Теги: журнал холодильная техника  

ISBN: 0023-124X

Год: 1969

Текст
                    О внутреннем теплообмене в ребристых воздухоохладителях непосредственного
-охлаждения
Доктор техн. наук Л. А. ГОГОЛИН
Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности
536.24:621.565.945
При проектировании воздухоохладителей
для кондиционирования воздуха принято
среднюю температуру наружной поверхности
трубок и ребер tu определять путем графического
построения на d, /-диаграмме по известному
тепло-влажностному отношению и начальному
состоянию воздуха [1].
Для дальнейшего расчета холодильной
установки необходимо найти способ вычисления
температуры кипения холодильного агента ta
по перепаду температур tH—4-
Автором было показано [2], что
¦*а =
Яр
A)
1 + с *A+.о
Здесь 9 — средний логарифмический перепад
температур между воздухом и
холодильным агентом, °С;
Qf — удельная тепловая нагрузка на 1 м2
наружной поверхности, ккал/(м2-ч);
k — коэффициент теплопередачи,
ккал/(м2-ч-град);
? — соотношение внешних и внутренних
тепловых сопротивлений в
ребристой поверхности.
*н - ! , B)
С = .
#м + Яа
«а
где RH и Ra— термические сопротивления на
наружной и 'внутренней
поверхностях, м2 • ч • град/ккал;
Rm — тепловое сопротивление
металла поверхности, м2-ч-град/ккал;
Еп — коэффициент эффективности
всей ребристой поверхности
трубок и ребер;
Р — степень оребрения
—отношение наружной поверхности
трубок и ребер к внутренней
поверхности трубок;
ап — условный (приведенный)
коэффициент теплоотдачи, отнесен-.
ный к наружной поверхности,
ккал/(м2'Ч-град) ;
аа — коэффициент теплоотдачи на
внутренней поверхности,
ккал/(м2-ч-град).
@
¦При выпадении влаги в виде росы
: ан ^н»
а в виде инея
ан?н
+ :
где аы — конвективный коэффициент
теплоотдачи, ккал/(м2 • ч •град);
?а — коэффициент влаговыпадения на
наружной поверхности;
бин — толщина слоя инея, м;
^ин — теплопроводность инея,
ккал/(м- наград).
В уравнении B) тепловое сопротивление
контакта между трубками и ребрами RK
включено в тепловое сопротивление металла RM и
учитывается коэффициентом эффективности
Еп [2]:
V/ +
1-ЯрХ
C)
где ?р — коэффициент эффективности ребра,
вычисляемый по обычной методике с
использованием коэффициента
теплоотдачи ап;
X—коэффициент, учитывающий
тепловое сопротивление контакта.
Для ребер накатных и насадных с
последующей металлизацией %=1; для ребер с
«воротником», насаженных на обезжиренную трубку
и работающих при конденсации влаги
(«водяной контакт»), х = 0,95^-0,98; для ребер с
контактом путем механического нажатия в
зависимости от качества исполнения для
средних условий работы воздухоохладителя:
Р ... 10 15 20 25
X . 0,7—0,86 0,6—0,8 0,55—0,75 0,5—0,7
Кад видно, с повышением степени
оребрения р значительно снижается %, а
следовательно, и Ен. Поэтому в воздухоохладителях с
высокими значениями C абсолютно необходима
металлизация всей поверхности после насадки
ребер на трубки.
Из уравнений A) и B) можно вывести
уравнение


*н *а 1- 1 V + Р D) 0,8 Величины Фен в значительной степени зави сят от отношения наружного и внутреннего 07 коэффициентов теплоотдачи, отнесенных к одной и той же поверхности [ Р—). Нетрудно %6 заметить, что при О &вн = 1- «п 1-2-=оэ фвн=1э а ПрИ аа Яд. Как следует из уравнения D) и из физического смысла, f}BH не может быть больше единицы. На рисунке графически изображено уравнение D) в виде зависимости #Вн от отношения p_!fL для разных значений Ея. «а Отношение коэффициентов теплоотдачи Р — изменяется в довольно широких пре- делах. В среднем для различных условий можно принимать его значения, руководствуясь табл. 1. При этом меньшие значения отношения соответствуют меньшей степени оребрения и наоборот. Из рисунка видно также, что в гладко- трубных воздухоохладителях и батареях (?н=1 и малые значения —) с достаточной \ «а / степенью приближения можно пренебречь разностью температур tn—/а- Наоборот, при большой степени оребрения и прочих равных условиях температура наружной поверхности повышается, а разность температур tH—/а становит-* ся главной частью общего перепада температур 8. В уравнении D) все величины связаны. Как ?н, так и р зависят от высоты ребра; при постоянной тепловой нагрузке на 1 м2 наружной поверхности величина этой нагрузки на 1 м2 внутренней поверхности (qF3i ккал/ (м2 • ч), определяющая значение аа, будет изменяться пропорционально степени оребрения р и т. д. По- 0,5 ол 0,3 02 0J О Е№ 0,5 06 01 Of _0? . j? ^ /- /А 0,01 0,02 0,05 0,10 0,2 0,5 (,0 5,0 Зависимость отношения внутреннего перепада температур к общему Фвн от отношения коэффициентов наружного и внутреннего теплообмена ¦—5- для разных значе- Н ний коэффициента эффективности поверхности Ен. этому уравнение D) позволяет довольно просто рассчитать существующую поверхность. Определять же конструктивные размеры поверхности по заданным условиям можно лишь путем подбора, который облегчается с помощью расчета на электронно-вычислительной машине. Наряду со степенью оребрения большое значение при вычислении Фвн по уравнению D) имеет отношение коэффициентов теплоотдачи —. Если величины наружного коэффициен- аа та теплоотдачи более или менее изучены и близки к возможным пределам, то в отношении внутреннего коэффициента теплоотдачи возможности интенсификации далеко не исчерпаны. Назначение воздухоохладителей Камерное охлаждение То же Автономные кондиционеры Холодильный агент Аммиак Фреон-12 Фреон-22 Т олщина слоя инея 6ИН, мм 2 2 0 Удельная тепловая нагрузка яр* ккал\ (м2 • ч) 100 100 400 Та Наружный коэффициент теплоотдачи «п » ккал/(м2 • • ч • град) 22 22 50 блица 1 ¦1' 0,25—0,35 0,60—0,80 0,40—0,50
Долгое время значительное «внимание уделялось созданию малоаммиакоемких охлаждающих систем за счет уменьшения заполнения объема батарей жидким аммиаком, что приводило к снижению внутреннего коэффициента теплоотдачи аа. Между тем получающее все большее распространение воздушное охлаждение с интенсивной теплопередачей не может далее базироваться на этих устарелых принципах. В воздухоохладителях надо добиваться малой амм'иакоемкости уменьшением самого внутреннего объема за счет сокращения диаметра труб воздухоохладителя и увеличения степени его оребрения р. Автором было показано [1], что увеличение степени оребрения способствует также и уменьшению усушки продуктов в камере при той же металлоемкости батареи. При увеличении степени оребрения П01выше- ние внутренней удельной тепловой нагрузки при постоянной наружной будет интенсифицировать процесс кипения аммиака. Таким образом, это мероприятие оказывается полезным во многих отношениях. Значения внутреннего объема Ул, приходящегося на единицу наружной поверхности ?м2, приведены в табл. 2. Таблица 2 Вид поверхности % н I Я а» л РЭ SB'S Гладкотрубная батарея Ребристая батарея . . » » • Воздухорхладитель . . 51 51 30 20 1,1 7,5 7,5 20,0 Отношение V F ' AJMZ 11,5 1,9 1-1 0,25 Не говоря уже о гладкотрубной батарее, применение воздухоохладителей с большой степенью оребрения и малым диаметром трубок позволяет «сократить внутренний объем в 4—8 раз по сравнению с ребристыми батареями. Если же учесть втрое большую величину коэффициентов теплопередачи в воздухоохладителях, то объем их при той же холодопроиз- водительности будет уменьшаться в 12—24 раза. Это намного превышает возможности снижения аммиакоемкости за счет частичного заполнения, Повышение степени оребрения приводит к' значительному росту удельной тепловой нагрузки по внутренней поверхности qF3i. При обычных значениях наружной тепловой нагрузки <7f = 100 ккал/(м2*ч) и при р = 204-25 величина qFa^2000—2500 ккал/(м2- ч), что соответствует тепловым нагрузкам в интенсивных испарителях, служащих для охлаждения рассола. При таких больших удельных тепловых нагрузках и малых диаметрах труб меняется картина протекания аммиака по трубам воздухоохладителя. Если в камерных батареях с диаметром труб 50 мм и небольшими удельными тепловыми нагрузками ^а'[до 300—400 ккал/(м2- ч)] при верхней подаче аммиака жидкость стекает по нижней образующей труб, то в современных воздухоохладителях [da = 20 мм и ?Fa = 2000ч- -f-2500 ккал/(м2' ч)] аммиачная парожидкост- ная смесь очевидно идет сплошным потоком. Это, в частности, подтверждают проведенные во ВНИХИ [3] испытания воздухоохладителя при указанных выше условиях. При кратности циркуляции жидкости свыше 15—20 не было обнаружено различия в коэффициентах теплопередачи при верхней и нижней подаче аммиака, что свидетельствует об одинаковой структуре потока парожидкостной смеси в обоих случаях. По данным Чуклина [4], коэффициенты теплоотдачи от стенки к аммиаку в этом случае должны достигнуть 1000—1500 ккал/ (м2-ч- град). Интенсивность теплоотдачи увеличится еще более (до 3000—3500 ккал[\м2 • ч • град) при протекании переохлажденного аммиака со скоростью около 1 м/сек, как это было предложено в свое время автором [5]. Выводы Отношение внутреннего перепада температур к общему в воздухоохладителе зависит от степени оребрения и коэффициента эффективности поверхности, а также от отношения коэффициентов теплоотщачи на внутренней и наружной поверхностях. Составлены уравнения для вычисления внутреннего перепада температур. Большое значение имеет тепловое сопротивление в месте контакта трубок и ребер, особенно при высокой степени оребрения. Целесообразно создавать малоаммиакоем- кие испарительные системы для воздушного охлаждения не путем частичного заполнения жидкостью большого внутреннего объема, а сокращением этого объема за счет уменьшения диаметра трубок и повышения степени их оребрения с созданием высокой интенсивности теплообмена на внутренней поверхности трубок. ЛИТЕРАТУРА 1. Гоголин А. А. Осушение воздуха в поверхностных воздухоохладителях кондиционеров. «Холодильная техника», 1963, № 4. 8
2. Г о г о л и н А. А. Кондиционирование воздуха в мясной промышленности. Изд-во «Пищевая промышленность», 1966. 3. Б о р д о Э. Ф. Интенсификация камерного холодильного оборудования. Отчет ВНИХИ № 2823, 1966. 4. Ч у к л и н С. Г., Н и к у л ь ш и и а Д. Г., Ч е п у р- н е н к о В. П. Новые охлаждающие системы холодильников. Госторгиздат, 1963. 5. Г о г о л и н А. А. Непосредственное охлаждение с использованием холодильного агента в качестве холо- доносителя. «Холодильная техника», 1964, № 2. Определение числа секций конденсаторов с воздушным охлаждением Канд. техн. наук В. Б. ЯКОБСОН Всесоюзный нсучночисследовательокий институт холодильной промышленности 621.57.044 Эффективность холодильной машины в большой мере зависит от разностей температур конденсации и окружающей среды, а также холодного источника и кипения. Влияние конечной разности температур в процессах конденсации и кипения на эффективность машины особенно велико в малых холодильных машинах, где преимущественно применяются теплообменные аппараты с воздушным охлаждением. Для выявления этого влияния принятые методы оценки основных теплообменных аппаратов холодильной машины оказываются недостаточными. Совершенство испарителей и конденсаторов в настоящее время определяется коэффициентом теплопередачи О k = Fb О) т где Q — тепловая нагрузка аппарата; F — теплопередающая поверхность; 9т—¦ средняя логарифмическая разность температур. Чем выше значение коэффициента теплопередачи, тем интенсивнее теплопередающий аппарат. Но совершенство конденсатора и испарителя как элементов холодильной машины характеризуется для первого из них разностью температур конденсации и окружающей среды (воды или воздуха) у входа в конденсатор В1 \?) ^ki — ^к * и для второго — разностью температур охлаждаемой среды у входа в испаритель и кипения ^И1 == *В1 *0- (р) Чем больше эти разности, тем ниже энергетические коэффициенты холодильной машины. В холодильной технике широко распространены теплообменные аппараты, в которых воз- 2 Зак. 5084 можны различные значения 8к1 и 0И1 при одинаковых значениях 0Ш. К ним в первую очередь относятся многосекционные конденсаторы и испарители. Скорость воздуха в этих аппаратах обычно выбирается в относительно узких пределах независимо от числа секций. Так, в конденсаторах с принудительным движением воздуха весовая скорость практически не выходит за пределы 3—6 кг/(м2 • сек), тогда как число секций в выполненных конструкциях изменяется от 1 до 8 [1—6]. Но если аппарат, имеющий заданную тепло- передающую поверхность, изготовить с большим числом секций, то живое сечение секции сократится и соответственно уменьшится расход воздуха. При разном числе секций коэффициент теплопередачи k в случае постоянной скорости воздуха в оребренных аппаратах может иметь различные значения [1, 5] в зависимости от характера оребренной поверхности. Если принять в первом приближении k = const, то при заданных поверхности F и тепловой нагрузке Q величина 0т, как следует из уравнения A), останется неизменной. Однако в связи с сокращением расхода воздуха температура его у выхода из конденсатора возрастет и соответственно поднимется средняя температура воздуха, а значит, и температура конденсации. В качестве примера на рис. 1 показано изменение температур в конденсаторах с одной и четырьмя секциями при постоянной температуре окружающей среды /0.с- По тем же причинам в многосекционном испарителе понизится температура кипения. Следовательно, энергетические показатели холодильной машины с многосекционными конденсатором и испарителем окажутся ниже, чем у машины с аппаратами, имеющими ту же теп- лопередающую поверхность, но меньшее число секций. 9
At6 ^2 Л ti - Za t6 Ibi t 6г F,?*1 Рис. 1. Изменение температур в конденсаторах с одной и четырьмя секциями. Для оценки совершенства теплообменных аппаратов холодильных установок с этой точки зрения целесообразно ввести условный коэффициент теплопередачи, характеризующий конденсатор и испаритель как элемент холодильной машины: О k': hf D) где 0i для конденсатора равна tK—/в1 и для испарителя — /Bi—t0. Очевидно, что аппараты с одинаковыми значениями k, но более высокими значениями k' совершеннее. В связи с этим обычный тепловой расчет аппаратов холодильных машин целесообразно дополнить определением условных коэффициентов теплопередачи k'. Рассмотрим влияние числа секций конденсатора на коэффициент k' в двух основных случаях, встречающихся при разработке малых холодильных агрегатов с воздушным конденсатором. I. Заданная теплопередающая поверхность конденсатора распределяется между несколькими секциями. При этом возможно изменение высоты или ширины аппарата и изменение числа вентиляторов. II. К заданной секции конденсатора присоединяются одна или несколько дополнительных секций. Это наиболее простой и распространенный способ создания ряда унифицированных конденсаторов. I. Увеличение числа секций при постоянной поверхности конденсатора Тепловая нагрузка конденсатора <3..--W»K„A'.. E) to где Fy — узкое (живое) сечение конденсатора при 2=1; z — число секций; Wyy — весовая скорость воздуха в узком сечении конденсатора; ср — теплоемкость воздуха; A tB — повышение температуры воздуха, охлаждающего конденсатор, A L : ^В2 " ^31> F) *вь 42 — температура воздуха до и после конденсатора. Чем больше секций, тем меньше (при постоянной скорости) расход и больше подогрев воздуха. При 2 = 1 величина A tB = A tB min . Из уравнения E) при ()кд —const Тепловая нагрузка конденсатора может быть выражена согласно уравнению A) также в виде QK, = kFdn где дгй 2,3 lg "f 92 = к — *В2- (8) (9) A0) (И) Для конденсаторов с одной и несколькими секциями из уравнений G) и (9) &L ¦гМа 2,3 lg (Ч 'г=1 @*)*-1 2'3Igx A2) где @i)z=i, F2J=1 — значения 6i и 02 при z = Отсюда (9:)г=1 Однако lg^ = *lg Jj-Д^—в, (92),=1 ¦¦М. После преобразований получим М . =2 ¦ в min 1- 1 м„ A3) A4) A5) На рис. 2, а показана зависимость -^г— ¦
ДА в min Из —/Ог) для нескольких значений (f»i),=i рис. 2, а видно, что с увеличением числа секций превышение температуры конденсации над температурой окружающего воздуха быстро возрастает. Так, при А* в min = 0,5 разность (Ql).=l между температурой конденсации и температурой воздуха у входа в конденсатор увеличивается примерно в 2 раза при применении вместо одной секции четырех той же суммарной поверхности и примерно в 3 раза при применении шести секций. Вместе с тем, вследствие повышения температуры воздуха, обдувающего компрессор, ухудшаются показатели работы компрессора [7]. 9, №),., btdrni I».)*., 1 - п *; -Ufi) 17" 0,8 0,6 0Л 0,2 bts -Q J Of max -0,5 0,2 \ Рис. 2. Влияние числа секций: а — вариант I; б — вариант II. II. Увеличение поверхности конденсатора, пропорциональное числу секций Определим, какой эффект дает последовательное добавление секций конденсатора. В этом случае QK, = FyWYicpMB QKA = kF1zQ„ A6) A7) где F\ — поверхность одной секции. При постоянных тепловой нагрузке конденсатора, узком сечении и скорости воздуха согласно уравнению A6) В FjWjicp const. A8) При постоянном коэффициенте теплопередачи из уравнения A7) 0„ A9) где вшах — значение 0т при 2=1. Для конденсаторов с одной и несколькими секциями из уравнений A7), A8) и A9) ^ = А*в , B0) 2,3 lg -UHix 2,31g — и2 max ГДе 6imax, 02max ~ Значения 0! И 02 При 2=1. Отсюда 01 Jl max и2 и2 max После преобразования получим 1- 1- Д*в 1 max B1) B2) Условный коэффициент теплопередачи #¦¦ А*. в min т z=\ FM, B3) в min На рис. 2, б показана =/(г) для нескольких значений зависимость Д*в 1 max ui max С увеличением числа секций влияние каждой последующей секции быстро падает и после четвертой — шестой секции становится весьма малым. Влияние добавления каждой последующей секции i в аппарате из z секций на среднюю логарифмическую разность температур можно определить из следующих соображений. При изменении числа секций от 1 до z средняя логарифмическая разность температур изменяется от 0тах до 92. Добавление секции i является причиной следующего относительного уменьшения средней логарифмической разности температур 6тах — dz с учетом уравнения A9) получим 11
После преобразований 89f= i(i-l)(z-l) B5) В конденсаторе из шести секций третья секция дает 20% общего уменьшения разности температур, четвертая секция 10%, пятая 6%, шестая 4%. Отсюда ясно, что добавление большего числа секций совершенно нецелесообразно; эффективность пятой и шестой секций несравненно ниже, чем второй и третьей. Для проверки полученных зависимостей автором были испытаны два основных типа конденсаторов, принятых в герметичных агрегатах Харьковского завода холодильных машин: десятитрубный, с диаметром рабочего колеса вентилятора Z) = 250 мм, применяемый в агрегате ВС 0,45—3, и двенадцатитрубный, с D = 290 мм (от агрегата ВС 0,7-3). Проводилось определение влияния числа секций по варианту П. В первом случае испытывали конденсаторы с 1, 2 и 3 секциями, во втором — с 2, 3 и 5 секциями. Кроме того, две- надцатитрубные конденсаторы с 4 и 5 секциями и D = 290 мм были испытаны также в составе агрегата ВС 1,1—3. Опыты показали снижение условных коэффициентов теплопередачи к' при увеличении числа секций и в слабой степени — при возрастании тепловой нагрузки (рис. 3). Вместе с тем снижались коэффициенты к, что было связано в основном с понижением скорости воздуха и повышением внутреннего гидравлического сопротивления конденсатора. На рис. 4 представлена зависимость весовой скорости в узком сечении конденсаторов от числа секций. В связи с различиями в выполнении отдельных образцов конденсаторов и вентиляторов в однотипных моделях наблюдались отклонения скорости до 6% от средней величины. Добавление каждой секции снижает скорость воздуха при D = 290 мм примерно на 12%, а при ?> = 250 мм на 15—20%. Весовая скорость воздуха, подаваемого вентилятором с Z) = 250 мм, находилась в пределах 3—5 кг/(м2-сек), а вентилятором с D = = 290 мм — 3,5—5,5 /сг/(ж2 • сек). В связи с изменениями k уравнение A7) принимает вид 6КД = kzFxz 9 ту B6) где k, коэффициент теплопередачи конденсатора, состоящего из z секций. 50 1,0 30 20 к',киап/(мг 1 град) _|?^э~и Z-3 z-г «—•»-• Z-5 О 200 № 600 800 ЮОО 1200 100 200 300 iOO 500 600 Рис. 3. Условные коэффициенты теплопередачи k' конденсаторов: a—D=250 мм; б—?> = 290 мм. ШУ,К1/(м'сек) 6 2 ,_^ ¦^ ЕНН? / = 0 г з 5 Z 12 Рис. 4. Зависимость весовой скорости в узком сечении конденсаторов от числа секций: /—D-290 мм; 2—D-250 мм. 1 2 Рис. 5. Отношение V k г=1 полученное по расчету и результатам опытов автора: X— D = 250 мм; о—?> = 290 мм; - 6 = = const; &=^=const.
Тогда изменяется уравнение A9) 0. 0 'max т е.= У • kz B7) k. B8) / 1- 1 A If кУ— 2=1 в 01 1 max / На рис. 5 представлено отношение V k г=1 полученное по результатам опытов автора. Для совмещения кривых, относящихся к разным сериям опытов, в обоих случаях было найдено k' отношение —; при 2=2, после чего масштаб общей кривой изменен так, чтобы получить k' z=l 1. На рис. 5 нанесены кривые, построенные по уравнению B2) при & = const и по уравнению B8). Проведенные опыты позволяют определить максимальные тепловые нагрузки конденсаторов, при которых соблюдается условие tK—tB\ — = 10°С, в случае последовательного присоединения ряда дополнительных секций (рис. 6). Как видно из рис. 6, добавление четвертой и пятой секций почти не вызывает снижения температуры конденсации. В таблице указаны допустимые максимальные тепловые нагрузки QKJX и соответствующие им удельные тепловые нагрузки дКд. Величина, размерность QKRt ккал/ч qKA, ккал/(м2 • ч) Число труб в секции конденсатора 10 12 10 12 1 420 450 Число секций 2 580 800 310 360 3 750 1040 270 320 ¦ 4 1040 240 5 1100 200 Данные таблицы показывают быстрое падение допустимой удельной тепловой нагрузки с ростом числа секций: при увеличении z с 1 до 3 (десятитрубный конденсатор) и с 2 до 5 (двенадцатитрубный) величина qKK уменьшается на 40—45%. Результаты опытов наглядно показывают, что унифицированные конденсаторы должны состоять из 1—3 и не более 4 одинаковых секций. Применение конденсаторов с большим числом секций целесообразно только в случаях, когда выпуск таких аппаратов очень мал и обеспечение наиболее полной унификации МГгИ'Гг является основным требованием. ? X* -и vl 200 Ш 600 800 1000 1200 МО 800 1000 1200 МО 1600 1800 0Н8 ,кт/ч a б Рис. 6. Максимальные тепловые нагрузки конденсаторов: a—D = 250 мм: б—? = 290 мм.
