Чиллер – это водоохлаждающая машина, предназначенная для снижения температуры воды или жидких хладоносителей. На этой странице будет подробно рассмотрена схема и устройство чиллера , а также как он работает.

Основана на практически безостановочном цикле (в зависимости от вида потребителя). заключается в том, чтобы охладить, нагретую потребителем воду на несколько градусов и подать её в таком виде на потребитель или на промежуточный теплообменник, в котором вода (если её температура не позволяет пускать её на прямую в ) охлаждается на, практически, любое количество градусов. Необходимое значение снижения температуры хладоносителя - задаётся будущим пользователем водоохладителя в зависимости от вида и характеристик хладоносителя, требуемых потребителем этого самого хладонгосителя. Оборудованием, которому требуется холодная энергия, передаваемая от водоохлаждающей машины к хладоносителю могут быть самые разнообразные потребители: станки, системы кондиционирования воздуха, термопластавтоматы, индукционные машины, масляные насосы, станки по изготовлению полиэтиленовой плёнки и другие системы, требующие требующие при своей работе постоянной подачи к ним охлаждённой воды. Разнообразные модификации и широкий диапазон холодопроизводительности позволяет использовать водоохладители, как для одного потребителя с очень маленьким тепловыделением, так и для предприятий с большим количеством станков большой выделяемой тепловой мощности. Помимо этого, охладители воды применяются в пищевой промышленности во многих технологических линиях по производству напитков и других продуктов, для обеспечения охлаждения льда катков и ледовых площадок, в металлообработке (индукционные печи), в исследовательских лабораториях (обеспечение работы испытательных камер) и т.д. и т.п.

Выбор водоохлаждающей машины – это серьезная задача, требующая таких специфических знаний как устройство чиллера, а так же принцип взаимодействия чиллера совместно с другими элементами общей схемы. Для принятия грамотного решения о том, какой охладитель оптимально впишется в схему совместной работы всех потребителей и самого охладителя - необходим большой опыт расчетов, подбора и последующего успешного внедрения комплекса оборудования на базе охладителей воды в технологический процесс, каким и обладают наши специалисты. Отдельной сферой является автоматизация чиллера, которая позволяет сделать работу устройства еще более эффективной, оптимизировав контроль и управление за всеми протекающими процессами. Конечно же, для того чтобы подобрать холодильный аппарат, нет необходимости знать все тонкости работы холодильной машины и автоматику чиллера, но основополагающие знания принципов помогут вам наиболее чётко сформулировать техническое задание для расчета и профессионального подбора всех элементов, из которых потом будет собрана совместная с потребителями схема чиллера.

Схема чиллера

На приведённом ниже чертеже - будет разобрана , дано описание его элементов и их функциональная принадлежность. В результате чего Вам будет понятно , как осуществляется работа чиллера и всех его элементов.

Водоохлаждающая машина работает по принципу сжатия газа с выделением тепла и его последующим расширением с поглощением тепла, т.е. выделением холода. Водоохлаждающая машина состоит из четырех основных элементов: компрессор, конденсатор, ТРВ и испаритель. Тот элемент, в котором вырабатывается холод называется - испаритель. Задача испарителя – отвести тепло от охлаждаемой среды. Для этого через него протекает хладоноситель (вода) и хладагент (газ, он же фреон). До попадания в испаритель газ в сжиженном виде находится под большим давлением, попадая в испаритель (где поддерживается низкое давление) фреон начинает кипеть и испаряться (отсюда название Испаритель). Фреон кипит и отбирает энергию у хладоносителя который находится в Испарителе, но отделен от фреона герметичной перегородкой. В результате этого хладоноситель охлаждается, а хладагент – повышает свою температуру и переходит в газо-образное состояние. После этого газообразный хладагент попадает в компрессор. Компрессор сжимает газообразный хладагент который при сжатии нагревается до высокой температуры в 80...90 ºС. В этом состоянии (горячий и под высоким давлением) фреон попадает в конденсатор, где за счёт обдува окружающим воздухом охлаждается. В процессе охлаждения газ - фреон конденсируется (поэтому блок, в котором происходит этот процесс называют - конденсатор), а при конденсации газ переходит в жидкое состояние. На этом цепь преобразования фреона из жидкости в газ и обратно подходит к своему началу. Начало и конец этого процесса разделяет ТРВ (термо- расширительный вентиль) который является по сути - большим сопротивление по ходу движения фреона из конденсатора в испаритель. Это сопротивление обеспечивает перепад давления (до ТРВ - конденсатор с высоким давлением, после ТРВ - испаритель с низким давлением). По пути движения фреона по замкнутому контуру есть ещё и второстепенные элементы, которые улучшают процесс и повышают эффективность описанного цикла (фильтр, вентили и соленоидные вентили и регуляторы, переохладитель, система добавления масла для компрессора и масло отделитель, ресивер и прочее).

