компрессор», Л. О. АРОНОВ, В. М. БЕЛОЕДОВ — Рижский д'изелестроителынътй завод Шум домашних и торговых холодильных агрегатов является одним из основных параметров, определяющих возможность и удобство их применения в жилых помещениях и на предприятиях. Имеющиеся в литературе [1—3] сведения об акустических характеристиках домашних и торговых холодильников недостаточны и не характеризуют большинство отечественных малых герметичных холодильных агрегатов. Однако до настоящего времени этот вопрос в нашей литературе не нашел достаточного отражения, в то время как за рубежом ему уделяется большое внимание [4]. В данной статье описаны результаты исследований по определению уровня шума холодильных агрегатов ВСр-0,35~1 и АКВ-ФГ-0,11, установлению основных источников этого шума и анализу его структурного состава. Акустическими характеристиками холодильных агрегатов являлись общий уровень и спектр звуковой мощности и звукового давления, направленность звукоизлучения, а также уровень звука по корректирующему контуру А [б]. Исследования проводили в заглушённой камере акустической лаборатории Рижского ди- зелестроительного завода. В камере (9,5 X X8,5x6 ж), изолированной звукопоглощающей облицовкой, были созданы условия, близкие к условиям звукового поля в открытом пространстве (свободное поле), которые характеризуются законом обратной пропорциональности между звуковым давлением и расстоянием от центра излучения до точки приема. Общий уровень внешних помех в камере в диапазоне частот 20—45000 гц не превышал 42—43 дб B7—28 дб А), что является достаточным условием для проведения исследований шума герметичных холодильных агрегатов. При измерении шума использовалась аппаратура датской фирмы «Брюль и Кьер». В схему измерения были включены кон саторный микрофон типа 4132 с катодны вторителем типа 2612, спектрометр зву, частот типа 2112 с системой фильтров и самописец типа 2305. МЛфофон помещали на расстоянии 0,5 и 1,0 м/т агре- 7з ок/^вных Объектами испытаний служили три агрегата ВСр-0,35^1, которые предназначены для установки в торговых холодильных шкафах ШХ-0,4, и три агрегата АКВ-ФГ-0,11 домашнего холодильника «Сарма». Результаты испытаний приведены в табл. 1 и на рис. 1. Таблица 1 Объекты испытания ВСр-0,35~1 Агрегат . . Ротационный компрессор ФГр-0,35 Вентилятор К-95 с электродвигателем АВЕ-042-4 . . . Электродвигатель АВЕ-042-4 . Агрегат в сборе с холодильным шкафом ШХ-0,4 . . . АКВ-ФГ-0,11 Агрегат Агрегат в сборе с холодильником „Сарма" Средний уровень звукового давления L (в дэ) на расстоянии 0,5 ж 64,5 55,0 63,0 57,5 64,0 — — 1,0 ж 60,0 50,0 58,0 53,0 61,0 49,5 48,0 Макси- 1 мальный уровень звука LA {дб А) на расстоянии 1,0 ж | 59,5 47,5 56,0 50,0 56,5 39,0 1 33,5 гатов. 3 Зак. 2223 Результаты испытаний показали, что уровни звуковых давлений холодильных агрегатов ВСр-0,35^1 на расстоянии 1,0 м достигают 63 дб. Максимальные составляющие их шума находятся в зоне средних и высоких частот (рис. 2, а). В связи с этим уровни звука этих агрегатов, измеренные по корректирующему контуру А шумомера, достигают 59,5 дб А, Шум агрегата обладает малой направленностью (см. рис. 1, а). Из табл. 1 и рис. 2, а видно, что основным источником шума агрегата ВСр-0,35^1 является вентилятор К-95 диаметром 250 мм с электродвигателем АВЕ-042-4. Общий уровень звукового давления при работе вентилятора достигает 61 дб, а его максимальные составляющие совпадают по частоте с максимальными составляющими шума агрегата в целом E00,1000, 2500 гц). Шум, создаваемый непосредственно колесом вентилятора, определяется в основном составляющими на низких и средних частотах [6]. /' %~hU& 17
При измерении шума одного электродвигателя на холостом ходу оказалось, что уровень звукового давления на расстоянии 1,0 м достигал 55,5 дб. В связи с изложенным можно считать, что шум вентилятора создается вследствие недостаточной балансировки как вентилятора, так и ротора электродвигателя, а также невысокого качества подшипников качения в исследуемых электродвигателях. Уровень звукового давления ротационного компрессора ФГр-0,35 на расстоянии 1,0 м не превышает 53 дб и определяется составля- 18 Рис. 1. Диаграмма направленности шума агрегата БСр-0,35-^1 (а), холодильного шкафа ШХ-0,4(б) и агрегата АКВ-ФГ-О,И@). ющими на частотах 100 и 500 гц. Таким образом, у компрессора ФГр-0,35 уровень шума значительно меньше, чем это допускается ГОСТом 9666—61. Холодильный шкаф ШХ-0,4 из-за сравнительно большой поверхности излучения и недостаточной жесткости конструкции является мощным источником шума, вследствие чего уровень звукового давления на расстоянии 1,0 м достигает 63,5 дб, что даже несколько выше, чем шум встроенного в него агрегата ВСр-0,35^1. Диаграмма распределения звукового поля внутри шкафа показывает на значительную направленность излучения шума со стороны двери и задней стенки (см. рис. 1, б). Спектральный состав шума шкафа определяется составляющими на частотах 25, 100 и 1000 гц (см. рис. 2, а). Анализ результатов испытаний'холодильных агрегатов АКВ-ФГ-ОД1 как отдельно, так и в сборе с холодильником «Сарма» показал, что общий уровень звукового давления этих агрегатов на расстоянии 1,0 ж не превышает 51 дб (или 39 дбА)< Основным источником шума агрегата является компрессор, но, кроме того, шум наблюдается в трубопроводах и в конденсаторе, где он вызывается вибрацией. Из диаграммы распределения звукового поля (см. рис. 1, в) видно, что шум холодильного
f/З онтаВнйв полоса частот до § 50 ^ ?/7 S 70 %-а W Общий иооВень: 1 1 LU-il ¦^ fe L ""-жИ ¦ill 1 • 1 Ф 4 vfl V N i " NLJ^yk^JXI^kJTy ТмгПТ-- ИПч-т ?' ^Lp\pf4 I I I II ;' 1^\ I IT |*х 1 1 1 1 1 П т I 1 _/f»s_ IKUpj I/in i M^T'N-sJ^' T IN-.-1 / 1 I | К 1 / T k 1 1 1 1 1 VI 1 1 1 1 11111 1 ^4*^J 1 1 1 ^n^ \ 1 iN^F/TVl \ nl r К L VLT •-l^Ti tN rtj 1 IT-' J 1 г- —L 1 1 1 1 T Гi J{5 ?? /# #0 500 1000 2000 WOO Срвднегеомвтричвсная частота онтаВнои полосы, гц а i 1 чп ип *ги W ои 20 10 Общий уровень: з-—¦""" г-^^ ^ i^ \ v\ n$ д / f 4j \ * / / V \ V \ 1 //J онтаВнап . ч< / / \ \ ^ \ ^ V ^ К / к / / ^ полоса *v р*' / \ > частот Л / Л ^ -^ J V , *- ¦ \ \ \ \ -*• Ч j\ J/,5 fi? /25 250 500 /000 2Ш 4000 Следнегеометщшчесная частота онтаВной полосы, гц б Рис. 2. Спектрограммы шума, измеренные на расстоянии 1 м: а — для агрегата ВСр-0,35~1; / — помехи ш акустической камере; 2 — агрегат ВСр-0,35~1; 3 — компрессор ФГр-0,35; 4 — вентилятор типа К-95 с электродвигателем АВЕ-0,42-4; 5 — агрегат ВСр-0,35~1 в сборе с холодильным шкафом ШХ-0,4; б—дая агрегата АКВ-ФГ-0,11; /—помехи в акустической камере; 2 — агрегат АКВ-ФГ-0,11; 3 — агрегат АКВ-ФГ-0,11 в сборе с домашним холодильником «Сарма». агрегата не имеет ярко выраженной направленности и носит низкочастотный характер с определяющими составляющими на частотах до 100 гц (рис. 2, б). Конструкция шкафа холодильника «Сарма» не способствует снижению общего уровня звукового давления агрегата, так как он расположен сверху холодильной камеры и не закрывается полностью стенками шкафа. Поэтому при работе агрегата АКВ-ФГ-0,11 в шкафу уровень шума не меняется и на расстоянии 1,0 м также достигает 51 дб. Сравнительный анализ шума свидетельствует о некоторой звукоизолирующей способности стенок шкафа в области высоких частот. В связи с этим необходимо провести исследования по определению возможности звукоизоляции стенок шкафа в отделении холодильного агрегата. Спектр шума холодильника имеет низкочастотный характер и определяется составляющими в диапазоне до 100 гц (см. рис. 2, б). Звуковую мощность холодильных агрегатов рассчитывали на основании замеров, проведенных на поверхности полусферы, по формуле [2, 7] з* 19
где Lp L0 Q уровень звуковой мощности, дб; средний уровень звукового давления на измерительной поверхности в свободном поле, дб; пространственный угол излучения (й = 2я — для источника вблизи отражающей поверхности), стер; радиус измерительной полусферы (г0 = 2 ж). Координаты точек размещения микрофона при определении звуковой мощности приведены в табл. 2. Таблица 2 г — 1 1 Номера I точек 1 1 2 3 4 ! 5 ! 6 I 7 8 ! 9 10 11 12 X 0 —1,15 —1,87 —0,72 —1,87 —1,15 1,15 1,87 0,72 1,87 1,15 0 Примечание. Координаты точек, м У 1,87 1,15 0,72 0 0,72 -1,15 1,15 1,72 0 —0,72 -1,15 —1,87 Оси координат i диаграммах распределения звукового пс Z 0,72 1,15 о 1,87 0 1,15 1,15 о 1,87 0 1,15 0,72 -[оказаны на )ЛЯ. Результаты измерения уровня и спектра звуковой мощности (рис. 3) показывают, что спектр звуковой'мощности агрегата ВСр-0,35~ ~ 1 как и спектр звукового давления, имеет высокочастотный характер с максимальными составляющими на частотах 1000 и 1250 гц. Спектр звуковой мощности агрегата АКВ-ФГ-0,11 имеет низкочастотный характер с максимальными составляющими в диапазоне 25—125 гц. Общие уровни звуковой мощности равны соответственно 67 и 54 дб относительно пороговой величины Р0=Ю-12 вт. Таким образом, в процессе исследований определены основные акустические характеристики холодильных агрегатов ВСр-0,35~1 и АКВ-ФГ-0,11 и холодильных шкафов ШХ-0,4 и «Сарма», а также основные источники шума этих агрегатов. Применение малошумного вентилятора по рекомендации ВНИХИ [6] позволило значительно (до 6 дб) снизить уровень шума агрегатов с принудительным охлаждением конденсатора. Однако узел вентилятор — электродвигатель продолжает оставаться основным источником шума агрегатов ВСр-0,Зб~1. Дальнейшего снижения шума холодильных агрегатов ВСР-0,35~1 можяо достигнуть уменьшением диаметра вентилятора К-95, улучшением балансировки колеса вентилятора и ротора электродвигателя, а также переходом на подшипники скольжения вместо подшипников качения. Максимальный уровень звукового давления электродвигателя вентилятора не должен превышать 40 ,дб. Снижение уровня шума холодильного шкафа ШХ-0,4 может быть достигнуто путем увеличения жесткости его конструкции и звукоизоляции отделения холодильного агрегата. Основным источником шума агрегатов домашних холодильников является компрессор, шум которого на заводах-изготовителях контролируется недостаточно. 4 70; Б0 50 1/3 октпавная полоса частот ! JV и и щи и u/juucHd. II 1 J /{ UnHJ Г 1\l Will 1ТП Нет Ш Тгк-И> \\л\ 1 г ]_ L^l К J4tHTTN Ш 11 IТП \ \1\\<Ни\ \ -тгИ I \ь\ 1 \ \п\ 1 ' 1 N *^* 31,5 63 125 250 500 1000 2000 W00 8000 Ъеднегвопетщчесная чистота онтйВной полосы* гц Рис 3 Общие уровни и спектры звуковой мощности холодильных агрегатов: 1 — ВСр-0,35~1; 2- — АКВ-ФГ-0,11. 20
Необходимо ограничить стандартами или нормалями шум компрессоров домашних холодильников и ввести на заводах—изготовителях этих компрессоров контроль уровня шума объективными методами. Дальнейшее снижение общего уровня шума домашних холодильников настенного типа может быть достигнуто также за счет звукоизоляции отделения холодильного агрегата. ЛИТЕРАТУРА 1. Тихомиров В. А., Розенберг М. Б. Шум и вибрация малых холодильных машин. Госторг- издат, 1962. 2. Тихомиров В. А., Якобсон В. Б., Шпрингман В. Г. Шум и вибрации малых холодильных агрегатов. «Холодильная техника», 1962, № 3. 3. Тихомиров В. А. Исследования шума домашних холодильников и способы его устранения. «Холодильная техника», 1965, № 5. 4. Sabine H. J. «ASHRAE Journal», 1965, № 1. 5. Борьба с шумом. Под редакцией Е. Я. Юдина Стройиздат, 1964. 6. Тихомиров В. А. Малошумные вентиляторы для малых холодильных агрегатов. «Холодильная техника», 1964, № 6. 7. Ильящук Ю. iM. Измерение и нормирование производственного шума, Профиздат, 1'964. УДК 621.574-213.4 ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ НАГРУЗКИ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕРМЕТИЧНОГО ДВУХЦИЛИНДРОВОГО КОМПРЕССОРА Б. Д. РЕДКОЗУБ Как уже отмечалось, значительная неравномерность нагрузки на валу в течение оборота оказывает существенное влияние на температуру и энергетические показатели герметичного фреонового одноцилиндрового компрессора [1]. Изменение нагрузки на валу двухцилиндрового компрессора зависит от его кинематической схемы. В отечественных и зарубежных герметичных двухцилиндровых компрессорах применяются рядная, оппозитная и V-образ- ная кинематические схемы (рис. 1). Рис. 1. Кинематические схемы двухцилиндровых компрессоров: а — рядная; б — оппозитная; в — V-образная. На рис. 2 показано изменение момента сопротивления на валу в течение оборота в двухцилиндровых компрессорах с различными кинематическими схемами. В компрессорах с рядным и оппозитным расположением цилиндров нагрузка изменяется одинаково. При V-образном расположении цилиндров основная часть нагрузки приходится на вторую половину оборота вала (см. рис. 2, б), /1щнгм М,нгм Рис. 2. Изменение момента сопротивления (М) на валу в течение оборота в двухцилиндровых компрессорах с различными кинематическими схемами: а — рядной и оппозитной; б — V-образной.
