Системы охлаждения на судах.

Теплота от охлаждаемых помещений и других объектов может отводиться непосредственно хладагентом или хладоносителем. Соответственно различают две основные системы: непосредст­венного охлаждения и охлаждения хладоноси­телем.

В качестве хладоносителя обычно используются растворы солей (рассолы) или вода. Такие системы охлаждения называют рас­сольными (водяными). Применяются и другие хладоносители, например этиленгликоль.

На мор­ских транспортных судах по виду циркуляции воздуха в охлаждаемых поме­щениях делятся на системы с естественной и принудительной циркуляцией.

Принудительная циркуляция воздуха в помещениях обеспечи­вается электровентиляторами. В этом случае охлаждающие ап­параты (воздухоохладители непосредственного охлаждения или рассольные) вместе с вентиляторами могут располагаться вне по­мещения или в специальных выгородках. Такие системы охлажде­ния называют воздушными.

Рис. 4.2. Принципиальные схемы систем охлаждения: непосредственной (а) и рассольной с естественной циркуляцией воздуха (6), воздушной с воздухоохлади­телями непосредственного охлаждения (в).

При непосредственной системе охлаждения помещений с есте­ственной циркуляцией воздуха (рис. 4.2,а) теплота отводится хладагентом, кипящим в испарительных аппаратах И, выполнен­ных в виде батарей различного типа, расположенных в охлаждае­мых помещениях. Жидкий хладагент подается в испаритель­ные аппараты через регулирующие вентили РВ. Пары хладаген­та отсасываются и сжимаются компрессором КМ, затем конден­сируются в конденсаторе КД, отдавая теплоту охлаждающей забортной воде.

При рассольной системе охлаждения помещений с естествен­ной циркуляцией воздуха (рис. 4,2,6) теплота отводится рас­солом, циркулирующим в рассольных батареях РБ, располагаю­щихся на ограждающих поверхностях помещения. В свою очередь рассол охлаждается хладагентом в испарителе И холодильной машины. Циркуляция рассола обеспечивается рассольным насо­сом РН.

Принципиальная система воздушной системы непосредствен­ного охлаждения помещений показана на рис. 4.2,в. Вентилятор В и воздухоохладитель ВО непосредственного охлаж­дения находятся в специальной выгородке помещения.

Системы непосредственного охлаждения являются наиболее простыми, компактными и легкими, обладают наибольшей энерге­тической эффективностью, так как заданные температурные ре­жимы в охлаждаемых помещениях могут поддержи­ваться с помощью этих систем при повышенных температурах кипения хладагента. Обычно системы непосредственного охлаждения с естественной циркуляцией воздуха применяются на транспортных судах только в прови­зионных камерах из-за трудности обеспечения герметичности разветвленной системы хладагента в условиях вибрации и при деформациях корпуса судна во время качки.

Рассольные батарейные системы охлаждения бе­зопасны и надежны в работе; отличаются простотой и удобством изменения холодопроизводительности (отключением части рас­сольных батарей) и несложностью автоматизации; имеют сравни­тельно небольшую емкость системы хладагента и меньшую вероят­ность его утечек. Рассольные системы удовлетворяют требованиям технологии хранения мороженых грузов, поэтому нашли приме­нение на рефрижераторных судах. Более эффективными являются панельные системы рассольного охлаждения.

К недостат­кам рассольных систем можно отнести:

повышенную стоимость из-за дополнительных капитальных затрат на испарители, насосы и другое оборудование;

большую площадь рефрижераторных машинных отделений;

уменьшение полезного объема трюмов на размещение батарей;

увеличенный расход электроэнергии из-за более низкой темпера­туры кипения хладагента (по сравнению с системой непосредст­венного охлаждения) и из-за работы рассольных насосов;

повышенную коррозию трубопроводов и оборудования под действием рассола,

Наиболее прогрессивными являются системы воздушного ох­лаждения помещений, особенно с воздухоохладителями непосред­ственного охлаждения.

Воздушные системы охлаждения особенно рациональны при пере­возке фруктов и овощей, требующих большой кратности цирку­ляции воздуха в трюмах (до 80—120 обменов в час). Кратность циркуляции при необходимости может уменьшаться за счет изме­нения частоты вращения электродвигателей вентиляторов, отклю­чения части вентиляторов, устройства байпасных обводов воздуха и жалюзи. На рефрижераторных судах с такими системами охлаждения можно перевозить грузы, требую­щие различных температурно-влажностных режимов хранения.

Системы циркуляции воздуха в трюмах, как правило, применяются вертикального типа во избежание застойных зон и различаются главным образом расположением и конструкцией воздухораспределительных каналов.

а) б)

Рис. 4.3. Схемы вертикальных систем циркуляции воздуха при воздушном охлаждении: «сверху – вниз» (а) и «снизу – вверх» (б)

1 – воздухоохладитель; 2 – вентилятор; 3 – всасывающий канал; 4 – всасывающие отверстия; 5 – воздухораспределительный канал; 6 – приточные отверстия.

При вертикальных системах цирку­ляции воздуха, показанных на рис. 4.3, а и рис, 4.3, б, охлаж­денный воздух подается в трюмы и твиндеки через воздухораспределительные каналы по всей площади трюмов и твиндеков. Вертикальные системы циркуляции обеспечивают равномерное распределение воздуха и температур во всем объеме охлаждаемых помещений. Показанные на рис. 4.3. равноценны и применяются для охлаждения двух или трех грузовых помещений одного отсека.

Интенсивное движение воздуха при воздушных системах ох­лаждения позволяет уменьшить площадь охлаждающей поверх­ности воздухоохладителей, поэтому воздушные системы имеют меньшие массу и первоначальную стоимость. Интенсификация теп­лообмена между воздухом и грузом позволяет эффективно и быстро охлаждать или доохлаждать груз, что очень важно для транспортных рефрижераторов, принимающих неохлажденный груз. Расположение воздуоохладителей, вентиляторов и арматуры вне рефрижераторного трюма облегчает обслуживание холодиль­ного оборудования, позволяет производить оттаивание снеговой шубы с поверхностей воздухоохладителей во время рейса, при этом исключается попадание талой воды на груз.

К недостаткам воздушных систем охлаждения относятся: уве­личение требуемой холодолроизводительности для компенсации тепловыделений электровентиляторами и роста теплопритоков от ограждающих поверхностей помещений к подвижному холодному воздуху; повышение общего расхода энергии (до 25—30% на при­вод электровентиляторов и из-за увеличения холодопроизводительности); некоторое уменьшение полезного объема трюмов {если воздухоохладители размещены в их выгородках); в связи со стремлением максимально уменьшить объем этих выгородок – затруднения при обслуживании и ремонте вентиляторов и испарителей; увеличен­ная усушка мороженых грузов в результате повышенной цирку­ляции воздуха.

Воздушную систему зачастую оснащают специальной озонаторной установкой, которая способствует эффективному уничтожению плесени и посторонних запахов. Добавка озона строго дозирована для каждого груза. Так например, для хранения бананов она составляет 1 ppm на единицу объема циркуляционного воздуха.