Холодильные установки судов

Судовые холодильные установки

Назначение холодильных установок на судне

Холодильные установки применяют на судах для поддержания низких температур в рефрижераторных трюмах и провизионных камерах, для приготовления льда, обеспечения летнего кондиционирования воздуха и для других целей.

Суда, предназначенные для перевозки скоропортящихся продуктов, называются рефрижераторами.

Назначение холодильной установки — отвод теплоты, проникающей через изоляцию, а также теплоты, вносимой в охлаждаемые помещения другими источниками (вентиляционным свежим воздухом, электроосвещением, электродвигателями, людьми, свежей партией неохлажденных продуктов и т. п.).

На многих судах рыбопромыслового флота холодильные машины предназначены не только для хранения продуктов промысла, но и для охлаждения или замораживания их; на такие суда устанавливают холодильные машины повышенной холодопроизводительности — морозильные установки.

Для сохранения продуктов, предназначенных для питания команды и пассажиров, на всех судах, совершающих продолжительные рейсы, оборудуются провизионные камеры, обслуживаемые холодильными установками.

Перспективным считается использование холодильных машин для опреснения забортной воды путем вымораживания из нее кристаллов пресного льда. Во всякой холодильной установке рабочий хладагент, отнимая теплоту от охлаждаемого тела или помещения, сам при этом нагревается и затем отдает ее воде, которая, разумеется, должна иметь температуру более низкую, чем температура нагревшегося хладагента. Таким образом, холодильную установку можно сравнить с тепловым насосом, который «перекачивает» теплоту из охлаждаемого помещения в окружающую среду.

К хладагентам предъявляются следующие требования:
— безопасность в пожарном отношении и безвредность для здоровья обслуживающего персонала;
— коррозионная пассивность;
— максимальное холодильное действие, т. е. отнятие при испарении возможно большего количества теплоты;
— невысокое давление во время конденсации и давление, немного превышающее атмосферное, при испарении;
— не очень низкая критическая температура * (для предотвращения конденсации паров хладагента).

В качестве хладагентов в судовых холодильных установках используют различные жидкости и газы, способные кипеть при низких температурах с пониженным давлением: аммиак, фреон-12, фреон-22, углекислота и водоаммиачные растворы; процесс их кипения сопровождается поглощением теплоты.

Термодинамические, физико-химические и физиологические свойства хладагентов различны, что влияет на технико-экономические показатели холодильных установок. Рассмотрим кратко характеристики основных хладагентов.

Аммиак (NH3) — бесцветный ядовитый газ с острым запахом. Он сильно раздражает слизистые оболочки дыхательных путей и глаз. При концентрации от 16 до 25% по объему в смеси с воздухом образует взрывчатую смесь.

Фреон-12 (CCl2F2) — бесцветный газ с очень слабым специфическим запахом, очень огнеопасен. Курить или вносить открытый огонь в помещения фреоновых установок категорически запрещается. По своим физическим свойствам фреон-12 для человека достаточно безвреден, однако при больших концентрациях в воздухе может вызвать отравление и удушье.

Фреон-22 (CHClF2) по свойствам близок к фреону-12, однако более токсичен. Применение фреона-22 уменьшает массу и габариты установок, упрощает их эксплуатацию и облегчает внедрение автоматизации.

Углекислота (СО2) — бесцветный газ без запаха, абсолютно неогнеопасный. Вызывает удушье при содержании в воздухе свыше 7% по объему. В настоящее время углекислоту в качестве хладагента не применяют из-за высокого давления конденсации.