Для оценки влияния изменения нагрузки на валу в течение оборота автором настоящей статьи были проведены тепловые испытания двухцилиндровых герметичных компрессоров ФГП (ГОСТ 9666—61) с оппозитной и V-образ- ной схемами. Испытывались компрессоры с трехфазными асинхронными электродвигателями с синхронной скоростью вращения (пс) 1500 и 3000 об/мин. Испытания проводились на калориметрическом стенде в соответствии с действующими стандартами [2]. Температура обмотки электродвигателя измерялась термопарами. Для получения сравнимых результатов все компрессоры имели одинаковые диаметр цилиндра D2 мм) и ход поршня B6 мм). Рассмотрим результаты сравнительных испытаний компрессоров с оппозитным и V-об- разным расположением цилиндров при пс = 1500 об/мин. Для того чтобы исключить влияние посторонних факторов, имитировали оппозитную и V-образную схемы в одном четырехцилиндровом компрессоре с крестообразным расположением цилиндров (рис. 3). В него был встроен электродвигатель герметичного двухцилиндрового компрессора с оппозитным расположением цилиндров. Для имитации V-образной схемы снимали крышки цилиндров № 2 и 3, оппозитной — № 2 и 4 (см. рис. 3, а). Результаты испытаний компрессора при ^о = 5°С и ^К = 40°С приведены в таблице. Показатели Холодопроизводительность Q0, 1 Потребляемая мощность N3, кет . Потребляемый ток (действующее Электритческая удельная холодопро- 1 изводительность /Сэ, ккал\ (квт»ч) Темпераура обмотки электродвигателя ?эд, °С Схемы оппо- зитная 4100 1,59 2,87 2580 81 V-образ- ная 3950 1,72 3,57 2300 105 Испытаниями установлено следующее. При прочих одинаковых условиях энергетические показатели компрессора ФГП с V-об- разным расположением цилиндров хуже, а температура обмотки электродвигателя значительно выше, чем у компрессора с оппозитным расположением цилиндров. Как видно из таблицы, при V-образном расположении цилиндров удельная электрическая холодопроизводительность ниже на 12%, а температура обмотки электродвигателя выше на 24°С и уже на номинальном режиме достигла предела для изоляции класса А [2]. Потребляемый ток при оппозитном расположении цилиндров практически не отличается от тока при равномерной нагрузке (электромагнитным тормозом) и той же мощности на валу, а при V-образном — на 25% больше. Рис. 3. Четырехцилиндуэовьш компрессор с крестообразным расположением цилиндров; а — 'кинематическая схема; б — .вид ш цилиндры снизу; /, 2, 3, 4 — номера компрессоров. Как и в герметичном одноцилиндровом компрессоре, рост действующего значения потребляемого тока и потреблямой мощности, а также повышенный нагрев обмоток есть следст- 22
вие значительной пульсации тока электродвигателя [1]. Но в первом случае пульсация тока уменьшилась благодаря увеличению номинального скольжения электродвигателя EНОм) с 4 до 8%. Прд этом сохранились сравнительно высокие энергетические показатели компрессора, несмотря на то. что к.п.д. электродвигателя при равномерной нагрузке с повышением скольжения уменьшился. В испытанном электродвигателе двухцилиндрового компрессора 5Ном~8%. Снижение пульсации тока электродвигателя в компрессоре с V-образным расположением цилиндров возможно в результате дальнейшего увеличения номинального скольжения или махового момента GD2. Перзое существенно ухудшит энергетические, а второе — весовые и габаритные показатели V-образного компрессора по сравнению с оппозитным. Можно предположить, что это ухудшение оправдывается важным преимуществом компрессора с V-образным расположением цилиндров — хорошей уравновешенностью. Известно, что герметичные компрессоры обычно применяются на объектах, где нежелательны вибрация и шум [3]. Поэтому стремление к максимальной уравновешенности сил и моментов сил инерции в значительной мере определяет выбор кинематической схемы герметичного компрессора. Испытаниями герметичных компрессоров ФГП-4,5 и ФГП-5,5 с оппозитным расположением цилиндров и пс= 1500 об/мин в автономных кондиционерах установлено, что общий уровень звуковых вибраций компрессоров составлял соответственно 55 и 57 дб, т. е. не превышал допустимого F0 дб) [12]. Таким образом, ухудшение энергетических или весовых и габаритных показателей малых фреоновых герметичных компрессоров типа ФГП с V-образным расположением цилиндров и пс — = 1500 об/мин не может быть оправдано и требованиями уравновешенности. Можно полагать, что V-образная схема в таких компрессорах нецелесообразна. Теперь рассмотрим влияние изменения нагрузки на валу в течение оборота на температуры и энергетические показатели герметичного двухцилиндрового компрессора с пс = = 3000 об/мин. Автором была вычислена и представлена графически зависимость колебаний вращающего момента УИнотугла поворота вала встроенных асинхронных электродвигателей с пс = = 1500 и 3000 об/мин в герметичных компрессорах с различными кинематическими схемами (рис. 4). В расчетах [4] принималось, что роторы электродвигателей имеют одинаковые габариты, а компрессоры — одинаковые диаметры цилиндров и ход поршня. Рис. 4. Зависимость колебания вращающего момента Mr от угла поворота вала встроенных асинхронных электродвигателей (/0—5°С, ?К = 40°С): / — герметичного компрессора с оппозитным расположением цилиндров (лс='15О0 об/мин, 5Ном = 7%); 2— герметичного компрессора с У-обраэным расположением цилиндров (/гс = 1500 об/мин, 5Ном=7%); 3 — герметичного компрессора с V-образным (расположением цилиндров (/гс = 3000 об/мин, Shom = 3,5%). Как видно из рисунка, пульсация вращающего момента электродвигателя с пс = = 1500 об/мин в компрессоре с V-образным расположением цилиндров примерно в 2 раза больше, чем с оппозитным. С повышением nG до 3000 об/мин пульсация вращающего момента электродвигателя в компрессорах с V-образным расположением цилиндров (несмотря на снижение номинального скольжения) уменьшается и становится ниже, чем у электродвигателя с пс=\500 об/мин в компрессоре с оппозитным расположением ци/щндров. Поэтому следует ожидать, что изменение нагрузки на валу в течение оборота не скажется на температурах и энергетических показателях компрессора с /гс = 3000 об/мин. Было проведено испытание герметичных двухцилиндровых компрессоров с пс = = 3000 об/мин (компрессор № 1) и пс = = 1500 об/мин (компрессор № 2) на номинальном (^о = 5°С и ?К = 40°С) и самом тяжелом (t0 = — 10°С и /К = 50°С) для компрессоров ФГП температурном режиме. При одних и тех же габаритах электродвигатели компрессоров № 1 и 2 различалась по номинальной мощности более чем в 2 раза (выше была мощность электродвигателя ком- во k0 20 0 -20 -ВО 30 \jo 120 \ 150 1180 А Z10j \ то К \z?o 300 330 /?: 23
прессора № 1). Температуры обмоток их оставались практически одинаковыми. Удельная электрическая холодопроизводительность компрессора № 1 оказалась меньше, чем компрессора № 2. Разделение потерь в электродвигателе компрессора № 1 показало, что потребляемая им мощность незначительно отличается от полученной на стенде в случае равномерной нагрузки электромагнитным тормозом при одинаковой мощности на валу. Удельная холодопроизводительность уменьшается потому, что с увеличением числа оборотов возрастает мощность трения и снижается коэффициент подачи компрессора [5]. Таким образом, экспериментальные данные подтвердили, что неравномерное изменение нагрузки на валу в течение оборота не оказывает существенного влияния на температуры и энергетические показатели компрессора с V-образным расположением цилиндров при пс = 3000 об/мин. Но изменение нагрузки на валу оказывает влияние не только на температуры и энергетические показатели герметичного двухцилиндрового компрессора. В компрессоре с V-образным расположением цилиндров условия для запуска электродвигателя более тяжелые, чем при оппозитном или рядном расположении цилиндров. При испытании компрессора ФГП- с V-образным расположением цилиндров и пс = = 3000 об/мин на режиме t0 = — 10°С, tK = = 50°С осциллографированием потребляемого тока электродвигателя в процессе запуска было определено время разгона при номинальном напряжении. Встроенный электродвигатель В южных районах Советского Союза по сравнению со средней частью страны торговое холодильное оборудование работает с большим коэффициентом рабочего времени и при более высоком давлении конденсации. При этом быстрее выявляются дефекты изготовления и монтажа установок и наблюдается более частый выход их из строя. имел отношение максимального момента к номинальному 2,2, пускового к номинальному — 1,5. Оказалось, что время разгона составляет 0,58 сек. Допускаемое время разгона для агрегатов малой и средней холодопроизводительности 3—5 сек [6]. Таким образом, можно полагать, что для компрессоров ФГП с V-образным расположением цилиндров не требуется применять электродвигатели с повышенным пусковым моментом. Проведенные исследования показывают, что влияние изменения нагрузки на валу в течение оборота на характеристики герметичного двухцилиндрового компрессора зависит от скорости вращения. Для герметичных компрессоров с пс = = 1500 об/мин этот фактор может стать определяющим при выборе кинематической схемы. ЛИТЕРАТУРА 1. Редкозуб Б. Д., Артемюк Б. Т. К вопросу о выборе ©строенного электродвигателя герметичного компрессора. «Холодильная техника», 1965, № 2. 2. (Компрессоры поршневые герметичные фреоновые малой холодопроизводительности. ГОСТ 9666—61, ГОСТ 10612—63, ГОСТ 10613—63. 3. ВейнбергБ. С. Поршневые компрессоры холодильных машин. Изд-'во «Машиностроение», 1965. 4. Френкель М. И. Поршневые компрессоры. Машгиз, 1962. 5. Я к о б с о н В. Б. Разработка и исследование новых герметичных фреоновых компрессоров с синхронной скооостью вращения 3000 об/мин. Отчет ВНИХИ, 1964. 6. Холодильная техника. Энциклопедический справочник. Т. 1. Госторгиздат, 1960. УДК 621,57.001.4: 621.564 Давление конденсанции может быть снижено путем использования холодильного агента низкого давления. Однако низкое давление конденсации не может быть признано основным критерием при выборе холодильного агента, поскольку между разностью давлений конденсации и кипения (рк—р0) и объемной холодопроизводптельностью qv, так же как и СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ХОЛОДИЛЬНОГО АГРЕГАТА ПРИ РАБОТЕ НА НЕАЗЕОТРОПНОЙ СМЕСИ И НА ФРЕОНЕ 12 Канд. техн. наук В. М. ШАВРА —Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности 24
между qv и нормальной»температурой кипения tSt существует прямая зависимость [1, 2]. С понижением (рк—ро) величина qv также уменьшается. Таким образом, замена холодильного агента высокого давления агентом низкого давления означает уменьшение холодопроиз- водительности данного агрегата. То же было отмечено [3] при добавлении к холодильному агенту с низкой температурой ts вещества с более высокой температурой /s (фреона-12 к фреону-22). При этом повышается температура кипения смеси, понижается давление конденсации и уменьшается холодопроизводи- тельность компрессора. Лаборатория холодильной техники Ташкентского политехнического института (ТашПИ) предложила для улучшения работы торгового холодильного оборудования в южных республиках СССР применять вместо фреона-12 не- азеотропную смесь, состоящую из 86% вес. фреона-12 и 14% хлористого этила. Лаборатория эксплуатационных наблюдений НИИТОПа рекомендовала эту смесь для широкого внедрения. По данным лаборатории ТашПИ, в случае работы на указанной смеси давление нагнетания понижается на 2—3 кгс/см2, а холодопро- изводительность фреоновых холодильных агрегатов повышается на 20—25%. Поскольку указанные преимущества смеси противоречат приведенным выше известным положениям холодильной техники, а установить аналитическим путем количественное различие в величине холодопроизводительности и потребляемой мощности при работе агрегата на смеси .и чистом фреоне не представлялось возможным, было решено провести во ВНИХИ специальные сравнительные испытания. Методика испытаний. Для пр01ведения опытов был выбран наиболее распространенный холодильный агрегат ФАК-0,7 и ребристый испаритель И-38 с наружной поверхностью 8,5 ж2. Цель испытаний заключалась в определении холодопроизводительности и потребляемой мощности при работе агрегата в одинаковых условиях, но на разных холодильных агентах. Для этого был создан специальный'стенд, схема которого приведена на рис. 1. Испаритель / был установлен внутри малой холодильной камеры 2 (с внутренним объемом около 4 ж3), собранной из щитов. Внизу расположен электронагреватель 3, мощность которого регулировали лабораторным автотрансформатором и измеряли ваттметром- класса 0,2. Мощность электронагревателя 3 поддерживали такой, чтобы температура воздуха г; центре Малой камеры /Вз. к была в опытах с фреоном-12 и смеся1ми равна 1—2°С. Малая камера 2 находилась внутри стационарной холодильной камеры, которая охлаждалась непрерывно работающей холодильной установкой 4. Температура воздуха в стационарной камере tcv автоматически поддерживалась постоянной с помощью электронагревателей 5 и контактных термометров 6 так, чтобы разность между ней и температурой внутри малой камеры была не более 1°С. Теплопрохо- димость (kF ккал/(град • ч) ограждений малой камеры была предварительно определена специальными опытами и оказалась равной примерно 6 ккал/(град -ч). При этих условиях (практическое равенство температур воздуха снаружи и внутри малой камеры) холодопроизводительность агрегата равна количеству тепла, подводимому в малую камеру электронагревателем 3. Испытываемый холодильный агрегат 7 был установлен в машинном отделении, где температуру воздуха можно было автоматически поддерживать постоянной в пределах от 20 до 45°С с помощью электронагревателя 8. Агрегат работал непрерывно, при этом каждый опыт (при одном из значений температуры окружающего воздуха ^Вз) продолжался не менее суток. Запись измеряемых величин проводили в конце суток по достижении полного теплового равновесия в течение 1,5—2 ч с интервалами в 10 мин. По окончании данного опыта изменяли температуру окружающего воздуха tB3 и регулировали мощность электронагревателя 3 так, чтобы температура воздуха в малой камере осталась той же A—2°С). К концу суток в течение 1,5—2 ч вновь измеряли все рабочие параметры и переходили к следующему опыту. Все измерительные приборы были проверены в лаборатории КИП ВНИХИ. Вначале агрегат испытывали на фреоне-12, для чего зарядили его этим агентом (ГОСТ 8501—57) в количестве 3 кг. Затем агрегат полностью отвакуумировали с помощью вакуум- насоса и заполнили систему смесью, состоящей из 394 г хлористого этила A2,5%) и 2,76 кг фреона. После проведения серии опытов с этой смесью в систему добавили еще 190 г хлористого этила, содержание которого в смеси при этом возросло до 17,5%. Таким образом, содержание хлористого этила A4%) в смеси, предложенной ТашПИ, находится между указанными концентрациями, и результаты наших испытаний характерны как раз для той области, в пределах которой практически может находиться фактическая 4 Зак. 2223 25
1 — fiBs -220 Рис. 1. Схема стенда. концентрация, так как при зарядке возможны отклонения на ±3%. По данным ТашПИ, допускаются отклонения на ±5%. После испытаний на смеси агрегат вновь тщательно отвакуумировали и зарядили чистым фреоном-12. Результаты этих опытов хорошо совпали с начальными, что свидетельствует об исправности агрегата и подтверждает достоверность результатов испытаний. Холодопроизводительность агрегата определяли по формуле Qu = Qrv+kF At ккал/ч, где Qrp = 0,86 Warp kF At - количество тепла, подводимое электронагревателем с мощностью Narp в малой камере; теплоприток в камеру снаружи (во всех опытах не поевышал 2,5% от Qu). Мощность холодильного агрегата Afarp измеряли двумя ваттметрами класса 0,5; погрешность не превышала 2,5% от измеряемой величины. Удельную (электрическую) холодопроизводительность находили как отношение К, э агр ккал\{квт • ч). Narp Результаты испытаний. При работе агрегата на фреоне-12 с повышением температуры окружающего воздуха tB3 от 25 до 45°С давление нагнетания возрастает с 8,5 до 13,5 ата (рис. 2), что соответствует температурам конденсации 34 и 53,5°С. При работе на смеси с 12% хлористого этила оно на 1,5—2,5 кгс/см2 ниже, а на смеси с 17% хлористого этила — снижается еще на 0,2—0,4 кгс/см2. Холодопроизводительность агрегата Qu (рис. 3) при работе на указанных смесях на 26