Устройство чиллера

На схеме ниже - приведено изображение компактной машины по охлаждению воды - чиллер устройство, моноблочного исполнения в частично разобранном виде (сняты защитные боковины корпуса). На этом изображении хорошо видны все, указанные в схеме данной водоохлаждающей машины элементы, а так же элементы водяного контура, не попавшие в принципиальную схему (водяной насос, реле протока на трубопроводе подачи хладоносителя потребителю, водяной фильтр, манометр измерения напора хладоносителя, накопительная емкость для воды, фильтр на водяной линии).

Питер Холод - поставщик Промышленных водоохладителей и машин для систем кондиционирования. Мы готовы разработать и создать для вас чиллеры, подходящие для реализации ваших профессиональных задач. Также мы производим сервисное обслуживание, ремонт и автоматизацию чиллеров. Если вы желаете дистанционно управлять собственным оборудованием, или хотели бы защитить его от распространенных проблем, автоматика чиллеров позволит вам добиться всех этих целей. Наша команда готова к реализации проектов любого объема и сложности. Просто свяжитесь с нами удобным для вас способом, и мы проконсультируем вам по любом интересующему вопросу.

СУДОВ

Глава 11 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ

РЫБЫ ХОЛОДОМ

11.1 Оборудование для охлаждения рыбы перед замораживанием

Оборудованием для охлаждения рыбы служат баки, ванны, чаны, механизированные установки и системы предварительного охлаждения. Системой предваритель­ного охлаждения называют совокупность аппаратов и трубопроводов.

Баки и ванны применяют для охлаждения и хранения рыбы, пересыпая ее мелкодробленым или чешуйчатым льдом; в брезентовых чанах охлаждают рыбу в морской воде, добавляя к ней лед.

В качестве емкости может быть также использован трюм судна, в который укладывают рыбу, послойно пе­ресыпанную льдом.

Расход льда (в кг) на охлаждение рыбы определяют по формуле:

где М - масса охлаждаемой рыбы, кг;

с - теплоемкость рыбы, кДж/(кг-К);

tн. tк-начальная и конечная температура рыбы, С С;

334,88 - теплота плавления водного льда, кДж/кг.

Система предварительного охлаждения рыбы морской водой, охлажденной рассольными батареями, представ­лена на рисунке 11.1. Процесс охлаждения ускоряют, добавляя чешуйчатый лед. Оборудование системы состоит из цистерн-охлади­телей общей емкостью 10 т морской воды с рассольны­ми батареями, циркуляционных насосов, трубопроводов, цистерны загрязненной воды и льдогенераторов.

В цистерны с водой, охлажденной до температуры -1°С, загружают пересыпанную льдом рыбу. Продол­жительность охлаждения в цистерне составляет 1,5 - % ч, В этих же цистернах рыбу можно хранить в течение 5-б ч. Выгружают рыбу из цистерн специальным элеватором.

В системе предварительного охлаждения рыбы, при­веденной на рисунке 11.2 предусмотрено наличие специаль­ного водоохладителя.

В систему включен приемный бункер, льдогенератор, цистерны-охладители, цистерны-аккумуляторы (стокеры), транспортер, водоохладители и циркуляционные насосы.

Рисунок 11.1 - Система предварительного охлаждения рыбы морской водой,

охлажденной рассольными батареями, смонтированными в ваннах-цистернах.

Рисунок 11.2 - Система предварительного охлаждения рыбы морской водой,

предварительно охлажденной в водоохладителе:

1 - охладители; 2 - отделитель рыбы от воды; 3 - отстойный фильтр; 4 - льдогенератор;

5 - бункер емкостью 20 т; 6 – транспортер; 7 - трубопровод сжатого воздуха;

8 - бункеры емкостью 9 - стокеры; 10 - насосы.