Судовые рефрижераторные установки

Рефрижераторные установки на судах служат прежде всего для того, чтобы в течение длительного времени сохранять продукты, особенно легкопортящиеся. Некоторые суда для перевозки генеральных грузов имеют также один или несколько грузовых рефрижераторных трюмов. Рефрижераторные суда предназначены исключительно для перевозки охлажденных или замороженных грузов. Очень хорошо оборудованы рефрижераторные установки на рыболовных и рыбоперерабатывающих судах. В охлаждающем контуре компрессора тепло забирается от хладагента, который испаряется при низких температуре (обычно ниже 0° С) и давлении. Температура хладагента за счет сжатия поднимается настолько, что принятое до этого тепло может быть отдано, например, охлаждающей воде с более высокой температурой. Для этой цели к установке необходимо подвести энергию, что в данном случае происходит за счет работы, совершенной компрессором. В качестве хладагента используется вещество, переносящее тепло в охлаждающий контур, причем оно принимает тепло в холодильной камере и отдает его морской воде. Посмотрите сами! Газель рефрижератор цена у «ХолодАвтоЦентр» очень привлекательна. В судовых охлаждающих контурах чаще всего применяют дифтордихлорметан CCIF2, или фреон-12, и дифторхлорметан CHF2CI, или фреон-22.

Принцип действия судовой рефрижераторной установки показан на рисунке. Пары хладагента, имеющие низкие давление и температуру, всасываются компрессором и сжимаются до 0,6—0,8 МПа, при этом температура превысит температуру забортной воды, применяемой для охлаждения конденсатора. В конденсаторе тепло хладагента забирается протекающей забортной водой, за счет чего сжижаются пары хладагента при постоянных температуре и давлении. Жидкий хладагент после конденсатора попадает в расширительный клапан, где его давление снижается. Тут недорогие холодильные склады. Одновременно происходит резкое снижение температуры, и хладагент из жидкости превращается в пар с очень большим влагосодержанием. После выхода из расширительного клапана хладагент испаряется в испарителе и забирает из рефрижераторной камеры требующееся для этого тепло. Для обеспечения лучшей циркуляции воздуха, способствующей более интенсивному теплообмену, в испарительной камере устанавливают вентилятор. Он забирает воздух из рефрижераторной камеры и снова нагнетает туда воздух, охлажденный в испарительной камере. Как рефрижераторные, так и испарительные камеры должны быть хорошо изолированы, чтобы по возможности сократить потери тепла, возникающие из-за большого перепада между температурами камер и окружающей среды.

Судовая рефрижераторная установка

1 — компрессор; 2 — конденсатор; 3 — расширительный клапан; 4 — испаритель; 5 — вентилятор; о — рефрижераторная камера; 7 — помещение испарительной установки.

Судовые холодильные установки, их назначение

Главная > Реферат >Промышленность, производство

Использование холодильных установок на судах.

I. История развития водного хладотранспорта.

В основе правильной организации холодильного дела лежит принцип так называемой холодильной цепи, то есть непрерывного нахождения скоропортящихся продуктов под воздействием холода с момента заготовки и до поступления их к потребителю. Для соблюдения непрерывной холодильной цепи требуется применение холода в районах заготовки продуктов, на транспорте (железнодорожном, автомобильном и водном) и в местах их потребления.

Первая удачная перевозка свежего мяса морем относится к 1874 году, когда для охлаждения была использована льдосоляная смесь. К этому времени начали распространяться сконструированные почти одновременно аммиачные, углекислотные, сернистоангидридные, воздушные и абсорбционные холодильные машины.

В 1876 году изобретателем холодильных машин Шарлем Телье впервые успешно был применён «машинный» холод на французском пароходе «Фригорифик» для перевозки охлаждённого мяса из Буэнос-Айреса в Руан. В 1877 году был совершён удачный рейс перевозки мороженного мяса из Южной Америки в Гавр на пароходе «Парагвай», оборудованном абсорбционной холодильной установкой.

Регулярные перевозки скоропортящихся продуктов морем были организованы лишь к концу 1880-х годов. К 1930 году мировой рефрижераторный флот состоял из 1100 судов общей грузоподъёмностью 1,5 млн.условных тонн.

В России первое рефрижераторное судно – несамоходная баржа – было построено в 1888 году для единовременной перевозки 170 тонн мяса из Астрахани в Царицын по Волге. Баржа была оборудована воздушной холодильной машиной. В 1904 году рефрижераторная баржа «Север», построенная для перевозки рыбы по Енисею, была оборудована углекислотной холодильной машиной. Регулярные морские рефрижераторные рейсы самоходных судов в России начались только с 1910 – 1913 годов для связи портов Прибалтики с Санкт-Петербургом и Дальнего Востока с Одессой.

II. Основное назначение и применение судовой холодильной

установки транспортных судов.