' КМ2' 12 10 8 6 ата / ^*' \J*^ \^\ <& ¦ ff \ 2 ^ ^^ л \ 3 ¦ г 2Z7 25 30 35 U0 Ц5 Чэ °С Рис. 2. Зависимость давления (нагнетания от температуры окружающего воздуха: / — фреон-12; 2 — смесь, содержащая 12% хлористого этила; 3 — смесь, содержащая 17% хлористого этила. ^ 600 § 500 * W J 300 гоо\ L | "~Г" ' "™ ^"%'jii—г V >—r-:z&zr.z.' ~~ __! iX ++fc,4.—+ j -0 ^ | . J /f00 ±=Ь==±Ф*^ 900 100 500 br Jr^r— I L Г - 20 25 30 35 W <>5 t •S3,1 Рис. З. Зависимость холодопроизводительности, мощности и удельной холодопроизводительности агрегата о г температуры окружающего воздуха: Н фреон-12; X — смесь, содержащая 12% хлористого этила;О — смесь, содержащая !17% хлористого этила; Д — смесь, содержащая 17% хлористого этила (с теплообменником). 20—30% ниже, чем на фреоне-12. На рис. 4 приведены результаты тех же опытов, что и на рис. 3, но в процентах. При этом за 100% приняты значения величин при работе агрегата на фреоне-12 в тех же условиях. Мощность, потребляемая агрегатом, при работе на смесях на 6—10% меньше, чем на фреоне-12. Однако в связи с тем что понижение холодопроизводительности превалирует, удельная холодопроизводительность агрегата Кэ агр, работающего на смеси, будет на 12— 25% меньше, чем на фреоне-12. На смеси, содержащей 17% хлористого этила, была проведена серия опытов с регенеративным прямым двухтрубным теплообменником типа «труба в трубе» с теплопередающей поверхностью 0,034 ж2. Испытания показали, что с включением в схему теплообменника холодопроизводительность Qu увеличилась примерно на 10%, однако была на 20% ниже, чем холодопроизводительность агрегата, работающего на фреоне без теплообменника. Мощность Afarp возросла на 4—9% и соответственно удельная холодо- призводительность Кэ агр — на 3—8%, но оставалась ниже, чем при работе на фреоне-12 без теплообменника. НиЛ 100 90 во 70 S0 iS ^3 ^ 100\ 90 80 НэагрУ°\ 100 90 10 L ' ~? ' Г Зч J v| 2х, ^L- ,_J ~? л -^-Л 1 ¦Г 25 30 35 ЦО t вз Рис. 4. Относительное изменение холодопроизводительности, мощности и удельной холодопроизводительности агрегата: / — фреон-12; 2 — смесь, содержащая 12% хлористого этила; 3 — смесь, содержащая 17% хлористого этила. В 1960 г. лабораторией торгового холодильного оборудования ВНИХИ была обследована работа 59 объектов в эксплуатационных условиях: 39 в Ташкенте и 20 в Батуми [4]. Испытания проводили в июне — июле при температуре воздуха в Ташкенте 28—34°С и в Батуми 23—28°С. Коэффициент рабочего времени фреоновых холодильных агрегатов в Ташкенте был равен 0,47—0,9 и в Батуми 0,3—0,84. Обследование показало, что холодопроизводительность агрегатов, работающих на фреоне-12, достаточна для поддержания в оборудовании заданных температур. Однако давление нагнетания у некоторых агрегатов было на 4* 27
1—4 атм выше величины, соответствующей температуре окружающего воздуха. Это свидетельствует о ненормальной их эксплуатации. В 13 случаях из 59 было установлено, что агрегаты смонтированы в глухих, плохо вентилируемых помещениях, кроме того, поверхности конденсаторов загрязнены. В 10 случаях была установлена неправильная настройка ТРВ или его неисправность. Были обнаружены и другие дефекты: неправильная настройка реле давления, неисправность электропроводки, неплотное закрывание дверей оборудования и т. д. По данным климатического справочника о температурах в южных областях страны среднегодовая температура ни в одном из южных районов СССР не достигает 20°С. Среднемесячная температура в июле лишь в Ашхабаде и Красноводске равна 31—32°С, а во всех остальных пунктах ниже 30°С. Средняя температура в 13 ч 00 мин в наиболее жаркий месяц доходит до 40°С в Термезе, а максимальная температура (по данным срочных измерений) составляет 44,5°С в Ашхабаде и 43,4°С в Термезе. Максимальная разность между температурами конденсации и воздуха при нормальной работе фреоновых машин летом не может быть более 10°С. Таким образом, величина наибольшего давления нагнетания у нормально работающих фреоновых агрегатов с воздушным конденсатором может быть равна: ЯКМ2, ати ... 6,6 7,6 8,8 10,0 11,4 12,9 tB3, ° С 20 25 30 35 40 45 Эти данные хорошо согласуются с результатами наших испытаний, приведенными на рис. 2, а также с данными испытаний оборудования при высокой температуре окружающего воздуха в лабораторных и эксплуатационных условиях [4]. Если давление при соответствующей температуре воздуха tB3 превышает указанную величину, это означает, что в системе находится воздух или загрязнена поверхность конденсатора. Необходимо также обращать внимание на исправность вентилятора, правильное направление воздушного потока и на приток свежего воздуха в помещение, где установлен холодильный агрегат. По действующим техническим условиям фреоновые холодильные агрегаты типа ФАК рассчитаны на нормальную работу при температуре окружающего воздуха до 40°С, т. е. практически могут применяться на всей территории страны. Герметичные холодильные компрессоры в соответствии с ГОСТом 9666—61 рассчитаны на длительную работу при температуре окружающего воздуха до 40°С и на кратковременную работу (до 1 ч) при температуре окружающего воздуха до 50°С. Таким образом, они предназначены для работы на всей территории страны. Однако их применение на юге должно отвечать особым требованиям [5]. Торговое холодильное оборудование должно быть в специальном южном исполнении. Его следует комплектовать обычными фреоновыми агрегатами, но при проектировании учитывать уменьшение их холодопроизводительности, т. е. устанавливать агрегаты и испарители большей производительности. В южных районах страны качество обслуживания агрегатов должно находиться на высоком уровне. Особое внимание следует уделить организации и нормам технического обслуживания. Выводы При изменении температуры окружающего воздуха в пределах 20—45°С и температуре воздуха в объекте 1—2°С холодопроизводи- тельность агрегата, работающего на смеси, меньше, чем на фреоне-12, на 20—30%, потребляемая мощность ниже на 6—10%, а удельная холодопроизводительность меньше на 12—25%. Хлористый этил, входящий в смесь, взрывоопасен и более вреден, чем фреон-12. При использовании предложенной ТашПИ неазеотропной смеси хотя и снижается давление конденсации, но увеличивается расход электроэнергии на 1000 ккал холода (на 12— 25%) и уменьшается холодопроизводительность (на 20—30%). При работе на смеси фреоновые агрегаты не смогут обеспечить поддержание внутри охлаждаемых объектов заданных температур. Использование оборудования, изготовленного для работы в условиях южных районов, обеспечит экономичную и надежную работу холодильных агрегатов на фреоне-12. ЛИТЕРАТУРА 1. Бадылькес И. С. Рабочие вещества и процессы холодильных машин. Госторгиздат, 1962. 2. Холодильная техника. Энциклопедический справочник. Т. I. Госторгиздат, 1960. 3. Ио'ффе Д. М. Характеристики компрессора при работе на различных холодильных агентах и их смесях. «Холодильная техника», 1962, № 4. 4. Г о в е н ч и к И. И. Исследование работы торгового холодильного оборудования в районах с жарким климатом. Отчет ВНИХИ, 1960. 5. Я к о б с о н В. Б. Герметичные холодильные агрегаты для тропических стран и южных районов Советского Союза. «Холодильная техника», 1966, № 2. 28
УДК 678:621.56/59 СИНТЕТИЧЕСКИЕ ЦЕОЛИТЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ХОЛОДИЛЬНОЙ ТЕХНИКЕ С. Л. ЖУКОБОРСКИИ — Ленинградский технологический институт холодильной промышленности Синтетические цеолиты применяются во многих отраслях народного хозяйства в качестве адсорбентов. Кристаллы синтетических цеолитов (рис. 1) состоят из полостей диаметром 11,4 А, соединенных проходами диаметром 4,2А, и полостей 6,6А с проходами 2,6А. В полости могут войти только молекулы, диаметр которых меньше диаметра проходов. Рис. 1. Структура кристалла цеолита NaA. В настоящее время синтезированы и изучены цеолиты с различными адсорбционными свойствами, кислотостойкостью и другими характеристиками. Эти свойства определяются структурой кристаллической решетки цеолита (приняты буквенные обозначения А, X, У, Т, М и др.), а также ионом металла, замещающим ион натрия. Известны кальциевая, калиевая, серебряная, водородная, никелевая и другие ионозамещенные формы цеолитов. Наиболее широкое распространение, в том числе и в холодильной технике, получили цеолиты типа NaA (за рубежом им соответствует цеолит 4А американской фирмы «Линде»). Они синтезируются в виде кристаллов размером 0,5—1 мк и гранулируются с помощью связующего в виде таблеток размером 2 или 4 мм (размер устанавливается по соглашению с потребителем). В качестве связующего обычно используют глину Глуховского месторождения, отличающуюся необходимой пористостью, обеспечивающей высокие показатели динамической активности при достаточной прочности1. Цеолиты изготовляются в Советском Союзе по ВТУ № МРТУ-6-01-567—63. Характеристика цеолита NaA Не менее Гравиметрический (насыпной)удельный вес, г/см3 0,68 Содержание фракции номинального размера, % вес 94 Индекс механической прочности: на раздавливание, кг/см2 0,55 на истирание, <у0 вес: для таблеток размером 4 мм 55 для таблеток размером 2 мм 60 Динамическая активность по парам воды при проскоковой концентрации, соответствующей точке росы не выше —70°С, мг/смг 100 То же, мг\г полностью дегидратированного адсорбента 140 Основные преимущества синтетических цеолитов по сравнению с другими минеральными адсорбентами (силикагели, алюмогели и др.), применяющимися в холодильной технике, следующие. Высокая адсорбционная емкость при малых равновесных концентрациях (рис. 2). Концентрация воды во фреоновой холодильной машине не должна превышать 10—15 частей на миллион, или 10—15-10-4% вес, а допустимая концентрация воды во фреоне-12 по ГОСТу 8501—57 определена 6 • 10~4% вес. При равновесной концентрации воды 10- 10-4% вес. и 20°С цеолит NaA во фреоне-12 может быть насыщен до 17% вес, а силикагель — до 5% вес Таким образом, для осушки фреона-12 цеолита требуется в 2,5 раза меньше, чем силикагеля. Малая зависимость адсорбционной емкости от температуры (см. рис. 2) для условий холодильной машины. При 60°С активность цеолита снижается на 10— 15% по сравнению с активностью при комнатной температуре. У силикагеля при тех же условиях она уменьшается з 4—5 раз, что объясняется большей величиной теплоты адсорбции воды на цеолите (около 1 В 1964 г. ГрозНИИ синтезировал цеолиты натриевой формы в виде гранул без связующего. Они отличаются хорошими адсорбционными свойствами и высокой прочностью. 29
1000 ккал/кг против 750 для силикагеля). Для холодильной техники это свойство цеолитов имеет особое значение, поскольку позволяет устанавливать осушительный патрон в любой части схемы, в том числе на жидкостной линии или непосредственно за конденсатором. 20 ? 15 1 ^~ \( 1 II ^>' if ¦ ~**ij ^^^' /^-^' _> _/~ 7' ^3 ^,2 t=20mc\ t = 60"C\ J? | 0 W 20 30 W 50 60 Концентрация доды до рреоне-/2,Ск/0~\ У. вес. Рис. 2. Адсорбционная емкость адсорбентов при разных температурах и концентрациях воды во фреоне (сто X. Штейнле): / — силжагель мелкопористый; 2 — кизильгель мелкопористый; 3 — активный глинозем; 4 — синтетические цеол;иты 4А. Избирательность адсорбции. Из веществ, циркулирующих в системе холодильной машины, в поры натриевого цеолита про- о ходят лишь молекулы воды, диаметром 2,8А. В поры силикагеля и других минеральных адсорбентов свободно проникают молекулы фрео- о на-12 диаметром 4,9А и значительно более крупные молекулы масла. Примесь масла во фреоне заметно уменьшает адсорбционную емкость силикагеля, однако почти не оказывает влияния на активность цеолита. Насколько более значительно влияние примеси масла E%) «а адсорбцию воды из фрео- на-12 при / = 60°С для силикагеля по сравнению с цеолитом, показывают данные фирмы «Линде» (рис. 3). В холодильной технике синтетические цеолиты используются для осушки фреонов, холодильных масел, а также системы фреоновой холодильной машины в процессе сборки или при эксплуатации. С 'помощью синтетического цеолита NaA фреон-12 может быть осушен до концентрации воды 2—3-10~4% вес, что удовлетворяет требованию ГОСТа 8501—57. Синтетические цеолиты позволяют осушать холодильные масла наиболее экономичным и эффективным из известных способов. По данным, полученным физико-химической лабораторией Ленинградского ремонтно-монтажного комбината, масло ХФ-12 может быть осушено в динамических условиях до концентрации 6—8 • 10~4% вес. Максимальная статическая адсорбционная емкость цеолита составляет 7—8 г растворенной в масле воды на 100 г адсорбента. При осушке синтетическими цеолитами системы герметичной холодильной машины в процессе сборки могут быть частично или полностью исключены автоклавная, помпаж- ная и вакуумная осушки. Однако замена этих процессов осушкой цеолитами должна основываться на хорошо поставленных опытах. Для осушки системы фреоновой холодильной машины в процессе эксплуатации на Ленинградском ремонтно-монтажном комбинате треста Росторгмонтаж освоено производство цеолитовых осушительных патронов: ОП-4 (рис. 4, а) — для агрегатов типа ФГК-0,7 и ФАК-0,7; ОП-5 — для агрегатов типа ИФ-49 и др.; ОП-3 — для технологической осушки фреоновых холодильных агрегатов при сборке на специальном стенде. В настоящее время многие зарубежные фирмы выпускают комбинированные фильтры, адсорбирующие из системы воду и кислоты при одновременной механической фильтрации на развитой поверхности пористого стакана, отформованного из адсорбента. Комбинированный фильтр с цеолитовым осушителем фирмы «Кенморе» (ФРГ) показан на рис. 4, б. Несмотря на положительные свойства синтетических цеолитов, для их широкого применения в холодильной технике требуется разрешить ряд проблем. 10 20 30 40 50 60 Концентрация воды,СХЮ~4.% бес. Рис. 3. Влияние примеси масла на адсорбцию воды из фреона-12: 1 — синтетический цеолит 4А; 2 — силика- гель А. 30
Рис. 4. Цеолитовые фильтры-осушители: а — цеолитовый осушительный патрон ОП-4; б — комбинированный фильтр с цеолитовым осушителем; 1 — пробка; 2 —- корпус; 3 — цеолит; 4 — сетка; 5 — штуцер; 6 — заглушка; 7 — гайка. Синтетические цеолиты по ВТУ № МРТУ- 6-01-567—63 недостаточно прочны и влагостойки. Поэтому следует организовать их производство на более прочном связующем, несмотря на то что при этом может снизиться динамическая активность, которая не имеет большого значения для работы адсорбционного патрона в машине, а также использовать цеолиты без связующего. Цеолит NaA взаимодействует с кислотами, образующимися в системе фреоновой холодильной машины, при этом изменяется его структура и уменьшается адсорбционная емкость. Этого недостатка лишены некоторые кислотостойкие формы цеолита, которые в настоящее время изучаются отечественными научными организациями. По опубликованным данным [1, 2], натриевый цеолит NaA в процессе эксплуатации разлагает фреон-12, в результате чего снижается его адсорбционная емкость. Однако известно, что зарубежные фирмы уже в течение многих лет выпускают домашние холодильники с цео- литовыми осушительными патронами. Наиболее распространенным для фреоновых холодильных машин в США является цеолит марки 4А-ХН, несколько отличающийся от цеолита 4А. Положительный опыт использования цеоли- товых осушителей для домашних холодильников, хотя и основанный на недостаточно длительной проверке D года), имеется на Московском заводе им. Лихачева. Синтетический цеолит NaA целесообразно применять во всех технологических процессах производства и ремонта фреоновых холодильных машин, особенно герметичных, а также для осушки фреонов и холодильных масел- Необходимо продолжать и расширять работы по исследованию новых цеолитовых адсорбентов для обеспечения возможности оптимального выбора и улучшения их свойств применительно к требованиям холодильной техники. ЛИТЕРАТУРА 1. R. Mayes, „ASHRAE J.«, № 8, 73, 75, 1962. 2. Н. S t е i n 1 е, „Kaltetechnik", № 4, 150, 1961.