ЛИТЕРАТУРА 1. Иоффе Д. М. Конденсаторы с воздушным охлаждением для малых холодильных агрегатов. Госторг- издат, 1958. 2. И о ф ф е Д. М. Исследование технико-экономических характеристик и разработка градации конденсаторов с воздушным охлаждением. «Холодильная техника», 1963, № 6. 3. Т и х о м и р о в В. А. Малошумные вентиляторы для малых холодильных агрегатов. «Холодильная техника», 1964, № 6. Центробежные компрессоры малой производительности применяются для кондиционирования воздуха, замораживания и хранения пищевых продуктов на транспорте, охлаждения радиоэлектронной аппаратуры и других целей, когда предъявляются требования особой компактности и небольшого веса. В целях накопления данных для расчета и проектирования центробежных компрессоров малой производительности в ОТИПХП проведены теплотехнические и газодинамические испытания малорасходной ступени центробежного компрессора при работе на ф|реоне-113 Схема проточной части экспериментальной ступени компрессора показана на рис. 1. Ступень состоит из рабочего колеса полуоткрытого типа с сильно загнутыми «назад лопатками, бездиффузорной улитки, всасывающего и нагнетательного патрубков. Рабочее колесо имеет следующие геометрические размеры: D2 = 0,135 м\ pi = 26°; p2=15°; 2 = 8;&1=0,011л;б = 0,002л; ^- = 0,45; ^-= D2 D0 = 0,4; -^=0,069. D, Лопатки колеса выполнены с учетом возможности уменьшения их ширины в процессе дальнейшей доводки ступени. Для колес различной ширины предусмотрен набор сменчых улиток, спроектированных по закону постоянства циркуляции. Компрессор испытывали в цикле газового кольца с частичной конденсацией пара [1]. 14 4. Я к о б с о н В. Б., Гиршик Л. Ф., Зеликов- с к и й И. М., Тихомиров В. А. Разработка ряда унифицированных герметичных агрегатов. Сб. «Нозые исследования в области холодильной техники», Цинтипищепром, 1967. 5. Г о г о л и н А. А. Осушение воздуха холодильными машинами. Госторгиздат, 1962. 6. Pazdera V. «Prumysl potravin», 1965, № 5. 7. Я к о б с о н В. Б. Теплообмен холодильных компрессоров с окружающей средой. «Холодильная техника», 1965, № 5. 621.57.041 Производительность компрессора изменяли с помощью вентиля на линии всасывания. Температуру и давление паров фреона определяли в сечениях а = а и с —с (см. рис. 1). По окружности за колесом в шести точках были установлены малогабаритные трубки для измерения полного давления с углом нечувствительности к скосу потока ±35°. Датчики давления ориентировали по расчетному углу потока. Статические давления за колесом измеряли через дренажные отверстия в стенках каналов. Места замеров параметров потока показаны на рис. 1. Давления регистрировали батарейными манометрами, заполненными тетрабромэтаном. Температуру паров измеряли лабораторными термометрами с ценой деления 0,1°. Расход холодильного агента определяли объемным способом и по тепловому балансу конденсатора; расхождение не превышало 3%. Характеристики центробежного компрессора при различных скоростях вращения представлены на рис. 2*. При снятии характеристик поддерживали постоянное давление всасывания, соответствующее температуре кипения 283,2°К. Перегрев составлял 2—4,5°. На рис. 2 каждому значению скорости вращения соответствует определенная кривая изменения температуры конденсации Ти. При по- * В испытаниях принимали участие Э. И. Музычен- ко, С. Н. Поляков, Г. А. Гернер. Экспериментальные характеристики фреонового центробежного компрессора малой производительности Канд. техн. наук А. Б. БАРЕНБОЙМ Одесский технологический институт пищевой и холодильной промышленности
стоянной температуре кипения и регулирова- мощности *?.. На режиме, близком к рас- нии скорости вращения холодопроизводитель- Qo ность агрегата изменялась от 3 до 21 кет четному, Q0= 15 кет A3 тыс. ккал/ч); я = 2,9; B,6 тыс. - 18 тыс ккал/ч). Наибольшая сте- N 22 ^=0,15 кет/кет. пень сжатия 4,1. Об экономичности компрессо- Qo pa можно судить по кривым изменения эффек- Для определения основных показателей ра- тивной мощности Ne и удельной эффективной боты центробежного компрессора при измене- Рис. 1. Схема проточной части зкслериментальной ступени центробежного компрессора малой производительности. Рис. 2. Характеристики фреонового центробежного компрессора малой производительности при Г0=283,2°К A0°С) и различных скоростях вращения (об/мин): # — 15000; О — 20000; X — 25000; ? 28000. Рис. 3. Характеристики ступени центробежного компрессора при различных числах Ми: 'ф —0,91; О—1,21; X — 1,52; П—1.7.
нии скорости вращения и состояния холодильного агента на стороне всасывания результаты испытания ступени представлены в виде безразмерных характеристик (рис. 3 и 4). В качестве параметров .приняты: политропя- « ^пол ческии к.п.д. ступени 71иол== » ко~ h0 л. л. , ^ЭФ эффициент напора ступени ф = ; политро- пическии к.п.д. каналов колеса '/]П0ЛшК= коэффициент напора колеса фк = h h эф.к _^пол.к . степень реактивности р= 1 ; коэффициент относительной неравномерности статических давлений за колесом при постоянной скорости вращения Кр ¦ max ^2к.ст min ~^2к.ст ™2к.ст где Л0, /гПол, Лэф, ^т, ^дип— действительный, политропический, эффективный, теоретический и динамический напоры. Параметры, характеризующие работу ступени и колеса, построены в зависимости от коэф- -^- и числа Ми = -—. Wo Hi фициента расхода Ф2: 0,9 0,8 0,7 \**\ """"чк р—< *>| 5- й «г • ъ ^ N \ N \ \ N 06 0.5 ОА аз 16 0.02 0,03 0,04 Q05 0,06 Ф2 Рис. 4. Характеристики рабочего колеса центробежного компрессора при различных числах Ми. Обозначение точек см. на рис. 3. К.п.д. ступени определяли по замерам температур и давлений и контролировали по потребляемой мощности. Так как потери в колесе отнесены не к действительному, а к теоретическому напору, то т]пол. к дает представление о величине гидравлических потерь в колесе. Коэффициент теоретического напора вычисляли из треугольника скоростей на выходе колеса на основании значений абсолютной скорости с2 и расходной составляющей с2г. Скорость с2 определяли по замерам полных и статических давлений за колесом. Как видно из рис. 3 и 4, с увеличением Ми к.п.д. ступени -и колеса уменьшаются. При этом возрастает крутизна характеристик. В отличие от г|пол кривые изменения к.п.д. колеса не имеют максимума. Сравнение этих кривых (см. рис. 3 и 4) показывает, что уменьшение к.п.д. ступени в области малых расходов в основном вызвано ростом потерь от трения колеса в среде фреона и перетекания пара, а также гидравлических потерь в улитке вследствие увеличе- ния МС2=—. Относительные потери от трения дисков и перетекания пара с повышением коэффициента расхода уменьшаются от 25 до 6%. При Ф2 = 0,05 эти потери составляют 12%. Максимальным значениям к.п.д. ступени соответствуют Ф2опт = 0,046—0,054. Столь малые значения Фгопт объясняются конструктивными особенностями малорасходной ступени. С повышением Ми максимум кривых г\иол сдвигается влево. Резкое падение к.п.д. ступени при Ми = 1,52 и 1,7 в правой части характеристик связано с увеличением MW] . Об этом свидетельствует характер протекания кривых г]Пол. к на рис. 4. Число М„ 1Юл в опытах изменялось от а 0,1 до 0,95. С повышением Mwl даже при сравнительно малых отрицательных углах атаки на входе колеса возникает пульсация течения, вызываемая местным срывом потока. Так как увеличение расхода при постоянной скорости вращения приводит к росту Ми.и то срыв потока охватывает все большую часть каналов колеса на входе и вызывает значительные потери. Зависимость чисел М1Г\ и Мг2 от коэффициента расхода Ф2 при различных числах Ми приведена на рис. 5. Сравнительно большие потери в колесе и ступени связаны также с высокой диффузор- ностью потока в каналах колеса. Степень диф- фузорности kw=— на оптимальных ре- W<) жимах работы составляла 1,5—2,8. При высоких числах М(Ми>1) резкое замедление по-
тока приводит к увеличению потерь <на отрыв в каналах и вызывает значительную неравномерность -потока на выходе колеса. Исследование поля статических давлений по окружности за колесом (показывает, что наименьшая неравномерность потока наблюдается на режимах максимальных к.п.д. ступени (см. рис. 3). На этих режимах вектор абсолютной скорости потока примерно соответствует направлению стенок улиточного канала, и потери на отрыв минимальны. Даже при Ми =1,7 относительная неравномерность статических давлений на оптимальном режиме работы не превышает 6%'. При Ф2<0>2опт коэффициент kv заметно возрастает вследствие увеличения Мс2 и kw. Некоторое повышение неравномерности статических давлений за колесом при Ф2>Ф2опт объясняется ростом значений М?г1. С повышением чисел М и степени диффу- зорности kw увеличиваются потери -на отрыв и усиливается неравномерность .потока за колесом, вызываемая асимметрией улиточного канала. Важной газодинамической особенностью малорасходной ступени является устойчивость напорных характеристик. Кривые изменения коэффициентов .напора ступени г|) и колеса г|зк в области малой объемной производительности не имеют перегиба. Отсутствие помпажных явлений позволяет регулировать производительность компрессора в широких пределах. С увеличением ее коэффициенты напора ступени и колеса уменьшаются. Интересно отметить, что коэффициент напора колеса практически не зависит от Ми (см. рис. 4). Л'ишь при Aftt=l,7 ОМ 0,03 0,04 0,05 0,06 фг Рис. 5. Зависимость чисел Mw\ и Мс2 от коэффициента расхода Ф2 при различных числах Afu. Обозначение точек см. на рис. 3. 3 Зак. 5034 заметно некоторое уменьшение г|эк, вызванное повышением скорости (вращения. При скорости вращения, близкой к расчетной (Afu=l,52), на режиме максимального к.п.д. ступени г|з = 0,45-7-0,44 и \|эк = 0,5-=-0,48. Как видно из рис. 3, с повышением Ми степень реактивности р снижается, пр'И этом увеличивается часть динамического напора, срабатываемого в улитке, и возрастает роль улитки как диффузора. В среднем по результатам испытаний можно принять р = 0,75. На рис. 6 показано относительное изменение основных параметров центробежного компрессора при увеличении числа Ми. Для оценки крутизны рабочих характеристик компрессора принят коэффициент Ипол — ^пол } + И ,тах пол " 4>min чпол ф vmin __ ф^тах ГТТР ^Vmax (mln) 1АС 'пол метры, отвечающие И O^niax(min) _ пара. максимальным и минимальным значениям коэффициента напора ступени при .постоянной скорости вращения. К.п.д. ступени т)ПОл, коэффициенты ^ и /еу, приведенные <на рис. 6, отнесены к значениям этих параметров при Ми = 0,9 и Ф2 = 0,05. При увеличении Ми от 0,9 до 1,7 политропический 0.9 ь ' * ' 1 2,0 1,5 т 0,9 Я 1.5 \ М„ Рис. 6. Относителйрве изменение показателей р^ботц^ек^зо- бежного компрессора в^^щЫй; мости от числа <- Ми приЧФ^' = 0,05. " Обозначение точек па 'pfc. 3, Ч**о :.*»©с,,\*г«
Параметры Компрессор ТКФ-248 12) ТКФ-235 [2] завода ЧКД 13] высокотемпературная секция низкотемпературная секция высоконапорный [4] высокоскоростной малой производительности Холодопроизводительность машины Q0, кет Холодильный агент Объемная производительность Vlf м61сек Наружный диаметр колеса D2, ж . . . Угол лопатки на выходе колеса C2> град Отношение D2 Число Ми Максимальный адиабатический к. п. д. ^ад Степень сжатия к 4300 1,81 0,480 40 0,044 1,3 0,65 -1,7 2560 1,87 0,350 45 0,039 1,2 0,76 -2,0 1980 Фрео н-12 0,95 0,580 50 0,033 1,05 0,74 -1,9 1740 6,65 0,660 50 0,05 1,28 0,69 -2,6 550 0,31 0,170 90 0,029 1,25 0,72 3,1 15 Фреон-113 0,04 0,135 15 0,069 1,2—1,5 0,72—0,69 2,0—2,9 к.1П.д. компрессора уменьшается на 0,1, или 15% относительных; коэффициент напора — на 0,05, или 11%; коэффициент крутизны рабочих характеристик увеличивается в 2,4 раза. Анализ результатов испытаний фреонового центробежного компрессора малой производительности показывает, что при больших скоростях вращения (Ми>1,5) характеристики ступени могут быть улучшены установкой между рабочим колесом и улиткой короткого безлопаточного диффузора. С помощью диффузора можно понизить скорость пара на входе в улитку (число Мс2 в опытах достигало значений 1,0—1,1) и уменьшить неравномерность потока на выходе колеса, вызываемую обратным влиянием улиточного канала. Несмотря на малые геометрические размеры и большую диффузоры ость межлопаточных каналов 'колеса (повышенное отношение —\ \ D2) фреоновый центробежный компрессор малой производительности отличается достаточно высокими значениями к.п.д. Так, даже при Ми= 1,52 максимальный политропический к.п.д. ступени равен 0,7, рабочего колеса — 0,86. Для сравнения в таблице приведены основные показатели первых ступеней холодильных турбокомпрессоров большой производительности [2—4]. Из таблицы видно, что между размерами ступеней и к.л.д. не существует определенной зависимости. Эффективность компрессора определяется главным образом газодинамическим совершен.' ством проточной части ступеней и степенью доводки. При сопоставимых значениях Ми центробежный компрессор малой производительности имеет такой же к.п.д., как высоконапорный большей производительности [4], но уступает ему по достигаемой степени сжатия. Меньшую напорность компрессора малой производительности можно компенсировать увеличением скорости вращения до Ми=\У5 и выше при соответствующей доводке ступени с целью дальнейшего повышения к.п.д. Опыт создания высокоскоростного фреонового центробежного компрессора малой производительности, как и опыт зарубежных фирм [5, 6], свидетельствует о перспективности машин подобного типа. 3. ЛИТЕРАТУРА Баренбойм А. Б., М и н к у с Б. А. Исследование теплоиспользующего холодильного агрегата турбина — компрессор. «Холодильная техника», 1968, Kb 4. Бухтер Е. 3., Калнинь И. М., С л а в у ц- к и й Д. Л., Ц ы р л и -н Б. Л., М и ф т ахов А. А. Результаты испытаний холодильных фреоновых тур- бомашин. «Холодильная техника», 1965, № 1. Чистяков Ф. М., Перстне в П. В., С у т ы- р и н а Т. М. Экспериментальные характеристики центробежного фреонового компрессора. «Холодильная техника», 1960, № 4. 4. Плотников А. Е., Горбунов В. В. Турбо- компрессорный агрегат холодопроизводительностью 480000 нккал/ч. «Холодильная техника», 1960, № 2. 5 Р а 1 m a t i е г Е. P. «Refrigerating Engineering», 1957, № 6. 6 Tacada Suiti. «Journal of the D. S. E.», vol. 35, 1961, N2 10. 18
Холодильная машина с отводом теплоты конденсации путем испарения — воды под вакуумом— » Канд. техн. наук В. В. ОНОСОВСКИЙ, Р. М. МЕДВЕДЕВ, М. Ю. НЛЛИМОВА Ленинградский технологический институт холодильной промышленности 621.572 Известны случаи, когда необходимо осуществлять кондиционирование воздуха в сооружениях, герметизированных на определенный период Бремени. Однако в такие сооружения согласно условиям эксплуатации нельзя подавать охлаждающие воду или воздух, а отводить тепло от холодильной машины можно только путем аккумуляции некоторого количества охлаждающей воды. Чтобы уменьшить запас воды или увеличить возможный срок работы машины, желательно использовать теплоту фазовых превращений, а теплоту конденсации отводить за счет испарения воды при пониженном давлении с выбросом пара в атмосферу. ; Принципиальная схема работы такой установки приведена на рис. 1, а, ее рабочие про- Из сета цессы в S, Г-диаграмме на рис. 1, б. Если сооружение не герметизировано, проточная вода поступает из сети в бак-аккумулятор /, проходит через конденсатор КД, затем сливается. При герметизации сооружения установка работает по каскадной схеме с разомкнутым циклом верхней ветви каскада. В качестве рабочего вещества в верхней ветви используется вода, в нижней —- фреоны. Схема работы холодильной машины и цикл 1—2—3—4 обычны. Теплота конденсации отводится охлаждающей водой, которая циркулирует между кон* денсатором и вакуумной камерой //. Выходящая из вакуумной камеры насыщенная вода 3" под давлением р засасывается насосом И, в котором давление воды повышается до величины ^'.Переохлажденная вода 3' подается в конденсатор КД, где происходит ее изобарный подогрев 3'—4'. Из конденсатора вода в состоянии 4' поступает к форсункам вакуумной камеры //, при этом происходит процесс дросселирования воды 4f—5'. Tk Рис. 1. Принципиальная схема работы установки (а) и рабочие процессы в S, Г-диаграмме (б). 19
Влажный пар 5' под давлением р направляется в вакуумную камеру, где разделяется на насыщенный пар V и насыщенную жидкость 3". Насыщенный пар V отсасывается вакуумным насосом ///, сжимается в процессе V—2Г и выбрасывается в атмосферу. Вода забирается .насосом и возвращается в конденсатор. В систему следует непрерывно добавлять некоторое количество свежей воды из бака-аккумулятора, равное количеству образовавшихся водяных паров. Достоинство такой схемы — возможность применения стандартного оборудования холодильных машин как при использовании проточной воды, так и при охлаждении ее путем испарения при пониженном давлении. Давление нагнетания вакуумного насоса определяется из условия обеспечения выброса водяных паров в атмосферу, поэтому // = = 1,02—1,05 ата. Давление конденсации рабочего вещества холодильной машины р и связанное с ним давление испарения воды в вакуумной камере p'Q должны определяться технико-экономическим расчетом. Повышение этого давления приводит к увеличению габаритных размеров компрессора, расхода энергии па сжатие паров рабочего вещества холодильной машины, соответствующему уменьшению расхода энергии в вакуумном насосе и сокращению его габаритных размеров. В задачу исследования входило сопоставление работы холодильных машин на различных агентах с целью выбора рабочего вещества, обеспечивающего возможность использования серийного холодильного оборудования. Цикл нижней ветви каскада рассчитывали для фреонов-11, 12, 21, 22, 114, 142, С318 и азе- отролной смеси А-1. Темлературу конденсации рабочего вещества принимали от 40 до 80°С. Расчеты для фреонов-11, 12, 21, 22, 142 проводили исходя из условия всасывания компрессором сухого насыщенного пара. Для фреоно'в-114, С318 и азеотропной смеси А-1 перегрев всасываемого пара выбирали равным 30°С. Тепловой расчет нижней и верхней ветвей каскадной холодильной машины проводили с помощью 5, 7 и / lgp-диаграмм и таблиц насыщенного и перегретого пара [1—4]. При расчете цикла верхней ветви каскада принимали, что нагрев воды в конденсаторе Д4.1 = 3°С, а среднелогарифмическая разность температур в аппарате 0т = 5,35°С. Проведенные расчеты, отнесенные к холодо- производительности 1000 ккал/ч, позволяют сопоставить рассматриваемые рабочие вещества. На рис. 2 дана зависимость суммарного объе- 20 40 50 60 70 tKl°C Рис. 2. Зависимость суммарного объема, описываемого поршнями компрессора и вакуумного насоса, от температуры конденсации при Qo=1000 ккал/ч и /0 = 5°С: / — фреон-11; 2 — фреон-21; 3 — фреон-114; 4 — фреон-С318; 5 — А-1; 6 — фреон-142; 7— фреон-12; «5 — фреон-22. ма, описываемого поршнями компрессора V% и вакуумного насоса 1/|, от температуры конденсации tK. Значения суммарных объемов минимальны при /К = 70ч-80°С. При этом кривые на графике располагаются соответственно нормальной температуре кипения рабочего вещества. На рис. 3 приведена зависимость суммарной мощности компрессора, вакуумного и водяного насосов от температуры конденсации. Как видно из рис. 2 и 3, энергоемкость машины имеет минимальное значение при /к = = 40-^-50°С, а объем, описываемый поршнями компрессора и вакуумного насоса, — при /К = 70-^80°С. В целом оптимальное решение получается при ^К^70°С, так как в этом случае по сравнению с /К = 40°С расход мощности повышается на 15—17%, а суммарный объем, описываемый поршнями компрессора и вакуумного насоса, уменьшается в 4—8 раз, что дает возможность резко сократить габаритные размеры машины. В зависимости от температурного режима выбирали рабочее вещество. Несмотря на то,
Рис. 3. Зависимость суммарной мощности компрессора, вакуумного и водяного насосов от температуры конденсации при Q0= = 1000 ккал/ч и /о = 5°С: / — фреон-11; 2 — фреон-114; 3 — фреон. 12; 4 — фреон-112; 5 — фреон-21; 6 — смесь А-1; 7 — фреон-С318; 8 — фре- он-22. что у фреона-22 наилучшие объемные и энергетические показатели, его нельзя рекомендо- вать для использования в серийном холодильном оборудовании, поскольку допустимая температура конденсации не должна превышать 40°С. Фреон-12 можно применять в серийных холодильных аммиачных машинах при /К^6ГС. Однако в этом случае холодильная машина по энергетическим и весовым показателям уступает машинам, работающим на азеотропной смеси А-1 или фреонах-142 и С318 при ?К = 70°С. Самые низкие энергетические и весовые показатели у машин, работающих на фреонах-11 и 114. У фреона-21 наиболее низкие значения коэффициентов теплопередачи. Фреоны-142, С318 и азеотропная смесь А-1 примерно равноценны, что подтверждается величинами удельной эффективной холодопроиз- I *J Ц~-и Рис. 4. Схема экспериментального стенда: / __ вакуумная камера; 2 — вакуумный насос; 3 — вла- гоотделитель; 4 — регулирующая станция. водительности. При /К = 70°С значение Ке для этих фреон о-в изменяется от 1730 до 1810 ккал/(квт-ч). Но так как фреон-142 горюч, взрывоопасен и не может быть применен для кондиционирования воздуха в специальных герметизируемых объектах, а фреон-С318 в настоящее время серийно промышленностью не выпускается, в качестве рабочего вещества была окончательно выбрана азеотропная смесь А-1 (отход химических производств), серийно выпускаемая химическими, заводами. Это вещество удовлетворяет предъявляемым требованиям. При использовании серийного оборудования установка, работающая на смеси А-1, имеет оптимальные габаритные и энергетические характеристики. В 1966 г. на кафедре холодильных машин ЛТИХП был сооружен экспериментальный стенд (с компрессором 2АУ-8), на котором была проверена работоспособность принятой схемы холодильной машины. В 1967 г. на этом стенде (с холодильной машиной ХМ-АУ-45) исследовали работу установки на азеотропной смеси А-1. Схема экспериментального стенда представлена на рис. 4. В серийную холодильную машину был включен дополнительный теплообменник Т02 поверхностью 2,2 м2 и маслоотделитель МО, поскольку поставленная заводом машина не была укомплектована маслоотделителем. Установка, осуществляющая цикл верхней ветви каскада, состояла из вакуумной камеры 1 с форсунками, циркуляционного водяного 21