Назначение холодильной установки – отвод внешнего теплопритока через изоляцию, а также тепла, образующегося в трюмах в результате жизнедеятельности продуктов (фрукты), или тепла, поступающего от каких-либо внутренних источников (освещение, работающие механизмы), либо тепла от частичной замены воздуха в трюме свежим тёплым наружным воздухом.

Холодильные (рефрижераторные) установки в настоящее время имеются на каждом грузовом и пассажирском судне. Кроме того, особые суда – рефрижераторы специально предназначены для перевозки скоропортящихся грузов; все трюмы таких судов приспособлены для искусственного охлаждения. На прочих судах холодильные установки служат для охлаждения специального помещения (провизионной камеры), в котором хранятся продукты, или для охлаждения трюма, выделенного для перевозки скоропортящихся грузов, а также для охлаждения воздуха в системе кондиционирования воздуха жилых и служебных помещений при высокой температуре окружающей среды. Искусственный холод применяется, кроме того, для получения пищевого и технического льда, для создания оптимальных климатических условий в судовых помещениях и других специальных целей.

III. Устройство холодильных установок

Принципиальная схема холодильной установки:

1 – поршневой компрессор с электродвигателем;

2 – всасывающий клапан;

3 – нагнетающий клапан;

5 – соленоидный клапан, управляемый от датчика времени работы;

7 – терморегулирующий клапан, управляемый от датчика температуры;

Компрессор – основной элемент холодильной машины, осуществляющий отсасывание хладагента из испарителя, сжатие пара и нагнетание его в конденсатор.

На морских судах применяют в основном поршневые компрессоры (рис.1)., В качестве привода в основном применяют электродвигатели, которые соединены с компрессором эластичной муфтой или через приводные ремни.

Компрессоры подразделяются по следующим признакам:

— по способу сжатия:

а) одноступенчатого сжатия;

б) двухступенчатого сжатия (пар сжимается последовательно в двух цилиндрах);

в) трёхступенчатого сжатия (пар сжимается последовательно в трёх цилиндрах).

— по расположению осей цилиндров:

— по числу рабочих полостей цилиндра:

а) простого действия (пар сжимается только с одной стороны поршня);

б) двойного действия (пар сжимается с обеих сторон поршня).

— по числу цилиндров:

Водный хладотранспорт имеет следующие преимущества по сравнению с железнодорожным:

Рефрижераторный тоннаж стоит дешевле равновеликой ёмкости железнодорожных вагонов-ледников;

Рефрижераторный тоннаж может быть использован если не для всех грузов, то во всяком случае для грузов, не имеющих запаха и не портящих оборудования трюмов. Поэтому он может быть использован в обе стороны рейса, в то время как изотермические вагоны обычно используются только в одном направлении и при правильной эксплуатации подлежат срочному возврату;

Рефрижераторный тоннаж позволяет осуществлять любой требуемый температурный режим хранения.

Размещение холодильных установок на судах.

Оборудование холодильных установок размещают на судне в соответствии с требованиями Правил Регистра. При этом для рациональной работы холодильной установке, важное значение имеет выбор места её размещения.

1.Холодильная установка на судах устанавливают в отдельных помещениях;

2.Машинное отделение холодильной установки, состоящее из компрессорного и аппаратного отделений чаще располагают в двух помещениях;

3.В компрессорном отделении монтируют: 1)компрессоры, 2) промежуточные сосуды, электрооборудование, пусковую аппаратуру;

4.В аппаратурном – испарители, насосы и другое оборудование;

5.Аппаратное отделение располагают рядом с компрессорным.

В зарубежной практике постройки рефрижераторных судов для улучшения обслуживания оборудования (своевременный ремонт, покраска и т.д.) иногда аппараты, насосы, трубопроводы, работающие, при низких температурах в процессе монтажа не изолируют, но изолируют отделения (переборки) аппаратного помещения.

6. Кроме того, в отдельном блоке предусматривают помещения для хранения баллонов с холодильным агентом и запчастей.

7. Для облегчения монтажа и ремонта оборудования машинные отделения должны быть оборудованы специальными подъемными устройствами.

8.Высота машинного отделения определяется габаритными размерами устанавливаемого холодильного оборудования и монтажными размерами.