УДК €21.67.048.001.5 ИСПЫТАНИЯ ФРЕОНОВОГО ИСПАРИТЕЛЯ С U-ОБРАЗНЫМИ ТРУБКАМИ Р. В. ПАВЛОВ, К. Д. КАН — ВНИИхолодмаш В последнее время значительно возросла потребность народного хозяйства во фреоновых холодильных машинах средней производительности. Большая часть их (до 80—90%) предназначается для охлаждения воды, которая затем используется в системах кондиционирования воздуха. Заводы поставляют эти машины с закрытым кожухотрубным испарителем или (в некоторых случаях) с погружным змеевиковым водо- охладителем. Первый тип испарителя практически не допускает получения охлажденной воды с температурой ниже 5—6°С, так как для надежной и безопасной эксплуатации машины температура кипения холодильного агента не должна быть ниже 0°С, чтобы не замерзала вода в трубках испарителя. Погружной испаритель допускает охлаждение воды до более низкой температуры, но требует создания сложной схемы водоснабжения, введения дополнительных насосов для перекачки воды и т. п. За рубежом в последнее время нашли распространение закрытые испарители с U-образ- ными трубками. В этих испарителях холодильный агент кипит внутри трубок, а вода протекает в межтрубном пространстве. Такие испарители позволяют получить холодную воду с температурой, близкой к температуре замерзания, без ущерба для надежной и безопасной работы машины. Таким образом, эти испарители совмещают преимущества ко- жухотрубных (закрытая система циркуляции воды) и погружных (получение низкой температуры воды) аппаратов, не имея их недостатков. Хотя большая часть систем кондиционирования и удовлетворяется диапазоном температур холодоносителя 8—12°С, тем не менее преимущество получения воды более низкой температуры очевидно, так как при этом может быть сокращено количество циркулирующей воды, увеличена тепловая аккумуляция системы, применены закрытые схемы циркуляции с ребристыми воздухоохладителями и т. д. Экономические расчеты показывают, что изменение температуры кипения холодильного агента от +3 до —3°С незначительно сказывается на стоимости холода. К тому же применение аппаратов данного типа сокращает количество холодильного агента в системе в 2—3 раза, что позволяет отказаться от ресивера и ограничиться небольшой ресивернои частью конденсатора. Вопросы теплопередачи испарителя с U-об- разными трубками освещены в литературе недостаточно, поэтому во ВНИИхолодмаше в 1965 г. были проведены испытания с целью выявления основных тепловых зависимостей аппаратов этого типа. Испытывался кожухотрубный испаритель с U-образными трубками (рис. 1). Длина аппарата 2,3 м, диаметр обечайки 325X8 мм. Внутри нее размещался пучок из 76 гладких медных трубок диаметром 20X3 мм, длиной 2 м, расположение трубок шахматное с шагом 27 мм. Трубки с одного конца развальцовывались в стальной трубной доске, а с другой соединялись калачами. Общая наружная тепло- передающая поверхность аппарата 10,4 м2. Аппарат имел два хода по фреону, диаметр штуцера на входе 32 мм, на выходе 50 мм и И перегородок с сегментными вырезами для продольного протока воды. Фреон подавался в нижнюю часть крышки, отсасывался из верхней. Аппарат испытывали на специальном стенде с фреоновой холодильной машиной. Экспериментальные режимы устанавливали следующим образом: для достижения требуемой температуры на входе в испаритель использовался смесительный бак, в котором происходил теплообмен между водой из конденсатора, возвращающейся из испарителя, и водопроводной. Кроме того, производился перепуск воды, возвращающейся из испарителя, по байпасной линии непосредственно во всасывающий патрубок насоса испарителя. Температура кипения устанавливалась дросселированием паров фреона на входе в компрессор. Испаритель заполнялся с помощью терморегулирующего и ручного регулирующего вентилей таким образом, чтобы перегрев составил 1—3°С. Расход воды регулировался задвижками, измерялся с помощью сопел и дифманометров. Температура измерялась термометрами с ценой деления 0,1°С, давление — образцовыми манометрами, сопротивление аппарата по фреону и воде — дифманомет- рами. 32
Вода Щ70 Р.ис. 1. Кожухотрубный испаритель с U-образными трубками. Основной задачей исследований являлось нахождение коэффициента теплопередачи аппарата, коэффициента теплоотдачи как со стороны воды, так и со стороны фреона, а также гидравлического сопротивления по фреону и воде. Кроме того, определялась надежность работы аппарата при получении «ледяной воды», т. е. воды с температурой 0,5—ГС. Вода в межтрубном пространстве имеет смешанный ток: перекрестный и параллельный. Большинство же имеющихся критериальных зависимостей по теплообмену, описанных в литературе, относятся только к одному направлению потока жидкости: либо к перекрестному, либо к параллельному. Поэтому необходимо было определить критериальные зависимости, характеризующие теплоотдачу при смешанном токе. Зависимости, определяющие коэффициент теплоотдачи при кипении фреона в аппарате внутри трубок, также требовали уточнения. Коэффициент теплоотдачи со стороны воды определялся тарировочным методом по схеме вода — вода. В этом случае в трубки вместо фреона подавалась холодная вода, а в межтрубном пространстве протекала теплая. Коэффициент внешней теплоотдачи мог быть найден из полного коэффициента теплопередачи при известных значениях коэффициента теплоотдачи внутри трубок. Коэффициент теплоотдачи внутри трубок определялся по уравнению для переходного режима течения воды [1]: 0,4 авн = 0,023 ~ ф Яеи>ьРт"'*ккал1(м2 • ч d град)- о) Опыты проводились при Re = 5200-^-8600, в этом случае поправочный множитель г|э — = 0,89-И ,0. В опытах была принята следующая методика. При постоянном расходе воды снаружи трубок задавались двумя-тремя расходами воды, протекающей по трубкам. При этом различные значения авн при Ун = const должны дать одни и те же значения ан. Изменяя аналогичным образом расходы воды снаружи трубок, т. е. имея aH = var, можно получить значения внешнего коэффициента теплоотдачи при различных скоростях воды. Скорость ш воды в трубках испарителя изменялась в пределах 0,57—1,0 м/сек, в межтрубном пространстве wH=0,12-г-0,71 м/сек (w находили по зависимости wH=VwiW2, где W\, w2 — скорости; воды при поперечном и продольном течении воды). Дебаланс тепловых потоков внутри и снаружи трубок составил в среднем 3,5%. На рис. 2 дана зависимость коэффициента теплоотдачи ан от скорости воды w. Каждое значение ан получено из двух-трех различных величин авн (kH), при этом средняя величина ан отличается от полученных в опытах значений ан максимально на ±8%, в среднем на ±4%. Коэффициент теплоотдачи характеризуется уравнением 33
а,,, ннал/(п*- v • град) JUUU- Zu'Ju- WUu - 700 1 °^ о. \— «Л fJn l/(M ЗШ 23Z6 1163 814 OJ 0,2 0,3 OM 0.5 0,6 0,7 0,8 0,3 1,0 U), м/сек Рис. 2. Зависимость коэффициента теплоотдачи ан от скорости воды w (схема вода — вода). ан = 2650 W°/d л B) В критериальном виде (рис. 3) Num = 0,25Rem0'65. C) Параметры отнесены к средней температуре воды Яет=21004-8600. По данным Коулсена и Ричардсона [2], для поперечного обтекания трубок действительна зависимость • Nu = 0,33 Re0'6 Pr0'33 = 0,65 Re0,6. Для продольно-поперечного обтекания пучка трубок рекомендуется уточнять зависимость введением коэффициента, равного 0,6. Тогда Nu = 0,39ReM. Донахью [3] предлагает следующую зависимость: Nu = 0,22 Re0'6 PrM = 0,54 Re0,6. Сравнивая результаты проведенных исследований с результатами, полученными Коулсе- ном и Донахью, можно заключить, что для испытанного аппарата значения критерия Nu в экспериментальных областях изменения Re полностью соответствуют зависимости, полученной Коулсеном с введением коэффициента г|)=0,6. По зависимости Донахью г|) = 0,72. После определения внешнего коэффициента теплоотдачи аппарат испытывался как испаритель фреоновой холодильной машины для охлаждения воды. Температура кипения фреона-12 поддерживалась около —2°С, конденсации 30°С. На выходе из испарителя вода имела температуру 2—6°С, перегрев паров фреона составлял 1—3°С. В аппарате вода охлаждалась на 2,5— 10°С, скорость ее была 0,2—0,5 м/сек. Удельные тепловые нагрузки, отнесенные к внутренней поверхности, qF = 1200-4-3400 ккал/(м2 • ч). Зависимость коэффициента теплопередачи ku 4,1 ЯП J ЯП ¦ 70- RFI- 50 W 30 \ о а/ Z000 3000 4000 5000 SOOO 7000 8000 tern Рис. 3. Зависимость Num от Rem (схема вода — вода). 34
от удельной тепловой нагрузки представлена на рис. 4. Полученные значения коэффициента теплопередачи составляют 220—410 ккал/(м2'Ч- *град). Величины коэффициента теплопередачи относительно малы, несмотря на то что коэффициент теплоотдачи снаружи труб изменялся в пределах от 1150 до 1800 ккал/(м2-ч- -град). Это объясняется низкими значениями коэффициента теплоотдачи внутри трубок. **5 РПП. «з ОиЫ Й- =Г 700- ^500- 400- ЯПЛ- aJUU 200 у У У у D О L^ о У У А Ъ^^^"^ А У <** -^Л 1 1000 1500 2000 3000 WOO о ,кнал/(м2-ч) Рис. 4. Зависимость коэффициента теплопередачи kH от удельной тепловой нагрузки qp при различных скоростях воды для гладких трубок A—wH=0,3 м/сек; 2 — wu = 0,5 м/сек) и для трубок с внутренним оребрением C—а»н= 0,5 м/сек). К зоо 800 700 >600 500 ¦чОО- .100 о 1 Л. ьЛ- 'а 1 < о /у у \ 1000 1500 гооо 3000 о. ккал1(пг ч yFBh Рис. 5. Зависимость коэффициента теплоотдачи аВн от удельной тепловой нагрузки 4t • Экспериментальные значения коэффициента теплоотдачи при кипении фреона-12 в трубках испарителя как функция удельной тепловой нагрузки изображены на рис. 5 (кривая 3). Точки образуют две зоны: одна охватывает нагрузки, определяющие теплоотдачу при неразвитом кипении, соответствующем конвективному теплообмену; вторая — область пузырчатого кипения. Для первой зоны авн= = 420 ккал/(ж2 • ч • град), для области пузырчатого кипения авн = 420-^750, на этом же графике нанесены значения авн, полученные Богдановым [4], — кривая 1 и Бо-Пьером [5] — кривая 2. Для области неразвитого кипения Богдановым рекомендована зависимость авн= = 130<Л'2, Бо-Пьер не разделяет область кипения на зоны и для нашего случая кипения Ар, м Вод. ст. ДО1 3,0 ?/7 1Q- l,J п in 1,0 1 г l,J 1,4 А 1 ?- 1,о- 1 7- '»" 1 /,/ 1П- .1,и AQ- ПО- ир О,' /7/7- и,о /К- ом- 0,3- п?~ U,L О / ^ / V/ ¦5/ У 1*1 ь /о / п 1 /0 о / ° \J 1 J т 02 0,3 ОМ 0,5 0,0 0,7 0,8 Ю, п/свн Рис. 6. Зависимость гидравлического сопротивления испарителя от скорости воды. 35
рекомендует уравнение авн = 0,98 q°F>s .Полученные нами экспериментальные точки легли между кривыми 1 и 2. Для неразвитого кипения в нашем случае авн~100<Л>2 1 вн (до qF =2000 ккал/ (м2 • ч • град), т. е. ве- » вн личина коэффициента перед qF на 30% вн меньше. В области развитого кипения экспериментальные точки также легли между кривыми 1 и 2, однако большая часть их — ближе к кривой данных Бо-Пьера. Зависимость гидравлического сопротивления Др испарителя от скорости воды в нем представлена на рис. 6. Кривая характеризуется уравнением Ар= 1,15 ш2'6, или на один ход аппарата Api — 0,1 w2>6. Сопротивление аппарата невелико и при оу=0,6 м/сек составляет 3 м вод.ст. По фреону сопротивление аппарата не превышает 0,1 кг/см2. Кроме снятия характеристик при различных экспериментальных режимах, испаритель ис- пытывался также на возможность получения «ледяной воды» при длительной автоматической работе. Машина работала при температурах фреона на входе в испаритель —5,3-i—4,7°C, на выходе —3-=—2,3°С при скорости воды w = = 0,635 м/сек. Вода поступала на охлаждение с ?gi = 1,3-г-1,4°С и выходила из аппарата с /S2 = 0,7^0,9°C. В настоящее время сальниковые уплотнения в виде колец изготовляются из графитовых композиций разных марок. Графит успешно применяется как антифрикционный материал во многих узлах машин, но недостатками его являются хрупкость, быстрый износ в вакууме и образование графитовой пыли (что особенно нежелательно в пищевой промышленности) . С появлением нового антифрикционного материала — фторопласта — его стали применять в подвижных сопряжениях деталей машин, которые работают без смазки или при недостаточной смазке [1]. В чистом виде фто- ропласт-4 обладает высокими антифрикционными, но низкими физико-механическими свойствами, ограничивающими его применение,— Машина работала на автоматическом режиме с ТРВ в течение 25 ч. Никаких ненормаль- ностей в работе испарителя не было обнаружено, несмотря на то что получали воду с достаточно низкой температурой. На рис. 4 нанесена пунктирная кривая, найденная по предварительным испытаниям макетного образца аппарата с трубками, имеющими внутренние ребра (коэффициент оребре- ния г|)~2). Как видно из графика, коэффициент kn имеет значения более высокие, чем для аппарата с гладкими трубками. Это указывает на необходимость изготовления аппаратов с внутренними ребрами. В результате проведенных испытаний были определены коэффициенты теплопередачи и теплоотдачи аппарата с U-образными трубками при работе на фреоне-12, гидравлическое сопротивление аппарата, выявлена надежная работа испарителя при получении «ледяной воды». ЛИТЕРАТУРА 1. «Холодильная техника». Энциклопедический справочник. Т. il. I960, стр. il;21, уравнение ;E0а). 2. С о и 1 s e n, \R i с h ar d s о n. «Chemical Engineering^ 1954. 3. Donahue D. A. «Industrial and Engineering Chemistry», 1949, vol. 41, № 11. 4. Богданов С. Н. Исследование теплообмена при кипении фреона-12 внутри горизонтальной трубы. «Холодильная техника», 1963, № 5. 5. В. Pierre. ^Kaltetechnik», 1955, Bd. 7, № 6, S. 63. мягкостью (твердость по Брииеллю 3—- 4 кг/мм2) и малой теплопроводностью. Механическая прочность фторопласт а-4 может быть повышена путем введения различных наполнителей: железного порошка, порошка каменноугольного кокса, ситалла, графита и дисульфидмоли'бдена. В опытах ВНИХИ применяли композиции разного состава: 15„ 20, '25 и 30% наполнителя по объему пресс- формы. Приготовленные композиции прессовал и в таблетки диаметром 5H и толщиной 6 мм на гидравлическом прессе. После термообработки их проверяли на твердость в Институте машиноведения Академии наук СССР (см. таблицу) . УДК 678.5:621.57.041:621.65 ФЕРРОФТОРОПЛАСТ ДЛЯ САЛЬНИКОВЫХ УПЛОТНЕНИЙ АММИАЧНЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ КОМПРЕССОРОВ И НАСОСОВ С. Д. ПЕТРОВ — Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности 36
Из приведенной таблицы видно, что самым твердым оказался состав ,из 70% фторопласта и 30% железного порошка, который назван фер р офторопл астом. Феррофтороиласт был применен во ВНИХИ на стенде лаборатории сухого льда в сальниковом уплотнении штока аммиачноуглекислот- ного компрессора 2УАП. Сальниковое кольцо проработало более 700 ч с хорошими результатами благодаря тому, что железный порошок хорошо отводит тепло и сальник не нагревается. Фторопласт позволяет штоку почти без трения скользить в сальниковом кольце, смазка которого весьма ограниченна. Ниже описана технология приготовления феррофторопласта (в расчете на одну таблетку диаметром 50 и толщиной 6 мм). | Наполнитель 1 Железный порошок 1 Порошок каменноугольного кокса 1 Порошок ситалла Порошок графита Порошок дисульфидмолиб- дена Содержание, % по объему S3 Is 15 20 25 30 15 20 25 30 15 20 25 30 15 20 25 30 15 20 25 30 °2 •е-с 85 80 75 70 85 80 75 70 85 80 75 70 85 80 75 70 85 80 75 70 Твердость по Бринеллю, i кг\мм? 3,25 3,64 5,24 6,51 2,74 4,00 4,30 4,60 3,28 4,39 4,92 5,38 2,79 1,31 1,38 Образец раскололся 1,3 Образец раскололся То же Навески компонентов определяли исходя из насыпных удельных весов измельченного фто- ропласта-4 @,5 г/см3) и железного порошка B,7 г/см3). Объем таблетки равен 11,76 см3. Объем загрузочной камеры прессформы должен быть равен пятикратному объему готовой таблетки (рис. 1). Тогда общий объем композиции составит 58,8 см3, из них 41,2 еж3 фторопласта и 17,6 еж3 железного порошка. Весовые же количества компонентов соответственно будут 20,6 и 47,6 г (что составляет по весу 30 и 70%I. Железный порошок предварительно просеивали и гфокаливали в течение 2 ч при 150°С. . Отвешенные компоненты следует перемешать в фарфоровой ступке до ^получения однородной массы (при большом количестве приготавливаемой композиции это следует делать в шаровой мельнице), загрузить оз матрицу прессформы и уплотнить легким встряхиванием. Загруженную прессформу устанавливают на гидравлический или винтовой пресс, обеспечивающий удельное давление 300— 350 кг/см2. Рис. 1. Схема прессформы для прессования таблеток из феррофторопласта: / _ пуансон; 2 — матрица; 3 — таблетка; 4 — толкатель; 5 — лыски для опорных брусков. Скорость хода плунжера в момент прессования ;не должна превышать 6—7 см/мин. После замыкания прессформы необходима выдержка под давлением 2—3 мин. Прессование производится без подогрева. Извлекают отпрессованную таблетку так: прессформу поворачивают на 180°, устанавливают на опорные бруски и нажимают на толкатель. При массовом производстве таблеток или деталей конечных размеров термообработка (спекание) производится в печах с вращающимся подом, которыми располагают только специализированные предприятия (по переработке фторопласта. 1 При массовом, изготовлении таблеток композиции можно составлять по весовым процентам. 37
2 Рис. 2. Схема приспособления для спекания таблеток: 3 1 — толкатель; 2 <— 4 корпус; 3 — таблетка; 4 — вставка; 5 — накидная гайка. J & «ъ ^ 1 Жь 1 4 1 — \ ¦ ^$ ¦ т<4 у Рис. 3. Сальниковое кольцо из феррофторопласта для аммиач- ноуглекислотного компрессора. Нами предложен способ спекания таблеток, доступный каждому предприятию, имеющему мусЬельную печь с теомояегулятором и приспособление, схема которого показана на рис. 2 12]. Собранное приспособление с вставленной в него таблеткой помещают в муфельную печь, нагревают таблетку до 360—380°С (температура спекания фторопласта), выдерживают при этой температуре в течение 2 ч (ив расчета 1 ч на каждые 3 мм толщины таблетки). При нагревании в результате термического расширения вставки феррофторопласта (коэффициент термического расширения его намного больше, чем у металлов) возникают большие давления на таблетку. Она спекается без изменения размеров. По окончании термообработки таблетку, не вынимая из приспособления, необходимо охладить на воздухе, после чего обработать в нужные профиль и размер. Удельный вес опрессованной таблетки 5,79 г/см3. Изготовленное во ВНИХИ сальниковое кольцо из феррофторопласта для аммиачно- углекислотного компрессора изображено на рис. 3. ЛИТЕРАТУРА , 1. Чего да е.в Д. Д., Наумова 3. К., Дунаевская И. С. Фторопласты. Госхимиздат, I960. 2. Семенов А. П., Матвеевский Р. М., Позднй'ков В. В. Технология изготовления и свойства содержащих фторопласт антифрикционных материалов. И'зд-во АН СССР, И963. УДК 661.972 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧНОГО РЕЖИМА РАБОТЫ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЖИЖЕННОГО УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА НА БАЗЕ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА С. Д. БЛОНСКИЙ. канд. хим. наик М. Б. КАРЦЫНЕЛЬ — Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф. Э. Дзержинского В любом производственном процессе важно поддерживать технологический режим работы, обеспечивающий максимальную технико-экономическую эффективность. В случае постоянного объема производства показателем эффективности может служить себестоимость. Себестоимость слагается из затрат сырья, материалов и энергии, зависящих от технологического режима, и так называемых условно- постоянных затрат, не зависящих от технологического режима и определяемых объемом производства, степенью использования производственной мощности, условиями реализации продукции и другими факторами. В частности, при производстве сжиженного С02 изменение технологического режима может влиять только на те составляющие себестоимости, которые от него зависят. Математически связав эту часть себестоимости сжиженного СО2 со всеми переменными параметрами технологического процесса, от которых она зависит, можно найти алгоритм управления, т. е. последовательность математических 38