Выловленную рыбу без предварительной сортировки выгружают из трала в приемный бункер через люк, рас­положенный на приемной палубе. Одновременно рыба пересыпается чешуйчатым льдом, поступающим из льдо­генератора, установленного над бункером. Приемный бункер выполнен с наклонным дном и двумя люками для выгрузки рыбы.

Выгруженную из бункера рыбу подвергают первой грубой сортировке, после чего передвижным транспорте­ром подают в цистерну-охладитель или цистерну-акку­мулятор, где она охлаждается или хранится в охлаж­денной до -1°С морской воде. Каждая цистерна, вмеща­ющая 9 т рыбы и 9 м 3 воды, имеет индивидуальный водоохладитель, центробежный насос, систему трубопрово­дов и пневматических клапанов.

Водоохладитель выполнен в виде закрытого бака ем­костью 4 м 3 , в котором размещена гладкотрубная бата­рея непосредственного кипения аммиака.

Управление работой стокеров осуществляется с цен­трального пульта управления.

Перед загрузкой рыбы в систему цистерну-охладитель заполняют морской водой, температура которой в ре­зультате циркуляции по схеме цистерна-охладитель - насос - водоохладитель - цистерна-охладитель понижа­ется до -1 о С.

Затем загружают рыбу, а циркуляция воды продол­жается по той же схеме. Перед выгрузкой рыбы система пневматических клапанов переключается таким образом, чтобы насос забирал воду из водоохладителя и нагнетал в цистерну-охладитель рыбы, а рыба вместе с водой по­ступает в водоотделитель (общий для четырех цистерн-охладителей-аккумуляторов).

Вода из водоотделителя стекает в отстойник, а затем в водоохладитель. Охлажденная рыба поступает на тран­спортер второй сортировки и направляется на дальней­шую обработку.

Конвейерная система охлаждения (рисунок 11.3) состоит из пластинчатого конвейера 6, циркуляционного насоса 1, водоохладителя 3 и водяных трубопроводов 4. Рыба поступает на пластинчатый транспортер, который прохо­дит через закрытый бункер 7, заполненный охлажденной морской водой. Морская вода циркулирует по схеме: за­крытый бункер 7 -насос 1- водоохладитель 3 - закрытый бункер. Изменение скорости движения конвейера позволяет охлаждать рыбу различных размеров. Рыба в охладитель поступает через загрузочное устройство 5, охлажденная рыба отводится через разгрузочное устрой­ство 2. Конвейерная система проста в эксплуатации и эффективна. Система предварительного охлаждения рыбы на транспортере путем орошения ее морской охлажденной водой показана на рисунке 11.4.

Оросительный рыбоохладитель представляет собой, сетчатый многоярусный транспортер, при движении ко­торого сверху вниз рыба охлаждается морской водой или хладоносителем.

Система забортной воды

Трубопровод забортной воды обеспечивает:

прием воды электронасосами охлаждения и опреснительной установки из перемычки, куда забортная вода подается из днищевого или бортового кингстонных ящиков через фильтры;

прокачку холодильников пресной воды, и отвод воды автоматически за борт или на циркуляцию;

подачу воды на опреснительную установку.

Основные технические данные

Система охлаждения забортной водой ГД

Для приема забортной воды в систему охлаждения в МКО предусмотрены днищевой и бортовой кингстонные ящики, из которых вода через фильтры поступает в приемный ящик забортной воды. Система обслуживается двумя охлаждающими насосами RVD-450E, один из которых является резервным. Резервный насос включается автоматически при падении давления воды в системе. Насос принимает забортную воду из приемного ящика забортной воды и подает через регулятор температуры к холодильникам пресной воды.

Этот регулятор, в зависимости от температуры забортной воды на выходе из насосов, направляет воду из холодильников за борт через невозвратно-запорный клапан и на прием к охлаждающим насосам через задвижку и невозвратно-запорный клапан в кингстонный ящик или в приемную магистраль охлаждающих насосов.

К одному из главных охлаждающих насосов подведена магистраль аварийного осушения МО через клапан.

Воздушные трубы из кингстонных ящиков объединены и выведены на открытую часть ВП и заканчивается гуськом.

Для выпуска воздуха из холодильников предусмотрены трубы, которые присоединены к воздушной трубе из кингстонных ящиков.