Прежде чем приступить к монтажу, необходимо проверить соответствие фактических размеров судовых помещений проектным размером, а также наличие монтажных проемов.

Планировка рефрижераторного машинного отделения должна отвечать следующим требованиям Правил Регистра: 1) обеспечить удобную эксплуатацию, разборку и ремонт машин и аппаратов; 2) для уменьшения влияния морской качки устанавливать компрессоры так, чтобы ось коленчатого вала или ротора располагалась в плоскости параллельной диаметральной плоскости судна; 3) устанавливать машины и аппараты холодильной установки в порядке, соответствующем функциональной последовательности в схеме; 4) при расстановке оборудования иметь наименьшее число колен и изгибов технологических трубопроводов; 5) при монтаже агрегатированного оборудования обеспечивать полную взаимозаменяемость; 6) предусмотреть самостоятельный кингстон для водяных насосов, питающих забортной водой конденсаторы и компрессоры; 7) судовые холодильные установки должна иметь централизованный автоматический контроль параметров охлаждаемых помещений (трюмов).

Согласно Правилам Регистра аммиачные холодильные машины устанавливают в изолированных газонепроникаемых помещениях. Эти помещения должны быть оборудованы приточной естественной и искусственной вентиляцией с 40 — кратным обменом воздуха в час, для фреоновых — 20 — кратный обмен воздуха. Для аммиачных холодильных установок помещение должно иметь 2 выхода: один непосредственно на верхнюю палубу.

Компрессоры, конденсаторы, испарители и другое оборудование холодильной установки располагают так, чтобы обслуживание, ремонт, очистка и окраска не были затруднены. Должны быть обеспечены свободная выемка валов, поршней, возможность очистки трубок теплообменных аппаратов.

Свободные проходы между выступающими частями оборудования и судовыми переборками должны быть не менее 700 мм.

Машинное отделение для уменьшения влияния качки на работу холодильной установки желательно выбирать в районе диаметральной плоскости судна (ДП), по возможности ближе к мидель — шпангоуту. При этом аппараты ХУ со свободным уровнем жидкости (ресиверы, конденсаторы, испарители и т.д.) следует устанавливать продольными осями параллельно ДП.

Для уменьшения гироскопического эффекта при качке компрессора и электродвигатели рекомендуется располагать осями валов также параллельно ДП.

Подготовка реф. машинного отделения перед монтажом оборудования состоит из ряда мероприятий:

1.машинное отделение должно быть испытано: 1) на газонепроницаемость; 2) проверено при помощи шлангового уровня.

2. должны быть подготовлены фундаменты под устанавливаемое оборудование.

После окончания испытания помещения и корпусных работ опорные плоскости фундаментов расконсервируют и обрабатывают. Проверяют соответствие конфигурации и размеров фундаментов проектным и допуски отклонений их от основных ориентирующих плоскостей (ДП, основной, мидель – шпангоута) при помощи струны .

Перед установкой оборудования судовые фундаменты принимает представитель ОТК.

Для сохранения опорной поверхности фундаментов от повреждения при предварительной установке оборудования на фундамент укладывают деревянные бруски по толщине равные устанавливаемым компенсирующим звеньям. Деревянные бруски убирают перед установкой оборудования на отжимных устройствах.

Для вертикального перемещения монтируемого оборудования устанавливают отжимные болты, завернутые в резьбовые отверстия лап механизма.

Возможна поставка холодильных машин, смонтированы на переходных фундаментах, уже от центрованных на заводах изготовителях. Тогда переходный фундамент приваривают к судовому, при этом обязательно проверяют центровку агрегата, т.к. в процессе сварки может произойти коробление фундамента.

Для правильной установки машин и аппаратов на судовой фундамент при погрузке их предварительно размечают. Рисками намечают точки совпадения на фундаментной раме машины или аппарата и их фундамента, или за базу отчета принимают конструкции корпуса судна (поперечная переборка); используют также отверстия в лапах оборудования для фундаментных болтов. При этом машины или аппараты перемещают с помощью отжимных устройств и болтов.