и логических операции, согласно которой следует обрабатывать информацию о текущем состоянии объекта для определения оптимального режима. Использование управляющей вычислительной машины позволит реализовать этот алгоритм. В литературе [1] имеются сообщения об автоматической оптимизации процесса моноэта- ноламиновой очистки конвертированного газа от СОг. Производство СОг из дымовых газов и очистка конвертированного газа от СОг — процессы в своей основе аналогичные и относятся к числу абсорбционно-десорбционных. Однако различный технологический режим и, главное, различные конечные цели не позволяют использовать алгоритм, составленный для одного процесса, в управлении другим. В настоящей работе сделана попытка дать методику математического описания зависимости первой части слагаемых себестоимости сжиженного СОг (без учета условно-постоянных затрат) от технологического режима. Себестоимость сжиженного С02 включает следующие основные статьи затрат: — стоимость топлива, одновременно являющегося и технологическим сырьем; — затраты на абсорбент (раствор моноэта- ноламина); — стоимость технологической воды, электроэнергии; — стоимость вспомогательных материалов; — зарплату с начислениями; — цеховые и общезаводские расходы. Затраты, составляющие последние три группы, практически не зависят от технологического режима и поэтому здесь не рассматриваются. На основе ранее опубликованных данных [2, 3] нами был определен [4] расход тепла на десорбцию СОг из растворов моноэтанолами- на (МЭА) в зависимости от различных параметров технологического режима: 4900 , ^08(П5-*дJ -,0,364 90 + Зг где z — концентрация раствора МЭА, % вес; tx — температура десорбции, °С. В приведенном уравнении не принято во внимание влияние на расход тепла величины поверхности теплообменной аппаратуры. Для учета этого фактора вводится разность температур Д/ десорбции /д и насыщенного раствора МЭА /н, поступающего в десорбер. Уравнение A) принимает вид Q 3525 + 95 А/ „0,364 Л,С8 + #10A15-*д)« 90 + 3* ккал/кг, B) Используя уравнение B), легко определить расход условного топлива G000 ккал/кг) на 1 кг сжиженного СОг: Qb 7000 % кг/кг, C) где Ь — коэффициент, учитывающий потери СОг в процессах сжатия, сжижения и розлива в баллоны, 6 = 1,1-4-1,15; т]к — к.п.д. котельной установки. Подставив в уравнение C) значение Q, получим дт 7000y)k 3525 + 95 A t . t^(U5-tA) J),364 + 90 + Зг т/т. D) В производственных условиях потери МЭА происходят с отходящими дымовыми газами, с потоком СОг из холодильника газа при регенерации рабочего раствора методом вакуумной разгонки, за счет механических потерь при перекачке раствора. Потери МЭА с отходящими дымовыми газами обусловливаются наличием некоторой упругости паров МЭА. Используя данные [5], мы вывели уравнение, определяющее упругость паров МЭА для концентрации растворов от 5 до 35% вес. и температуры от 10 до 80°С: 'МЭА = 3,928 • 10(г 2I0°'шмм рт. ст. где t — температура над раствором, °С. Потери с дымовыми газами в расчете 100%-ный МЭА составляют dx = 61,1 УГРмэ\ 22,4Робщ кг/т, E) на F) где количество дымовых газов, приходящееся на 1 т сжиженного С02, нм3/т; Рмэа — упругость паров МЭА на выходе из абсорбера, мм рт. ст.; Робщ — общее давление газа на выходе из абсорбера, мм рт. ст. Приняв Робщ равным 760 мм рт.ст. и подставив в уравнение F) значение /?МЭА, получим -\-7 10" Vvm{z-2)\(fMh кг/т, G) ^ = 1,41 где m — коэффициент, учитывающий механический унос МЭА с дымовым газом (т«1,1); t2 — температура газа на выходе из абсорбера, °С. 39
Безвозвратные потери МЭА с потоком СОг из холодильника газа крайне незначительны. Они могут быть определены в расчете на 1 т сжиженного СОг по формуле ИЮО-бЫ^мэА 44(Робщ-/>н2о) кг\ ту (8) или после подстановки уравнения E) d. 5,45 ¦ 1(TJ Л)бщ Р\\20 значения рмэл из ¦0,04/ b{zK-2)\0 кг\т, (9) где zK — концентрация МЭА в конденсате, % вес; tx — температура С02 на выходе из холодильника, °С; рно — упругость паров воды при tx, мм рт. ст. Расчеты показывают, что потери МЭА с отходящими дымовыми газами и потоком СО2, определенные по формулам G) и (9), довольно точно согласуются с экспериментальными данными К. Г. Поповой [6]. Потери МЭА при регенерации раствора методом вакуумной разгонки можно рассчитать достаточно точно, если известны количество и состав содержащихся в газе примесей, взаимодействующих с МЭА. Практически потери могут быть определены более простым способом. Для этого должны быть известны количество выводимого на разгонку раствора и коэффициент, учитывающий выход годного продукта после вакуумной регенерации. В расчете на 100%-ный хЧЭА потери составят z d.x = On 100 кг\т, A0) где Gp — общее количество раствора МЭА в установке, кг/т; р — доля выводимого на вакуумную разгонку раствора МЭА от общей емкости установки по раствору (по практическим данным, р = = 0,014-0,02); б — доля всех потерь МЭА в процессе вакуумной разгонки F = = 0,054-0,1). Механические потери d\ МЭА зависят от состояния оборудования и в расчете могут быть приняты равными от 4 до 7% всех потерь: d = dt + d2 + d3 100 ~/м fuKZJT, (И) где fM — доля механических потерь, %. Общий расход МЭА: d = dj + d2 + dd + rf4 кг\ т. A2) Эффективность использования воды как охлаждающего агента зависит от ее начальной температуры. С учетом того что на заводах используется оборотная вода, ее начальная температура в расчетах принята постоянной и равной 25°С. При таком условии расход воды на охлаждение дымового газа в скруббере в пределах температур выходящего газа от 30 до 50°С, как показали наши расчеты, сделанные на основе данных Днепропетровского завода, приближенно может быть определен по формуле Вск = 65 — tx м?1т, A3) где t\ — температура газа на выходе из скруббера, °С. Расход воды на охлаждение раствора, поступающего в абсорбер, зависит от концентрации и температуры раствора на выходе из холодильника и может быть определен в пределах рабочих температур и концентраций по выведенной нами эмпирической формуле 760-15,2^^ (и) В« .0,5 где U температура раствора на выходе из холодильника, °С. Расход воды на охлаждение углекислого газа в пределах рабочих температур десорбции с учетом того, что тепло газа не используется, приближенно может быть определен по формуле 5Г = 0,4/Д мъ\г. A5) Расход воды на охлаждение компрессоров и сжатого газа не зависит от технологического режима и может быть принят постоянным. По данным Днепропетровского завода, Вкм-45 мг/т. Таким образом, общий расход воды на производство 1 т сжиженного СО2 составит В = ВСК + ВР + ВГ + ВКЧ м?\т. A6) Расход электроэнергии при изменении технологического режима колеблется незначительно и обнаруживается лишь при изменении скорости циркуляции раствора МЭА. Из расчета требуемой мощности нами выведена эмпирическая формула, определяющая расход электроэнергии на перекачку раствора МЭА: 3. 57,7 ,0,6 17,3 lgfo-100) nku кет . ч\ту A7) 40
где п — количество насосов в системе циркуляции раствора; ku — коэффициент, учитывающий запас мощности электродвигателя (kM = = 1,2-1,3). Общий расход электроэнергии Э = Эр + Эь кет • ч/т, A8) где 9i — прочие составляющие расхода электроэнергии, условно принятые не зависящими от рассматриваемых параметров технологического режима (расход электроэнергии на транспортировку дымовых газов и на компримирование С02). В каждом конкретном случае значения численных коэффициентов в уравнениях A4), A5), A6) и A8), зависящие в основном от конструкции аппаратуры, могут не совпадать с теми, которые определены нами для действующего оборудования Днепропетровского уг- лекислотного завода. Однако методика расчета остается такой же. Полная себестоимость сжиженного С02 может быть определена по следующей формуле: d С = дтЦт + 0,8 + ЭЦэ + Пруб1т9 A9) где ДМЭА цена условного топлива, руб/т; ¦ цена МЭА (80%-ный раствор), руб/кг; Дв — цена воды, руб/мг; Цэ — цена электроэнергии, руб/(квт • ч); П — условно-постоянные затраты, руб/т. На рисунке представлена зависимость себестоимости сжиженного С02 от температуры регенерации раствора при различных параметрах технологического режима. Производительность установки принята постоянной. Кривые построены для частного случая, когда в качестве топлива используется доменный газ с теплотворной способностью 1000 ккал/нмг. Для расчета использованы данные Днепропетровского углекислотного завода. Как и следовало ожидать, полученные результаты принципиально полностью совпали с выводами ранее опубликованных работ [2, 3]. Оптимальное значение анализируемых затрат находится при температуре десорбции около 115°С. Из других параметров важную роль в снижении себестоимости играет увеличение концентрации МЭА (кривые 2, 3 и 4), а также уменьшение разности температур At, зависящей в основном от кон- 1%5 I с I 4 1 1 I» I I \ ^ ^^l— А Л Ifffl г 110 120 130 Температура регенерации,°С Зависимость себестоимости сжиженного С02 от температуры регенерации раствора при различных параметрах технологического ©ежима (t\ = =35°iC, *х=30оС): / — 2=10%, А/=18°С, /2=40°С, ^в = 30°С; 2 — 2=10%, Д*=15°С, t2 = =E0°С, *B=40°C; 3—z=U5%, M = ='1-5°С, *2=60°С, /в=40°С; 4—г=,20%, Д*=15°С, t2 = 50°Cy /в = 40°С; 5—z = -20%, A*=12°C, /2 = 40°С, /в = 30°С. структивных особенностей и состояния аппаратуры (кривые 1 и 5). Затраты на МЭА и воду при колебании технологического режима взаимно противоположны: с увеличением расхода воды уменьшается унос МЭА. При изменении температуры газа на входе и выходе из абсорбера, температуры раствора на выходе из холодильника и других параметров кривые соответственно смещаются. Абсолютная же величина анализируемой части себестоимости сжиженного ССЬ действует только для Днепропетровского завода. В других цехах она значительно выше и доходит до 40 руб/т. Уравнения, приведенные в настоящей работе, могут служить основой алгоритма для автоматического расчета себестоимости и управления производством сжиженного СОг с целью осуществления процесса при оптимальном режиме. ЛИТЕРАТУРА 1. Плавинский Е. А., ТараненкоБ. Ф. Автоматическая оптимизация процесса моноэтанолами- новой очистки газа от С02. Труды ЦНИИКА. Вып. 6, 1963. 41
2. Пименова Т. Ф. изводства углекислого газа. I960, № 6. 3. Пименова Т. Ф., Г р о д н и к М. вия обеспечения минимального расхода тепла бере, «Холодильная техника», 1964, № 3. 4. Карцынель М. Б., Блонский С которые аналитические зависимости сорбционно-десорбционный процесс Оптимальный режим про- «Холодильная техника», Г. Усло- в десор- Д. Не- описывающие аб- получения С02 с помощью моноэтаноламина. «Холодильная техника», 1965, № 6. 5. Коу л ь А. Л., Ризенфельд Ф. С. Очистка газа. Перевод с англ. Под общ. редак. И. И. Абрам- сона. Гостоптехиздат, 1962. 6. П о п о в а К. Г. Изучение потерь моноэтаноламина в условиях работы Московского хладокомбината. Отчет ВНИХИ, 1956. УДК 621.565.3 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ВОЗДУШНОЙ СТ0УИ НА МОДЕЛИ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К УСЛОВИЯМ ХОЛОДИЛЬНЫХ КАМЕР М. 3. ПЕЧАТНИКОВ — Ленинградский технологический институт холодильной шромышлеености Необходимый режим хранения продуктов в значительной мере обеспечивается правильным распределением воздуха в холодильных камерах. Как показали проведенные нами измерения, расчет по методу свободной плоской и круглой струй при очень большой загрузке холодильной камеры дает завышенную в 2—5 раз скорость в конце действия струи. В. А. Бахарев и В. Н. Трояновский1 предложили расчет систем воздухораспределения для струй, вытекающих из круглых сопел, но развивающихся в незагруженном ограниченном пространстве. Опытами, проведенными в отраслевой лаборатории ЛТИХП, установлены закономерности расчета струй, выходящих из круглых сопел и развивающихся в сильно загруженном ограниченном объеме, как это наблюдается в холодильных камерах. Струи, вытекающие из щелевых сопел, можно рассчитывать по формуле для струй, выходящих из круглых сопел2. Таким образом, изложенные ниже положения позволяют рассчитывать системы воздушного охлаждения как для одноканальных систем воздухораспределения со щелевыми и круглыми соплами, так и для бесканальных систем. 1 В. А. Бахарев, В. Н. Трояновский. Основы проектирования и расчета отопления и вентиляции с сосредоточенным выпуском воздуха. Профиздат, 1958. 2 Е. С. К у р ы л е в, М. 3. Печатников. Исследование и расчет одноканальной системы распределения воздуха в холодильных камерах. «Холодильная техника», 1966, № 6. Исследование струй проводилось на модели холодильной камеры (рис. 1). Модель выполнена в масштабе 1 :20. Боковые стенки и потолок ее из органического стекла. Пол поднимается и опускается при помощи шести домкратов, что позволяет моделировать камеры высотой от 3 до 6 м. Циркуляция воздуха осуществляется вентиляционной установкой, состоящей из вентилятора и замкнутого воздуховода. Постоянство расхода воздуха контролируют измерением статического давления перед соплами. Измеряя статическое давление во всасывающих отростках, можно установить необходимое соотношение между расходами воздуха по этим отросткам при условии их предварительной тарировки. Для того чтобы расход воздуха через сопла оставался постоянным при изменении (из-за колебаний напряжения в сети) числа оборотов, питание электродвигателя осуществляется через стабилизатор напряжения. Конструкция, при помощи которой всасывающие отростки присоединены к торцовой стенке, допускает изменение высоты их расположения в зависимости от высоты пола. Аналогично можно менять высоту установки сопла. Для экспериментов не только с изотермической, но и с неизотермической струей в установке применен воздухоохладитель, встроенный в вертикальную часть распределительного устройства. Воздухоохладитель является составной частью холодильной установки с компрессор-конденсаторным агрегатом ФАК-0,7. На модели поставлено шесть опытов, в каж- 42
Рис. 1. Модель холодильной камеры: / — съемная стенка; 2 — камера; 3 — сопло; 4 —трубки для измерения статического давления; 5 — дроссель-клапаны; 6 — распределительное устройство; 7 — холодильная установка; 8 — вентилятор; 9 — задвижки; 10 — всасывающий отросток; 11 — подвижный пол; 12 — домкрат. дом менялись коэффициент заполнения камеры грузом и конфигурация штабелей (рис. 2). Обработка результатов произведена в безразмерных координатах. Первый обобщаю- щии параметр ¦ , где у гп — определяющее щий размер поперечного сечения модели, не занятого грузом; dQ—начальное сечение струи. и 1 Л 1 1 1 Ж опытоб О 1 02 A3 Я4 Ш5 Дб Рис. 2. Схемы заполнения камеры грузом и конфигурация штабелей. Второй обобщающий параметр — безраз- — ах мерное расстояние х ——zzr~~ для слу- чая движения струи вдоль плоскости, т. е. когда струя налипает на потолок, что происходит при расположении сопла на расстоянии большем 0,65 высоты помещения, или Х== V2F» когда струя после выхода из сопла налипает на две параллельные плоскости и развивается между ними, что имеет место при малом расстоянии между этими плоскостями, близком к диаметру начального сечения струи (опыт 6). В этих формулах а — коэффициент турбулентной структуры струи; х — расстояние от полюса струи до рассматриваемого сечения. Исследованиями выяснено, что осевая скорость струи, развивающейся в незагруженном и в сильно загруженном объеме, изменяется по одному закону. Следовательно, формула расчета осевых скоростей в незагруженных помещениях применима и для сильно загруженных помещений. Изменение безразмерной площади струи, развивающейся в сильно загруженном помещении, определяется по следующей эмпирической формуле: ?*- = 0,565A0 xf e-^-v*\ (^ Закономерность изменения безразмерной 43
-ЙП 0,3 П i U,l 0,0 Qtwwuo ЕГЖ S7 /7/7 UJJ Vo *o о n 2,0 an V 0,0 Vo <k U,D 0,0 iS J L_ Ml \ \ls' Л 7/ 7tf | •' r , J У uri kra/ i A a \b ¦ w^ t iAt г 19* ** **Ч &Ч 11Г А7л^ UA^ [4 •4 itfr *3§s I^M ?v5, ^^ ч ¦*. в V B k? ^•*» = 0,178 A0 x)e 12, U — 50J? B) Формула безразмерного расхода струи имеет вид УСТр Линия ///, построенная по формуле B), хорошо согласуется с опытными данными. Безразмерный расход струи, развивающейся в незагруженном (IV) и в сильно загруженном объеме (///) (рис. 3, б), возрастает совершенно одинаково до критического сечения л; = 0,2. Дальше быстрее уменьшается безразмерный расход струи, разевающейся в сильно загруженном помещении. Разделив расход B) на площадь A) струи, после необходимых преобразовнш* получим формулу для определения средней скорости струи VK ^ср.стр ~\-2 = 0,247A04 21,78 х—38 дг2 /оч 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 %35 Ofi 0fi5 0,5 0,55 На рис. 3, в приведен график безразмерной средней скорости струи. Линия V, построенная по уравнению C), достаточно хорошо согласуется с экспериментальными данными. Из рисунка видно, что средняя скорость струи в загруженном (V) и незагруженном (VI) помещениях изменяется почти одинаково. Формула безразмерной средней скорости обратного потока имеет вид Рис. 3. Зависимость площади (а), расхода (б), средней скорости струи (в), средней скорости обратного потока 1(г) от расстояния в незагруженном и сильно загруженном помещении. Условные обозначения опытов см. на рис. 2. площади струи показана на рис. 3, а, из которого видно, что как в сильно загруженном (/), так и в незагруженном (//) помещении площадь поперечного сечения струи возрастает почти одинаково до Аех пор, пока не займет 40% площади поперечного сечения помещения. Это происходит при # = 0,2-f-0,23. В дальнейшем значительно быстрее уменьшается площадь поперечного сечения струи, развивающейся в сильно загруженном помещении. ^ср.обр У ^п = \\,3хе - 11,57x + 47^-98jc3 D) Линия VII (рис. 3, г), построенная по уравнению D), хорошо согласуется с опытными данными. Средняя скорость обратного потока в сильно загруженных помещениях (VII) растет от места подачи значительно быстрее, чем в незагруженных (VIII), достигает в критическом сечении максимума, далее постепенно падает и при х = 0,5-^-0,56 становится равной нулю. Установленные зависимости позволяют более правильно и обоснованно проектировать сильно загруженные холодильные помещения со струйным распределением воздуха.