Рисунок 20. Принципиальная схема охлаждения забортной водой СЭУ

Система пресной воды

В систему охлаждения пресной водой входят:

система пресной воды охлаждения главного двигателя;

система пресной воды охлаждения дизель-генераторов.

Система охлаждения пресной водой предназначена для:

охлаждения главного двигателя и дизель-генераторов;

прогрева неработающего главного двигателя подогревателем пресной воды;

подачи греющей воды на водоопреснительные установки;

Общее описание и основные технические данные

системы охлаждения главного двигателя пресной водой

Заполнение водой системы производится электронасосом перекачки пресной воды из цистерны запаса котельной воды через клапаны и в расширительную цистерну. Вода подается также в цистерну присадок через клапан, а из нее через клапан и кран - в расширительную цистерну.

Из расширительной цистерны через клапан производится заполнение системы водой, а также пополнение утечек во время работы системы.

Система охлаждения главного двигателя обслуживается двумя охлаждающий электронасосами пресной воды, один из которых является резервным. Резервный насос включается автоматически при падении давления воды в системе.

К главному двигателю вода поступает через регулятор температуры воды, подаваемой насосом, регулирует количество воды, проходящей через холодильники, обеспечивая необходимый температурный режим охлаждения двигателя.

Пресная вода из главного двигателя поступает в деаэрационный бак, в котором происходит отделение воздуха и паровоздушной смеси. На магистрали пресной воды после охлаждающих насосов ГД производится отбор греющей воды для опреснительных установок.

Для подогрева неработающего главного двигателя в системе предусмотрен подогреватель пресной воды, к которому подается пар из системы обогревания.

Система охлаждения дизель-генераторов пресной водой.

Заполнение водой системы производится электронасосом перекачки пресной воды из цистерны запаса котельной воды через клапаны.

Вода подается в расширительную цистерну дизель-генераторов оттуда через клапана производится заполнение системы, а также пополнение утечек во время работы системы.

Система пресной воды каждого дизель-генератора обслуживается своим центробежным насосом, навешанным на двигатель.

Подача воды в рубашки дизель-генераторов производится через холодильники пресной воды, задвижки.

Для поддержания постоянной температуры пресной воды, у выпуска охлаждающей воды из двигателей установлен термостатический клапан.

Для постановки неработающего дизель-генератора в "горячий" резерв в системе пресной воды двигателя предусмотрен электрический подогреватель.

Рисунок 21. Принципиальная схема охлаждения СЭУ пресной водой

В случае повреждения системы охлаждения пресной водой дизель-генераторы могут охлаждаться забортной водой при снятии глухих фланцев, разделяющих системы пресной и забортной воды.

Отвод паровоздушной смеси от дизель-генераторов осуществляется в расширительную цистерну дизель-генераторов.

Трубопроводы системы окрашены под цвет помещения. На трубопроводах пресной воды нанесены отличительные знаки два широких кольца зеленого цвета.

Контрольно-измерительные приборы.

Для контроля за работой системы предусмотрены манометры, местные и дистанционные термометры, сигнализаторы нижнего уровня, сигнализаторы давления и температуры.

Система сжатого воздуха

Система сжатого воздуха среднего и низкого давления обеспечивает:

Заполнение сжатым воздухом от электрокомпрессоров баллонов пускового воздуха ГД и ДГ, низкого давления заполнение баллонов аппаратов СО;

подачу сжатого воздуха из баллонов в пусковые устройства двигателей при запуске;

продувание масляных фильтров главного двигателя;

судовые нужды, пневмоинструмент и пневмоцистерны.

Система сжатого воздуха высокого давления обеспечивает:

Заполнение от электрокомпрессора баллонов от пусковых баллонов аварийного дизель-генератора и дизеля мотопомпы баллонов пневмопитания системы и баллонов спасательных шлюпок.

Системы воздухоснабжения и газовыпуска

Все грузовые и отстойные танки оборудованы газоотводной системой, автономной для каждого, танка и предназначенной для обеспечения газообмена между грузовым танком и атмосферой.

Каждый грузовой и отстойный танк оборудован высокоскоростным газовыпускным устройством и вакуумным клапаном с пламяпрерываюшей сеткой. Выпуск газа из танков через высокоскоростное газовыпускное устройство осуществляется со скоростью не менее 30 м/с.