насоса Н с увеличенной высотой всасывания и водяным уплотнением сальника и вакуумного насоса 2. В качестве вакуумного насоса при работе с температурой конденсации рабочего вещества 70°С (вакуум до 0,75 кгс/см2) можно использовать ротационную газодувку. При ?К«60°С газодувка не обеспечивает требуемого вакуума (ниже 0,8 кгс/см2); в этом случае могут быть применены водокольцевые вакуумные насосы. Машину испытывали при работе на двух режимах: /0=5°С, ^К = 35°С — цижл кондиционирования и ?0 = 5°С, /К = 70°С — цикл с повышенным давлением конденсации. В режиме кондиционирования холодопроиз- водительность Q0 = 30 000 ккал/ч, объемная хо- лодопроизводительность qv = 435 ккал/м3, удельная эффективная холодопроизводитель- ность /Се? = 3100 ккал/(квт-ч), коэффициент подачи А, = 0,7. В режиме с повышенным давлением конденсации Q0 = 21 000 ккал/ч, ^ = 300 Ккал/мъ, /С =1600 ккал/(квт-ч), ^ = 0,51. С учетом расхода энергии вакуумным и водяным насосами удельная электрическая холодопроизводитель- ность Кэ= 1000 ккал/(кет• ч). Коэффициенты теплопередачи в испарителе для режимов кондиционирования и при повышенном давлении конденсации составили соответственно 300 и 200 ккал/(м2-ч-град). Тепловые и энергетические показатели холодильной машины ХМ-АУ-45 при работе на азе- отропной смеси А-1 ниже, чем на фреоне-12, который широко применяется для кондиционирования воздуха. Поэтому для определения сравнительных показателей использования Показатели Фреон-12 (ВНИИ- холодмаш) А-1 (ЛТИХП) «7о. ккал J ч 1000 Оа — , кг\ч . . . . <7о vlf мъ\кг Va = Ga vl9 Md/4 . . . 1* 1/А = "^.^/" • • • qKt ккал\кг Qk=#k Gil, ккал J ч . . rw, ккал/кг Ок Gn = — , кг/ч . . . . v , мъ1кг П ~">:. V„=Gnv", м»1ч . . П Xе У1=^,м*1ч . . . N*, кет N*, кет (по каталогу) ^\Ne=NKe+NBe, кет Поверхность, м2: испарителя . . . . конденсатора . . . Вес, кг; испарителя . . . . конденсатора . . . компрессора . . . вакуумного насоса суммарный . . . . 33,7 29,7 0,0465 1,3 0,754 1,73 40,25 1190 1,73 0,25 0,25 0,544 0,362 24,8 15,05 3,83 43,68 30,1 33,2 0,069 2.29 0,683 3,36 31,95 1060 3,36 0,388 0,388 0,414 0,406 18,5 16,9 7,44 42,49 Фреон-12 (ЧЗХМ) iK=6\°C 28,34 35,3 0,052 1.35 0,694 2,65 34,55 1220 566,1 2,16 9,578 20,6 0,749 27,6 30,25 0,397 0,841 1,238 0,255 0,337 11,27 14,0 5,86 42,65 73,78 22 А-1 (ЛТИХП) =70°С 24,1 41,5 0.0802 3,33 0,574 6,09 28,5 1180 560,2 2,11 6,201 13,08 0,876 14,9 20,99 0,548 0,354 0,902 0,588 0,162 25,8 6,75 13,45 19,3 65,3
фреона-12 и азеотропной смеси А-1 в качестве рабочего вещества была сопоставлена работа холодильной машины (с испарительным охлаждением конденсатора) на указанных холодильных агентах. Сопоставление проводили на основании данных, полученных при исследовании работы машины ХМ-АУ-45 на азеотропной смеси А-1 в ЛТИХП, имеющихся материалов междуведомственной комиссии по испытанию тепловых насосов НТ20, НТ40 и НТ80 на Черкесском заводе холодильного машиностроения и испытанию машины ХМ-АУУ-90 во ВНИИхолодмаше на фреоне-12. Сравнивали два варианта работы машины: в режиме кондиционирования на фреоне-12 и азеотропной смеси А-1 с охлаждением конденсатора проточной водой; в режиме с повышенным давлением конденсации (работа машины с резко ограниченным расходом охлаждающей воды)—на фреоне-12 при tK = 6l°C и на азеотропной смеси при /К = 70°С. Средняя температура «оды в вакуумной камере принималась на 5°С ниже температуры конденсации. Вес компрессора, конденсатора и испарителя определяли как средний для ряда машин ХМ-АВ-22, ХМ-АУ-45 и ХМ-АУУ-90 [5]. Вес вакуумного насоса принимали по каталожным данным [6]. Результаты сопоставления приведены в таблице. Все величины таблицы отнесены к холо- допроизводительности 1000 ккал/ч (?0 = 5°С). При составлении таблицы было принято, что вес водяного насоса, вспомогательной аппаратуры и арматуры практически одинаков в обоих сравниваемых вариантах. Исходя из условия использования серийного оборудования, вес электродвигателя принимался одинаковым для обоих сравниваемых агентов. Выводы В результате испытаний получены данные, указывающие на возможность и при определенных условиях целесообразность работы установки с отводом теплоты конденсации путем испарения воды под пониженным давлением. Азеотропную смесь А-1 можно применять при использовании серийного холодильного оборудования. Установлены значения основных показателей, характеризующих работу холодильной машины на азеотропной смеси А-1 при ^к = 35, ^к = 70 и /о=5°С. Сопоставление результатов испытаний, проведенных в ЛТИХП на смеси А-1, во ВНИИхолодмаше и на Черкесском заводе холодильного машиностроения на фреоне-12, показало, что в установках с охлаждением конденсатора путем испарения воды применение азеотропной смеси А-1 .позволяет уменьшить объем, описываемый поршнем, на 33% , расход энергии на 25%i и суммарный вес на 10%. ЛИТЕРАТУРА 1. Р озенфельд Л. М., Ткачев А. Г., Г у р е- в и ч Е. С. Примеры и расчеты холодильных машин и аппаратов. Госторгиздат, 1960. 2. Вукалович М. П. Термодинамически свойства воды и водяного пара. Машгиз, 1955. 3. Бадылькес И. С. Рабочие вещества и процессы холодильных 'машин. Госторгиздат, 1962. 4. Перельштейн И. И. Исследование термодинамических свойств фреона-13В1 и азеотропной смеси А-1. Диссертация. ЛТИХП, 1964. 5. Каталог холодильного оборудования. Машгиз, 1963. 6. Каталог. Компрессорные машины. НИИхиммаш, 1962. Новый холодильник Ташкентский завод им. Чкалова начал серийный выпуск холодильников новой марки «Оазис». По объему внутреннего шкафа он в два раза превосходит «Восток-2М», расходует электроэнергии в четыре раза меньше его. Он имеет терморегулятор и реле. В 1968 г. завод выпустил 45 тыс. холодильников марки «Оазис». «Хорезмская правда»
О градации термоэлектрических охлаждающих батарей Канд. техн. наук Д. М. ИОФФЕ, В. С. ОРЛОВ Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности 621.565.83 Термоэлектрическое (полупроводниковое) охлаждение заняло в мировой холодильной технике прочное место среди других способов получения искусственного холода. Термоэлектрические охлаждающие устройства применяются преимущественно в аппаратуре, в которой расход электроэнергии имеет подчиненное значение, а к обязательным требованиям относятся малые габаритные размеры и вес, износоустойчивость, бесшумность, возможность точного поддержания и плавного регулирования температурного режима и производительности, предотвращение опасности загрязнения воздуха холодильными агентами. Разновидностями таких аппаратов являются прецизионные термостаты, небольшие бытовые холодильники, специальные кондиционеры, медицинские приборы, элементы электронных управляющих систем и ряд других потребителей холода. Важная особенность термоэлектрических охладителей — их конструктивная пластичность. Батарею заданной производительности можно в случае необходимости разделить на несколько меньших одинакового или разного размера. Батареям можно придать любую удобную для данного охлаждаемого объекта форму, установить их вместе или рассредоточить в соответствии с конструкцией и формой объекта. Возможности абсорбционных и компрессионных холодильных машин в этом отношении более ограничены. В связи с устойчивым спросом на термоэлектрические батареи во многих странах налажено промышленное изготовление большого числа их модификаций. При разработке новой холодильной аппаратуры ориентируются на типовые батареи заводского изготовления. Это намного облегчает и стимулирует использование термоэлектрического охлаждения. Одной из основных причин того, что в нашей стране термоэлектрическая охлаждающая аппаратура при достаточно интенсивной ее разработке внедряется в производство неудовлетворительно, является отсутствие единой градации батарей промышленного изготовления. Очевидно, что отечественная промышленность должна в самый короткий срок освоить сначала серийное, а затем массовое производство термоэлектрических батарей по градации, удовлетворяющей основным потребностям на- !4 родного хозяйства. При ее разработке необходимо принять во внимание опыт производства, конструкции и градации батарей, выпускаемых за рубежом, определить наиболее характерные значения расхода холода в аппаратах и оборудовании с термоэлектрическим охлаждением, учесть рекомендации ГОСТа о методах построения градаций, обеспечить возможно большую унификацию батарей. Характеристики зарубежных термоэлектрических батарей даны в табл. 1. Принятые обозначения: Qomax — максимальная холодопро- изводительность; АГтах=Гг—Тх — разность температур горячей и холодной поверхностей батарей; Iп и Vп — сила тока и рабо- r WOmax VOmax r чее напряжение батареи, соответствующее QomaxJ n, S,h — число, сечение и высота термоэлементов батареи; /?б — омическое сопротивление батареи; d — коэффициент, полученный нами путем деления максимальной холодопро- изводительности данной батареи на максимальную холодопроизводительность соседней (в фирменной номенклатуре) батареи меньшей производительности. В дальнейшем d назы- **0 max вается знаменателем градации; q0 = 2 Sn удельный тепловой поток через термоэлементы; q0F — отношение максимальной холодо- производительности к площади всей холодной стороны батареи, включая каркас; zq — эффективность батареи с учетом теплопроводности каркаса и изоляционного материала между термоэлементами. При сопоставлении батарей разных фирм следует учитывать, что значения Qomax даны для различных температур. Но в рамках номенклатуры одной фирмы температурные условия одинаковы, и батареи номенклатуры полностью сопоставимы как по энергетическим, так и по конструктивным характеристикам. Для часто встречающихся на практике значений Го = 273°К и z6 = 2.10-31/°К можно приближенно принять отношение максимальных холодопроизводительностей при ДТ = 0°К и ДГ = 30°К равным 1 : 0,6, а при ЛГ=0°К и ДГ = 40°К — 1 : 0,46. В каталогах фирм не приводятся батареи для кондиционеров и другие батареи специального назначения, в частности миниатюрные
с Qo<l вт, а также многокаскадные, используемые в электронике, хотя о производстве таких батарей есть указания в периодической литературе. Рассмотрение табл. 1 позволяет сделать следующие выводы о характеристиках и градациях зарубежных термоэлектрических батарей общего назначения. Максимальная холодопроизводительность батарей при АГ = 0°К находится в пределах от 3 до 40 вт. Это соответствует максимальной холодопроизводительности при АГ = 30° и Т0= = 273°К примерно от 2 до 25 вт. В наиболее широких фирменных градациях батарей («Вальво», «Фриджистер») значение d колеблется от 1,2 до 1,5. В пределах каждой фирменной градации, включая даже самые малочисленные («Сименс», «СИСЭ»), имеются батареи, рассчитанные на разные, значительно различающиеся между собой рабочие напряжения и токи. Обычно рабочее напряжение при Qomax составляет от 1 до 7 е. Фирмы, как правило, особо оговаривают, что батареи с V=5-f-7 в предназначены для аппаратов, используемых в легковых автомашинах, автобусах, моторных лодках и других объектах, имеющих источник постоянного тока напряжением 6—12 в. Холодные и горячие поверхности большинства батарей представляют собой в плане прямоугольники с отношением сторон от 1:1 до 1:2. Из батарей, приведенных в табл. 1, только в трех отношение сторон меньше 1 :2. В 90% батарей наибольший размер в плане не превышает 80 мм. В большинстве батарей сечение ветвей равно от 0,4X0,4 до 0,9X0,9 см2. Батареи с сечением ветвей, меньшим чем 0,3x0,3 см2, и высотой менее 0,3 см. в использованных здесь каталогах не встречаются. Максимальные размеры сечения 1,2x1,2 см2. Отношение максимальной холодопроизводительности к поверхности батареи в плане меняется в значительных пределах — от 0,24 до 2,2 вт/см2, а плотность тепловых потоков на холодных спаях ветвей термоэлементов от 1 до 3,5 вт/см2. При разработке отечественной градации батарей промышленного изготовления должны быть приняты во внимание характеристики устройств, аппаратов и приборов, в которых находят применение эти батареи. Такие данные приведены в табл. 2. В 50% всех аппаратов, указанных в табл. 2, разность температуры среды, охлаждающей горячие спаи, и температуры в охлаждаемом объекте составляет от 20 до 30°С, в 28% эта А Зак. 5084 разность равна 30—40°С и только в 20% превышает 40°С. Практически все аппараты с разностью температур более 30°С снабжены водяной системой охлаждения горячих спаев. Из 20 аппаратов с воздушным охлаждением 50% работают при естественной конвекции, остальные — при принудительном движении охлаждающего воздуха. При водяном охлаждении горячих спаев сумма перепадов температур между батареей и окружающей средой на холодной и горячей стороне равна обычно 5—8°С, а при воздушном охлаждении 10—12°С. Следовательно, в большинстве случаев разность температур горячих и холодных спаев составляет в рабочих условиях 35—40СС. По температуре охлаждаемого объекта аппараты, приведенные в табл. 2, разделяются следующим образом. В одной трети всех аппаратов поддерживается температура 0—5°С, в 10% — от 5 до 10°С и в одной трети — от —20 до —30°С. Последнюю группу составляют преимущественно лабораторные и некоторые медицинские приборы. В интервале внутренних температур 0—10°С работают все бытовые и транспортные холодильники, т. е. аппараты, наиболее перспективные для массового производства. При создании отечественной градации необходимо учитывать потребность в холоде аппаратов и приборов, в которых применяют термоэлектрические батареи. С этой точки зрения в охлаждаемых объектах с несколькими батареями холодопроизводительность каждой из батарей имеет большее значение, чем суммарный расход холода в объекте. В опубликованных данных об аппаратах, как правило, приведен не расход холода, а потребляемая мощность. Иногда указывают тип и число батарей в аппарате. Для оценки расхода холода можно принять, что в описанных выше температурных условиях большинство аппаратов работает с холодильным коэффициентом 0,2—0,4, в среднем 0,3. Тогда батареи аппаратов, приведенных в табл. 2, разделяются по холодопроизводительности так, как это указано в табл. 3. За рубежом в качестве основных характеристик батарей используют ДГтах при Qo=0, a также Qomax при АГ=0 и соответствующие этому режиму величины 1Пл иКп . Одна- J r J v 0 max V0 max ко на практике режимы с Qomax или АГтах не применяются, а пересчет указанных номинальных характеристик батарей на рабочие значения Q0f T и Г0 связан с кропотливыми выкладками. 25
Таблица 1 [ Страна, фирма ГДР, „ДКК" [1, 2] ФРГ, „Вальво" 1 TQ АЛ 1 L^> Ч ФРГ, „Сименс" [5-8] Канада, „Фрид- жистер" [9] Марка Р22 Р23 Р24 Р32 РЗЗ Р34 РЕ52 РЕ62 PZ67 РТ 48/6 РТ 47/5 РТ 11/20 ! РТ 11/20 РТ 20/20 РТ 20/20 Н РТ 60/10 РТ 72/10 РКЕ 18 0240 РКЕ 18 0250 РКЕ 36Е 0260 РКЕ 18Е 0260 1FB-04-015-E1 D-15) 1FB-06-015-E1 1FB-08-015-E1 1 1FB-12-015-E1 A2-15) 1FB-32-015-E1 C2-15) 1FB-04-030-E1 1FB-06-030-E1 1FB-08-030-E1 1FB-12-030-E1 A2-30) 1FB-04-060-E1 1FB-06-060-H1 1FB-03-030-E1 1FB-12-060-E1 я 1 си ^ у. К 1 |! 16,0 15,7 16,0 20,0 22,0 13,5 16,0 16,0 16,0 23,0 23,0 30,0 35,0 16,0 20,0 23,0 23,0 3,2/3,7 4,8/5,6 6,4/7,4 9,6/11,2 25,6/29,8 6,4/7,4 9,6/11,2 12,8/14,9 19,2/22,3 12,8/14,9 19,2/22,3 25,6/29,8 33,4/44,С S 1- о X - а О 70/69 67 52 62 67 48 51 51 51 45 45 45 45 43 50 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 1 63 | 63 &-Г 343/313 343 313 313 313 293 293 293 293 293 2:K 293 293 313 313 313 313 300 300 300 300 300 300 300 300 300 390 300 1 300 300 СЗ 35,0 35,0 36,0 42,0 5,5 5,5 22,0 22,0 20,0 20,0 10,0 10,0 9,0 18,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 30,0 30,0 30,0 30,0 60,0 60,0 60,0 60,0 X СЗ в СУ 1,10 1,10 4,80 4,70 1,10 1.10 2,00 2,00 6,10 7,40 3,53 1,80 0,36 0,56 0,75 1,13 3,00 0,36 0,56 0,75 1,13 0,36 0,56 0,75 1,13 3 8 8 43 47 11 11 20 20 60 72 18 18 36 18 4 12 32 4 6 12 4 12 7X7 7X7 — 5X5 5X5 5X5 4X4 4X4 4X4 4X4 4X4 9X9 9X9 9;<9 9X9 12X12 12X12 12X12 12X12 4 4 — 5 5 5 3—4 3—4 3-4 3—4 4—5 4—5 4—5 4—5 3-4 3—4 3-4 3-4 3-4 о 3 с* 20,5 23,0 30,0 20,5 23,0 30,0 45,0 45,0 80,0 80,0 90,0 90,0 370,0 90,0 — Размеры батарей, мм 50X60X8 70X80X14 75x57x30 75x57x44 60X120X15 60X100X15 ; 80Х80ХП 1 90Х80ХП 40X40X8 40X40X8 27,5X53X6,5 40X40X7,5 9,5X19,1X6,3 9,5X28,6X6,3 19,1X19,1X6,3 19,1x28,6X6,3 38,1X38,1X6,3 19,1x38,1x7,9 19,1x57,1x7,9 3S, 1x34,1X7,9 38,1X57,1X7,9 26,2x53,2x6,3 26,2X80,2X6,3 53,2X53,2X6,3 53,2x80,2x6,3 d 1 1,0Э 1,00 1,10 1,25 2,10 1,00 1,19 1,19 1,19 1,44 1,44 1 1,30 1 1,17 1,00 1,25 1,15 1,15 1,00 1,50 1,33 1,50 | 1,33 1,33 1,50 1,33 1,50 1,33 1,50 1,33 1,50 <7п, вт!см2\ 2,00 2,00 — , 1,80 2,20 2,50 emjCM1 0,53 0,24 0,37 i 0,37 1 0,32 0,38 0,47 1 0,49 1,00 1,20 1,60 1,40 2,5/2,90 1,8/2,0 2,5/2,90 1,7/2,1 2,5/2,90 1,8/2,1 2,5/2,90 1,8/2,1 2,2/2,50 1,7/2,0 1,0/1,150,81/1,0 1,0/1,150,88/1,0 1,0/1,150,88/1,0 1,0/1,150,88/1,0 2,2/2,500,91/1,1 2,2/2,50,0,97/1,1 2,2/2,500,91/1,0 2,2/2,500,91/1,1 о I 2,00 1,80 1,50 2,00 2,20 1,63 1,75 1,75 1,75 1 Мб 1,46 1,46 1,46 1,20 1,50 2,00 2,00 2,20 2,20 2,20 2,20 2,20 2,20 2,20 2,20 2,20 2,20 2,20 2,20 2,20
1—• 1 •ire КЗ 1 е- 1 <D 1 Я 1 <L> 1 ^ о Г о 1 Си Г4 1 I- 1-Мо<9Н ? 1 1 « 1 8 'б со 1 ^ 1 •« о> 1 а 1 JU 3 "* | Л | Размс ЮТ * ко t0tf WW ll{ zww 's im 'u g 'хвш °?)A v 'хвш °?ь 1 <J, Mo '0 = °i) 1 11 HdU ХВШО^ 1 «* 1 w 1 °< 1 rt ^ 1 *° 1 s 1 ^ Страна, фи OOO I «^ со О ~~~ OOO осм»-^ r—CNoT OOO ОЮ05 CN COCN OOO © ©i-i гн'со'с^ ЮЮО XXX OOO CN CO Ю XXX OOO CN CO Tf III Tp Tf ^* CO *^* v/LO -^ A lO со CO r^ - \/ CO A OOOOO ^-Ч^СО OOO ЮООО ,-Тг-Гю OOO 1 t^ 00 Ol OOO OOO cococo 1 ю о о Ю OO CDOCN CN -^ 1 T—' ¦^OiOl рон 18 рон 18 рон 60 1 H H H Фрига Фрига Фрига 1 ®* I СкГ'—' |<x> азО 1 OOOO t—. t^ t—¦ r— ^"r-TrJ OOOO ^ф "ф ^^ ^ф рннрнн OOOO Ю Ю Ю LQ CNCNCNO? OOOO о оюо i-^CNr^cS СО СО СО СО хххх СО t^^iO хххх г—-1-^ t— <—• CN C^ CN -^ II II Tf "Tf Tf T^ TJbiOiOiO xxxx ЮЮЮЮ ^t* OOOl^t* r-*C4 OOOO Tt« OOOl ^ ©"©"^(N i i г г ЮЮЮЮ CMCMCMCM II 1 1 OOOO CNOiOlOJ OOOO OOOO COCOCOCO ЮЮЮЮ ЮЮЮЮ 1 1 1 1 OOOO Ю LQlQLQ OOOO Ю ОЮ О .-«.-•СО OOOO CNCNCNCM 44 oocn t!* Hh^tM HH S:« Я ? со u X, О Си ЧССР, порошк металлу 1 [16] СЦ1 X 3 я н >асче [еньше р 2 о л 1=3 о а О) я се Е •*ч „ 1ИНЬ я 1=3 си са 3 я я § S 3 я я си ci я •в* о я 3 я я ее со cd а >> ечания. 1. S я Л с S 1 я 1 я 1 D* 1 я 1 4 I CU 1 я 1 CD 1 таблиц ным в я 1 си I поме м 1 осятся Я 1 ° I X 1 се 1 ^Е <| 1 я 1 х 1 се 1 5 о 1 О! 1 Обычно термоэлектрические батареи рассчитывают на работу в режимах с Qomax или гтах, или же в промежуточных, но всегда для температуры спаев ТТ^Т0. В работах [17—19] показано, что из режимов Qomax И 8щ ах (ДГ^О) предпочтителен второй. И хотя теоретически в режиме Qomax удельный расход полупроводникового материала может быть меньше, чем при етах, это преимущество трудно реализовать из-за больших тепловых нагрузок на спаях. В режиме с етах холодопроизводительность батареи достигает наибольшего значения при ДГ=0,5 АГщах. В общем виде (QoJ. где Е (Qo,), ЕШТ ср 2 R (М -Ь If термо-э.д.с. батареи; М=У\ +0,5 z6Tt ср У преимущественно применяемых сейчас полупроводниковых материалов z= B^-3) X ХЮ-31/°К. При Гср = 293°К величина 0,5 А7,тах = 30^40°С. Это значение характерно для большинства аппаратов общего назначения с термоэлектрическим охлаждением. Поэтому для разрабатываемой градации отечественных батарей целесообразно в качестве основной характеристики принять не Qomax при АГ=0, а величину ( Q0s)max, которой соответствует АГ = 0,5 ДГщах- При этом номинальные значения холодопроизводительности будут во многих случаях близки к рабочим, тем более, что в области максимума величина Q0e слабо зависит от разности температур, и при измене- нии отношения в пределах от 0,3 до *¦ max 0,7 холодопроизводительность Q0e отклоняется ОТ ( Q0e)max HC ^0ЛСе чем На 16%. К ПреИ- муществам режима с ( Qos)max относится также и то, что ему соответствует сравнительно высокое значение 8 = 0,5. Следовательно, данный режим надо рекомендовать для более широкого практического применения. При составлении градаций промышленных изделий необходимо руководствоваться требованиями ГОСТа 8032—58 [19]. Градация должна соответствовать одному из рядов предпочтительных чисел, входящих в этот стандарт. Ряды ГОСТа 8032—56 могут быть продолжены бесконечно в обе стороны. Приведенные в табл. 1 и 2 данные о батареях термоэлектрических аппаратов и о градациях зарубежных батарей показывают, что отечественную градацию целесообразно построить в соответствии с предпочтительным рядом 5, знаменатель которого равен 1,6.