_о БМЕН ОПЫТОМ УДК 637.513.68.002.73 САМОХОДНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ПОДЪЕМА И ПОДВЕШИВАНИЯ ПОЛУТУШ НА ПОДВЕСНЫЕ ПУТИ На некоторых холодильниках охлажденное мясо поднимается и подвешивается на подвесные пути вручную, что требует больших затрат физического труда. Существующие автоматические устройства стационарного типа не позволяют распределять полутуши по подвесным путям морозильных камер, поэтому их использование неэффективно. Конвейерная система для распределения по нескольким потокам и накопления на троллеях штучного груза, например полутуш, для камер со стационарным устройством подъема и подвешивания туш на подвесной путь неудобна, так как громоздка. Электрические блокировки привода транспортеров ненадежны в работе, особенно в условиях морозильных ка- мео. где поддерживается температура —30°С. Самоходная установка для непрерывного подъема подвешивания полутуш на подвесной путь: а — общий -вид; б — установка в действии. Рационализаторами Ленинградского холодильника № 4—5 в содружестве со специальным конструкторским бюро мясо-молочной промышленности разработаны чертежи и изготовлен опытный образец самоходной установки непрерывного действия, позволившей механизировать процесс подъема и подвешивания полутуш на подвесной путь (см. рисунок). Механизм состоит из рамы, привода, фермы и цепного транспортера. На раме крепятся привод и ферма. Рама сваривается из уголков 50x50x4 мм и швеллера № 12, закрепляется подвижно на передней каретке погрузчика 4004А. Привод вращает звездочку подъемного цепного транспортера. В приводе находится ме- 45
ханическая блокировка, которая в случае заклинивания цепного транспортера отключит последний от привода. Электродвигатель привода серийный (ДК-90 7 П). Редуктор сконструирован специально для данного механизма. Редуктор состоит из червячной и конической пар, расположенных внутри сварной станины. Ферма, предназначенная для закрепления цепного подъемного транспортера и стыковки с ниткой подвесного пути, сварена из нержавеющих труб диаметром 25X2 мм и полосы 60X10 мм. Цепной транспортер для подъема полутуш состоит из тяговой цепи (шаг 65 мм), приводной звездочки (включена в привод) и натяжной звездочки. Ниже приведена техническая характеристика установки. Производительность расчетная, т\ч 30 Питание привода От аккумуляторных батарей автопогрузчика 4004А Число оборотов приводной звездочки цепного транспортера в минуту 21,63 Электродвигатель номинальное напряжение, в . . 30 мощность, кет 1,35 Для испытания материалов в различных температурно-влажностных режимах (t= = —10-f- + 60°C и ф= 10-f-96%) ГДР поставляет установки искусственного климата [модель РК2700 F1п)]. Установка (см. рисунок) представляет собой теплоизолированную камеру размером 2,6X2,1X4,5 м с полезным объемом 2,7 ж3. Искусственный климат создается холодильным агрегатом на фреоне-12 (холодопроизво- дительность 11600 ккал/ч) и увлажнительно- нагревательным устройством. Общая мощность установки 51 кет. Испытываемый материал для равномерности его температуры постоянно омывается по- число оборотов вала в минуту . 1730 сила тока, а 62 Габаритные размеры, мм длина 2130 ширина 1100 высота 1900 Вес расчетный, кг 385 Механизм крепится на подъемной каретке погрузчика 4004А. Стыковка с одной из ниток подвесного пути производится при помощи подъемного механизма погрузчика. Рабочий вручную зацепляет последовательно каждую полутушу крючком ролика, а ролик заводит в приемную часть механизма подъема. Непрерывно работающий механизм захватывает ролик штырями подъемной цепи и подвешивает полутуши на нитку подвесного пути. Применение установки для непрерывного подъема и подвешивания полутуш на подвесные пути в камерах холодильника № 4—5 позволило увеличить производительность труда на этой трудоемкой операции в 5 раз. В. С. МУРАВЛЯНСКИЙ — Ленинградский холопилк- ник № 4—5. УДК 6?8.84 током воздуха требуемых параметров. Для этой цели вентилятор нагнетает воздух через оросительную камеру и электронагреватель в полезное пространство. Оттуда через решетки днища воздух поступает в гладкотрубный испаритель и вновь всасывается вентилятором. Требуемые параметры воздуха создаются включением в работу отдельных элементов— холодильного агрегата, электрокалорифера, увлажнительной форсунки и нагревателя воды. Циркуляция воды осуществляется насосом, который забирает ее из поддона через водяной фильтр и подает к форсунке. Для улавливания капельной влаги из воздуха установлен каплеотделитель с кольцами Рашига. УСТАНОВКА ИСКУССТВЕННОГО КЛИМАТА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ 46
Z 3 ШНм ~~v/ "» 1K //7 J* i Dm водопровода "yB нанализацию В нанализацию^i Подпитна н шлровому нрану "Т" \ ! Принципиальная схема установки искусственного климата: 1 — камера; 2 — электродвигатель; 3 — 1вент,илятор; 4 — испаритель; 5 — отделитель жидкости; 6 — компрессор; 7 — всасывающий фильтр компрессора; 8 — маслоотделитель; 9 — маслопровод; 10 — конденсатор; 11 — фильтр-осушитель; 12 — соленоидный вентиль; 13 — водяной фильтр; 14 — насос; 15 — водонагреватель; 16 — водяной бак; 17 — устройство, обеспечивающее перелив: 18 — кольца Рашига; 19 — электрокалорифер; 20 — увлажнительная форсунка. Постоянный уровень воды в поддоне поддерживается подпиткой водопроводной воды через шаровой кран. Основные процессы в установке — увлажнение, нагревание, осушение и охлаждение воздуха — полностью автоматизированы. Для регистрации и регулирования параметров воздуха в камере установлены регуляторы температуры и влажности, а для последовательной смены режимов при испытаниях применен программный задатчик. В. М. КОЛОСОВ, В. Я. МЕКЛЕР УДК 621.65/.68—52 АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ НАСОСНО-ЦИРКУЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА КРАСНОДАРСКОГО РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ХОЛОДИЛЬНИКА В конце 1963 г. в Краснодаре вступил в строи пятиэт^Шй'Т^юдаалЗ^ распределительный холодильник емкостью 9700 т, с морозилками производительностью 100 т/сутки. Компрессорный цех, трансформаторная подстанция и вспомогательные помещения расположены в двухэтажном здании, примыкающем к главному корпусу. Железнодорожная платформа закрытая, автомобильная — открытая, с навесом. В компрессорном цехе смонтированы шесть агрегатов двухступенчатого сжатия, работающих при t0 = — 40°С и U = — 28°С, и один компрессор одноступенчатого сжатия (t0 =— 12°С). Общая холодопроизводительность установки 2,3 млн. ст. ккал/ч. Холодильник построен по проекту Гипрохо- лода. Хдло^ильное| и ^эн^гетич^ское оборудо- ^„вание,^^ Система охлаждения холодильника насосно- циркуляционная, с верхней подачей аммиака в батареи и с нижней — в воздухоохладители. В проекте принято автоматическое управление пуском и остановкой агрегатов и компрессоров, защита компрессоров от аварий, регулирование подачи аммиака в охлаждающие батареи, дистанционный контроль и сигнализация уровня в циркуляционных ресиверах,, дистанционный замер температуры и контроль за работой холодильной установки в целом. Проектом не предусмотрены: установка дренажного ресивера для оттаивания и аварийного дренирования аммиака из промежуточных сосудов и аккумулятора; защита компрессоров от возможности гидравлического удара при. 47
подаче жидкого аммиака в промежуточные сосуды и отделители жидкости; автоматический контроль за уровнем аммиака в линейных ресиверах; защита компрессоров по температуре масла и др. В процессе эксплуатации эти недостатки были устранены. Для защиты компрессоров по температуре масла были применены датчики температуры ТР-200. На нагнетательных трубопроводах компрессоров высокой ступени установлены обратные клапаны системы ВНИХИ, что обеспечило пуск и остановку компрессоров без перекрытия запорных вентилей. Выполнена схема аварийного отключения компрессоров путем установки на отделителях жидкости и промежуточных сосудах дополнительных датчиков уровня. Поскольку мо!розилки загружаются неритмично, то компрессоры, работающие при t0 =—40°С, пускаются вручную, а в дальнейшем управляются датчиками температуры (термометры сопротивления ТСМ-Х), которые установлены на линии жидкого аммиака от циркуляционного ресивера к аммиачному .насосу и подключены к машине АМУР. Диапазон регулирования температуры кипения от —33 до —43°С. В связи с тем что в процессе работы морозилок величина тепловой нагрузки изменяется в значительных пределах, а четыре агрегата, работающие при t0 = —40°С, обеспечивают достаточное число ступеней регулирования, использование автоматических регуляторов хо- лодопроизводительности на компрессорах было признано нецелесообразным. С переводом указанных агрегатов на работу при t0 = —28°С регуляторы' холодопроизводительности вновь включаются в систему автоматики. Для плавного -регулирования холодопроизводительности агрегатов, работающих постоянно при t0 =—28°С, используют зависимость между величиной тепловой нагрузки и давлением в испарительной системе, но в качестве командного устройства применяют не машину АМУР, а электр01кр1нтактные манометры (ЭКМ), которые устанавливают на всасывающих трубопроводах компрессоров низкой ступени. ЭКМ настраиваются на работу в диапазоне от 1,28 (*<> = —29°С) до 1,1 (t0 = — 32°С) а та. Система автоматики предусматривает возможность пуска компрессоров только при условии, если давление, создаваемое аммиачными насосами, находится в пределах 2—2,5 ати. Это указывает на нормальное состояние испарительной системы. Водяные насосы и вентиляторы градирни пускают вручную. Если давление аммиачных насосов превышает установленный предел (например, при закрытом запорном вентиле насоса), то пуск компрессоров возможен только на ограниченный срок, так как-при сливе жидкости из системы в циркуляционный ресивер верхний датчик уровня подаст сигнал на остановку компрессора. Рис. 1. Система подключения: / — промежуточный сосуд; 2 — компрессор низкой ступени; 3 — нагнетательный трубопровод; 4 — трубопровод сброса паров в отделитель жидкости; 5 — соленоидный вентиль fBA-40; 6 — трубопровод впрыска жидкого аммиака в промежуточный сосуд; 7 — всасывающий трубопровод компрессора высокой ступени; 8 — датчик уровня недопустимого заполнения промежуточного сосуда; 9 — датчик уровня нормального заполнения промежуточного сосуда. При установившемся давлении аммиачных насосов открывается соленоидный вентиль на трубопроводе подачи воды в охлаждающие рубашки компрессора, после чего закрывается соленоидный вентиль сброса давления из промежуточного сосуда в отделитель жидкости и компрессор высокой ступени включается в работу. По истечении 40 сек после пуска компрессора включается его автоматическая защита — маноконтроллер, реле давления воды и дифференциальное реле контроля смазки. На холодильнике установлены аммиачные непрямоточные VV-образные компрессоры «Миком-95» и «Миком-130». В процессе эксплуатации было обнаружено, что при остановке компрессоров жидкий аммиак из промежуточных сосудов выбрасывается через нагнетательные трубопроводы в компрессоры низкой ступени. Конструкцией компрессора предусмотрен слив жидкого холодильного агента в картер, 48
в результате смазочное масло насыщалось аммиаком и при пуске машины загустевало, в связи с чем дифференциальное реле контроля смазки отключало компрессор. Поэтому приходилось либо полностью удалять из картера маслоаммиачную смесь и заправлять машину свежим маслом, либо отсасывать аммиак из картера. Это надолго выводило машину из строя. Для устранения возможности выброса жидкости из промежуточного сосуда / в компрессор 2 по трубопроводу 3 была использована система подключения, представленная на рис. 1. Диаметр отводного трубопровода 4 из промежуточного сосуда на отделитель жидкости был увеличен до 40 мм. При остановке компрессора находящийся на трубопроводе соленоидный вентиль 5 типа СВА-40 открывается, давление в обоих сосудах уравнивается. Затем, включается компрессор низкой ступени, открывается соленоидный вентиль.подачи жидкого аммиака от регулирующей станции на промежуточный сосуд, и через 40 сек включается защитная автоматика этого компрессора. Машины, работающие при t0 = — 12°С, включаются автоматически ЭКМ, который также установлен на всасывающем трубопроводе, при давлении 3,1 ата (t0 = —9°С) и останавливаются при 2,4 ата (t0=—15°С). В этих же пределах работают и датчики автоматического регулятора холодопроизводительности. Автоматическая подача аммиака в батареи камер хранения (/0 = — 18°С) осуществляется с использованием датчиков температуры ТСМ-ХП и машины АМУР. Для подачи аммиака в воздухоохладители, работающие при t0 =—12°G, применены вентили ТРВА-40. Для поддержания в камерах хранения охлаждаемых грузов различной температуры используются бародросселирующие вентили. В процессе эксплуатации было обнаружено, что частая остановка компрессоров вызвана неравномерной нагрузкой аммиачных насосов (рис. 2), приводившей либо к срыву подачи одного из них, либо к переполнению циркуляционного ресивера и срабатыванию дистанционного указателя уровня. Благодаря устройству уравнительных паровой и жидкостной магистралей (рис. 2, б) была обеспечена равномерная нагрузка обоих насосов. *--i>4-*-?L^5 I-h><h^j-—s а Рис. 2. Схема подключения аммиачных насосов к циркуляционным ресиверам: а — по проекту; б — после внесенных изменений; / — трубопровод слива жидкости из системы; 2 — циркуляционные ресиверы; 3 — проектный уровень жидкости; 4 — фактический уровень жидкости; 5 — аммиачные насосы; 6 — паровой уравнительный трубопровод; 7 — жидкостный уравнительный трубопровод. Предусмотренная проектом система автоматики и внесенные в нее изменения позволили добиться высокого уровня автоматизации холодильной установки, создать стабильный температурный режим в камерах хранения. В настоящее время ведутся работы по дальнейшему улучшению системы автоматизации: холодильной установки. A. А. ЧИСТЯКОВ — Краснодарский холодильник № I Росмясорыбторга,. B. М. ШЛЯХОВЕЦКИЙ — Краснодарский политехнический институт.
