Глава 10 ОХЛАЖДЕНИЕ ГРУЗОВЫХ ПОМЕЩЕНИЙ НА СУДАХ
Способы охлаждения
Способы охлаждения различают в зависимости от охлаждающей среды: непосредственно холодильным агентом, кипящим в приборах охлаждения (батареях, воздухоохладителях). Такой способ называют непосредственным охлаждением; посредством хладоносителя (рассола), предварительно охлажденного в испарителе холодильной машины - рассольное охлаждение. В зависимости от интенсивности циркуляции воздуха и конструкции приборов охлаждения предусматривают: батарейное охлаждение с естественной циркуляцией воздуха в грузовом помещении (тихое охлаждение). Батарейное охлаждение называют трубчатым, если батареи выполнены в виде трубчатых змеевиков и панельным, если батареи выполнены в виде листотрубных аппаратов; воздушное охлаждение с принудительной циркуляцией воздуха в грузовом помещении. Приборами охлаждения при этом способе охлаждения служат воздухоохладители; смешанное охлаждение — совокупность батарейного и воздушного.
Непосредственное охлаждение. При непосредственном охлаждении воздух в грузовом помещении охлаждается с помощью трубчатых или панельных батарей непосредственного охлаждения.
Непосредственное охлаждение — самый экономичный способ, сокращающий первоначальные затраты (нет рассольных испарителей, насосов), эксплуатационные расходы (отсутствует хладоноситель и можно поддерживать более высокую температуру кипения), амортизационные расходы (меньшая коррозия трубопроводов и оборудования, чем при контакте с рассолом) .
Кроме того, при непосредственном охлаждении быстрее понижается температура в трюмах. Непосредственное охлаждение для трюмов возможно только при условии использования безвредных холодильных агентов: хладона-22, хладона-12.
Рассольное охлаждение.При этом виде охлаждения (рисунок 10.1) рассол, предварительно охлажденный в испарителе аммиачной или фреоновой холодильной машины, подают в рассольные батареи, установленные вдоль ограждений охлаждаемого трюма, или в воздухоохладители. Рассольные батареи представляют собой одно- или двухрядные змеевики с длиной шланга не более 250 м. Батареи размещают по всей поверхности ограждения. Длина системы последовательно соединенных батарей должна быть не более 400 м. Батареи изготовляют из горячекатаных бесшовных труб диаметром 57X3 мм, допускаются электросварные нормализованные. Трубы оребряют с помощью витых или штампованных ребер из низкоуглеродистой стальной ленты холодной прокатки.
При рассольном охлаждении трубопроводы холодильного агента сосредоточены в рефрижераторном машинном отделении, сокращается масса холодильного агента в системе, уменьшается опасность утечки и прорыва холодильного агента, рассол в батареях обладает большой аккумулирующей способностью и охлаждение трюма продолжается после остановки машины.
Рассольное охлаждение было самым распространенным способом охлаждения трюмов крупнотоннажных промысловых судов, но оно имеет ряд недостатков: двойной перепад температур (между воздухом трюма и рассолом и между рассолом и кипящим холодильным агентом в испарителе) требует поддержания более низкой температуры кипения холодильного агента для получения определенной температуры воздуха, наличие в схеме рассольного испарителя увеличивает первоначальную стоимость установки и монтажа, а также размеры машинного отделения.
Значительный интерес для промысловых судов представляет панельное охлаждение трюмов и твиндеков, которое может быть непосредственным и рассольным. Приборами охлаждения служат листотрубные батареи, представляющие собой панели с каналами, в которых циркулирует холодный рассол или кипит холодильный агент.
Рисунок 10.1 - Принципиальная схема холодильной установки для трюма с рассольным
охлаждением:
1 - компрессор;; 2 - конденсатор; S - ресивер; 4 - рассольный испаритель; 5 - ручной регулирующий вентиль; б - рассольный насос; 7 - охлаждающие рассольные батареи.
Панельные батареи экранируют ограждающие поверхности (борта, переборки, подволоки, двойное дно) (рисунок 10.2), не допуская поступления теплового потока в грузовое помещение, так как температура панели на любом участке ниже температуры воздуха в помещении. Это позволяет обеспечить более равномерное распределение температур в грузовом объеме и, следовательно, уменьшить усушку продукта.
Рисунок 10.2 - Трюм с панельной системой охлаждения
При панельном охлаждении уменьшают разность температур между воздухом в трюме и рассолом на 4-5° С, повышается эффективность работы приборов охлаждения в результате более медленного нарастания снеговой шубы по сравнению с трубчатым охлаждением, сокращается расход электроэнергии на производство холода на 18-22%.
Панельные батареи могут служить металлической обшивкой трюма, что на 60% сокращает расход металла по зашивке изоляции и улучшает использование грузового объема трюма; экономия полезного объема составляет 8-11%.
Для защиты бортовых и переборочных панелей от повреждения грузом к ним приваривают обрешетник из полособульбового профиля с расстоянием между полосами 300 мм.