Таблица Охлаждаемые объекты Вакуумная ловушка ТВЛ-РН-2 [11] Приемники лучистой энергии [11]: фотосопротивление инфракрасного анализатора жидкости микротермостат для болометров Медицинские приборы [11]: криоэкстрактор катаракты микрохолодильник для лечения кожных заболеваний микротомный столик То же холодильник для пластической хирургии Радиоэлектронные приборы [11]: микротермостат для радиоэлектронных устройств ультратермостат термозонд лабораторный микрохолодильник прибор для тарирования термометров нуль-термостат ^ прецизионный нуль-термостат микроскопный предметный столик То же Бытовые холодильники: домашние емкостью: 100 л, Q0 = 20em, ИПАН, 1965 г. „Айсберг-3" [11] 20 л, „Фонтан" [12] 40 л, ВНИХИ [13] 32 л, фирмы „Райт" [14] автомобильные емкостью: 17 л, фирмы „Райт" [14] 20 л, ФРГ [13] 12 л, ВНИХИ [13] 12 л [7] транспортный емкостью 20 л [13] холодильник-сумка емкостью 10 л [3] для шоферов [15] холодильная камера емкостью 17 л, встраиваемая в домашнюю мебель [8] Приборы разного назначения: холодильники для животноводства [11] емкостью: 80 см* 80 см3 0,5 л Охлаждение горячих спаев Водяное Воздушное при свободной конвекции То же Водяное Воздушное при свободной конвекции То же Водяное " Через корпус термоста- та Воздушное при свободной конвекции То же Водяное » Воздушное при свободной конвекции Водяное Воздушное через корпус микроскопа Водяное » " Воздушное при свободной конвекции То же Водяное испарительное Воздушное с вентилятором 1 То же 1 W Воздушное с вентилятором То же Воздушное Водяное с водовоздуш- ным теплообменником Воздушное с вентилятором То же Воздушное при свободной конвекции Воздушное с вентилятором Водяное 1 * , °с еда горелы объекта! *" 1 1 оЭ —24 0 —32 —27 —26 — 5 —20 24 10 — 8 —17 —30 —30 0 0 — 7 —25 —25 —22 5 5 5 3 б 5 1 5 5 5 10 б 7 — 2 0 1 18 60 20 15 20 20 20 20 20 20 20 15 15 30 25 20 20 18 18 18 18 25 25 25 26 25 25 20 25 28 30 23 20 30 20 Число термоэлементов 10 1 — 12 4 5 1 18 72 1 5 4 8 4 2 — 15 8 2x60* 4x24 2X24 I 2x36 4X40 ___ 4X21 2X47 2X36 18 18 — U а 75 25 25 90 3 12 30 40 ' 8 4 20 45 25 16 16 14 20 20 45 24 26 20 5,0 6 5 4 2,5 8 8 3,5 6 9 8 8 1 6 Питание батарей V, в 1,00 0,25 0,10 1,70 0,40 0,30 0,40 0,05 1,20 3,00 0,07 0,40 0,80 0,40 0,70 0,14 0,15 0,10 0,07 1,35 3,30 0,50 8,40 2x4,20 4 6 4X3 6 | 4X1,5 2X3 6 2x3,5 1,2 1,2 12 N, вт 75 62 2,5 153 1,2 3,6 12 2 9,6 12 1,4 1 18 20 6,4 11,2 2 3 2 3 32,2 85,8 10 2X21 2X25 20 2X12 4X7,5 48 4X12 2X12 36 2x31 9,6 9,6 72 28
Продолжение табл. 2 Охлаждаемые объекты Охлаждение горячих спаев /, °С s!3 се о> Число термоэлементов Питание батарей /, а V, в N, в/п термостаты: для коксогазовой промышленности [11] для охлаждения жидкости, емкостью 4 л [3] стабилизатор температуры, фоторастворов, Q0 = 240 ккал\ч [1«1] прибор для определения температуры застывания нефтепродуктов [11] холодная плита „Фригаплак" поверхностью 140 см2 [10] охладители жидкости „Фрижи- бак" [10] объемом: 0,6 л 2,4 л аппараты [3]: для термостатирования потока воздуха C0 л/мин, Q0 = 10 ккал/ч) для определения температуры вспышки для зонной очистки замораживанием дилатометр [3] охлаждаемая термостатированная плита размером 0,5х Х0,5 м\ Qo = 300 вт [3] Водяное Воздушное с вентилятором Водяное 0 -30 18 -25 -10 -20 -20 18 -20 -10 -25 -25 25 11 18 18 20 20 20 38 20 20 20 10 16 6X20 2X76 2x5 3X9 3X9 9X9 20 20 10X20 2X20 32x20 60 20 \ 75 34 18 18 18 20 20 20 20 1 19 2,5 2X6 13,6 2X0,43 ЗХЬ8 3x1,8 9X1,8 2 2 10X2 2X2 32x1,8 150 6x40 2x500 2X15 3x32 3x32 9x52 40 40 10X20 2x40 32x53 * Здесь и далее первый множитель указывает число батарей, второй — число термоэлементов в батарее или подводимые к ней напряжение и мощность. Таблица 3 Qo, вт Количество батарей, °/о <1 17 1,1-1,6 2 1,7-2,5 4 2,6-4 21 4,1-6,3 10 6,4-10 13 10,1-16 17 16,1-25 6 >25; 9 На основе изложенного предлагается градация номинальных холодопроизводительностеи отечественных термоэлектрических батарей общего назначения, приведенная в табл. 4. Там же даны ориентировочные значения силы токз и напряжения, соответствующие номинальной хслодопроизводительности батарей градации. При организации производства батарей, естественно, нет необходимости сразу выпускать большое число их типоразмеров. В первую очередь можно, например, начать изготовление более перспективных батарей (отмечены знаком* в табл. 4), а затем по мере надобности расширять номенклатуру как в сторону меньших холодопроизводительностеи, примерно до 0,65 вт, так и в сторону более крупных батарей 15; 25; 40 вт (см. табл. 4). Для этих четырех батарей сила тока и напряжения должны быть установлены после более детальной проработки вопроса об их назначении. Батарея с Qo = 6,5 вт, / = 2 а и V=6 в может найти широкое применение в автомобильных холодильниках с источником тока 6—12 в. Разность температур спаев, достижимая в
Таблица 4 (<?0е) max» /, a . . . . Vy в . . . . em 0,65 1* 4 0,5 1,5 2 1,5 2,5 4 1,25 4* 8 1 6,5* 42) 3F) 10* 16 1,25 15 25 40 батареях предлагаемой градации при zq~2X Xl0-31/°K, Гср = 293°К и номинальной холодо- производительности, равна 0,5 A7max=30-f- ~40°К. Настоящие предложения по градации необходимо подвергнуть широкому и детальному обсуждению в Координационном совете по термоэлектричеству, действующем при ИПАН СССР, а также в основных ведомствах, учреждениях и предприятиях, разрабатывающих и использующих систему термоэлектрического охлаждения, с тем, чтобы в возможно короткий срок после обсуждения и корректирования принять ее окончательную редакцию в качестве рекомендуемой во Всесоюзном масштабе. Внедрение единой градации ликвидирует нынешнее ненормальное положение, когда для большинства вновь проектируемых аппаратов и приборов разрабатываются новые индивидуальные батареи, и создаст важную предпосылку для организации экономически обоснованного серийного и массового изготовления отечественных термоэлектрических охлаждающих устройств. ЛИТЕРАТУРА 1. Фирма «Veb DKK Scharfenstein». Каталог, индекс III-I-I AG 28-33-66, 1000, 125. 2. «Die Technik», 1967, № 3. 3. Фирма «Valvo GMBH». Проспекты «Bauelemente und Bausteine fur die Electronik», 1965, октябрь; «Peltier Batterien», 1965, апрель; «Peltier Batterie» PT 20/20, 1965, март; «Peltier Batterien» PT 20/20H, PT 48/6 dd, 1965, август. 4. Нбрр Н. «Electro-Jahr», 1965. Изд-во «Vogel Wurz- burg», ФРГ. 5. Фирма «Siemens-Schuckertwerke». Проспекты Hal- bleiter Kuhlblocke «Sirigor»; SSW 426 1/290 B; SSW 426 1/290 с 6. Muller H. «Kaltetechnik», 15, 1963, № 5. 7. Muller H. «Siemens Zeitschrift», 37, 1963. № 5. 8. Фирма «Сименс». Проспект «Sirigor Kuhlbaustein zum Einbau in Wohnmobel». 9. Фирма «Frigistor Ltd.». Проспекты I-FB-15; I-FB-32-15; I-FB-30; I-FB-60, 1965. 10. Фирма «Compagnie Industrielle des ceramiques elect- roniques». Проспекты «Le Frigatron», «La Frigap- laque», «Le Frigibac», «Le Zerofix». 11. Коленко Е. А. Термоэлектрические охлаждающие приборы. Изд-во «Наука», 1967. 12. Сборник «Термоэлектрические свойства полупроводников». Изд-во АН СССР, 1963. 13. Разработка и исследование полупроводникового домашнего холодильника. Отчет ВНИХИ № 2719, 1966. 14. Исследование и разработка термоэлектрических холодильных установок. Отчет ВНИХИ № 2193, 1963. 15. «Kaltetechnik», 1964, № 8. 16. Termoelektricke Moduly. Проспект «Vyzkumny ustav pro praskovou metalurgii v Sumperku», 1967. 17. Тай ц Д. А., Карпов В. Г. Выбор режима работы при проектировании термоэлектрических охлаждающих батарей. Сб. «Приборостроение и средства автоматизации». Вып. 3, 1968. 18. С е м е н ю к В. А. Исследование действительных характеристик полупроводниковых термоэлектрических охлаждающих устройств. Диссертация. Одесса, 1967. 19. Б у р ш т е й н А. И. Физические основы расчета полупроводниковых термоэлектрических устройств. Физматгиз. 1962. 20. ГОСТ 8032—56. Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел. Исследование теплообмена при конденсации фреона-22 Канд. техн. наук Г. Н. ДАНИЛОВА, канд. техн. наук. О. П. ИВАНОВ, Н. Ф. ЧОПКОг Ю. Н. ШИРЯЕВ Ленинградский технологический институт холодильной промышленности 536.24:536 423.4 Исследование теплоотдачи при конденсации торый состоит из кипятильника, системы пере- фреона-22 внутри горизонтальных труб про- грева пара, поступающего в конденсатор, кон- водили на экспериментальной установке, денсатора и мерной емкости для конденсата, показанной на рис. 1. Установка представляет В кипятильнике установлены два стандарт- собой замкнутый циркуляционный контур, ко- ных трубчатых нагревателя мощностью 720 вт 30
Рис. 1. Схема экспериментальной установки: / — экспериментальные трубки; 2 — мерная емкость; 3 — кипятильник; 4 — отделитель жидкости; 5 — вентилятор; 6 — термостат; 7 — образцовый манометр; 8 — вентиль; 9 — грелка. каждый, которые дают возможность проводить опыты в интервале нагрузок от 500 до 5000 вт/м2. Экспериментальная установка размещается в деревянном термостатируемом коробе, что позволяет избежать теплопотерь в окружающую среду. Внутренний объем короба разделен на два отсека. В одном из них установлены кипятильник, конденсатор и мерная емкость. Температура воздуха в этом отсеке равна температуре конденсации и поддерживается с точностью ±0,2°С. В другом отсеке находится термостат, в который опущен змеевик, служащий пароперегревателем и соединяющий кипятильник с конденсатором. Конденсатор конструктивно выполнен из четырех шлангов по типу «труба -в трубе». Экспериментальные трубки диаметром 18X2 мм изготовлены из нержавеющей стали 1Х18Н9Т. Длина опытных участков трубок 1403 мм. В среднем сечении опытного участка каждой трубки профрезерованы три паза, в которые заложены горячие спаи термопар. Наружные трубки медные диаметром 28X1,5 мм. Экспериментальные трубки соединяются между собой калачами, изготовленными из таких же трубок. Охлаждающая вода поступает в межтрубное пространство конденсатора из термостата, в котором поддерживается постоянная температура. Вода и холодильный агент движутся прямотоком. Расход воды при проведении опытов поддерживается постоянным, порядка 200 кг/ч. При проведении основной серии опытов температура масла в термостате поддерживалась на 3—5°С выше температуры конденсации, что позволяло получать пар на входе в конденсатор перегретым на 1—2°С. Для выявления влияния перегрева на теплообмен при конденсации паров ф-реонов внутри труб перегрев пара на входе в конденсатор доводили до 2— 10°С. В систему термостатирования входили два вентилятора, две грелки мощностью по 1200 вт каждая, реле и контактный термометр. С помощью двух вентиляторов создавалось организованное движение воздуха. Температура стенки каждой экспериментальной трубки в среднем сечении опытного участка измерялась тремя медь-константановыми термопарами, установленными на верхней, боковой и нижней образующих, температура насыщенного пара в кипятильнике — термопарой, опущенной в паровую зону кипятильника, и контролировалась по давлению, показываемому образцовым манометром класса 0,4. Величина э.д.с. термопар определялась по компенсационной схеме, состоящей из потенциометра Р-306, нормального элемента II класса и гальванометра М17/1. При проведении опытов по конденсации фреона-22 на одном шланге в нижний шланг 31
аппарата подавали охлаждающую ©оду, в остальные три шланга — воду из дополнительного термостата с температурой, равной температуре перегретого фреона. В опытах но конденсации на двух шлангах охлаждающую воду направляли в предпоследний шланг, из которого она поступала в нижний шланг через соединительный патрубок. При проведении опытов на трех шлангах вода из дополнительного термостата поступала только в верхний шланг аппарата, а охлаждающая вода — в остальные три (на схеме дополнительный термостат не показан). Таким образом, спроектированная установка позволяет .выявить влияние температуры конденсации, удельного теплового потока, перегрева и числа шлангов на теплообмен при конденсации внутри трубы. Коэффициент теплоотдачи определяли из соотношения Q сс = - . (*к *ст) 'вн Температуру стенки на границе стенка—конденсат вычисляли с учетом поправки на теплопроводность материала. Количество тепла Q находили по трем независимым балансам: по мощности электрогрелок, установленных в кипятильнике, измеряемой ваттметром класса 0,2; по балансу фреона; по балансу охлаждающей воды, поступающей в конденсатор. Расхождение между значениями Q, измеренными по трем независимым баланса, не превышало ±8%. В качестве основного баланса для определения а принимали баланс по мощности электрогрелок, как более надежный и стабильный во времени. Опыты, проведенные при ^К = 30°С и /к=:40оС, показали, что влияние температуры конденсации несущественно (рис. 2). Это согласуется с теоретической зависимостью Нуссельта, по которой коэффициент теплоотдачи при изменении tK от 30 до 40°С увеличивается на 6%. Для практики большой интерес представляет влияние перегрева пара на коэффициент теплоотдачи при конденсации. f 1 / tK=40°C /30 Г 4 5 6 7 8 3 WJ 3 и 5 б о, дт/п 2 Рис. 2. Зависимость a=f(q) для фреона-22 в четырех- шланговом аппарате. Известно [1], что при конденсации перегретого пара на наружной поверхности горизонтальной трубы коэффициент теплоотдачи можно определить по формуле Нуссельта а=0,72г/"^, A) в которую вместо теплоты парообразования г подставляется г' Г' = Г + СР (/пер — tK) = r + СрЬ /пер, где у — удельный вес конденсата; К — коэффициент теплопроводности; г — теплота парообразования; jn — коэффициент вязкости; 0 — разность температур пар—стенка; D — наружный диаметр трубы; СрД/пер — теплота перегрева пара. В многочисленных опытах с водяным паром правомерность такого способа расчета получила полное подтверждение. Так как теплота парообразования фреонов в 10—20 раз меньше, чем для водяного пара, а теплоемкость перегретого пара примерно одного порядка, то необходимо было проверить возможность учета влияния перегрева пара на теплообмен при конденсации фреонов указанным выше способом. На рис. 3 представлены результаты опытов с фреоном-22 при *К = 30°С, 9 = 2000 вт/м2 и различных А^пер. Из рис. 3 видно, что с повышением А/дер от 2 до 10°С значения а несколько увеличиваются. Однако опытные точки относительно средней линии находятся в пределах погрешности опыта. Следовательно, в интервале А/дер от 2 до 10°С можно считать, что влияние температуры перегрева на а не сказывается. Это согласуется с расчетом по формуле A), из которой следует, что а перегретого на 10°С пара больше, чем для насыщенного примерно на 2%'. Условия гидродинамики парожидкостной смеси в змеевике из-за поворотов отличаются от условий движения в одиночной трубе. Поэтому имеющиеся сведения о влиянии — для d одиночной горизонтальной трубы [2] не могут быть прямо перенесены на аппарат. В связи с * 210' —А л 1 ?г~ 3"""~ 5 6 7 8 9 W&tneP;C Рис. 3. Зависимость a=f(At)Iiep при #=2000 вт/м2. 32
этим, помимо описанных выше опытов в четы- рехшланговом змеевике, были проведены эксперименты по выявлению зависимости а = =/(#) на одном, двух и трех шлангах аппарата (рис. 4). Методика измерения в этих опытах была прежней. Изменялся только .порядок подключения охлаждающей воды, о чем было сказано выше. Таким образом, удалось учесть влияние конструкции аппарата (.поворотов и калачей в многошланговых аппаратах), что приблизило опыты к реальным условиям. Коэффициенты теплоотдачи ори конденсации в одном шланге во «всем интервале нагрузок лежат выше, чем для четырехшлангового аппарата, причем наблюдается качественное совпадение с результатами опытов Чопко [2] на одиночной трубе. В данных опытах, как и в опытах Чопко, кривая зависимости a=f(q) аппроксимируется двумя логарифмическими прямыми. Первая прямая — для области тепловых нагрузок до 103 вт/м2 — соответствует -0,08 и вторая — для области 103<# = ^5« 103 вт/м2 — соответствует а~#~0'33. Последняя полностью согласуется с формулой Нуссельта для конденсации на наружной поверхности трубы. Зависимость a = f(q) для двухшлангового и трехшлангового змеевиков аппроксимируется двумя линиями и лежит между данными для одного и четырех шлангов. Известны две работы, посвященные исследованию теплообмена при конденсации фрео- на-22 внутри труб [2, 3]. На рис. 5 сопоставлены результаты этих работ с нашими экспериментальными данными и с некоторыми расчетными формулами. Кроме формулы A), для расчетов использовали формулы Городинской [4] и Чэддока [5]. 5 6 7 8 9 Ю3 2 3 4 5 6 Q,8m/n2 Рис. 4. Зависимость a=f(q) при /К = 30ЭС для аппаратов с различным числом шлангов. Формулу A) в виде зависимости а можно выразить следующим образом: 3 от a = 0,646l/^^D -1/3 -1/3 ^ B) Формула Городинской, полученная на основании экспериментов с аммиаком при q = = 23004-40 000 вт/м2, в размерной форме имеет вид a = M^5I°'35rf-°'25, C) где М — коэффициент, зависящий от теплофи- зичееких свойств и температуры конденсата; d — внутренний диаметр трубы. Чэддок развил теорию пленочной конденсации Нуссельта для случая внутренней задачи в горизонтальной трубе. Коэффициент теплоотдачи при конденсации по данным Чэддока определяется из выражения, которое в принятых здесь обозначениях можно представить в виде о D) или 0,842-M(sm1/!V<pK'4 l4/3 X X yLQLdrl*q-X№, E) где ф — пленочный угол (см. рис. 4). По данным Чэддока, величина ср зависит от L, d, 8, а также от теплофизических свойств агента. Значения его и интеграла, стоящего в формулах D) и E), при расчете а для ф(рео- на-22 были нами заимствованы из работы Чэддока [5]. Расчеты проводили при следующих параметрах: Внутренний диаметр трубки d> м 0,014 Длина одного шланга L, м 1,403 Общая длина шлангов L> я 5,612 Геометрический симплекс--- 400 Температура конденсации tK, °С . 30 Расчетная линия У, построенная по формуле Нуссельта, лежит выше опытных значений a аппарата (см. рис. 5), но хорошо согласуется 7 с нашими опытами на одном шланге. Линия 2, построенная по формуле Чэддока для — = = 400, на всем протяжении лежит ниже ли- зз
7 8 Я 10 t},bm/Mz Рис. 5. Сопоставление опытных и расчетных данных (для фреона-22): / — по формуле Нуссельта; 2 — по формуле Чэддока; 3 — опыты ЛТИХП для четырех шлангов; 4 — опыты ЛТИХП для одного шланга; 5 — по формуле Городинской; 6 — опыты Такахаси, Мацумура, Узухаси; 7 — опыты Чопко. нии / и опытных данных для одного шланга, но выше, чем для четырех шлангов (линия 3). Сопоставление опытных данных с расчетными по формуле Городинской (линия 5) показывает, что характер зависимости a = f(q) противоположен найденному в опытах, а абсолютные значения а получаются в 1,5—8 раз меньше опытных. Характеристики условий опытов [2, 3] и данной работы приведены в таблице. Опыты Чопко [2] для одиночной трубы (линия 7) согласуются с нашими данными для одного шланга. Числовые величины а в работе [2] больше наших на 15—25%, что объясняется меньшим диаметром трубы и различным материалом трубок. Весьма интересны данные Такахаси, Мацу- муры и Узухаси, полученные при исследовании теплообмена при конденсации фреона-22 в аппарате, состоящем из восьми шлангов. Внутренний диаметр каждой горизонтальной трубки в этом аппарате 7,1 мм. Для сопоставления в координатах q, а приведенные в работе C] опытные значения а и G были пересчитаны и полученные опытные точки нанесены на рис. 5. Аппроксимирующая эти опыты логарифмическая прямая 6 экстраполирована на область тепловых потоков, исследованных в настоящей работе. Угол наклона линии 6 равен углу наклона линии 3 и соответствует зависимости oc^-0'18, полученной нами для четырехшлангового аппарата. Линия 6 лежит на 30% выше линии 3, что может быть объяснено меньшим внутренним диаметром трубок аппарата в установке японских исследователей. Если принять влияние диаметра по формуле B), то окажется, что расхождение между нашими опытами и данными работы [3] составит всего 5%. Такое расхождение может быть обусловлено погрешностью опыта, которая для этих нагрузок составляет около 90%, а в японской работе, судя по большому разбросу точек, будет еще больше. Выводы Если принять, что влияние диаметра соответствует a'W-0,33 и учесть совпадение опытных данных для четырех-и восьмишлангового змеевиков, то для расчета теплоотдачи при конденсации фреона-22 в змеевике можно рекомендовать эмпирическую формулу а = 2090<Г°'18<Г0'33. F) Формула F) с учетом работы [3] справедлива для ?= 10004-15 000 вт/м2, /к=30-4-50°С и 34 ]Чатериал Медь Медь Нержавеющая сталь 1Х189Т d, мм и 7,1 14 L, м 2,2 7,2 5,612 t, °с 30—40 30-40 q, вт/м* 500—10000 4000—17000 500-5000 Автор Чопко Такахаси, Мацумура, | Узухаси Настоящая работа
MieP^10°C при числе поворотов 3—7 и— = = 400-г-:1000. При конденсации фреона-22 внутри одиночной горизонтальной трубы в области #=1000— 4-5000 вт/м2 теплоотдача с известной степенью точности может быть представлена формулой Нуссельта. В тех же условиях при конденсации холодильного агента в змеевике степень влияния теплового потока на а и сами величины коэффициентов теплоотдачи меньше, чем в одиночной трубе, что, видимо, связано с изменением гидродинамики потока. Температура конденсации и перегрев пара до 10°С практически не влияют на а в условиях работы воздушных конденсаторов. Формула Городинской не должна применяться для определения а при расчетах фреоновых В связи с разработкой технологии производства переохлажденного мяса возникла настоятельная необходимость в определении продолжительности подмораживания мяса до получения среднеобъемной температуры несколько ниже криоскопической [1]. Известно, что точное аналитическое решение задачи теплопроводности при изменении агрегатного состояния нельзя получить, за исключением некоторых частных случаев, когда сделаны весьма упрощающие допущения [2]. В прикладных задачах прибегают к различным приближенным методам, дающим решение с точностью, пригодной для практических расчетов. Следуя идеям Лейбензона [3], дифференциальное условие Стефана [4] на границе раздела фаз авторами заменено на интегральное, а истинные температурные кривые — на их приближенные аналоги1. С помощью этого метода была получена приближенная зависимость продолжительности подмораживания от толщины замороженного слоя для неограниченной пластины при различных условиях тепло- 1 Замена дифференциального условия интегральным позволяет получить решение задачи с большей точностью. воздушных конденсаторов, так как она не только существенно количественно расходится с опытами, но и предсказывает зависимость, противоположную действительной. ЛИТЕРАТУРА 1. Михеев Н. А. Основы теплопередачи. Госэнергоиз- дат, 1956. 2. Ч о пк о Н. Ф. Экспериментальное исследование теплообмена при конденсации фреонов внутри горизонтальной трубы. «Холодильная техника», 1968, № 1. 3. Т a k a h a s h i Т., Matsumura К., Uzuhashi H. Condensing Heat Transfer of Refrigerant R-22 inside Horisontal Tubes. «Refrigeration», 1964,. Aug., Jap. 39, № 442. 4. Городинская С. А. К вопросу обобщения опытных данных по теплоотдаче при конденсации пара внутри горизонтальных труб. «Изв. КПИ», т. XVII, Гостехиздат, УССР, 1955. 5. Chad dock J. В. Film Condensation of Vapor in a Horisontal tube. «Refrigerating Engineering», 1957 № 4. обмена [5]. Аналогичным способом была решена также задача о продолжительности подмораживания тела, имеющего форму шара. Для определения зависимости среднеобъемной температуры тела от толщины замороженного слоя было составлено уравнение теплового баланса. При этом учитывалось изменение количества вымороженной воды в зависимости от температуры. Сами формулы нами не приводятся из-за их громоздкости. Ограничимся описанием результатов вычислений продолжительности подмораживания пластины толщиной 0,2 м и шара диаметром 0,2 м до среднеобъемной температуры t — —2°С для ряда значений температуры среды tc и коэффициента теплообмена а. В таблице приведены данные продолжительности подмораживания пластины тп и шара тш до получения среднеобъемной температуры (—2°С). При расчете взяты теплофизические характеристики, соответствующие говядине. При переходе от тел простой геометрической формы к говяжьим полутушам для нахождения продолжительности подмораживания можно применить приближенный метод, аналогичный тому, который предложил Гак [6, 7] для 35 Продолжительность подмораживания говяжьих полутуш Доктор техн. наук, проф. Н. А. ГОЛОВКИН, Р. Г. ГЕЙНЦ Ленинградский технологический институт холодильной промышленности
а, ккал/ (м2 • н • град) 2 4 8 12 16 20 28 40 136,8 72,2 38,4 26,2 21,6 18,3 14,2 11,1 95,0 48,8 25,3 16,3 13,8 11,5 9,0 7,1 72,7 34,5 18,5 12,6 9,8 8,3 6,5 5,2 8 I 44,8 23,6 12,9 8,9 7,0 5,7 4,2 3,1 31,2 17,3 8,8 5,9 4,5 3,6 2,7 1,9 24,1 12,5 6,5 4,2 3,2 2,6 1,9 1,4 охлаждения. Гак вводит понятие коэффициента формы -Yb A) где Т\ и Т2 — время, в течение которого относительная температура уменьшается в 2 раза (период полуохлаждения [8]). Для тел правильной геометрической формы коэффициент k легко вычислить. Например, коэффициент формы шара по отношению к пластине *.=уГ Til ~ о B) где Тш и Гп — периоды полуохлаждения шара и пластины. Если обозначить период полуохлаждения бедра говяжьей полутуши через Гб, то по данным Гака, полученным в результате опытов, /^=1.34. C) Анализ данных таблицы показывает, что для одних и тех же условий квадратный корень из отношения тп к тш почти постоянная величина у / ~1,8 D) Полученное значение достаточно близко к значению k\ равенства B). Поэтому можно для расчета продолжительности подмораживания мясных полутуш Тб воспользоваться коэффициентом формы из равенства C). Тогда /: ^• = 1,34, E) откуда продолжительность подмораживания мясной полутуши Тб определяют, подставив У,м/сек 5 5 3 2 I О п U--40- \з(к \т ]¦¦- 1 1 i | w 1^**^ ^^i 1 w 15 20 25 30 %i94 Зависимость продолжительности подмораживания мясных полутуш до среднеобъемной температуры (—2°С) от условий подмораживания. продолжительность подмораживания пластины тп, из соотношения: тв = 0,556 хд. F) Приведенные расчетные данные хорошо согласуются с экспериментальными данными, полученными при подмораживании мясных полутуш [1]. На рисунке представлены графики зависимости продолжительности подмораживания Тб бедра говяжьей полутуши толщиной 6 = 0,2 м до получения среднеобъемной температуры t = —2°С от скорости воздуха v м/сек и температуры среды tc. ЛИТЕРАТУРА 1. Головкин Н. А., Ноздрункова И. Р. и др. Переохлажденное мясо. ЦИНТИ пищевой промышленности, 1966. 2. Л ы к о в А. В. Теория теплопроводности. Изд-во «Высшая школа», 1967. 3. Лейбензон Л. С. Известия АН СССР, серия географическая и геофизическая, № 6, 1939. Сб. трудов, 4, Изд-во АН СССР, 1955. 4. Рубинштейн Л. И. Проблемы Стефана. Изд-во «Звайгзне», 1967. 5. Ю ш к о в П. П. и Гейнц Р. Г. О продолжительности промерзания пластины. Инженерно-физический журнал, 1967, Т. XII, № 4. 6. G а с A., Tu p i n LP. Contribution а Г etude du ref- roidissement des cuisses de bovin. Reunion de Г I.I.F. — Washington, 1962. 7. G а с A. Determination du refroidissement des denrees par refrigeration. «La revue generate du Froid», 1964, № 9. 8. Thevenot R. La prerefrigeration. IX Congres International du Froid, 1955.