ш рнсультация УДК 621.318.5 Рекомендации по размещению реле уровня на сосудах и аппаратах аммиачных холодильных установок Пропорциональное регулирование заполнения жидкостью теплообменных аппаратов холодильной установки (промежуточных сосудов, циркуляционных ресиверов, испарителей) но степени перегрева отсасываемых паров холодильного агента необходимо только при резко переменных тепловых нагрузках. При стабильных тепловых нагрузках и спокойном протекании процессов, а следовательно, свободном уровне жидкости в аппарате целесообразно IS они № ( \ rix3 0 L 3009 -txH— ~М 1 80 °/о ем кости Ш^ Д^г _) tr^ 80%емкости щ 3-й сверху ряд труU О—О Регулирование уровня О—Q Предупредительная сигнализация А варииная сигнализация Рис. 1. Расположение датчиков при монтаже реле уровня ПРУ-2: а — на промежуточном сосуде; б — на отделителе жидкости; в — на вертикальном циркуляционном ресивере, г — на горизонтальном циркуляционном ресивере; д — на линейном и дренажном ресиверах; е — на кожухотрубном испарителе (без установки отделителя жидкости); ж — на вертикальнотрубном испарителе; з — на маслянэм бачке аммиачного насоса. 50
Вид по стрелке А ТВ Три б у ^М аожать\ | | <Р25*2? эсп ГЬЗО предусматривать двухпозиционное регулирование [1]. Для регулирования подачи жидкого аммиака в аппараты холодильной установки применяется разработанный ВНИХИ двухпозицион- дый поплавковый регулятор уровня (неэлектрический) ПРУД [2]. В комплексно автоматизированных холодильных установках необходимо при остановке компрессоров автоматически прекращать подачу жидкого аммиака в аппараты. Поэтому поступление жидкости целесообразно регулировать с помощью реле уровня ПРУ-2 [3], управляющего соленоидным вентилем типа свм. Реле уровня ПРУ-2 конструкции ВНИХИ применяют также в качестве прибора автоматической защиты компрессора от опасного повышения уровня жидкости в сосуде или аппарате во избежание гидравлического удара. Рис. 2. Колонка с тремя датчиками реле уровня ПРУ-2: / — пробка; 2 — бобышка; 3 — гайка накидная; 4 — ниппель. Кроме регулирующего реле уровня, на циркуляционном ресивере монтируется реле, контролирующее верхний уровень жидкости, при достижении которого срабатывает предупредительная сигнализация. Контроль уровня жидкого аммиака в промежуточных сосудах, отделителях жидкости и вертикальных циркуляционных ресиверах, при котором поступает команда на аварийную остановку компрессора, выполняется для увеличения надежности двумя дублирующими реле. Это соответствует требованиям новых правил техники безопасности, разработанных ВНИХИ. Датчики этих реле находятся на расстоянии 50 мм друг от друга. Если пары аммиака непосредственно отсасываются от кожухотрубного испарителя (нет отделителя жидкости), верхний уровень жидкого аммиака в испарителе также необходимо контролировать двумя дублирующими приборами при одновременной подаче команды на аварийную остановку соответствующего компрессора. На дренажных и линейных ресиверах расположено по два реле, контролирующих верхний и нижний уровни. Установка реле уровня на линейном ресивере целесообразна только в случае значительной удаленности его от компрессорного цеха. На кожухотрубных и вертикальнотрубных испарителях реле уровня для регулирования 51
подачи жидкого аммиака монтируют в соответствии с рекомендациями [4]. На рис. 1 показано расположение датчиков при монтаже реле уровня ПРУ-2. При нормальном уровне жидкого аммиака в аппарате на мнемонической схеме командно- сигнального щита управления горит зеленая лампа. В случае отклонения уровней от нормы (повышение в циркуляционном ресивере, повышение либо понижение в линейном и дренажном ресивере) включается предупредительный сигнал (звонок) и зеленая лампа начинает мигать. При появлении жидкого аммиака в отделителе жидкости или опасном повышении уровня в испарителе (нет отделителя жидкости) подается аварийный сигнал (гудок) и начинает мигать красная лампа соответствующего сосуда или аппарата. При аварийном уровне жидкого аммиака в промежуточном сосуде световая сигнализация поступает на пульт компрессора. С помощью реле уровня ПРУ-2 можно контролировать также заполнение маслом бачков аммиачных насосов. При недопустимом понижении уровня масла в бачке насос останавливается, подается звуковая (звонок) и световая (мигает зеленая лампа на мнемонической схеме) сигнализации. При подключении к аппарату двух и более реле ПРУ-2 уравнительные линии поплавковых датчиков следует соединять со специальной колонкой, изготовленной из стальной тру- Мороженое на дальние расстояния в нашей стране перевозят авторефрижераторами с холодильными установками (ОдАЗ-826, чехословацкими полуприцепами-холодильниками Н7Х, НЮХ и Н12Х), а также изотермическими автокузовами ГЗТМ-953. Необходимая температура воздуха в кузове (—15ч—18°С) поддерживается холодильной установкой или путем применения сухого льда. Последний используют в случае неисправности холодильной установки или при перевозках в изотермических автокузовах без охлаждения. бы диаметром 76 мм. Колонка связана с сосудом жидкостной и газовой уравнительными трубами диаметром 25 мм через запорные аммиачные вентили (рис. 2). В противном случае, если несколько реле уровня присоединить непосредственно к сосуду, то уровни в поплавковых камерах ПРУ-2 и& в соединенном с ними холодильном аппарате не будут соответствовать один другому. Наблюдение за приборами, их проверка,, профилактические и ремонтные работы проводятся в соответствии с рекомендациями [5, 6]„ ЛИТЕРАТУРА 1. И р ж е в с к и й В. П., М а ц к и н В. С, Г е л- л е р С. Л., О г у р ц о в В. И. Новое в проектировании автоматизированных холодильных установок распределительных и производственных холодильников. «Холодильная техника», 1966, № 1. 2. Р о т е н б е р г А. Г., Мальцева Г. К. Поплавковый двухпозиционный регулятор уровня жидкости ПРУД. «Холодильная техника», 1965, № 3. 3. Р о т е н б е р г А. Г., Мартов В. М. Новые конструкции реле уровня. «Холодильная техника», 1963,. № 2. 4. Якобсон В. Б. Автоматизация холодильных установок. Госторгиздат, 1962. 5. Ужанский В. С, Иоанно М. Г. Автоматизация оборудования компрессорных цехов холодильников. «Холодильная техника», 1964, № 3. 6. Ужанский В. С. Эксплуатация устройств, автоматики на холодильниках. «Холодильная техника»,. 1965, № 3. С. Л. ГЕЛЛЕР — пусконаладочное управление треста «Оргпищепром»,. М. Г. ИОАННО — институт «Пищепромавтоматика». УДК 621.594:663.674 Ниже приведена методика расчета количества сухого льда, которое необходимо для перевозки мороженого. Среднечасовой расход холода Q4 на поддержание требуемой температуры воздуха в кузове складывается из следующих элементов: потерь холода через наружные ограждения кузова в окружающую среду Qf. Qi == #общ'гср(*н *куз) KKCLJljH, где &общ — общий коэффициент теплопередачи ограждения кузова', ккал/\(м2 - • ч•град) ; Расчет количества сухого льда, необходимого для транспортировки мороженого в изотермических автокузовах 52
fcp — средняя поверхность кузова (вычисляется как средняя арифметическая наружной и внутренней поверхностей кузова), ж2; tH — температура наружного воздуха, °С; ^куз — температура воздуха в кузове, °С; потерь холода от воздействия солнечной радиации Q2: Q2 = 0,5 FHkom А t -^ ккал\ч, где Fa — наружная поверхность ограждения кузова, м2; At — разница температур наружной поверхности кузова и окружающей среды при солнечной радиации (при расчетах принимается At = = 10-~15°C),°C; 2Р — (продолжительность солнечной радиации, ч/сутки; •потерь холода вследствие инфильтрации воздуха Q3: Q3 = mVKy3 (iH — Q 7H ккал\ч, где m — коэффициент обмена воздуха в кузове за один час (/72=0,7—0,8); VKY3 — внутренний объем кузова^, ж3; 4, 1в — теплосодержание наружного и внутреннего воздуха, ккал/кг; Yh — удельный вес наружного воздуха, кг/м3; непредвиденных потерь холода Q4: . Q* = @,05-т-0,10) (Q: + Q2 + Q3) ккал\ч. Среднечасовой расход холода <2ч = Qi + Q2 + Q3 + Q4 ккал\ч. Расход холода на предварительное охлаждение конструкции кузова ориентировочно может 'быть вычислен по следующей формуле: Qkoh = {giCx+g2C2 + . . . + gnCn) где gh g2, h-t куз )ккал, gn — веса материалов, входящих в конструкцию кузова, кг; Си с2, ..., сп — теплоемкости этих материалов, ккал/\(кг • град). Количество сухого льда Gc.^ необходимое для доставки (Мороженого в хорошем состоянии, определяют по формуле уч^п ~т~ Укон с.л — ; к-ч перевозки, ч; сухого льда крафт-бумагу, где 2П — продолжительность *с.л — теплосодержание D. л = 163 ккал/кг). Сухой лед, упакованный в должен быть размещен поверх мороженого Ниже приведена таблица необходимого количества сухого льда для транспортировки мороженого в течение 40 ч при температуре наружного 'воздуха Э2°С. Транспорт Изотермический кузов ГЗТМ-953 Авторефрижераторы: ОдАЗ Н7Х НЮХ Н12Х s (О §s с « н >>С йо U Я 2 5 7 10 12 ва, «в о х а Н cj Ьна CQ о Ц 10 25,5 23,4 29,7 31,5 „ О е* 5* <U О х о "=5 X 5 ^^ S6 о « 475 700 600 800 850 И, Д. БАРУЛИНА — ВНИХИ ИЗ ГАЗЕТ «ЛАДОГА», НОВАЯ МОДЕЛЬ Холодильник «Ладога» новой модели видели пока что немногие. Опытный образец его только что изготовлен и испытан на Ленинградском заводе холодильников, получил одобрение специалистов и работников торговли. Внешние габариты его такие же, как у предыдущей модели, но емкость холодильной камеры увеличена до 80 л. Этого удалось добиться благодаря конструктивным усовершенствованиям и применению более эффективной охлаждающей системы. Новая «Ладога» имеет специальное морозильное отделение и автоматический регулятор температуры. На заводе сейчас заканчивается подготовка производства таких холодильников. Первые партии, будут изготовлены в нынешнем году. Намечается выпуск и «Ладоги» с холодильной камерой емкостью 120 л. «Вечерний Ленинград»
т и ритика БИБЛИОГРЭ«*>ИЯ О книге по кондиционированию воздуха А. В. Нестер ен ко. «ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА». М., изд-во «Высшая школа», 1965, 394 стр. Цена 88 коп. Книга доктора техн. наук. проф. А. В. Нестеренко пользуется большой популярностью среди специалистов благодаря глубокому чи доступному освещению многих трудных для понимания вопросов. Это второе ее издание, переработанное и дополненное по сравнению с первым, вышедшим в 1962 г. Содержание книги значительно шире ее названия. По существу это курс кондиционирования воздуха, включающий не только расчеты, но и описание схем, конструкций, методов регулирования холодильных машин и автономных кондиционеров. Книга состоит из восьми глав, охватывающих почти все вопросы кондиционирования воздуха. Первая глава посвящена термодинамическим свойствам влажного воздуха и анализу диаграмм его состояния. Особого внимания заслуживает .анализ психрометрической диаграммы, широко применяемой в США. Насколько известно, у нас такой 'анализ дан впервые. Правда, в последней диаграмме ASHRAE отброшен психрометрический принцип и применены координаты i, d лишь с прежним их расположением (d по вертикали и i по горизонтали). Много внимания уделяется угловому масштабу в ^-диаграмме, что вполне обосновано большим значением телловлажноетного отношения для расчета уста- новок кондиционирования воздуха. Двойственное обозначение влагоеодержания — d(zJKa) и х(кг/кг) вряд ли целесообразно. Лучше придерживаться во всех случаях общепринятого обозначения d независимо от размерности. В главе не указан способ измерения влажности воздуха путем изменения электрического сопротивления слоя гигроскопической соли. Этот способ находит сейчас все большее применение. Во второй главе разбираются вопросы тепло- и мас- сообмена при обработке влажного воздуха. Объем главы небольшой, и потому приводимый материал изложен несколько конспективно. Недостаточно показана физическая сущность температурного фактора 0 и критерия Гухмана. Не рассмотрена (аналогия между тепло- и мас- сообменом. Третья глава трактует вопросы расчета теплового и влажностного баланса помещения и воздухообмена в промышленных щехах. Вопрос изложен в общем хорошо. По тексту имеются лишь отдельные замечания. На наш взгляд, целесообразно говорить лишь о полных тепловыделениях в помещении и о влаговы- делениях. Это соответствует координатам ^/-диаграммы. Отношение полного тепловыделения к влаговыде- лению дает тепловлажностное отношение — угловой масштаб ^/-диаграммы. Поэтому понятие «явного» тепла надо применять возможно реже во избежание ошибок при расчете. Количество тепла, поступающее от нагретых поверхностей, дано в виде критериального уравнения (стр. 81). Однако не сказано о выборе определяющего размера L, что весьма затрудняет расчет по этой формуле. Лучше было бы дать для данного случая более простые уравнения. Четвертая глава носит название «Кондиционирование воздуха», однако сущность этого вопроса в значительной мере изложена в предыдущей главе. Кроме того, наибольшая часть здесь отводится описанию конструкций форсуночных камер, форсунок, сепараторов, фильтров и т. д., что не совсем уместно в главе, носящей общий характер. Параграфы 3, 4, и 5, в которых, рассмотрен тепло- и массообмен между водой и воздухом, логичнее было бы поместить в главе, специально' посвященной этим вопросам. Рекомендация ориентировать процесс в горизонтальном форсуночном кондиционере на температуру стекающей воды неточна (стр. 134). Для учета отклонения реального процесса от этой рекомендации рецензентом' был введен коэффициент отклонения и дано физическое объяснение отклонения явлением до увлажнения. В практике проектирования систем холодоснабже- ния с закрытыми кожухотрубными испарителями полу, чила распространение схема с двумя баками для воды, а не с одним, как это изображено на рис. 59, б. В главе пятой, где рассмотрены схемы обработки воздуха и приведен расчет аппаратов, производящих эту обработку, изложены (на стр. 203 и далее) результаты работы рецензента A935 г.), обработанные по методу коэффициентов теплопередачи. Однако этот метод для форсуночных кондиционеров сейчас не применяется и его (можно было бы не приводить. Гладкотрубные воздухоохладители сейчас почти не используются, поэтому им не стоило уделять столько внимания. Глава шестая под названием «Источники холода в установках кондиционирования воздуха» содержит сведения об источниках естественного холода, а также некоторые данные по холодильным машинам. Несмотря: на краткость изложения, отмечено все наиболее существенное. Не надо было только включать в число рекомендуемых холодильных агентов сернистый ангидрид,. который для этой цели давно уже не применяется. Глава седьмая посвящена главным образом конструктивному описанию систем кондиционирования воздуха и их элементов, в том числе автономных кондиционеров. Это описание проведено с достаточной полнотой- и содержит правильную оценку применяемых конструкций. В главе восьмой дается анализ процессов автоматического регулирования систем кондиционирования воздуха в d, i-диаграмме. Объем изложения этой важной проблемы явно недостаточен. Отмеченные недостатки желательно учесть при подготовке следующего издания. Книга А. В. Нестеренко рекомендована для студентов факультета «Теплогазоснабжение и вентиляция» инженерно-строительных вузов. Но она может служить •полезным пособием для всех специалистов, работающих в области кондиционирования воздуха. А. А. ГО ГОЛ И Н — ВНИХИ
вости дзяЕнддад ЕХНИКИ УДК 621.57—52 Терморегулирующие вентили Терморегулирующие вентили (ТРВ) остаются одним из основных автоматических регуляторов, применяемых в холодильной технике. В последние годы зарубежные фирмы предприняли шаги к усовершенствованию отдельных элементов ТРВ. Ниже рассматриваются основные особенности «современных ТРВ. Термочувствительная система. Два главных признака отличают термочувствительные системы: наполнитель и упругий элемент (мембрана или сильфон). Преимущественное распространение получают термочувствительные системы с адсорбционным наполнением. В качестве адсорбента применяют активированный древесный уголь, адсорбата — углекислый газ. Такая термочувствительная система допускает установку термобаллона в любом положении. Температура головки ТРВ может быть выше и ниже температуры термобаллона. Кроме того, изменяя количество, вводимого' в систему углекислого газа, можно изменить характеристику ТРВ, перемещая ее в область больших или менынлх перегоевов, . При изготовлении необходимо точно дозировать вводимый углекислый газ с учетом условий заполнения: температуры и давления. Ряд фирм продолжает выпускать ТРВ с термочувствительными системами других типов, например заполненными паром холодильного агента методом предельного давления. Достоинством таких ТРВ является способность защищать двигатели компрессоров от перегрузок в пусковом режиме, особенно после оттаивания испарителей. При высоком давлении в испарителе и высокой температуре отходящего пара клапан ТРВ будет оставаться закрытым, так как давление в термосистеме практически не поднимается выше предельного. Поэтому в пусковой период давление в испарителе опускается быстрее, чем при использовании • ТРВ с адсорбционным, и особенно жидкостным, наполнением. В качестве упругих элементов большинство американских фирм, а также некоторые европейские, например «Флика» (ФРГ), применяют исключительно стальные гофрированные мембраны, которые содиняют- ся с корпусом специальной сваркой. Тенденция к переходу на мембраны отмечена и у фирмы «Данфосс» (Дания), в течение многих лет применяв-шей только сильфоны. На рис. 1 показан мембранный ТРВ типа ТЕ 12 фирмы «Данфосс», который наряду со штуцерным (показанным на рис. 1) выпускается и во^ фланцевом исполнении. При правильной технологии изготовления свойства мембранных термочувствительных (Систем не хуже, чем сильфонных. При этом габариты, вес и стоимость их меньше, чем соответствующих сильфонных. К тому же мембраны больше подходят для вентилей с высоким давлением агента, например для фреона-22. Рис. 1. Мембранный ТРВ типа ТЕ 12 фирмы «Данфосс». Форма термобаллона также является предметом обсуждения. Цилиндрические тремобаллоны применяют фирмы «Алко» (США) (рис. 2, а), «Флика» (рис. 2,6), термобаллоны с продольным желобком (рис. 2, в) — фирма «Данфосс», лепестковые (рис. 2, г) — «Теддингтон» (Англия). От формы термобаллона в значительной степени зависит тепловое сопротивление перехода пар агента — термобаллон, ia следовательно, и динамика регулирования. При правильном выборе размеров лепестковый термобаллон обеспечивает наилучшие результаты, так • как имеет соприкосновение с трубой по поверхности, что уменьшает сопротивление перехода. Термобаллон с желобком соприкасается с трубой по двум линиям, цилиндрический — по одной. В последнем случае тепловое сопротивление перехода наибольшее. 58