Практика эксплуатации показала удачное расположение реф. отделения на транспортных рефрижираторах «Остров Русский» и «Амурский залив». Здесь оборудование было установлено в изолированных помещениях в средней части судна. При этом уменьшается влияние шума на экипаж от работы компрессоров. Расположение холодильных машин в центре относительно потребителей холода создало рациональные условия для разводки трубопровода и сокращения его длины.

Другим примером расположения холодильных установок являются промысловая база «Восток».

В состав холодильной установки входили 8 морозильных аппаратов, 5 рассольных испарителей, 6 льдогенераторов, 4 компрессора ДАУУ-100; 7 компрессоров АУ-400, 6 компрессоров РАБ- 300с, один компрессор ДАУ-50, 6 конденсаторов с площадью поверхности теплообмена 350 м 2 каждый.

1) Компрессорный зал располагался на уровне палубы завода; 2) ниже на палубе – танки-конденсаторы, ресиверы, маслоотделители; 3) еще ниже – на уровне платформ – испарители и насосы холодильного агента; 4) циркуляционные ресиверы были установлены между палубой танков и платформой непосредственно насосами для циркуляции холодильного агента на высоте, которая обеспечивает необходимый подпор для насоса.

Существенную роль при проектировании, монтаже и эксплуатации играет способ разводки трубопроводов холодильного агента. Она может быть верхняя или нижняя; чаще проектируется верхняя. При верхней разводке трубопроводы проходят под подволоком помещения с учетом прохода для проведения монтажа и ремонта оборудования. Размещение теплообменных аппаратов в этом случае создает опасность гидравлического удара.

На плавбазе «Кронтштадская слава» машинное отделение холодильной установки располагалось на 3-х палубах.

На верхнем этаже смонтированы 7 поршневых компрессоров и 6 винтовых компрессорных агрегатов. Здесь же пульт управления.

Ниже, во втором помещении расположены 4 конденсатора и 3 линейных ресивера, 4 центробежных насоса.

Расположение компрессоров выше испарителей и конденсаторов позволило значительно уменьшить опасность гидравлического удара, а также избежать накапливания холодильного агента и масла во всасывающих трубопроводах.

В последние годы в судовой холодильной технике наметилась тенденция использования децентрализованных систем охлаждения на базе серийных агрегатированных холодильных машин.

Децентрализованные машины малой и средней производительности выполняются на базе поршневых и бессальниковых компрессоров, которые используются в установках 1) кондиционирования воздуха, 2) для провизионных камер,3) для технологических целей.

Примером децентрализованной многокомпрессорной системы охлаждения может служить рефрижераторное судно – банановоз «Поляр Эквадор». Груз хранится в 7 изолированных друг от друга помещениях, которые охлаждаются группой из 5-8 компрессоров. В целом на судне установлено 50 компрессоров полугерметичного типа. Холодильная установка полностью автоматизирована, объединена общей станцией автоматического управления.

Каждая группа компрессоров обслуживает свое помещение с помощью 2 воздухоохладителей непосредственного охлаждения хладоном R22.

При решении вопроса децентрализации важно провести технико-экономическое сравнение различных вариантов.

Проведем такое сравнение, когда число компрессоров, работающих на R22 в децентрализованной схеме вдвое больше, чем централизованной.

Холодильное оборудование на судах.

В России первое появление холодильных машин датируется 1888 годом — в Астрахани на рыбоперерабатывающем заводе впервые начала использоваться холодильная установка. Чуть позже в Белгороде был запущен первый холодильник для яиц и птицы. Масштабное изготовление специального оборудования можно отнести к началу 20 века – далее развитие холодильной техники пошло семимильными шагами.

В наши дни холодильные машины применяются и в судоходстве. Сфера их использования обычно определена типом и назначением судна. Холодильное оборудование для судов и паромов всех типов условно делится на провизионную и производственную. На каждом судне есть провизионная кладовая, камера, использующаяся для хранения продуктов питания. Она делится на несколько отсеков, в которых хранят различную продукцию, не требующую охлаждение или наоборот нуждающуюся в нем.