ОБМЕН ОПЫТОМ Датчик-реле температуры ТР-2А-06ТМ 621-52 С целью автоматической защиты холодильных установок от опасного повышения температуры на линии нагнетания компрессоров Орловским СКБПрибор разработан датчик- реле температуры ТР-2А-06ТМ. Прибор можно использовать для защиты аммиачных холодильных установок, так как он отвечает требованиям, предъявляемым к аппаратуре, монтируемой во взрывоопасных помещениях класса В-16. Исполнение прибора морское, тропическое, что позволяет применять его и на судах. Датчик-реле работает следующим образом. Температура контролируемой среды воспринимается термопатроном / (рис. 1). При повышении температуры давление в термосистеме 2 увеличивается и за счет деформации сильфо- на 3 перемещается шток 4. Шток в свою очередь воздействует на рычажную систему, состоящую из горизонтального 5 и вертикального 6 рычагов, связанных пружиной 7 и регулировочным винтом 8. Для предохранения прибора от перегрузок служит нерегулируемый упор 9. Датчик настраивают на необходимую температуру размыкания контактов путем изменения натяжения пружины 10 вращением винта 11. Настройку контролируют по положению указателя 12 на шкале 13. Вертикальный рычаг 6 постоянно нажимает на рычаг 14 переключателя, но переброс контактной пружины 15 и размыкание рабочих контактов 16 и 17 происходит только тогда, когда точка А рычага 14 окажется на одной линии с точкой С закрепления пружины 18 и точкой В, в которой контактная пружина 15 шар- нирно соединена с рычагом 19. Величина контактного зазора 5 регулируется винтом 20, а величина контактного нажатия обеспечивается заводской настройкой с помощью винта 21, Датчик-реле температуры состоит из термосистемы 1 (рис. 2), рычажного механизма 2 и переключающего устройства 3, размещенных в корпусе 4 из алюминиевого сплава. Рис. 1. Кинематическая схема датчика-реле температуры ТР-2А-06ТМ. 37
Вариант I Вариант Ш Вариант П п Рис. 3. Облип вид прибора ТР-2Л-06ТМ. Рис. 2. Конструкция прибора ТР-2А-06ТМ. Рычажный механизм смонтирован на панели 5, которая совместно с термосистемой крепится к корпусу. К этой же панели прикреплен механизм переключателя, конструктивно выполненный отдельным узлом. Прибор снабжен шкалой настройки 6, на которой указатель 7 отмечает температуру размыкания рабочих и замыкания сигнальных контактов. Рабочие контакты размыкаются при повышении температуры. Настройка на необходимую температуру осуществляется вращением винта 8. Разработаны три варианта датчиков-реле температуры в зависимости от исполнения термопатрона: вариант / — для аммиачных холодильных установок со штуцерным подсоединением М30Х2 кл.З чувствительного элемента и с защитным чехлом из нержавеющей стали 1Х18Н9Т; вариант // — для холодильных установок с неагрессивными к стали и латуни холодильными агентами, со штуцерным подсоединением М24Х1 кл.З чувствительного элемента без защитного чехла; вариант /// — для холодильных установок без штуцерного соединения внакладку. Приборы предназначены для неутепленного монтажа.
Техническая характеристика прибора Диапазон настройки размыкания рабочих контактов, °С 60—160 Дифференциал нерегулируемый, °С . . . Основная погрешность (±) размыкания рабочих контактов, °С Предельно допустимые рабочие температуры окружающей прибор среды, °С Относительная влажность при температуре 35°С, о/о Г ..... . Электрическая нагрузка, в-а 380 в переменного тока частотой 50 гц с индуктивной нагрузкой (cos <? = =0,8) ....... 220 в переменного тока частотой 50 гц с индуктивной нагрузкой (cos ср = ="-°»8) I до 300 ?15 <5 ¦20—+50 до 150 Дистанционность, м 3 + 0,2 Вес, кг <2,2 Габаритные размеры, мм [ . 136x170x71 Общий вид прибора ТР-2А-06ТМ дан на рис. 3. В 1967 г. в соответствии с правилами техники безопасности датчиком-реле температуры должны быть оснащены все аммиачные холодильные установки. В. В. ВАСИЛЬЕВ — СКБПрибор, г. Орел КОНСУЛЬТАЦИЯ Вопросы и ответы Вопрос. Как обеспечить устойчивый уровень жидкого аммиака © маслоотделителе промывного типа (ОММ)? Ответ. Необходимо установить маслоотделитель так, чтобы отметка уровня на нем была на 1,2 м ниже места отбора жидкости (из конденсатора или линейного ресивера). При этом подача жидкого аммиака в маслоотделитель должна регулироваться поплавковым регулятором уровня типа ПР-14. Можно для этой цели применить прибор ПРУ-4 с соленоидным -вентилем марки СВА. Использовать соленоидный вентиль марки СВМ не рекомендуется, так как потребуется значительный подпор столба жидкости. Вопрос. Требуется ли при разработке проекта противоаварийной автоматической защиты компрессоров действующих холодильных установок предусматривать обратные клапаны на нагнетательных трубопроводах каждого компрессора и мостики с соленоидными вентилями между всасывающими и нагнетательными трубами каждой машины? Ответ. Не требуется. Это следует предусматривать лишь при разработке проектов реконструкции действующих систем охлаждения с переводом их на насосную циркуляцию аммиака и автоматический запуск компрессоров. И. М. ГИНДЛИН внихи ¦
Правила техники безопасности на аммиачных холодильных установках1 Приложение 8 Инструкция по проведению пневматического испытания аппаратов (сосудов) аммиачных холодильных установок Организация работ 1. Организация работ по проведению испытания сосудов пневматическим давлением письменным распоряжением администрации поручается ответственным за испытание лицам, на которых возлагается 'выполнение всех необходимых требований Правил техники безопасности на аммиачных холодильных установках. 2. Непосредственное выполнение работ по испытанию сосудOiB возлагается на сменного механика или старшего машиниста компрессорного цеха. Одновременно определяется состав бригады по проведению испытания, которая обеспечивается инструментом, спецодеждой, противогазами, аптечкой. Проводится инструктаж членов бригады и проверка знаний ими настоящей инструкции. 3. Отсос аммиака из сосуда, продувка его воздухом и пневматическое испытание проводится старшим машинистом или сменным механиком, входящим в состав бригады (указанной в п. 2), под непосредственным руководством ответственного лица, назначаемого согласно п. 1 настоящей инструкции. Подготовка к испытанию 5. Для проверки состояния сварных швов с сосуда должна быть удалена тепловая изоляция. 6. Сосуд необходимо освободить от аммиака, отсссав его на вакуум. Для отсоса аммиака из сосуда следует произвести переключение запорных вентилей в аммиачной схеме, соблюдая Правила техники безопасности. Правильность произведенных переключений в аммиачной схеме следует также проверить по чертежу-схеме трубопроводов холодильной установки. 7. Для отсоса данного сосуда на вакуум все прочие аппараты и приборы охлаждения, присоединенные к аммиачному компрессору, которым производится отсос, должны быть отключены. 8. После переключений на отсос следует выпустить из сосуда масло. 9. Отсос на вакуум (а также испытание давлением) контролируется с помощью аммиачного манометра, установленного на данном сосуде. При отсутствии на сосуде штуцера для манометра последний должен быть установлен на всасывающем трубопроводе возможно ближе к аппарату. Манометры должны иметь непросроченные пломбы и быть исправными, а стрелка должна показывать 0 ати, когда манометр снят с рабочего места. 10. Полное освобождение сосуда от остатков аммиака достигается неоднократным включением компрессора для отсоса на вакуум. Такой отсос следует производить примерно через каждые 2—3 ч, пока давление в аппарате не перестанет повышаться. 1 Окончание. Начало см. «Холодильная техника», 1968, № 9, 10, 11 и 12; 1969, № 1. 40 При отсосе аммиака из сосуда не допускается нагрев последнего каким бы то ни было способом. 11. Для проверки отсутствия аммиака в сосуде следует медленно открыть маслоепускной вентиль, а если его нет, медленно ослабить одно из фланцевых соединений, отвернув гайки болтов не более чем на 2—3 оборота, и убедиться, что через образовавшуюся неплотность внутрь сосуда засасывается воздух. Проверку необходимо производить в противогазе. ^12. Для полной надежности отключения сосуда от действующей холодильной системы между фланцами трубопроводов и запорными вентилями ставят заглушки со стороны сосуда, за исключением трубопроводов, через которые нагнетается воздух. Заглушки ставят на проклад.чах, \гчитывая прочность и исходя из разности между пробным давлением в сосуде и давлением в трубопроводах. Заглушки должны иметь рукоятки (хвостовики) для быстрого определения места их установки. 13. До испытания сосуда пневматическим давлением необходимо произвести продувку его воздухом через полностью открытый маслоепускной вентиль (а при его отсутствии — через один из запорных вентилей у сосуда или через временно установленный пробковый кран). Предохранительные клапаны должны быть заглушены. Проведение испытаний 14. Пневматическое испытание сосуда должно производиться специальным воздушным компрессором. 15. Сосуд, подключенный ко всасывающей стороне холодильной установки, испытывают на прочность избыточным давлением 12 кгс/см2, к нагнетательной стороне — давлением 18 кгс/см2. 16. При очередном испытании на прочность под давлением сосуд держат в течение 5 мин, после чего давление постепенно снижают до рабочего, которое поддерживают во время осмотра сосуда. 17. При пневматическом испытании сосуда воспрещается прибавлять аммиак к воздуху. 18. Пневматическое испытание сосудов должно производиться с принятием особых мер предосторожности, в том числе: а) на время испытания сосудов работа холодильной установки прекращается; б) на время испытания сосудов давлением на прочность люди удаляются в безопасные места; в) нахождение посторонних лиц при испытании рабочим давлением, а также проведение в помещении, где находится сосуд, каких-либо работ, не связанных с испытанием, запрещается; г) двери и окна в помещении, где испытывают сосуды, должны быть открыты, а само помещение перед испытанием надежно провентилировано; д) запрещается под давлением делать сварку и чеканку швов сосуда, а также обстукивание сварных швов молотком; е) вентиль на наполнительном трубопроводе от источника давления и манометры выводятся за пределы помещения, в котором находится испытываемый сосуд. 19. При пневматическом испытании сосуда герметичность его проверяют мыльной пеной. 20. Результаты освидетельствования и испытания сосудов заносят в книгу установленного образца.
Включение сосуда в работу после испытания 21. По окончании испытания сосуд следует освободить от избыточного давления, выпустив постепенно из него воздух. Воздух из сосуда необходимо выпускать наружу по трубопроводу или резиновому шлангу, присоединенному к штуцеру. 22. Восстановить тепловую изоляцию сосуда. 23. Снять заглушки у вентилей сосуда, предварительно проверив, закрыты ли вентили, и вновь соединить трубопроводы с последними. Снять заглушку с предохранительного клапана. 24. Включить сосуд в работу, соблюдая при этом Правила техники безопасности и Правила технической эксплуатации холодильного оборудования. Приложение 9 Инструкция по приему аммиака из цистерны -CxW -3 JSTT Рис. 5. Схема присоединения аммиачной цистерны к хф- лодильной установке: 1,2 — жидкостные трубопроводы холодильных камер; 3 — жидкостный трубопровод от конденсатора; 4 — запорные вентили, пломбируемые в закрытом положении; 5 — жидкостная магистраль от цистерны; 6 — вентили для присоединения аммиачных баллонов. I. Заполнение холодильной системы аммиаком 1. Схема присоединения аммиачной цистерны к холодильной установке а) При наличии центральной регулирующей станции. К месту установки цистерны от аммиачной системы холодильника прокладывают жидкостную магистраль из труб диаметром 50/57 мм, предназначенную для слива аммиака из цистерны. Эта магистраль присоединяется к коллектору регулирующей станции, как указано на рис. 4. б) При отсутствии центральной регулирующей станции. в __(i i i Рис. 4. Схема присоединения аммиачной цистерны к холодильной установке с центральной регулирующей станцией: 1,2 — жидкостные трубопроводы холодильных камер; 3 — жидкостный трубопровод от конденсатора; 4 — запорные вентили, пломбируемые в закрытом положении; 5 —жидкостная магистраль от цистерны; 6 — вентили для присоединения аммиачных баллонов. В отличие от п. «а» жидкостная магистраль от цистерны должна быть присоединена к жидкостному трубопроводу конденсатора по схеме, показанной на рис. 5. Жидкостный трубопровод конденсатора должен разобщаться запорной арматурой с тем, чтобы в одну часть испарительной системы сливался аммиак из цистерны, а в остальную ее часть — поступал из конденсатора. 2. Подготовка к сливу Жидкостный (сливной) трубопровод должен присоединяться к сливному вентилю цистерны стальной трубой. Для наблюдения за давлением при сливе аммиака необходимо на жидкостной (сливной) магистрали установить манометр, доступный для наблюдения. При обнаружении неисправности аммиачной цистерны или ее арматуры воспрещается производить из нее слив аммиака. В этом случае администрация предприятия должна немедленно составить акт и сообщить заводу-наполнителю для получения дальнейших указаний, доведя об этом до сведения вышестоящие организации. За прибывшей цистерной с аммиаком должны быть установлены техническое наблюдение и охрана. Перед присоединением жидкостной магистрали к цистерне необходимо сперва убедиться, какой из вентилей на цистерне является жидкостным, предназначенным для слива аммиака. До начала слива аммиака из железнодорожной цистерны стрелочные переводы на подъездных путях предприятия должны быть поставлены в положение, исключающее использование этих путей, и заперты на замки, ключи от которых хранятся у лица, ответственного за слив цистерны. Цистерна во время нахождения под сливом должна быть подклинена и ограждена переносными сигналами (§ 311ПТЭ МПС). На предприятиях, где внутризаводские железнодорожные пути не имеют стрелочных переводов, устанавливают затворный предохранительный брус с соответствующими световыми и цветными сигналами на расстоянии до 3 ж от цистерны. Колеса цистерны на рельсовом пути должны быть закреплены специальными башмаками, прикрепленными к шасси цистерны. Главный инженер предприятия обязан каждый раз лично убеждаться в том, что цистерна правильно присоединена к аммиачной системе холодильника. Только после этого он может дать письменное разрешение начальнику компрессорного цеха (или механику холодильной установки) произвести слив аммиака. Вентили 4 пломбируются в закрытом положении (механиком холодильной установки или начальником компрессорного цеха) в присутствии дежурной смены машинного отделения, на что составляется соответствующий акт. Пломба снимается с вентилей только перед сливом аммиака из цистерны, в остальное время (до слива, а 41
также в перерывах между сливом) вентили находятся в запломбированном состоянии. При этом каждый раз на снятие пломбы и опломбирование вентилей механик холодильной установки (начальник компрессорного цеха) при участии дежурной смены машинного отделения должен составить акты и сделать соответствующие записи в особую прошнурованную и пронумерованную книгу, заведенную специально для регистрации слива аммиака из железнодорожных цистери. При поступлении железнодорожной цистерны с амми- aKOiM представитель железнодорожного транспорта тщательно осматривает ходовую часть цистерны и дает письменное заключение о возможности слива. Прибывшую на холодильник цистерну с аммиаком принимает начальник компрессорного цеха или механик холодильной установки от представителя железной дороги по накладным и сертификату на аммиак. После проверки этих документов начальник компрессорного цеха или механик обязан осмотреть цистерну и проверить, имеются ли на ней манометр и предохранительные клапаны и запломбированы ли они. Контролируется также наличие пломб на всех запорных вентилях внешнего кожуха цистерны и верхнего лаза. После осмотра начальник компрессорного цеха (или механик) отмечает в книге для регистрации слива аммиака номер цистерны, ее состояние и заключение о возможное г и слива. 3. С л и в Вначале слив аммиака из цистерны в систему холодильной установки (в батареи камер, испаритель, циркуляционный ресивер и другие аппараты, в которых предварительно путем отсоса понижено давление до вакуума) происходит под действием давления в цистерне. По мере слива аммиака из цистерны давление в ней незначительно падает. Когда оно понижается до давления в приемной части системы, слив аммиака прекращается и происходит оттаивание жидкостной магистрали. После этого необходимо производить слив в другую часть системы, в которой предварительно путем отсоса давление понижается до вакуума. После переключения слив аммиака из цистерны возобновляется. Если и в этом случае через некоторое воем я из-1за отсутствия перепада давления слив из цистерны прекратится, то ее необходимо переключить на новые камеры до тех пор, пока весь аммиак из цистерны ш будет слит в аммиачную систему холодильника. Окончание полного слива определяется падением давления в цистерне и оттаиванием жидкостной магистрали. При частичном сливе окончание его определяется по указателю уровня аммиака в цистерне. Цистерну запрещается оставлять присоединенной к системе, если слив аммиака не производится. В случае перерыва в сливе аммиака жидкостная (сливная) магистраль отсоединяется от цистерны. Частичный слив аммиака или опорожнение цистерны, не имеющей правильной и четкой надписи и окраски, воспрещается. Работы по присоединению и отсоединению цистерны проводятся .машинистом холодильной установки или слесарем не ниже 6-го разряда, а слив а!ммиака из цистерны в холодильную систему — только машинистом холодильной установки, причем весь указанный персонал до начала работы должен пройти инструктаж и проверку знаний настоящей инструкции. Инструктаж и проверку знаний проводит начальник компрессорного цеха (механик). От лиц, прошедших инструктаж и проверку знаний, берут расписку. Работа по присоединению и отсоединению цистерны проводится рабочими в аммиачных противогазах, резиновых сапогах и резиновых перчатках. и Во время слива аммиака из цистерны присутствие посторонних людей вблизи ее не допускается. Работа с огнем и курение около цистерны строго воспрещается. В случае возникновения пожара вблизи цистерны надлежит вывезти ее в безопасное место, а при невозможности — поливать водой, вызвать пожарную команду и газоспасателей. По окончании слива аммиака цистерна сдается представителю железной дороги, частично или полностью освобожденной от аммиака и при исправном состоянии ее оборудования и арматуры, которая должна быть опломбирована. Представителю железной дороги выдается справка о сливе аммиака из цистерны. Ответственность за выполнение правил присоединения цистерны к аммиачной системе холодильника, слива аммиака и отсоединения цистерны от аммиачной системы возлагается на начальника компрессорного цеха (механика), а за правильную организацию подготовки к сливу аммиака из цистерны — на главного инженера предприятия. II. Заполнение ресиверов аммиакохранилища При наличии на предприятии хранилища аммиака в ресиверах, соединенного трубопроводами с холодильной установкой (в соответствии с § 247), слив аммиака из цистерны осуществляется последовательно в каждый ресивер в следующем порядке: 1. Присоединяют жидкостный (сливной) трубопровод хранилища к цистерне. 2. Открывают всасывающий вентиль соответствующего ресивера и понижают в нем давление путем отсасывания паров через отделитель жидкости. 3. Открывают сливной вентиль цистерны и вентиль для приема жидкости на ресивере. По указателю уровня следят за степенью заполнения ресивера жидким аммиаком. 4. После заполнения ресивера (не более 80% его объема) закрывают вентили, указанные в пп. 2 и 3. Приложение 10 Инструкция по изготовлению индикаторной бумаги для определения утечки аммиака И ндикатор высокой чувствительности Орвесить 0,1 г фенолрота в фарфоровой чашечке или кристаллизаторе и добавить 100 мм3 опирта-ректифика- та (94—95%) и 20 см3 чистого глицерина, помешать палочкой до полного растворения фенолрота. Нарезанную полосками 10X1,5 см фильтровальную бумагу обмакнуть в приготовленный раствор, придерживая ее пинцетом, и затем развесить полоски на протянутой нитке для сушки. Высушенные полоски бумаги сложить в пачку и завернуть в целлофан или в парафинированную бумагу. По мере надобности использовать отдельные полоски для определения утечки аммиака. В случае наличия в воздухе аммиака полоска должна покраснеть. Индикатор средней чувствительности Приготовить 1%-ный раствор фенолфталеина в спирте-ректификате и в нем пропитать полоски бумажек, как описано выше. Приложение 1 i Инструкция по оттаиванию снеговой шубы и продувке батарей горячими парами аммиака 1. Грузы, расположенные под батареями, необходимо заранее укрыть брезентом для предохранения от попадания на них снеговой шубы.