о" © © «=» и Ш А л V V В Рис. 2. Термобаллоны ТРВ: а, б — цилиндрические; в — с продольным желобком; г — лепестковый. Рис. 3. Термобаллон в гильзе: 1 — термобаллон; 2 — капилляр; 3,4 — штуцерное уплотнение; 5 — гильза; 6 — изоляция; 7 — всасывающая труба: 8 — масло. Однако, по мнению А. Блайха ![1], лепестковый и же- лобковый термобаллоны менее надежны в эксплуатации, так как задерживают воду после оттаивания. Замерзая, вода заполняет зазор и ухудшает тепловой контакт. Для уменьшения внешних теп л о притоков, ухудшающих регулирование, термобаллон помещают внутри охлаждаемого объема или тщательно изолируют. Однако при этом не удается полностью исключить влияние теплового сопротивления перехода и внешних теллоприто- ков. Поэтому некоторые иностранные фирмы устанавливают термобаллоны в гильзах ('рис. 3). Этот способ •применен, например, в водоохлаждающей машине фирмы «Эшер Висе». Для низкотемпературных машин с U до —73°С, в которых влияние окружающей температуры оказывается наиболее сильно, фирма «Теддингтон» выпускает ТРВ тина RD со встроенной термочувствительной системой (рис. 4). Единственным элементом такой термочувствительной системы является сильфон, омываемый отводимым из испарителя паром. Сильфон, заполненный соответствующим агентом, воспринимает давление во всасывающей линии и температуру пара. Преимущества такой системы очевидны: хороший тепловой контакт с паром, малое влияние окружающей температуры, отсутствие внешнего термобаллона, капилляра и уравнительной линии. Регуляторы этого типа изготовляются для фреона-12 и фреояа-22 производительностью при t0 = —40°С и гк = 30°С соответственно 0,8; 1,0; 1,7; 2,7 тыс. ккал/ч для фреона-12 и 1,2; '1,5; 2,5; 4 тыс. ккал/ч для фреона-22. ТРВ аналогичной конструкции производятся в ЧССР ,{2]. Работа термочувствительной системы тесно связана со способом отбора давления кипения, или, как принято говорить, с внешним или внутренним уравниванием. В настоящее время основным является тип ТРВ с внешним уравниванием. Ведущие зарубежные фирмы выпускают такие ТРВ во всем диапазоне производитель- •н остей. Производительность ТРВ с внутренним уравниванием ограничивается 20 тыс. ккал/ч для фреона-12, 30 тыс. ккал/ч для фреона-22 и 35 тыс. ккал/ч для аммиака (при стандартных условиях). Рис. 4. ТРВ типа RD фирмы «Теддингтон» со встроенной термочувствительной системой: 1 — всасывающий штуцер; 2 — сильфон термочувствительной системы; 3 — камера; 4 — уплотнительный сильфон; 5 — выходной жидкостный штуцер; 6 — корпус; 7 — винт задатчика; 8 — пробка; 9 — пружина задатчика; 10 — клапан; 11 — седло; 12 — фильтр; 13 — входной жидкостный штуцер. 59
Механизм движения. Основная проблема конструирования ТРВ — уменьшение внутренних сил трения при передаче движения от термочувствительной системы к клапану. В ТРВ с внутренним уравниванием источниками трения являются 'скользящие детали: штоки, толкатели, направляющие. Сухое трение больше в ТРВ с внешним уравниванием, в которых применяются сальниковые уплотнения толкателей. Трение в механизме движения приводит к гистере- зисным явлениям, ухудшающим чувствительность ТРВ к изменению перегрева. Заслуживает внимания конструкция ТРВ с внутренним уравниванием типа КСЕ фирмы «Теддингтон» [3]. В этой конструкции (рис. 5) нет «скользящих деталей, клапан помещен непосредственно на крышке сильфон- ной коробки. Последняя состоит из двух концентрических сильфонов, полость между которыми соединяется капилляром с термобаллоном и заполняется агентом. ТРВ этого типа обладают небольшим гистерезисом. Вторая проблема — создание малогабаритных ТРВ большой производительности. Фирма '«Данфоос» в этом случае переходит от регуляторов прямого действия к регуляторам непрямого действия (рис. 6). В качестве вспомогательной энергии используется энергия рабочей среды. В ТРВ этого типа термочувствительная система переставляет только малый вспомогательный клапан. Основной клапан перемещается поршнем, двигающимся в цилиндре. Жидкость высокого давления подается «на клапан». В зависимости от перегрева отходящего из испарителя пара вспомогательный клапан перемещается з седле, больше или меньше сжимая пружину задатчика. Давление внутри цилиндра зависит от соотношения между гидравлическими сопротивлениями притоку жидкости через канавку в поршне и оттоку через вспомогательный клапан. Результирующая сила, перемещающая поршень вниз и открывающая основной клапан, возникает вследствие разности площадей поршня и основного клапана. Фирма «Данфосс» выпускает ТРВ непрямого действия производительностью (при стандартнохМ режиме) до 220 тыс. ккал/ч для фреона-12, 280 тыс. ккал/ч для фреон а-22 и до 600 тыс. ккал/ч для аммиака. Задатчик. Известно несколько конструкций задатчика. Во всех ТРВ задатчик состоит из пружины и приспособления для изменения ее натяжения. Филма «Ал- ко» для изменения натяжения пружины применяет пары конических шестерен (эта конструкция хорошо известна в СССР), фирма «Флика» — дв>а конуса (рис. 7, а): ведомый / и ведущий 2. При вращении штока задатчика ведущий конус перемещает ведомый и изменяет натяжение пружины. Указанные способы применяют з угловых конструкциях. В проходной конструкции используют настроечный винт, как показано на рис. 6. В ряде ТРВ фирмы «Теддингтон» шток задатчика расположен под небольшим углом к вертикальной оси (рис. 7,6). Его перемещение передается непосредственно на пружину. Недостатком перечисленных типов задатчиков является значительное число оборотов, на которое необходимо повернуть шток, чтобы изменить настройку перегрева от минимальной до максимальной. В описанном выше ТРВ фирмы «Теддингтон» (см. рис. 5) применен задатчик, изменяющий перегрев от 0 до ' 11 °С при повороте на 180°, что позволяет более или менее точно настраивать перегревы и принципиально дает возможность в дальнейшем переходить к оцифрованным задатчикам. Рис. 5. Конструкция ТРВ типа КСЕ фирмы «Теддингтон» 60
Рис. 6. ТРВ непрямого действия типа TVS фирмы «Данфосс»: / — оильфонная коробка; 2 — сильфон; 3 — сальник; 4 — шток; 5 — 'выходной фланец; 6 — штуцер уравнительной линии; 7 •— дросселирующая шайба; 8— основное седло; 9 — основной клапан; 10 — пружина задатчика; 11 — сальник; 12 — винт задатчика; 13 — крышка; 14 — (поршень; 15 — (вспомогательный клапан; 16 — (входной фланец; 17 — термобаллон. Технические данные и применение. Основные зарубежные фирмы публикуют технические характеристики ТРВ в следующем объеме: — номинальная производительность в стандартном режиме, как правило при t0=—10°С и гк=250С; — заводская настройка ТРВ (чаще всего в величинах перегрева начала открытия), колеблющаяся от 5 до 7°С; — тип заполнения термочувствительной системы (паровое, жидкостное, адсорбционное); г— характеристика задатчика, указывающая направление вращения и зависимость настройки перегрева от угла поворота рукоятки; --— размеры (присоединительные и габаритные) и вес. Фирма «Теддингтон» приводит дополнительные данные о максимальном настраиваемом перегреве (до 11°С), а также о неравномерности, которая составляет приблизительно 3,3°С!. Эта же фирма дает рекомендации по использованию ТРВ в особых условиях, в частности в тропиках. 1 Неравномерность — это изменение перегрева, необходимое для перемещения клапана из закрытого положения в положение, соответствующее номинальной производительности. Все фирмы указывают, что заводская настройка перегрева является оптимальной для большинства установок и к ее перестройке следует прибегать лишь в исключительных случаях. Представляет интерес рекомендованное фирмой «Флика» применение смотрового стекла перед ТРВ — с его помощью удается заметить даже единичные пузырьки газа, которые могут появиться, например, в результате вскипания жидкости при слишком низких температурах конденсации или при недостаточном заполнении системы холодильным агентом. Исследования ТРВ. В настоящее время специалистов интересуют не только статические характеристики ТРВ, как, например, зависимость производительности от перегрева, но и динамические свойства. В частности, П. Дан иг [4] рассмотрел вопросы устойчивости систем с ТРВ в качестве регулятора. При анализе учтены силы внутреннего сухого трения. Для исследования применена аналоговая вычислительная машина. Показано, что для обеспечения устойчивой работы ТРВ необходимо тщательно подбирать его производлительность. Кроме того, показано, что и при наличии сухого трения, несмотря на уменьшение чувствительности ТРВ, система может оказаться неустойчивой. При этом амплитуда колебаний уменьшается с увеличением трения.
Рис. 7. Задатчики ТРВ: а — конусный фирмы «Флика»: / — ведомый конус; 2 — ведущий конус; б — с наклонным штоком фирмы «Теддингтон»; / — винт; 2 — пружина; 3 — направляющая втулка. ЛИТЕРАТУРА 1. Blaich A. Thermostatic expansion valve. «Modern Refr. and Air Cond», 1965, Febr., vol. 68, № 803. 2. П о л а к В. Приборы и средства автоматизации холодильных установок, выпускаемые в ЧССР. «Холодильная техника», 1966, № 2. 3. Н. L. von Cube. Thermostatic expansion valve. «Modern Refr. and Air Cond.», 1964, Dec, vol. 67, № 81. 4. Danig P. Liquid feed regulation by Thermostatic expansion valves. ««J. of Refr.», 1963, № 3. 5. Каталоги фирм «Данфосс», «Теддингтон», «Флика». В. С. УЖАНСКИЙ — ВНИИхолодмаш ВНИМАНИЮ ПОДПИСЧИКОВ! Читатели, не успевшие оформить подписку на журнал «Холодильная техника» на 1966 г. с первого номера, могут подписаться в местных отделениях связи и пунктах подписки «Союзпечать» с любого последующего номера журнала и на любой срок в пределах календарного года. Недостающие номера журнала редакция может выслать подписчикам наложенным платежом по их письменным заказам. Адрес редакции: Москва, И-434, ул. Костякова, 12.
CONTENTS A. I. Fish. Increase of Refrigerated Capacities of Rosmyasorybtorg and Some Suggestions on Cold Store Designing 1 Congratulations with High Awards! 3 Z. E. Fishkin. Methods of Determining Required Refrigerated Capacity 4 N. I. Soluyanova, M. A. Ocheretyanijj. Improving Operation of Refrigerated Commercial Equipment 7 V. A. Tikhomirov. New Experimental Stand at VNIKHI for Investigating Noise of Small Refrigerating Machines 10 E. V. Yadin, U. P. Ilyin, L. O. Aronov, V. M. Byeloyedov. Investigation of Noise of Small Hermetic Refrigerating Units 17 B. D. Redkozub. Influence of Load Change on Characteristics of Hermetic Two- Cylinder Compressor 21 У. М. Shavra. Comparative Testing of Refrigerating Unit at Operation with Non- Azeotropic Mixture and with Freon-12 24 S. L. Zhukoborsky. Synthetic Zeolites and Their Utilization in Refrigerating Engineering 29 R. У. Pavlov, K. D. Kan. Testing of Freon Evaporator with V-Type Tubes 32 S. D. Petrov. Ferrofluoroplastic for Seal Glands of Ammonia Refrigerating Compressors and Pumps 36 S. D. Blonsky, M. B. Kartsinel. Determination of Economic Operation of Plant for Liquefaction of Carbon Dioxide Produced by Burning Fuel 38 M. Z. Pechatnikov. Investigation of Regularities of Air Stream on Mode! Imitating Cold Room Conditions 42 Practice exchange У. S. Muravlyansky. Mobile Plant for Continuous Lifting and Suspending of Semi- Carcasses on Overhead Monorail 45 У. M. Kolosov, У. Y. Mekler. Climatic Plant for Material Testing A& A. A. Chistyakov, У. M. Shlyakhovetsky. Automated Pump-Circulating System of Krasnodar Distribution Cold Store 47 Consultation 5. L Geller, M. G. loanno. Recommendations on Arrangement of Level Relays on Vessels and Apparatus of Ammonia Refrigerating Plants 50 I. D. Barulina. Calculation of Dry Ice Load Required for Ice Cream Delivery Vang 52* Book review A. A.*Gogolin. Book on Air Conditioning 54 Miscellany A. I. Sergeyev. АН-Union Check-Up of Technical Progress in Food Industry .... 55 Scientific-Technical Seminar on Operation and Repairs of Refrigerating Equipment 56 Conference in Gdansk : : : : : 57 Foreign technical news У. S. Uzhansky. Thermostatic Expansion Valves . 58; ПОПРАВКИ В журнале „Холодильная техника" № 7 по вине типографии допущены следующие опечатки: Страница 23 24 62 62 62 ¦ I 62 Колонка вторая jj первая >» я » Строка 4-я снизу 8-я сверху 20-я сверху 22-я сверху 24-я сверху 26-я сверху, формула B) Напечатано PV = RT PV = RT *-? 1 И кг (м • н) чч Следует читать Pv = RT Pv = RT *-f 1 и кг[(м • ч) Я°'1 |
СОДЕРЖАНИЕ A. И. Фиш. Рост холодильных емкостей Росмясорыбторга и некоторые предложения по проектированию холодильников 1 С высокой наградой! . . . , : 3 3. Е. Фишкин. О методике определения необходимой холодильной емкости . . 4 хНа И. Солуянова, М. А. Очеретянный. Об улучшении эксплуатации торгового холодильного оборудования 7 B. А. Тихомиров. Новый стенд ВНИХИ для исследования шума малых холодильных машин . 10 Э. В. Ядин, Ю. П. Ильин, Л. О. Аронов, В. М. Белоедов. Исследование шума малых герметичных холодильных агрегатов ' 17 Б. Д. Редкозуб. Влияние изменения нагрузки на характеристики герметичного двухцилиндрового компрессора 21 B. М. Шавра. Сравнительные испытания холодильного агрегата при работе на неазеотропной смеси и на фреоне-12 24 C. Л. Жукоборский. Синтетические цеолиты м их применение в холодильной технике 29 Р. В. Павлов, К. Д. Кан. Испытания фреонового испарителя с U-образными трубками 32 С. Д. Петров. Феррофторопласт для сальниковых уплотнений аммиачных холодильных компрессоров и насосов 36 С. Д. Блонский, М. Б. Карцынель. Определение экономичного режима работы установки для получения сжиженного углекислого газа на базе сжигания топлива \ .:::::..: 38 М. 3. Печатников. Исследование закономерностей воздушной струи на модели применительно к условиям холодильных камер 42 Обмен опытом В. С. Муравлянский. Самоходная установка для непрерывного подъема (И подвешивания полутуш на подвесные пути 45 B. М. Колосов, В. Я. Меклер. Установка (Искусственного климата для испытания материалов . : : : ; 46 А. А. Чистяков, В. М. Шляховецкий. Автоматизированная насосно-циркуляционная система Краснодарского распределительного холодильника 47 Консультация C. Л. Геллер, М. Г. Иоанно. Рекомендации по размещению реле уровня на сосудах и аппаратах аммиачных холодильных установок 50 И. Д. Барулина. Расчет количества сухого льда, необходимого для транспортировки мороженого в изотермических автокузовах 52 Критика и библиография А. А. Гоголин. О книге по кондиционированию воздуха 54 Хроника A. И. Сергеев. Всесоюзный общественный смотр 55 Научно-технический семинар по эксплуатации и ремонту холодильного оборудования :::::::.*: 56 Совещание в Гданьске .- ; : 57 Новости иностранной техники B. С. Ужанский. Терморегулирующие вентили 58 РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: Ш. Н. Кобулашвили (главный редактор), Д. Г. Рютов (зам. главного редактора), Л. Д. Акимова (зам. главного редактора), проф. И. С. Бадыль- кесг Б. С. Вейнберг, А. А. Гоголин, М. Г. Дик, В. А. Дедух, А. В. Канг В. Я. Кокорев, М. С. Мартынов, проф. В. С. Мартыновский, М. Н. Мертешов, Р. В. Павлов, Н. В. Померанцева, проф. Г. Б. Чижов, В. И. Шелапутин, А. П. Шеффер. Адрес редакции: Москва, ул. Костякова, 12. Телефон ДО-00-34, доб. 49 Технический редактор Н. И. Федорова Т—11.409 Сдано в набор 3/VI—1966 г. Подп. в печ. 23/VII—1966 г. Формат 84X108Vi6. Печ. л. 4 F,72 усл. п. л.) Уч.-изд. л. 7,02 Тираж 5260 Заказ 2223 Цена 50 коп. Типография изд-ва «Московская правда». Потаповский пер., 3.