Продукты, не нуждающиеся в охлаждении, делятся на не расфасованные и расфасованные. Вне зависимости от фасовки такие припасы требуют хранения в специализированных сухих кладовых, с плюсовой температурой и небольшой влажностью. Провизионные кладовые надежно запираются, а сами продукты систематически сортируются и размещаются в местах недоступных для вредителей. Зараженная и испорченная продукция выбрасывается.
К продуктам, нуждающимся в холоде, предъявляются те же требования. Нужно, однако, не забывать, что срок хранения такой продукции меньше и без использования холодильной техники тут не обойтись.

Продукты, для которых необходимо хранение в холоде, делятся на две группы: замороженные и охлажденные. Замороженную продукцию хранят при диапазоне температур от -18°С до -23°С с момента замораживания и до времени приготовления из них еды. После размораживания их следует сразу же использовать и ни в коем случае не подвергать вторичному замораживанию. Замороженные продукты для большего удобства перед отправкой на хранение делят на порции, а после открытия упаковки не использованный продукт следует завернуть и положить в морозильную камеру, но уже прямо в камбузе и при первой же возможности сразу его использовать.

Производственные холодильные установки отвечают за технологические процессы, происходящие на судне, например, за поддержание нужной температуры воздуха в помещениях, за систему кондиционирования, за обеспечение работоспособности судовых систем. В состав судовой холодильной системы входят холодильные машины, использующиеся для изготовления и применения искусственного холода, а так же набор нужных автоматизированных систем, которые обеспечивают бесперебойную работу холодильных машин.

Холодильное оборудование на суднах можно применять по-разному, все зависит от вида судна и его назначения. Например, суда большегрузы используют его для охлаждения емкостей предназначенных для пожаротушения. На кораблях рефрижераторах холод применяется при замораживании и хранении быстро портящихся продуктов. Рыбопромысловые суда с помощью холодильных машин замораживают улов, а суда-газовозы с их помощью поддерживают необходимый температурный режим при перевозке газов.

Эксплуатация судового холодильного оборудования проходит в очень тяжелых условиях. На технику влияют разница температур и влажности воздуха, температура воды за бортом, вибрация и качка, и еще ряд неблагоприятных факторов. Поэтому только предъявление особо завышенных требований к соблюдению правил эксплуатации холодильного оборудования может способствовать проведению безопасного плавания и сохранности перевозимой продукции.

Смотрите так же:

  • Межотраслевые правила по от при эксплуатации газового хозяйства организаций Постановление Минтруда РФ от 12 мая 2003 г. N 27 "Об утверждении Межотраслевых правил по охране труда при эксплуатации газового хозяйства организаций" Постановление Минтруда РФ от 12 мая 2003 г. N 27"Об утверждении Межотраслевых правил по охране труда при эксплуатации газового хозяйства […]
  • Заявления на выбор врача Заявление о выборе врача Образец №3 Заявление о выборе врача Главному врачу_____________________________ (наименование медицинской организации) __________________________________________ (Ф.И.О. руководителя МО) от ________________________________________ (Ф.И.О. гражданина) […]
  • Как оформить дом после смерти мужа Как оформить дом после смерти мужа Эта страница отображается в тех случаях, когда автоматическими системами Google регистрируются исходящие из вашей сети запросы, которые нарушают Условия использования. Страница перестанет отображаться после того, как эти запросы прекратятся. До этого […]
  • Заключил договор с юристом Как заключать договор с адвокатом (юристом)? Как это сделать? Казалось бы, ничего такого уж сверхестественного в этом нет: находишь, мол, хорошего адвоката (по знакомству или еще как), обсуждаешь с ним все детали своей юридической проблемы, заключаешь с ним договор – и все. Однако, не […]
  • Как получить разрешение на хранение ношение оружия Получаем лицензии на травматическое и гладкоствольное оружие Вы можете спросить зачем нужно получать лицензию на оба вида оружия. На то есть три довода: 1 — Практичность. Травматические оружие единственно эффективное легальное средство самообороны, а гладкоствольное — для охоты и для […]
  • Как оформить возврат товара надлежащего качества Что нельзя вернуть по закону Не вся продукция может быть возвращена в магазин. Это обусловлено ее свойствами и спецификой применения. Согласно постановлению №55 Правительства РФ невозможно оформить отказ от товара, который не имеет дефектов, для определенных категорий. вещи, […]