3 —txif 5? с 8C he= =^1 ZLZ Z Z ZZD ZZ ZZZID t -ЕЕ -ffif \ -€EE ГНВЕ :zzg -ZZQ 'ВСЛ -or wr w ¦fXt-r- AbjA^U ЛР §1 Рис. б. Схема оттаивания снеговой шубы при наличии дренажного ресивера: МС —• маслосборник; ДР — дренажный ресивер; ЖТ — трубопровод жидкого аммиака к регулирующей станции; ОТ — трубопровод горячих паров аммиака; ВСД — трубопровод к всасывающему аммиачному трубопроводу до отделителя жидкости; ВС — всасывающий трубопровод; Ж — жидкостный трубопровод. 2. Закрыть вентили 7 и 3 (рис. 6), прекратив тем га* мым питание жидким аммиаком я отсос паров аммиака из батарей камеры, предназначенных к оттаиванию с них снеговой шубы. 3. Присоединить дренажный ресивер к всасывающему трубопроводу, открыв вентиль 2, и понизить давление в ресивере до давления всасывания, после чего вентиль 2 закрыть. Открывать вентиль 2 следует осторожно из-за возможного наличия в ресивере жидкого аммиака. 4. Открыть вентиль 4 и спустить жидкий аммиак из батарей камеры в дренажный ресивер. При невозможности слива жидкого аммиака из батарей в ресивер са!МОтеком необходимо открыть вентиль 5 и выдавить жидкий аммиак в ресивер. После этого закрыть вентиль 5 и, осторожно открывая вентиль 2, отсосать из ресивера поступившие в него и образовавшиеся пары аммиака, понизив тем самым давление в ресивере до давления всасывания. После понижения давления в ресивере вентиль 2 закрыть. 5. Отключить ресивер от батарей, закрыв вентиль 4. 6. Подать горячие аммиачные пары в освобожденные от жидкого аммиака батареи камеры, открыв вентиль 5. 7. После оттаивания снеговой шубы с батарей закрыть вентиль 5 на линии горячего аммиака и открыть вентиль 3 на всасывающем трубопроводе и вентиль 1 на жидкостном трубопроводе. 8. Спустить масло из ресивера в маслосборник, открыв вентили 8 и 9 маслосборного горшка ресивера и маслосборника. После перепуска масла закрыть вентили 8 и 9 и в целях понижения давления в маслосборнике открыть вентиль 10, расположенный сверху маслосборника. Понизив давление в маслосборнике до давления всасывания (определять по мановакуумметру), закрыть вентиль 10 и выпустить масло. 9. Перепустить жидкий аммиак из ресиве; h в испарительную систему, открыв вентили 6 и 7, а также регулирующий вентиль у регулирующей станции. 10. После освобождения ресивера от жидкого аммиака закрыть вентили 6 п 7 11. Понизить давление в ресивере до давления испарения, открыв вентиль 2. По достижении давления испарения вентиль 2 закрыть. 12. Окончив работу по продувке, все вентили переключить в рабочее положение в соответствии с их назначением. Приложение 12 Инструкция по хранению, опорожнению баллонов и наполнению их аммиаком из системы Периодическое освидетельствование баллонов должно производиться на заводе-наполнителе или на специально организованных испытательных пунктах выделенными приказом по предприятию работниками этих заводов (испытательных пунктов). Освидетельствование аммиачных баллонов, проверка емкости и веса производятся не реже одного раза в 5 лет. Перед осмотром баллоны тщательно очищаются и промываются водой. При обнаружении лицом, производящим освидетельствование, потери веса или увеличения емкости баллоны переводятся в другой тип и на них наносится новое клеймо. Все баллоны должны иметь стандартные клейма, окраску и надпись. Знаки клеймения по высоте должны быть не менее 8 мм. Место на баллоне, где выбиты паспортные данные его, покрывается бесцветным лаком и обводится краской в виде рамки. 43
На баллоне выбивается фактический вес его с точностью до 0,2 кг. Вес баллона указывается с учетом веса нанесенной краски без вентиля и колпака, но с кольцом для колпака и с башмаком, если они имеются. На баллоне указывается также дата освидетельствования его, например, клеймо 10—49—54 означает, что баллон был испытан в октябре 1949 г. и подлежит последующему испытанию в 1954 г. Окраска баллонов может производиться масляными и эмалевыми нитрокрасками. Аммиачные баллоны окрашиваются в желтый цвет с надписью черной краской «Аммиак». Аммиачные баллоны, проработавшие 40 лет и больше, переводятся в тип баллонов с меньшим давлением. На бракованные баллоны лицо, проводящее испытание, наносит круглое клеймо диаметром 12 мм с изображением креста внутри круга. При длительном хранении баллонов, заполненных аммиаком, после наступления очередного срока освидетельствования от партии до 100 штук отбирают и проверяют 5 баллонов, от партии до 500 штук — 10 баллонов. При неудовлетворительных результатах проверки ироиаводится повторное освидетельствование такого же количества баллонов. Если и в этом случае будут получены неудовлетворительные результаты проверки, дальнейшее хранение всей партии баллонов не допускается, аммиак используется для пополнения системы, а при невозможности пополнения выпускается в атмосферу с соблюдением Правил техники безопасности на холодильных установках, а все баллоны этой партии направляются на проверку. Баллоны перед наполнением проверяются прежде всего в отношении срока службы после последнего испытания инженером-контролером (инспектором) Госгортех- кадзора. Если этот срок E лет) истек, то баллоны должны быть вновь предъявлены для испытания. Кроме того, должно быть обращено внимание на безупречную исправность запорных вентилей, на наличие заглушек и предохранительных клапанов на баллонах. При наполнении аммиаком баллон должен находиться на весах для точного определения степени наполнения. Наполнение емкости баллона не должно превышать 0,5 кг]л. Наполнение баллонов выше указанной нормы воспрещается,-так как оно может привести к взрыву баллона. После наполнения баллонов необходимо выпустить из них воздух, открыв ненадолго вентиль. Наполнение баллонов производится от специально оборудованного коллектора, смонтированного вне помещения компрессорного цеха. На коллекторе устанавливают аммиачный манометр и надлежащую запорную арматуру. Для подключения баллонов к коллектору должны применяться стальные трубки, имеющие на концах штуцера с накидными гайками. Во избежание попадания аммиака на лицо и руки работающего открывание колпачковой заглушки на штуцере вентиля баллона необходимо производить осторожно, при этом выходное отверстие вентиля баллона должно быть направлено в сторону от работающего. Наполнение баллонов аммиаком должно производиться только машинистом под наблюдением начальника компрессорного цеха. Категорически запрещается накапливание заполненных аммиаком баллонов на площадке у наполнительного коллектора и нахождение около него лиц, не участвующих в работе. При отсасывании аммиака из баллонов необходимо убедиться в исправности вентиля баллона. Баллоны с нгисправными вентилями откладываются в сторону, о чем доводится до сведения начальника компрессорного цеха для принятия соответствующих мер. Перед отсасыванием аммиака из баллонов в систему необходимо путем кратковременного небольшого открытия бутылочного вентиля убедиться, что в баллонах находится аммиак, а не какой-либо другой газ. Категорически запрещается подогревание баллонов при отсасывании. Во время пополнения системы аммиаком производится взвешивание баллонов до и после опорожнения. По результатам взвешивания записывается в специальную ведомость количество аммиака, заряженного в систему. Все лица, работающие по наполнению или опорожнению баллонов, должны иметь исправные противогазы и резиновые перчатки. Пр и л ожение 13 Инструкция по определению наличия аммиака в рассоле и в циркуляционной воде Рекомендуется три способа качественного определения аммиака: 1. Взять в колбу 250 см3 рассола или циркуляционной воды (предварительно прибавить в рассол едкое кали или едкий натр, или гашеную известь, если рассол кислый) и из перегонной колбы, соединенной с холодильником, отогнать приблизительно 50 см3. Из отгонной части взять 5 смг и прибавить 1,2 см3 реактива Нес- ел ер а. Приготовление раствора Несслера: взбалтывают 4,4 г йодистого калия и 1,6 г сулемы (или 2,15 г бромной ртути) со 100 см3 дистиллированной воды, свободной от аммиака, и нагревают до кипения, пока не получится прозрачный раствор. Затем к нему по каплям прибавляют насыщенный на холоде раствор сулемы (или бромной ртути) до начала образования красного неисчезаю- щего осадка, после чего прибавляют 20 г едкого кали (или 15 г едкого натра) и 125 см3 воды и еще несколько капель сулемы (или бромной ртути). Жидкости дают отстояться 5—10 дней, после чего осторожно сливают прозрачный раствор светло-желтого цвета. Если образовался значительный осадок, то раствор фильтруют. Раствор хранят в хорошо закупоренной бутылке, защищая его от действия аммиака. В случае наличия аммиака получается красно-бурый осадок при содержании 0,1 мг аммиака в 100 см3. 2. Если реактив Несслера отсутствует, то можно воспользоваться индикаторной бумажкой (способ изготовления — см. приложение 10), причем в случае присутствия аммиака в отгоне происходит изменение окраски индикатора, как от щелочи (красная окраска). 3. Если циркуляционная вода или рассол не кислые и в рассол не прибавляют щелочь, то присутствие аммиака устанавливают индикаторной бумажкой (как указано в п. 2), причем отгонку не производят, а рассол предварительно, до определения, отфильтровывают (индикаторная бумажка при наличии аммиака окрасится в красный цвет). ¦
ХРОНИКА Конференция в Минске В Минске 4—5 августа 1968 г. состоялась научная конференция по холоду, организованная холодильной секцией Белорусского республиканского правления научно-технического общества пищевой промышленности. Конференция была посвящена 50-летию образования Белорусской ССР и Коммунистической партии Белоруссии. В ее работе приняли участие специалисты-холодильщики, представляющие научно-исследовательские, про- ектно-конструкторские и учебные институты, торговлю, кооперацию, мясо-молочную и пищевую промышленность, завод домашних холодильников и другие организации Белорусской ССР. На конференции были заслушаны следующие доклады: «Развитие холодильного хозяйства в Белорусской ССР за 50 лет и задачи НТО» (М. В. Жихарев — Бел- мясорыбторг); «Развитие холодильной техники в системе Министерства мясной и молочной промышленности БССР» (С. В. Кая — Миимясомолпром БССР); «Достижения Белорусской ССР в производстве домашних холодильников» (В. Е. Соболев — Минский завод холодильников); «Работа ВНИИПК по применению холода в консервной и пищевой промышленности» (А. Г. Ямко- вая — ВНИИПК); «Основные направления в проектировании холодильных установок предприятий пищевой промышленности» C. А. Янушевская — Белгипролище- пром). Были также заслушаны информации М. В. Жихарева об итогах Всесоюзного совещания по проектированию Новые изобретения Класс 17а, 5 МПК F 25 b №¦ 203724 A078945/24-6 от 25 мая 1966 г.) Авторы изобретения Б. Р. Б е л о с т о ц к и й, А. П. Меркулов и Г. Г. Попов а. Заявитель Ленинградское оптико-механическое объединение предприятий торговли и о Международной выставке «Ин- рыбпром-68» и Г. Е. Достанко (Минский холодильник № 2) о Всесоюзном совещании «Новое в холодильной технике и технологии», состоявшемся в Свердловске в августе 1968 г. По докладам развернулись прения. Главный технолог Белмясорыбторга 3. И. Зиняева рассказала о результатах внедрения на холодильниках Белмясорыбторга прогрессивных методов замораживания мяса и хранения скоропортящихся продуктов. Благодаря экранированию камер, укрытию штабелей мяса тканью с последующим намораживанием ледяной глазури, подсыпке льда, переводу мясоморозилок на пониженные температуры замораживания значительно снижены потери мяса. После капитального ремонта и реконструкции холодильников улучшился температурный режим в камерах хранения. Необходимо как можно скорее разработать систему регулирования влажности воздуха в камерах хранения. Начальник компрессорного цеха Минского мясокомбината М. Н. Корчииская поделилась опытом реконструкции компрессорного цеха комбината. О реконструкции первой очереди холодильника и внедрении новых систем охлаждения рассказал директор Минского холодильника № 2 В. М. Драчинский. Участники конференции посетили Минский мясокомбинат и Минский холодильник № 2. Проведенная конференция была первой попыткой организовать обмен опытом между специалистами-холодильщиками, работающими в различных отраслях народного хозяйства республики. Холодильный агрегат Холодильный агрегат, содержащий вихревую трубу, разделяющую подводимый сжатый газ (воздух) на холодный .и горячий потоки и имеющую на холодном конце диафрагму, а на горячем — дроссель, отличающийся тем, что с целью автоматического поддержания температуры холодного потока в заданных пределах дроссель выполнен о виде клапана возвратно-поступательного перемещения с приводом от электродвигателя, управляемого по импульсу температурного датчика, установленного на холодном конце трубы. Класс 17а, 1/01 МПК F 25 i №¦ 207935 A075673/24-6 от 16 мая 1966 г.) Авторы изобретения В. В. Шеенко, В. И. С у т о р- мин и В. М. За гул я ев Заявитель Волгоградский филиал Специального конструкторского бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии. 45
Аммиачная холодильная установка Аммиачная холодильная установка, содержащая последовательно включенные компрессор для сжатия паров аммиака, конденсатор, ресивер, испаритель для производства холода и отделитель жидкости, снабженный насосом для откачки жидкого аммиака, отличающаяся тем, что с целью повышения к.п.д. и обеспечения устойчивой работы на линии связи ресивера с испарителем установлен теплообменник для переохлаждения жидкого аммиака, поступающего в испаритель, жидким аммиаком, откачиваемым при помощи насоса из отделителя жидкости. Классы 17а, 1/01; 36 d, 1/54 МПК F 26 Ь; Г 24 f No 207936 A091858/24-6 от 21 июля 1966 г.) Авторы изобретения В. С. Мартыновский, Б. А. М и н к у с, А. Б. Б а р е н б о й м и А. Л. П а в- л о в с к и й. Заявитель Одесский технологический институт пищевой и холодильной промышленности. Холодильная установка для кондиционирования воздуха Холодильная установка для кондиционирования воздуха, например в самолетах, содержащая помещенные в герметизированном корпусе компрессор для сжатия паров хладагента, снабженный встроенным электродвигателем, конденсатор, ресивер, регенеративный теплообменник для переохлаждения жидкого хладагента к воздухоохладитель, отличающаяся тем, что с целью повышения компактности компрессор с электродвигателем размещен в паровом пространстве конденсатора по его оси, а ресивер и регенеративный теплообменник, разделенные теплоизоляционной перегородкой, расположены между компрессором и аре бренной крышкой воздухоохладителя. Классы 17а, 1/01; 63с, 74 МПК F 25 Ь; В 62 d № 207937 A012991/24-6 от 14 июня 1965 г.) В. В. Г и с с а р Установка для кондиционирования воздуха в автобусе 1. Установка для кондиционирования воздуха в автобусе, содержащая автоматизированную компрессионную холодильную машину, имеющую воздухоохладитель, компрессор с приводом, конденсатор с вентилятором и коммуникационные каналы распределения охлажденного воздуха, отличающаяся тем, что с целью оптимального расположения холодильного оборудования относительно осей для их равномерной нагрузки воздухоохладитель разделен на две части, расположенные на боковых сторонах автобуса и включенные в самостоятельные каналы распределения холодного воздуха. 2. Установка по п, 1, отличающаяся тем, что приводы компрессора и вентилятора конденсатора выполнены в виде высокооборотного аксиально-плунжерного гидравлического механизма с постоянным числом оборотов. ¦
Холодильная техника на Международной выставке «Инрыбпрсм-68» КОНДИЦИОНЕРЫ На выставке «Инрыбпром-68» фирма «Луи 3 а н д р» (Франция) экспонировала образец автономного оконного кондиционера с тепловым насосом (в тропическом исполнении) холодопроизводительностью 2300 ккал/ч модели «Зенит-Эр» (рис. 1). Техническая характеристика оконных кондиционеров фирмы «Луи Зандр» представлена в табл. 1. По внешнему оформлению, конструктивному исполнению, весовым, объемным и энергетическим показателям кондиционеры этой фирмы не уступают лучшим современным образцам. Снижение весовых и объемных характеристик достигнуто благодаря применению герметических компрессоров с числом оборотов 3000 в минуту. Электрическое питание — от однофазных сетей переменного тока напряжением 220 в, частотой 50 ец. Кондиционер обеспечивает охлаждение и осушение воздуха в жаркий летний период, фильтрацию, вентиляцию и вытяжку воздуха из помещения, а также его подогрев в холодное время года холодильной машиной, Показатели Холодопроизводительность, ккал\ч Мощность электронагревателей, вт Теплопроизводительность теплового насоса, ккал/ч Потребляемая мощность, вп . . . Сила тока при 220 в, а Количество подаваемого ноздуха, м6\ч\ при большой скорости вращения при малой скорости вращения Количество удаляемого загрязненного воздуха, м61ч Подача свежего воздуха, мъ\ч . . Вес, кг Объем кондиционируемого помещения, мл Рис, 1. Оконный кондиционер «Зенит-Эр» мощностью 1—2 л. с. (тропическая модель). Таблица 1 Оконные кондиционеры Z.44-100-T.67 .44-125-Т.67 Z.44-150-T.67 Z.44-200-T.67 2300 1500 1900 1230 6,3 510 360 ПО ПО 57 70—110 2750 1500 2200 1300 6,6 550 400 120 120 59 90—140 3000 1500 2570 1620 8,4 600 430 130 130 61 110-5-160 3800 2000 2300 12,1 650 460 140 140 68 130—180 Примечания: 1. Холодопроизводительность кондиционеров указана при условиях стандарта ИСО: температура воздуха помещения по сухому термометру 27°С, по влажному 19°С; температура наружного воздуха по сухому термометру 35°С, по влажному 24°С. 2. Объем кондиционеров 131 л при ширине 677, высоте 395 и глубине 490 мм. 1 Окончание. Начало см. № 12, 1968, № 1, 1969. «Холодильная техника» работающей по схеме теплового насоса, и с помощью встроенных электронагревателей, подключаемых при пиковых нагрузках. Предусмотрено устройство для регули- 47
рования скорости вращения вентиляторов. Малошум- ность кондиционера, особенно при малой скорости, делает его удобным для применения в спальнях, больницах и др. Направление обработанного воздуха может изменяться с помощью поворотных жалюзи. Наряду с оконными фирма «Луи Зандр» выпускает шкафные кондиционеры промышленного типа холодопро- изводительностыо от 9200 до 28400 ккал/ч — всего пять типоразмеров (табл. 2, рис. 2). В их конструкциях наблюдается тенденция к максимальной унификации узлов и деталей всего ряда кондиционеров. Это проявляется прежде всего в использовании одного и того же корпуса для кондиционеров с конденсатором как водяного, так и воздушного охлаждения, а также в выполнении устройства для выпуска воздуха. За основу принята компоновка без объемной крышки для выпуска воздуха, с конденсатором водяного охлаждения, располагаемым в нижней части корпуса. При применении воздушного охлаждения вместо встроенного водяного конденсатора с кондиционером поставляется раздельный воздушный конденсатор. Таблица 2 Шкафные кондиционеры 3CV воздух 5CV воздух 6CV воз- Дух 8CV воз- Дух lOCV воз- Дух Холодопроизводительность, ккал\ч Количество обрабатываемого воздуха, м31ч Произведение числа герметичных агрегатов на мощность (л. с.) . . Потребляемая мощность, вт . . . Сила тока, а: при напряжении 220 в . . . . при напряжении 380 в . . . . Мощность электронагревателей, кет Расход воды при давлении 2 атм и 20°С, л!ч Вес, кг: кондиционера съемной крышки 9200 2000 1X3 3200 12 5,8 9 750 210 18 8600 2000 1X3 3800 14 7,3 9 — 195 18 15300 3300 1X5 4800 18 8,5 12 1000 255 22 14600 3300 1X5 5600 20,5 10,3 12 — 235 22 18400 4000 2X3 6500 24 11,6 12 1500 305 22 16600 4000 2x3 7800 28 14,2 12 — 265 22 23900 5000 1X5+1X3 8200 31 14,5 6+12 1750 410 30 22700 5000 1X5+1X3 9400 35 17 6 + 12 370 30 29800 6600 2x5 9600 36 17 12+12| 2000 500 45 28400 6600 2X5 11000 41 21 12 + 121 460 45 Рис. 2. Шкафной кондиционер «Зенит-Эр» типа С\ мощностью 3— Юл. с. Съемную верхнюю крышку применяют при выпуске воздуха непосредственно в кондиционируемое помещение. При канальной подаче воздуха воздуховод присоединяют к нагнетательному отверстию, которое может размещаться спереди, сверху или сзади кондиционера. Эти кондиционеры снабжены встроенными электронагревателями и калориферами, которые используют горячую воду для подогрева воздуха в холодный период года. Обращает на себя .внимание малый расход воды в конденсаторе на 1000 ккал. отведенного в нем тепла — примерно вдвое меньший принимаемого в отечественной практике, что существенно (на 10—17%) позволяет снизить эксплуатационные затраты. ЛЬДОГЕНЕРАТОРЫ На выставке «Инрыбпром-68» демонстрировались новые конструкции льдогенераторов непосредственного испарения для производства чешуйчатого и трубчатого льда из пресной и морской воды (табл. 3). Экспонаты представили ГДР, Дания и СССР, проспект льдогенераторов производительностью от 1 до 35 т/'сутки — английская фирма «Холл». За исключением трубчатого льдогенератора ЛГТ-100 (СССР), все остальные являются льдогенераторами чешуйчатого льда с вертикальным цилиндрическим неподвижным испарителем и вращающимися оросителями с фрезами (СССР, ГДР, Англия) или с вращающимся испарителем и неподвижными оросителями и фрезами (Дания).
Таблица 3 Льдогенераторы Показатели предприятия 5 .Нема" 10* ГДР) 10* фирмы „Атлас (Дания) заводов СССР V 155 V 310* /1-15,1 Л IT-100 Производительность, т1 сутки Температура, °С: льда кипения хладагента . . . Холодильный агент Мощность двигателя, к-мп: льдофрезы насоса Габаритные размеры, мм . . . Вес льдогенератора, кг ... . При м е ч а н и я: * по каталогу; 6 10 16 от —5 до —12 —18 | —14 | —22 Аммиак 0,25 0,63 1,04х СО,93X1,2 525 0,40 0,63 1,535х XI,44x1,49 1160 3-8 6 К) Аммиак, фреоны-12 и 22 0,5** | 1,0** 0,5 0,5 1,16х 1,16Х X 1,015x1,82 ч 1,015x2,45 1070 1400 3,6—4,8 от--5 до—7 -25 Аммиак, фреоны-12 и 22 1,7*** 1,2 <1,2х vl, 6 480 мощность электродвигателя барабана; *** мощность электродвигателя ножей. 100 около 0 — 15 Аммиак 16<9,2х ' 7,5 25000 Рис. 3. Льдогенератор чешуйчатого льда Л-150. Основные технические характеристики образцов, представленных .на выставке, а также выпускаемых льдогенераторов других типоразмеров приведены в табл. 3. Льдогенератор трубчатого типа ЛГТ-100 серийно изготовляется опытно-механическим заводом Управления рыбной промышленности «А з ч е р р ы б а» в Ростове-на-Дону (описан в журнале «Холодильная техника», 1967, № 12). Высокие технико-экономические показатели льдогенераторов чешуйчатого льда достигнуты благодаря непре- Рис. 4. Льдогенератор чешуйчатого льда Народного предприятия «Нема»: / — испаритель; 2 — отделитель жидкости; 3 — вращающаяся люлька; 4 — льдофреза; 5 — оросительное устройство; 6 — кожух; 7 — двигатель с редуктором; 8 — облицовка; 9—центробежный насос с электродвигателем; 10 — бак для воды; 11 — поплавковый клапан. 49
Рис. 5. Льдогенератор чешуйчатого льда фирмы «Атлас»: / — испаритель; 2 — льдосъемник; 3 — терморе- гулирующий вентиль; 4 — корпус; 5 — центробежный насос; 6 — червячный редуктор; 7 — электродвигатели барабана и насоса; 8 — оросительная труба; 9 — электродвигатель насоса. рывности процесса намораживания и образованию льда на внутренних и наружных поверхностях барабанов. Льдогенератор чешуйчатого льда Л-150 производительностью 150—200 кг/ч (рис. 3), разработанный НИКИМРП в Ленинграде, серийно выпускается Хабаровским заводом «Продмаш» (см. «Холодильная техника», 1968, jYo 10). Из всех льдогенераторов чешуйчатого типа наиболее совершенным является, аппарат Народного предприятия «Н е м а» в Н е ч к а у (ГДР). По техническим данным и конструктивному выполнению узлов он превосходит все остальные. Схема устройства льдогенератора Народного предприятия «Нема» приведена на рис. 4. Он состоит из вер- тикального испарителя, выполненного в виде двух кон- центрично установленных один в другом цилиндрических сосудов с твердохромирова.нной поверхностью. В пространстве между цилиндрами испаряется холодильный агент. Над испарителем расположен отделитель жидкости. Замораживаемая вода равномерно распределяется распылительным устройством на внутреннюю и наружную поверхности испарителя. Намороженный лед сухой и переохлажденный до —5-.—12°С снимается вращающимися фрезами и размельчается на мелкие куски толщиной 1,5—2 мм. Фрезы крепятся к корзине, приводимой во вращение от малошумного электродвигателя через редуктор. Незамерзшая вода собирается в резер- 50 вуаре, откуда центробежным насосом подается к распылителю. Подвод свежей воды регулируется клапаном. Снаружи льдогенератор покрыт антикоррозийной облицовкой. Подобную вышеописанной конструкцию имеет льдогенератор английской фирм ы «X о л л». Его технические данные в каталоге не приведены. Общий вид льдогенератора чешуйчатого льда фирмы «Атлас» дан на рис. 5. Вращение испарителя в этом льдогенераторе требует применения сальника для уплотнения вала, что несколько усложняет конструкцию и уменьшает ее надежность. Достоинством льдогенераторов предприятия «Нема», фирм «Атлас» и «Холл» является 'применение в них весьма экономичных по расходу электроэнергии льдофрез вместо ножей для съема образующегося льда. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ХОЛОДИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И КОНТЕЙНЕРЫ В советском разделе на выставке «Инрыбпром-68» демонстрировался автомобильный холодильный транспорт и оборудование для хранения скоропортящихся продуктов. Горьковский завод специализированных автомобилей представил автомобиль ГЗСА-950 с изотермическим кузовом для перевозки охлажденных и замороженных пищевых продуктов. Кузов смонтирован на шасси автомобиля ГАЗ-53А. Каркас кузова деревянный. Наружная обшивка из листовой, внутренняя — из оцинкованной стали. Пространство между обшивками заполнено термоизоляцией. Загрузочная дверь одностворчатая с двойным резиновым уплотнением. Дверь расположена в задней торцовой стенке кузова. Техническая характеристика Грузоподъемность, кг 3250 Габаритные размеры, мм 6460x2500x3290 Объем кузова, м6 14,2 Вес (загруженного автомобиля), кг . 4000 Луцкий автомобильный завод экспонировал автомобиль-холодильник ЛуМЗ-946 для доставки скоропортящихся продуктов и полуфабрикатов с базовых предприятий торговли и общественного питания в розничную сеть. Авторефрижератор смонтирован на базе автомобиля-фургона УАЗ-451М (рис. 6). Рис. 6. Автомобиль-холодильник ЛуМЗ-946.