Модернизированная конструкция панельной батареи показана на рисунке 10.3. В настоящее время осуществляется серийное строительство судов с панельной системой охлаждений.
Рисунок 10.3 - Модернизированная конструкция панельной батареи.
Воздушное охлаждение.При таком охлаждении в грузовое помещение вентилятором подается воздух, предварительно охлажденный в воздухоохладителе. Воздухоохладитель устанавливают внутри грузового помещения или вне его. Воздухоохладитель представляет собой группу змеевиков, внутри которых кипит жидкий холодильный агент или проходит рассол, снаружи змеевики обдуваются воздухом. При воздушном охлаждении, в отличие от батарейного, циркуляция воздуха в грузовом помещении принудительная. Это способствует интенсификации процессов охлаждения и замораживания, но увеличивает усушку продукта при длительном хранении.
Когда происходит усушка мороженой рыбы, в ее тканях происходят биохимические, коллоидно-химические и физические изменения, в частности денатурирование белка, являющегося основной составной частью ткани рыбы. Использование синтетических пленок для упаковки рыбы значительно уменьшит усушку рыбы при перевозках и хранении.
При воздушном охлаждении можно вентилировать грузовое помещение, поэтому при перевозке грузов, требующих подачи свежего воздуха, следует применять этот вид охлаждения. При вентилировании помещения к циркуляционному воздуху, поступающему для охлажд ения в воздухоохладитель, добавляется наружный воздух.
В зависимости от способа подачи воздуха из воздухоохладителя в грузовое помещение различают системы канальные и бесканальные.
При одноканальной системе воздух, охлажденный в воздухоохладителе, поступает через напорный воздуховод в трюм и распределяется по всему объему трюма через круглые или щелевые сопла. Пространство между грузом образует естественный всасывающий канал.
В рефрижераторных трюмах применяют в основном бесканальные системы воздухораспределения. На рисунке 10.4, апоказана схема бесканальной воздушной системы охлаждения с вертикальным последовательным воздухораспределением в трюме и твиндеке. Два воздухоохладителя 1, 2 непосредственного охлаждения, работающие на хладоне-22, расположены над грузовыми помещениями. Обособленное размещение воздухоохладителей упрощает их ремонт и эксплуатацию и позволяет производить оттаивание снеговой шубы без отепления трюмов. Холодный воздух, подаваемый под решетки, расположенные в трюмах II и IV, соприкасается с грузом и отепляется, а затем поднимается вверх, проходит через решетчатую палубу между трюмами и твиндеками / и /// и из верхней части твиндеков поступает в воздухоохладитель. Такое распределение воздуха возможно при поддержании одинаковой температуры в трюме и расположенном над ним твиндеке. Воздухоохладители могут быть размещены в самих трюмах (рисунок 10.4, б).
Рисунок 10.4 – Схемы воздухораспределения:
а – бесканальная система с вертикальным последовательным воздухораспределением в трюме и твиндеке и выделением воздухоохладителя в отдельное помещение на верхней палубе:
I – твиндек № 1; II – трюм № 1; III – твиндек № 2; IV – трюм № 2; 1 – воздухоохладитель
№ 1; 2 – воздухоохладитель № 2;
б – бесканальная система с вертикальными воздухораспределением и размещением
воздухоохладителей на поперечных переборках трюмов в специальных выгородках:
1 –рефрижераторное машинное отделение; II – трюмы; 1 – компрессоры;
2 – воздухоохладители; 3 – вентиляторы.
Преимущества бесканальной системы — отсутствие в трюме воздуховодов и трубопроводов, простота обслуживания. Применение воздушного охлаждения с бесканальным воздухораспределением для мелких рыбопромысловых судов и судов транспортного назначения снижает на судне массовые нагрузки и приводит к экономии труб.
По правилам Регистра при размещении воздухоохладителей в грузовых охлаждаемых помещениях необходимо обеспечивать свободный доступ к ним для возможности проведения ремонта и замены электродвигателей и вентиляторов при полной загрузке этих помещений.
Если для охлаждения служит только один воздухоохладитель, то он должен состоять не менее чем из двух секций, каждую из которых можно отключать.
Смешанное охлаждение.Оно представляет собой совокупность батарейного охлаждения и воздушного. Этот способ охлаждения позволяет интенсифицировать процессы охлаждения и замораживания груза, а также ускорить получение низких температур в трюмах. Использование смешанного охлаждения целесообразно при резко переменных кратковременных тепловых нагрузках в трюмах.
В период наибольшей тепловой нагрузки включают в работу воздухоохладитель и батареи, затем воздухоохладители выключают и требуемую температуру поддерживают только работой батарей.
Анализ различных способов охлаждения и экспериментальные исследования показали, что наиболее перспективными для рыбопромысловых судов следует считать воздушное охлаждение с воздухоохладителями непосредственного охлаждения, работающими на хладоне-22, и панельное охлаждение с подачей в панельные батареи холодного рассола.
Дата добавления: 2015-11-12; просмотров: 4711;