Кузов цельнометаллический, полунесущий, с машинно-аккумуляционной системой охлаждения. Грузовое отделение изотермическое. Изоляцией служит пенопласт ПСБ, Холодильные агрегаты установлены в кабине водителя на месте пассажирского сидения. В кузове находятся два аккумуляционных охлаждающих прибора, заполненных эвтектическим раствором хлористого калия. Грузоподъемность автомобиля-холодильника 575 кг, габаритные размеры 4360x1940x2090 мм, объем кузова 4 м3. При температуре окружающего воздуха 25°С в кузове обеспечивается температура от —2 до +4°С. Брянский машиностроительный завод демонстрировал пятивагонную рефрижераторную секцию с машинным охлаждением и отоплением для перевозки скоропортящихся грузов, требующих поддержания в грузовом помещении температуры от +14 до —20°С при температуре наружного воздуха от +30 до —45°С. Секция состоит из четырех грузовых и оцного вспомогательного вагона с дизель-электростанцией и служебным помещением. Вагон с дизель-электростанцией расположен в середине состава секции. Вагоны четырехосные, цельнометаллические, изотермические. В каждом грузовом вагоне есть машинное отделение, в котором расположены две компрессионные холодильные установки, работающие на фреог:е-12. В вагоне установлены испарители и электропечи для отопления грузового помещения при перевозке грузов зимой. Холодильные агрегаты и электропечи образуют холо- дильно-нагревательную установку ВР-1М. Техническая характеристика Грузоподъемность, т 160 Полезный объем грузовых помещений, м3 . . 432 Длина (по осям автосцепок), мм 106380 Высота вагона (от головки рельса до конька крыши), мм 4670 Ширина кузова наружная (без гофр), мм . . . 3100 Вес, кг 215000 Мощность дизель-генераторов, кет 150 Холодильно-нагревательная установка ВР-1М позволяет получить температуру от +4 до —20°С. Холодопро- изводительность при t0=—2б°С и ?К = 45°С составляет 12 000 ккал/ч. Мощность электропечи 5 кет. Габаритные размеры 3000X3000X3500 мм, вес 3000 кг. В Н И X И представил рефрижераторный контейнер РК-1 для перевозки и кратковременного хранения замороженных продуктов (рис. 7). Конструкция контейнера каркасная. Наружная и внутренняя обшивк i выполнены из дюралюминия. Между обшивками уложена термоизоляция. Для охлаждения контейнера принята машинно-аккумуляционная система. Машинное отделение расположено на крыше контейнера и состоит из трех герметичных фреоновых агрегатов и пусковой аппаратуры. Внутри контейнера, в верхней его части, установлены три аккумуляционных охлаждающих прибора. Техническая характеристика Полезная грузоподъемность, кг . . 1250 Габаритные размеры, мм 2110x1300x2595 Объем (брутто), м3 2,67 Вес контейнера с продуктом, кг . . 2500 В контейнере поддерживается температура —16~- -—20°С в течение трех суток без работы холодильной установки (после предварительной зарядки холодом в течение 18 ч). Рис. 7. Рефрижераторный контейнер РК-1. На выставке демонстрировалась холодильная камера КХ-6Ю Оренбургского завода холодильного оборудования, предназначенная для хранения пищевых продуктов на предприятиях торговли и общественного питания. Она обеспечивает поддержание температуры на уровне от 0 до 2°С при температуре окружающего воздуха 40°С. Камеру обслуживает агрегат ФАК-1Д Техническая характеристика Полезный объем, м3 . 6,0 Габаритные размеры, мм 2000x2000x2245 Максимальная загрузка, кг .... 600 Вес, кг 750 Из зарубежных экспонатов, демонстрировавшихся на выставке «Инрыбпром-68», представляют интерес контейнеры французской фирмы «Луи 3 а н д р», которая выпускает ряд контейнеров и холодильных камер для транспортировки и хранения скоропортящихся продуктов: изотермические контейнеры, контейнеры, охлаждаемые водным или сухим льдом, жидким азотом, и контейнеры, охлаждаемые при помощи компрессионной холодильной машины. Конструкция контейнеров каркасная. Наружная обшивка выполнена из стали или алюминия, внутренняя — из армированного полиэфира. В качестве изоляции использован пенопласт. Холодильные установки полностью автоматизированы. Для снятия снеговой шубы с испарителя предусмотрено оттаивание. В качестве привода холодильной установки применяются: электродвигатели постоянного или переменного тока, дизели, бензиновые двигатели. Они могут быть использованы в любом сочетании. В большинстве случаев для привода холодильной установки устанавливаются два рода привода, например, электродвигатель и дизель. Холодильная установка может работать попеременно на одном из них благодаря специальной системе шкивов. В целях полной сохранности перевозимого продукта ряд контейнеров имеет две независимые холодильные установки (одна в резерве). Привод в этом случае тоже комбинированный. 51
Рис. 8. Контейнер с механическим Изо-20. охлаждением На выставке был представлен контейнер с механическим охлаждением этой фирмы типа Изо-20 (рис. 8). Холодильная установка выполнена в виде моноблока и расположена на торцовой стенке контейнера. С ее помощью обеспечивается поддержание температуры от 4-8 до —25°С. Холодильный агент фреон-12. Установка автоматизирована. Оттаивание снеговой шубы производится горячими парами холодильного агента. Привод двойной: бензиновый двигатель и электродвигатель переменного тока. Фирма «Луи Зандр» представила также контейнер с охлаждением при помощи жидкого азота. В последние годы охлаждение транспортных средств жидким азотом находит все большее применение. Ряд преимуществ этой системы охлаждения по сравнению с механическим делает ее более прогрессивной. Однако высокая стоимость азота и большие капитальные затраты, связанные с созданием сети заправочных станций сдерживают распространение этой системы охлаждения. Система охлаждения при помощи жидкого азота, примененная в контейнере фирмы «Луи Зандр», аналогична системе охлаждения, изготавливаемой английской фирмой «Поларстрим» и французской «Эр Ликид». Она состоит из баллона с вакуум-порошковой изоляцией, распылительной трубки и приборов управления и контроля. Предусмотрено пневматическое управление для подачи жидкого азота в контейнер. Емкость баллона 200 .?. В контейнере может поддерживаться температура от 4-5 до —28°С Габаритные размеры 2990x2435x2435 мм. ** * Международная выставка «Инрыбпром-68» имела большой успех. Она позволила специалистам различных отраслей промышленности ознакомиться с новейшими достижениями в области производства и эксплуатации средств добычи и обработки рыбы и морепродуктов. Основная цель выставки — обмен научно-техническим опытом по использованию новых методов в конструировании, производстве и эксплуатации рыбопоисковой, добывающей и обрабатывающей техники, содействие представителям советских и иностранных деловых кругов в расширении торговых связей — полностью достигнута. Н. Я. БАРУЛИН, М. М. ПОВАРЧУК — ВНИХИ Герману Моисеевичу Дезенту 60 лет Исполнилось 60 лет крупному специалисту в области технологии производства мороженого Герману Моисеевичу Дезенту. Свыше 30 лет работает Герман Моисеевич на фабрике мороженого Московского хладокомбината № 8. Он был инженером по оборудованию, главным механиком, старшим конструктором и старшим технологом экспериментального конструкторского бюро. За время работы на фабрике Герман Моисеевич внес много ценных предложений по усовершенствованию оборудования и механизации трудоемких процессов производства, давших значительный экономический эффект. В настоящее время Герман Моисеезич руководит экспериментальной технологической лабораторией комбината. Совместно с другими работниками и рационализаторами фабрики Г. М. Дезент участвовал в создании первого в СССР карусельного эскимогенератора, в конструировании фасовочно-закалочного агрегата ФАМ, воздушно-интенсивного закалочного аппарата ВИЗАНД, универсального закалочного аппарата ЗАРС для мороженого в стаканчиках и рожках. С 1937 г. Г. М. Дезент принимает участие в подготовке кадров на курсах и семинарах по повышению. квалификации инженерно-технических работников в области технологического оборудования цехов и фабрик мороженого, руководит дипломным проектированием студентов. Много внимания уделяет Герман Моисеевич научной работе. В 1938 г. он перевел капитальный труд Г. Зоммера «Теория и практика производства мороженого». Им разработаны инструкции по эксплуатации основного технологического оборудования по производству мороженого. В 1955 и 1961 гг. изданы руководства (совместно с Т. Боушевым) по технологическому оборудованию для производства мороженого, в 1960 г. — брошюра «Режим работы фризера непрерывного действия» (соавтор Н. Савиновский). Герман Моисеевич опубликовал много статей в журнале «Холодильная техника». В настоящее время Г. М. Дезентом совместно с другими специалистами подготовлена и сдана в печать монография «Справочник по производству мороженого». Редакционная коллегия журнала «Холодильная техника» поздравляет Германа Моисеевича Дезента с юбилеем и желает ему доброго здоровья и больших успехов з работе. 52
новости ИНОСТРАННОЙ хники = Домашние холодильники США Широкое распространение домашних холодильников в США. в значительной степени связано с климатическими условиями этой страны. Территория США расположена в основном между 30° и 49° северной широты, а самая южная точка штата Флорида находится на широте 25°. Значительная часть территории США южнее 40° с. ш. относится к субтропическому поясу, а южная часть штата Флорида — к тропическому. Для сравнения можно указать, что самая южная точка СССР (г. Кушка) находится на широте 35°. В настоящее время в США потребность в домашних холодильниках в основном удовлетворена и производство стабилизировалось с небольшими колебаниями по годам. Так, в 1967 г. было выпущено 4,7 млн. холодильников (на 5% меньше, чем в 1966 г.) и 1,1 млн. морозильников 1 (на уровне 1966 г.) 1[1]. Свыше 75% холодильников, проданных в США в 1966 г., двухкамерные [2]. Скоропортящиеся продукты, особенно быстрозамороженные соки, плоды, овощи и готовые кулинарные изделия, производятся в США в большом количестве и в широком ассортименте. Условия быта и организации торговли выработали навыки приобретения большинства продуктов раз в неделю, а замороженных — значительно реже, относительно крупными партиями. Поэтому широко распространены домашние холодильники большой емкости с низкотемпературными отделениями, рассчитанными на поддержание температуры —18°С. Емкость большинства моделей в пределах от 330 до 670 л. Холодильники имеют низкотемпературные отделения, занимающие от 20 до 40% общей емкости (рис. 1). Точки на графиках нанесены по материалам фирм «Дженерал электрик» и «Вестингауз» . Объем производства в 1962 г. первой из этих фирм — около 1 млн., второй — около 600 тыс. шт. в год [3]. Холодильники отличаются значительными габаритными размерами. У большинства моделей указанных фирм высота 1500—1700 мм, ширина 700—900 мм, глубина 660—740 мм (рис. 2). Почти у всех холодильников ширина больше глубины. Даже у холодильников небольшой емкости ширина превышает 600 мм, что противоречит европейской практике проектирования узких и высоких холодильников. В холодильниках большой емкости увеличение ширины — вынужденная мера. Высота 1700 мм вероятно предельная, и увеличение емкости холодильника достигается главным образом за счет ширины шкафа. У всех крупных холодильников (емкость свыше 400 л) нет конденсаторов на задней стенке и они могут с минимальными зазорами встраиваться или устанавливаться в ниши встроенных шкафов, вплотную к стене помещения. Кроме того, место, занимаемое обычно конденсатором, используется для увеличения емкости холодильника. 1 Морозильники в данном обзоре не рассматриваются. 1 1 1 I 1 I 300 200 WO 0 1 г Я*; о Vj а A2?v ? V АД ^ "^0 0^ Д V а 200 300 Ш 500 600 701 Общая емиостыл Рис. 1. Емкости плюсового и низкотемпературного отделений холодильников: а — емкости обоих отделений; б — емкость низкотемпературного отделения в % от общей емкости; 1 —емкость плюсового отделения; 2 — емкость низкотемпературного отделения; П — однодверные холодильники; О — двухкамерные с верхним расположением низкотемпературного отделения и конвективным охлаждением; v — то же, с воздухоохладителем; А — двухкамерные с нижним расположением низкотемпературного отделения и воздухоохладителем; О — двухдверные с отделениями, расположенными рядом. При конструировании холодильников стремятся уменьшить габаритные размеры при заданной емкости: компактный конденсатор с вентилятором располагают рядом с компрессором, применяют пенополиуретано- вую изоляцию минимальной толщины. Это позволило довести емкость двухдверных холодильников до 0,6 от 53
>¦? рмпОС/ль Рис. 2. Габаритные размеры холодильников: / — высота; 2 — ширина; S — глубина; ¦•ЎАФ ~ холодильники, не имеющие конденсатора на задней стенке. Остальные обозначения см. на рис. 1. объема шкафа, рассчитанного по габаритным размерам. В двухкамерных холодильниках этот показатель колеблется от 0,4 до 0,55. В крупных холодильниках возрастает также удельная емкость, приходящаяся на 1 дм2 площади пола, что в значительной мере связано с увеличением высоты шкафа (рис. 3). Однако в холодильниках средних размеров этот показатель ниже, чем в некоторых европейских моделях. В ряде американских моделей дно холодильной камеры находится на высоте около 300 мм. Это облегчает пользование холодильником и позволяет расположить холодильный агрегат в нижней части шкафа. При установке таких холодильников в нишах не ухудшается охлаждение компрессора и конденсатора. 54 300 кОО Общо я емкость,л Рис. 3. Емкость холодильников, приходящаяся на 1 дм2 площади пола (/), и вес холодильников в упаковке, приходящийся на 100 л емкости B). Площадь полок (собственно полок, дна испарителя и других элементов, на которых располагаются продукты) примерно пропорциональна емкости холодильников и составляет (при емкости 270 л и выше) 42— 54 дм2 на 100 л емкости. Это означает, что на 1 дм2 площади полок приходится 1,85—2,4 л емкости, т. е. средняя высота над полкой 185—240 мм. Вес холодильников в упаковке (для перевозок внутри страны), приходящийся на 100 л емкости, приведен- на рис. 3. С увеличением емкости он заметно снижается. Крупные холодильники можно легко передвигать по помещению, так как они снабжены колесиками, затормаживаемыми после установки холодильника па место. Известны конструкции холодильников, передвигаемых на воздушной подушке, причем воздух подается от нагнетательной стороны обычного пылесоса [4]. Холодильники отличаются строгостью внешней отделки и хорошими пропорциями. Высота холодильников емкостью свыше 300 л составляет 1,84—2,2 ширины. Интерьер холодильников без украшательства, подчинен удобству пользования. Холодильники выпускаются не только белого цвета, но и бледно-зеленого, светло-коричневого, желтого и т. д. Развитие конструкции холодильников определяется стремлением потребителей к приобретению холодильников все большей емкости с увеличенными низкотемпературными отделениями (см. рис. 1). Направление развития примерно таково: обычный тип (емкость низкотемпературного отделения 8—19% общей емкости); двухкамерные с верхним расположением низкотемпературного отделения и непосредственным охлаждением B2—28% общей емкости); то же, с воздушным охлаждением B0—29%); двухкамерные с нижним расположением низкотемпературного отделения B8—32%); двухдверные шкафы с двумя отделениями, расположенными рядом C5—42% общей емкости). При воздушном охлаждении воздухоохладитель располагают в задней стенке холодильника или внизу (рис. 4). В таких холодильниках можно раздельно регулировать температуру в обоих отделениях, изменяя подачу холодного воздуха, и периодически производить автоматическое оттаивание испарителя (один или несколько раз в сутки), не нарушая условий хранения свежих и замороженных продуктов. Кроме того, улучшаются условия укладки продуктов и облегчается уход за камерой. Вентиляторы (один или два) работают непрерывно, выключаясь только при открывании дверей и на время оттаивания. Рис. 4. Холодильный агрегат а и установка его в нижней части шкафа 6\
При воздушном охлаждении полностью устраняется оседание инея на замороженных продуктах (иней сублимирует) и в плюсовой холодильной камере. Поэтому такие холодильники получили наименование «необмер- зающих» (no frost, frost free). При наличии одного испарителя с температурой кипения от —20 до —30°С наблюдается усиленная усушка продуктов в плюсовой камере. Поэтому для нефасованных в паронепроницаемую тару продуктов применяются закрытые сосуды и контейнеры (для мяса, овощей и плодов). При соответствующей подаче холодного воздуха, омывающего в первую очередь закрытый сосуд для охлажденного мяса, в нем может поддерживаться температура более низкая, чем в остальном объеме плюсовой камеры (около 0°С), что позволяет качественно сохранять охлажденное мясо в течение нескольких дней (до одной недели). Крупные холодильники с воздушным охлаждением выпускаются в двух модификациях: с ледовыми формами и с автоматическими льдогенераторами. Ледовые формы размещают в низкотемпературном отделении так, чтобы их омывал поток холодного воздуха. Этим заметно ускоряется процесс замораживания. К автоматическим льдогенераторам подводится вода из водопровода и они автоматически производят кубики льда по мере его использования. Готовый лед хранится в бункере в низкотемпературном отделении рядом с льдогенератором. Автоматический льдогенератор удобен для потребителя. Однако часть потребителей предпочитает холодильники без автоматических льдогенераторов. Холодильники оборудованы различными приспособлениями: полками, устанавливаемыми на любой высоте; отделениями для масла (с регулируемой температурой); стеклянными полками (при воздушном охлаждении), предохраняющими продукты от пролитых на верхних полках жидкостей; сосудами для овощей емкостью от 20 до 30 л; глубокими полкам*, на двери, вмещающими крупные бутылки и пакеты с молоком емкостью 0,5 галлона A,9 л) и др. Для плотного закрывания двери применяются обычные секторные замки, постоянные магниты или магнитная вставка в уплотнителе дверного проема. Широко применяется тепловая изоляция из пенополиуретана, позволяющая уменьшить толщину стенок, а следовательно, и габаритные размеры холодильника. Однако в однодверных холодильниках применяют и стекловолокно. Общее число моделей, предлагаемых потребителям в проспектах, велико: более 20 у каждой из упомянутых выше фирм. Однако унификация многих узлов и деталей упрощает производство. Однодверные холодильники. Основные модели однодверных холодильников имеют емкость от 215 до 360 л (см. рис. 1). В крупных холодильниках размеры испарителя настолько велики (емкость низкотемпературного отделения порядка 60 л, или до 20% общей емкости), что теплоприток через его заднюю стенку не давал бы возможности поддерживать в низкотемпературном отделении достаточно низкую температуру. Поэтому задняя стенка испарителя часто охлаждается (рис. 5). Фреон, поступающий из капиллярной трубки в испаритель, проходит сначала в заднюю стенку (поступает слева сверху, уходит справа снизу), а затем в обечайку испарителя. Пар отводится от правого верхнего угла по дополнительному суженному каналу. Решетка, уложенная в испаритель, препятствует примерзанию продуктов к листу испарителя. Однако столь крупный испаритель чрезмерно охлаждает плюсовую камеру, особенно при низкой температу- Рис. 5. Испаритель однодверного холодильника емкостью 328 л фирмы «Вестпнгауз». ре окружающего воздуха. Поэтому в дно поддона приходится укладывать тепловую изоляцию, что одновременно позволяет использовать поддон для храпения замороженных продуктов, не требующих особо низкой температуры. Кроме того, люк в поддоне, через который холодный воздух стекает в плюсовую камеру, перекрывается в случае необходимости заслонкой. Применяется полуавтоматическое оттаивание испарителя с помощью соленоидного вентиля, пропускающего нагнетаемый компрессором фреон непосредственно в испаритель, минуя конденсатор и капиллярную трубку. Для оттаивания требуется 15—20 мин. По окончании оттаивания и отогрева испарителя до 4—5°С вспомогательный терморегулятор выключает соленоидный вентиль и переводит холодильник на нормальный режим работы. Циркулирующие пары фреона нагреваются за счет тепла, накопленного в двигателе и компрессоре. В группу однодверных холодильников входят также малые холодильники емкостью от 50 л и выше, выпускаемые в виде портативных настольных или передвижных баров на колесиках, и холодильники-столики емкостью до 180 л. Сюда же относятся холодильники, предназначенные для потребителей, имеющих морозильники. Так, в холодильнике фирмы «Дженерал электрик» емкостью 416 л низкотемпературное отделение занимает только 6,2% общей емкости. По емкости плюсовой камеры C89 л) этот холодильник уступает только крупнейшим двухдверным шкафам. Двухкамерные холодильники с верхним расположением низкотемпературного отделения. В холодильниках этого типа применяются две системы охлаждения: с двумя последовательно включенными испарителями; с воздушным охлаждением обеих камер либо только одной из них. В первой системе испаритель плюсовой камеры расположен под ее «потолком». Оттаивание осуществляется в течение нерабочей части каждого цикла (внутри- цикловое оттаивание). Талая вода немедленно удаляется за пределы холодильной камеры и испаряется на горячих частях холодильного агрегата. Такая система охлаждения широко применяется также в двухкамерных холодильниках, изготовляемых в Европе. На рис. 6, а изображен двухкамерный холодильник- емкостью 453 л с воздушным охлаждением. В верхнюю камеру воздух подается через щели под «потолком» и отсасывается снизу перед дверью, в нижнюю камеру он поступает снизу и отсасывается через щели в задней стенке под «потолком». 55
Рис. G. Дну.хллмерпые холодильники: а — емкостью 453 л с верхним расположением ппзкотемпсру ц\ pinno отделении и воздушным охлаждением (фирма «Вестппгауз}»; б —- емкое УоЮ 459 л с нижним расположением низкотемпературного отделения и воздушным охлаждением (фирма ^.'нстппгауз--). л — емкостью 531! л с корзинном, вицинн иклценен имеете с дверью пиз- KOiCMiicpaTvpnoL'o отделения \с].)i»рма «Джелнрлл >:icivTpiiK.>). Дзухкамериые холп иыьиикп с нижним расположением иизиогемиерагурного \пделения. Холодильники -итого типа Ou.:i: разрабг/пнь и 50-\ годлч с целью преодоление про! ¦н;.гл><Л',;! •: ,;• -.л чу конструкцией описанных выше двухкамерных холодильников и характером использования холодильника в домашнем хозяйстве. Дверь плюсовой камеры открывается десятки раз в день и желательно, чтобы охлажденные продукты располагались на высоте, наиболее удобной для уклад- Н1 холили,у пик фирмы емкое[¦>!•» .43 л. ш
ки и выемки. Замороженные продукты укладываются в холодильник и достаются из него значительно реже. Чем больше доля емкости, занятой низкотемпературным отделением, тем сильнее сказывается это противоречие. Встречаются две модификации низкотемпературных отделений: — с обычной дверью (рис. 6, б) и корзинкой, выдвигающейся или поворачивающейся на полуосях; — с корзинкой, выдвигающейся вместе с дверью (рис. 6, в). В холодильнике, изображенном на рис. 6, б, над корзинкой для замороженных продуктов расположена ледовая форма, автоматически заполняющаяся водой. Слева от нее — бункер для ледяных кубиков. Двухдверные холодильники. Холодильники в виде шкафа с двухстворчатой дверью — наиболее крупные и технически совершенные. Их емкость достигает 670 л, в том числе емкость плюсовой камеры 430 л и низкотемпературной 240 л. В таком низкотемпературном отделении можно уложить до 130 кг фасованных замороженных продуктов из расчета 0,56 кг на 1 л емкости. В самом крупном холодильнике площадь полок 3 м2. Большой обьем и габаритные размеры позволяют применить разнообразные приспособления, облегчающие пользование холодильником. Можно предположить, что развитие двухдверных холодильников будет направлено в сторону уменьшения емкости. Емкость холодильника, изображенного на рис. 7, — 543 л, в том числе низкотемпературного отделения 228 л D2% общей емкости). В верхней части последнего помещен автоматический льдогенератор и бункер для ледяных кубиков. В плюсовом отделении нижний сосуд служит для хранения овощей, верхний — для охлажденного мяса. Габаритные размеры холодильника: высота 1700, ширина 810, глубина 660 мм. ЛИТЕРАТУРА 1. „Air Conditioning and Refrigeration News", vol. 113, 1968, № 9. 2. Hogg R. W. „Australian Refrigeration, Air Conditioning and Heating", 1967, № 8. 3. „Kaltetechnik — KHmaiisierung", 1965, №¦ 4. 4. „Australian Refrigeration, Air Conditioning and Heating", 1966, June, p. 44. Канд. техн. наук Б. С, ВЕЙНБЕРГ СПРАВОЧНЫЙ ОТАЕА Новые приборы, применяемые для автоматизации аммиачных холодильных установок 681.2:621.565.59-52 В последние годы для автоматизации аммиачных холодильных установок разработаны и выпускаются новые приборы автоматики [1—10]. Правилами техники безопасности на аммиачных холодильных установках предусмотрена обязательная защитная автоматизация компрессоров и аппаратов. В разработанных ВНИХИ и институтом «Пищепром- автоматика» Рекомендациях по проектированию автоматизации холодильных установок даны технологические схемы и указаны приборы и средства автоматизации, которые используются при их выполнении. Приведенные ниже приборы удовлетворяют требованиям этих рекомендаций. В табл. 1—4 приведены сведения о приборах автоматики по состоянию к началу 1969 г. ЛИТЕРАТУРА Правила техники безопасности на аммиачных холодильных установках. ВНИХИ, 1967. Рекомендации по проектированию автоматизации холодильных установок. «Холодильная техника», 1967, № 11, 12. ^Холодильная техника», 1964, Автоматизация холодильных «Пищевая промышленность», З.Павлова И. А., Уж а некий В. С. Приборы, применяемые для автоматизации аммиачных холодильных установок, № 3. 4. Уж а н с к и й В. С. установок. Изд-во 1966. 5. Р о т е н б е р г А. Г., Мальцева Г. К. Поплавковый двухпозиционный регулятор уровня жидкости ПРУД. «Холодильная техника», 1965, № 3. 6. Р о т е н б е р г А. Г. Поплавковый регулятор уровня ПР-14. «Холодильная техника», 1967, № 4. 7. Ротенберг А. Г., Тихомирова Л. Н. Обратные клапаны с демпферным устройством. «Холодильная техника», 1966, № 2. 8. Реле уровня полупроводниковое типов ПРУ-4 и ПРУ-4Т. Техническое описание. Инструкция по эксплуатации. Рязань, ДНТИиП, 1966. 9. Поплавковый регулятор уровня двухпозиционный ПРУД. Техническое описание. Инструкция по монтажу и эксплуатации. ВНИХИ, 1967. Ю.Васильев В. В. Датчик-реле температуры ТР-2А-06ТМ. «Холодильная техника», 1969, № 2. 57
Реле давления и разности давлений Таблица 1 Наименование прибора Реле давления двухдатчиковое датчик низкого давления датчик высокого давления Реле давления двухдатчиковое датчик низкого давления | датчик высокого давления Реле давления Реле давления Реле давления Реле перепада давления (реле контроля смазки) Реле перепада давлений Реле перепада давлений (реле контроля смазки) * Подготовлены к влажность воздуха до Тип прибора РД-4А-01Т* РД-4А-02Т» РД-12 РД-1В-01 РД-2В-03 РКС-1А-01 РКС-1А-02 РКС-1В выпуску реле 80%). Характер Технические характеристики 1 диапазон 1 настройки | размыкания контактов, кгс{см7 -0,7~+4,0 6,0 18,0 -0,9-0,0 0,5-10,0 -0,4-г+З.О 2,0-8,0 2,0-12,0 5,0-20,0 -о,зч~и,о 7,0-19,0 0,2-1,8 0,5-3,5 0,2-1,8 давления дв. истики этих" дифференциал, | KZCjCM* 0,4-2,5 регулируемый 0,1-2,5 нерегулируемый 0,15-0,6 | регулируемый 1,0-1,8 нерегулируемый 0,4-1,6 0,75-2,75 1,5-4,5 2,0-7,0 регулируемый 0,4-2,5 регулируемый 2-5 Не более 0,4 нерегулируемый Не более 0,4 Не более 0,35 нерегулируемый ^хдатчиковые РД-4А приборов те же, ч л н о w ш 2 я« X Я »* oo,!i аз и <^> О О О» ОС* ±0,25 ±0,6 ±0,15 ±0,5 ±0,12 ±0,32 ±0,48 ±0,80 ±0,2 ±0,5 ±0,15 ±0,15 ±0,15. -01 и PJ3 то и у разрывная мощность контактов в цепи тока 380 в, 50 гц, ва 150 150 150 300 300 150 150 300 [-4А-02 в приборо когда размыкается контакт При понижении давления При повышении давления При понижении давления При повышении давления При понижении давления При понижении давления При повышении давления При понижении разности давлений То же При понижении разности давлений о ? 8 а* я я * ОН* « о а> 15 21 15 21 15 21 21 25 15 25 16 16 16 Назначение прибора* Защита аммиачных холодильных установок от недопустимого повышения давления нагнетания и снижения давления всасывания : То же, для ротационных компрессоров Прибор используется для защиты водяных насосов от нарушения режима их работы Защита компрессора от понижения давления всасывания Защита компрессора от повышения давления нагнетания Защита компрессоров от нарушения режима их смазки Защита аммиачных насосов от «срыва струи» Защита компрессоров от нарушения режима смазки 1 Изготовитель Тартуский приборостроительный завод То же • Орловский завод приборов То же • • • Примечание Прибор в тропиче- | ском исполнении (может работать при влажности воздуха 95±3<у0) Прибор в тропическом исполнении — Исполнение взрыво- защищенное, категория ВЗГ То'же Исполнение соответствует требованиям, предъявляемым к помещениям класса В-16 | То же Исполнение взрыво- защищенное, категория ВЗГ исполнении, соответствующем взрывоопасным помещениям класса В-16 (допустимая в РД-4А-01Т и РД-4А-02Т соответственно.
Таблица 2 Приборы измерения, регулирования и сигнализации температур и разности температур Наименование прибора 1 Температурное реле двухпози- ционное нометрическое) Температурное реле двухпозицион- ное (полупроводниковое) Логометр показывающий с двух- позиционным регулирующим устройством Машина для U многоточечного двухпо- зиционного регулирования и измерения температуры Тип прибора ТРДК-3 ПТРВ-2 ЛР-1-02 АМУР Технические характеристики диапазон настройки размыкания контактов или шкалы измерения, °С —25,0~-0,0 —2,0-М-12,0 10—30 —ЗОн—5,0 —10-М-15 —5(И-+50 —5СН-+100 —42-~+4 (по заказу завод может выполнить машину с любыми диапазонами измерения и регулирования в пределах градуировки 23) дифференциал, °С 2,0—8,0 регулируемый 0,5—5,0 регулируемый лируемый до 0,7 лируемый до 0,3 л н о «8 <я 55 я а 03 о> о о, К и. о OU О Со ±1,0 ±0,5 ±1,5; ±2,2 ±0,8 разрывная мощность контактов в цепи тока 300 в, 50 ги,у ва 150 500 500 300 когда размыкается контакт При понижении температуры По заказу, при повышении или понижении температуры То же При понижении температуры дистанцион- ность 2,5 М Линия сопротивления не более 15 ом То же, не более 5 или 15 ом (оговаривается в заказе) То же, не более 15 ом Назначение] прибора; Регулирование, сигнализация температуры кипения холодильного агента; регулирование температуры в камерах холодильников То же Измерение, сигнализация и регулирование температуры в камерах холодильников Измерение, сигнализация и регулирование температуры кипения холодильного агента и температуры в камерах холодильников Изготовитель "| Тартуский ростроительный завод Орловский завод приборов Ереванский опытный завод приборов Московский завод „Энер- гопри- бора Примечание Исполнение соответствует требованиям, предъявляемым к помещениям класса В-16 Исполнение общепромышленное; должен быть защищен от попадания паров аммиака То же 1 То же. Датчики—термометры сопротивления градуировки 23 со
Приборы регулирования и сигнализации уровня аммиака Таблица 3 Наименование прибора Поплавковое реле уровня Поплавковый регулятор уровня двух- позицион- ный Поплавковый регулятор уровня двух- . позиционный (высокого давления) Поплавковый регулятор пропорционального действия Тип прибора ПРУ-4 ПРУ-5 ПРУД-15 ПРУД-25 ПРУД-40 ПРУДВ-25^ ПР-14 Технические характеристики дифференциал, мм 35±ig 20—60 20—60 20—100 (при скорости изменения уровня 1—25 см 1 мин) 20—60 (при скорости изменения уровня 1—25 см/мин) рабочая температура среды, °С —50-f-+50 —55-f-+45 (датчик) —30Ч-+50 (клапан) —55Ч-+45 (датчик) —30Н-+50 (клапан) —55-=-+45 когда размыкается контакт При повышении или понижении уровня (контакт перекидной) 5 ВО «, О «=С <у ^ eg я v» §а?3 18 16 16 18 дистанционность, м Линия связи до 15 ом До 10 ом До 10 ом Устанавливается непосредственно у маслоотделителя Назначение прибора Регулирование, сигнализация уровней в сосудах и аппаратах холодильной установки; защита компрессоров от гидравлических ударов Регулирование уровня в сосудах Автоматический выпуск жидкого аммиака из сосуда (или „до себя") Поддержание постоянного уровня аммиака в промывных маслоотделителях 'Изготовитель Рязанский завод „Тепло- прибор" Опытный холодильник ВНИХИ То же * Примечание Исполнение соответствует требованиям, предъявляемым к помещениям класса В-16; допустимый ток в цепи 220 б, 50 гц равен 0,3 а
Таблица 4 Разные приборы и средства автоматизации, используемые в схемах автоматизации аммиачных холодильных установок Наименование прибора Обратные клапаны с демпферным устройством (угловые и прямоточные) Соленоидные вентили Мембранное реле протока для воды Пульты управления Тип ОКДУ-70 ОКДУ-100 ОКДП-70 ОКДП-100 СВМ-25 СВМ-40 РП-67 ПУМ-100 ПУМ-200 ПУМ-400 Технические характеристики н Sr ^ 2 я « «Я Ш «3 я о о ^ Ч X 70 100 70 100 25 40 19 До 200 ±45 До 60 — допустимое давление, KBCJCM2 До 18 До 16, перепад до и вентиля 0,25—16 До 10 максимальный расход воды, м*/ч 9 (при давлении воды 3 кгс/см2) Назначение прибора Предотвращение обратного потока пара из конденсатора в компрессор ' Автоматические двухпозицион- ные запорные устройства Автоматическая защита компрессора от перегрева в случае прекращения подачи воды в охлаждающие рубашки цилиндров Управление, защита и сигнализация работы прямоточных блок-картерных компрессоров Изготовитель Опытный холодильник ВНИХИ Семеновский арматурный завод (Горь- ковская область) Опытный холодильник ВНИХИ Одесский завод ЭЗА Примечание Исполнение соот-| ветствует требо-| ваниям, предъявляемым к помещениям класса В-16 ПУМ-100 для одноступенчатых компрессоров; ПУМ-200 для двухступенчатого агрегата; ПУМ-400 для двухступенчатого компрессора Канд. техн. наук И. А. ПАВЛОВА — ВНИХИ Станки и лед Специалисты завода радиокерэмики в содружестве с сотрудниками Технологического института холодильной промышленности разработали новый . способ закрепления немагнитных деталей — примораживание. У станка монтируется небольшая морозильная установка для охлаждения плиты стола. На него укладывают детали, поливают водой и включают морозилку. Через несколько секунд слой льда, образовавшийся на плите, крепко держит детали, их можно обрабатывать. «Вечерний Ленинград»
РЕФЕРАТЫ 536.24:621.565.945 О внутреннем теплообмене в ребристых воздухоохладителях непосредственного охлаждения, ГОГОЛИН А. А. сХолодильная техника», 1969, № 2, 6—9. Показано, что отношение внутреннего перепада температур к общему в воздухоохладителе зависит от степени оребрения и коэффициента эффективности поверхности, а также от отношения коэффициентов теплоотдачи на внутренней и наружной поверхностях. Приведены уравнения для вычисления внутреннего перепада температур. Указывается на большое значение теплового сопротивления в месте контакта трубок и ребер, особенно при высокой степени оребрения. Предложено создавать малоаммиакоемкие испарительные системы для воздушного охлаждения не путем частичного заполнения жидкостью большого внутреннего объема, а сокращением этого объема за счет уменьшения диаметра трубок и повышения степени их оребрения с созданием высокой интенсивности теплообмена на внутренней поверхности трубок. Таблиц 2. Иллюстраций 1. Библиографий 5. О выборе числа секций конденсаторов с воздушным охлаждением, ЯКОБСОН В. Б. «Холодильная техника», 1969, № 2, 9—14. Показано, что обычное определение эффективности теплообменных аппаратов с помощью коэффициента теплопередачи недостаточно для их оценки как элементов холодильной машины. Предложено ввести коэффициенты, учитывающие разность температур конденсации и окружающего воздуха (для конденсатора) или температур холодного источника и кипения (для испарителя). Показано, что эти коэффициенты могут значительно различаться у аппаратов с одинаковыми коэффициентами теплопередачи. Теоретически и экспериментально показано, что с уменьшением числа секций конденсаторов с воздушным охлаждением существенно возрастает их эффективность. Таблиц 1. Иллюстраций 6. Библиографий 6. 621.57.041 Экспериментальные характеристики фреонового центробежного компрессора малой производительности, БА- РЕНБОЙМ А. Б. «Холодильная техника», 1969, № 2, 14—18. Фреоновые центробежные компрессоры малой производительности отличаются особой компактностью и небольшим весом. Приведены основные показатели такого компрессора в зависимости от режима работы. Результаты испытаний представлены в виде размерных и безразмерных характеристик. Анализируется влияние основных газодинамических параметров па к.п.д. и напор компрессора. Сопоставлена эффективность центробежного компрессора малой производительности и холодильных турбоагрегатов большой производительности. Таблиц 1. Иллюстраций 6. Библиографий 6. 621.572 Холодильная машина с отводом теплоты конденсации путем испарения воды под вакуумом, ОНОСОВ- СКИЙ В. В., МЕДВЕДЕВ Р. М., НАЛИМОВА М. Ю. «Холодильная техника», 1969, *№ 2, 19—23. Рассмотрена холодильная машина с обратным охлаждением воды под вакуумом и определены области ее применения. Описываются результаты испытаний и технико-экономического сравнения установок с использованием серийного холодильного оборудования, работающих на различных холодильных агентах. В качестве холодильного агента рекомендуется азеотропная смесь А-1, позволяющая работать с температурой конденсации порядка 70°С. Таблиц 1. Иллюстраций 4. Библиографий 6. 621.565.83 О градации термоэлектрических охлаждающих батарей, ИОФФЕ Д. М., ОРЛОВ В. С. «Холодильная техника , 1969, № 2, 24—30. Приводится разработанная во ВНИХИ градация термоэлектрических охлаждающих батарей для отечественного производства. Холодопроизводительность батарей градации соответствует рекомендованному ряду предпочтительных чисел. В статье содержатся использованные при разработке градации обширные данные о потребности в холоде отечественных и зарубежных аппаратов и приборов с термоэлектрическим охлаждением, а также материалы о конструкции и энергетических характеристиках зарубежных батарей. Рекомендован новый сравнительный режим для номинальной холодопроизводительности термоэлектрических батарей. Таблиц 4. Библиографий 20. 536.24:536.423.4 Исследование теплообмена при конденсации фреона-22, ДАНИЛОВА Г. Н., ИВАНОВ О. П., ЧОПКО Н. Ф., ШИРЯЕВ Ю. Н., «Холодильная техника», 1969, J* 2, 30—35. Описана экспериментальная установка и приведены опытные данные, полученные в результате исследований теплообмена при конденсации фреона-22 внутри четы- рехшлангового змеевика, состоящего из горизонтальных труб. Пределы изменения удельного теплового потока q — от 500 до 5000 вт/м2, температуры конденсации от 30 до 40°С. Приводятся зависимости a—f(q); а=/(А^Пер) для че- тырехшлангового змеевика; a=f(q) от числа шлангов. Полученные величины сравниваются с опытными и теоретическими данными других авторов. Таблиц 1. Иллюстраций 5. Библиографий 5. 637.513.82 Продолжительность подмораживания говяжьих полутуш, ГОЛОВКИН Н. А., ГЕЙНЦ Р. Г., «Холодильная техника», 1969, № 2, 35—36. В работе приводятся зависимости продолжительности подмораживания мясных полутуш, а также пластины и шара до получения среднеобъемной температуры —2°С при различных условиях подмораживания. Таблиц 1. Иллюстраций 1. Библиографий 8. 62
CONTENTS Arrangements for Improving the Effectivness of Work of Scientific Organizations and Acceleration of Utilization of Achievements of Science and Engineering in the National Economy . . 1 A. A. Gogolin. Internal Heat Exchange in Direct Expansion Finned Air Coolers 6 V. B. Yakobson. Selection of Number of Air Cooled Condenser Sections 9 A. B. Barenboim. Experimental Characteristics of Small Freon Centrifugal Compressor .... 14 V. V. Onosovsky, R. M. Medvedev, M. U. Nalimova. Refrigeration Machine with Removal of Condensation Heat by Evaporation of Water Under Vacuum 19 D. M. Ioffe, V. S. Orlov. Gradation of Thermoelectric Cooling Batteries . 24 G. N. Danilova, O. P. Ivanov, N. F. Chopko, U. N. Shiryayev. Investigation of Heat Exchange at Condensation of Freon-22 30 N. A. Golovkin, R. G. Heinz. Duration of Subfree- zing Beef Semicarcasses 35 Practice exchange V. V. Vasilyev. Temperature Pickup and Relay, Type TR-2A-06TM 37 Consultation I. M. Gindlin. Questions and Answers 39 Safety Rules for Ammonia Refrigerating Plants . 40 Miscellany Conference in Minsk 45 New Inventions 45 Inrybprom-68 N. Y. Barulin, M. M. Povarchuk. Refrigerating Engineering at International Exhibition «Inrybprom-68) 47 60-th Birthday of G. M. Dezent 52 Foreign technical news B. S. Weinberg. Household Refrigerators of USA. 53 Reference data I. A. Pavlova. New Devices for Automatization of Ammonia Refrigerating Plants 57 Summaries 62 СОДЕРЖАНИЕ О мероприятиях по повышению эффективности работы научных организаций и ускорению использования в народном хозяйстве достижений науки и техники 1 A. А. Гоголин. О внутреннем теплообмене в ребристых воздухоохладителях непосредственного охлаждения 6 B. Б. Якобсон. Определение числа секций конденсаторов с воздушным охлаждением . . 9 A. Б. Баренбойм. Экспериментальные характеристики фреонового центробежного компрессора малой производительности 14 B. В. Оносовский, Р. М. Медведев, М. Ю. Нали- мова. Холодильная машина с отводом теплоты конденсации путем испарения воды под вакуумом 19 Д. М. Иоффе, В. С. Орлов. О градации термоэлектрических охлаждающих батарей ... 24 Г. Н. Данилова, О. П. Иванов, Н. Ф. Чопко, Ю. Н. Ширяев. Исследование теплообмена при конденсации фреона-22 30 Н, А. Головкин, Р. Г. Гейнц. Продолжительность подмораживания говяжьих полутуш .... 35 Обмен опытом В. В. Васильев. Датчик-реле температуры ТР-2А-06ТМ 37 Консультация И. М. Гиндлин. Вопросы и ответы 39 Правила техники безопасности на аммиачных холодильных установках 40 Хроника Конференция в Минске 45 Новые изобретения 45 Инрыбпром-68 Н. Я. Барулин, М. М. Поварчук. Холодильная техника на Международной выставке «Инрыбпром-68» 47 Герману Моисеевичу Дезенту 60 лет .... 52 Новости иностранной техники Б. С. Вейнберг. Домашние холодильники США . 53 Справочный отдел И. А. Павлова. Новые приборы для автоматизации аммиачных холодильных установок . . 57 Рефераты 62 РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: Ш. Н. Кобулашвили (главный редактор), Д. Г. Рютов (зам. главного редактора), Л. Д. Акимова (зам. главного редактора), проф. И. С. Бадылькес, Б. С. Вейнберг, А. А. Гоголин, М. Г. Дик, В. А. Дедух, А. В. Кан, В. Я. Кокорев, М. С. Мартынов, проф. В. С. Мартыновский, М. Н. Мертешов, Р. В. Павлов, проф. Г. Б. Чижов, В. И. Шелапутин, А. П. Шеффер. Адрес редакции: Москва, И-434, ул. Костякова, 12. Телефон 250-00-34, доб. 49. Технический редактор А. М. Сатарова Т—03262 Сдано в набор 4/XN—1968 г. Печ. л. 4 = 6,72 усл. п. л. Уч. изд. л. 9,21 Подп. в печать 12/1!—1969 г. Формат 84X108Vie Тираж 17050 Заказ 5084 Цена 50 коп. Типография изд-ва «Московская правда». Потаповский пер., 3.
НОВЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ ТИПА РН ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК PHV Для жидкостных дов. трубопрово- Нормально закрыт. Пример применения для регулирования уровня. Управляется соленоидным вентилем EVJA3. Прибор используется в качестве запорного вентиля на жидкостном трубопроводе, у п р ав л яемого солено и дн ы м вентилем, переключения которого производятся с помощью реле уровня 38Е. При понижении уровня в испарителе соленоидный вентиль открывается, давление над поршнем PHV падает, клапан открывается и жидкость поступает в испаритель. Исполнительные двухпозиционные механизмы с управляющим вентилем. Предназначены для трубопроводов высокого или низкого давления аммиачных или фреоновых промышленных холодильных установок. Эффективная система демпфирования обеспечивает плавность и бесшумность работы. PHL Для всасывающих трубопроводов. РНК Для нагнетательных трубопроводов. Нормально открыт Пример применения в качестве запорного вентиля. Прибор управляется соленоидным вентилем EVJA3, который, в свою очередь, может включаться и выключаться ка- длерным реле температуры. Нормально закрыт. Пример применения в качестве обратного клапана. Предотвращает конденсацию холодильного агента в верхней части компрессора или выравнивание давления в системе в случае неплотности нагнетательных клапанов. Прибор управляется соленоидным вентилем EVJA3, который открывается при пуске компрессора. ДАНФОСС. НОРДБОРГ. ДАНИЯ. За информацией обращаться: МОСКВА, М 461, КАХОВКА, 31. В/О «ВНЕШТОРГРЕКЛАМА».