Рисунок 22. Принципиальная схема системы сжатого воздуха СЭУ

Площадь сечения труб автономной газоотводной системы обеспечивает удаление газов из одного танка при грузовых операциях с производительностью не более 1100м3/ч.

Система газовыхлопа главного и вспомогательных двигателей

Система газовыхлопа обеспечивает отвод выхлопных газов от главного двигателя через утилизационный котел, вспомогательных дизель-генераторов, аварийного дизель-генератора и дизеля мотопомпы через глушители в атмосферу. Утилизационный котел и все глушители оборудованы искроулавливателями.

Рисунок 23. Принципиальная схема газовыпускной системы СЭУ

Выхлопные трубы изолированы и обшиты металлическим кожухом.

В системе газовыхлопа предусмотрен постоянный дренаж гудрона и аварийный слив воды от утилизационного котла.

Система холодоснабжения с одним чиллером наружной установки с осевыми вентиляторами - одна из самых распространенных и достаточно простых систем. В качестве теплоносителя в системе, как правило, используется вода, в отдельных случаях возможно применение теплоносителей с низими температурами замерзания (раствор этиленгликоля, рассолы и т.д.).

Циркуляция теплоносителя в системе осуществляется с помощью насосной группы. На схеме показанной в качестве примера, насосная группа состоит из двух насосов, один из которых основной, второй резервный.

Расширительный мембранный бак служит как для предотвращения гидравлических ударов при работе насосов, так и для компенсации изменения объема теплоносителя вследствие изменения его температуры.

Бак - аккумулятор предназначен для увеличения тепловой инерционности системы и сокращения количества циклов пуска/остановки холодильной машины.

При использовании потребителей с переменным расходом теплоносителя (например, фанкойлов с регулированием холодопроизводительности изменением расхода двухходовыми клапанами) необходимо обеспечить постоянный расход жидкости через теплообменник испарителя холодильной машины. На схеме показан вариант с установкой регулятора перепада давлений на перемычке между распределительными коллекторами для обеспечения постоянного расхода на испарителе. В случае использования потребителей с постоянным расходом (трехходовые клапаны с байпасом на теплообменниках потребителей) перемычки с регулятором перепада не требуется.

Недостатки рассматриваемой схемы системы холодоснабжения:

• отсутствие резервирования холодильного оборудования,

В ряде случаев (при значительной холодопроизводительности системы, необходимости частичного резервирования холодильного оборудования) возникает необходимость в установке нескольких холодильных машин, работающих на одну систему холодоснабжения. В качестве примера приведена схема с установкой двух чиллеров с воздушным охлаждением конденсаторов .

Принцип работы системы аналогичен принципу работы системы с одним чиллером .

Недостатками рассматриваемой схемы системы холодоснабжения являются:

• необходимость частичного сезонного слива/заправки теплоносителя (в случае использования воды) и как следствие - повышенная коррозия трубопроводов и арматуры.
• колебания температуры теплоносителя при включении/ отключении одной из холодильных машин.
• невозможность круглогодичной эксплуатации системы.

Охлаждение ГД производится пресной водой по замкнутому контурам. Система охлаждения каждого двигателя автономная и обслуживается навешанными на двигателях насосами,а так же отдельно установленными охладителями пресной воды и общей для обоих двигателей расширительной цистерной.

Система охлаждения оборудована терморегуляторами,автоматически поддерживающие заданную температуру пресной воды за счет перепуска её помимо водоохладителей.Предусмотрена также возможность ручной регулировки температуры воды.

В каждый контур пресной воды включён маслоохладитель,в который вода поступает после водоохладителя и терморегулятора. Заполнение расширительной цистерны предусмотрено от системы водоснабжения открытым способом.

Охлаждение вспомогательного двигателя производится пресной водой по замкнутому контуру. Система охлаждения вспомогательного двигателя автономная и обслуживается, навешанным на двигатель насосом, водоохладителем и термостатом.

Расширительная цистерна ёмкостью 100 л оборудована указательной колонкой,сигнализатором нижнего уровня, горловиной.

Система охлаждения забортной водой

Для приёма забортной воды предусмотрены два кингстонных ящика, соединенных через фильтр и клинкетные задвижки кингстонной магистралью.

Системы охлаждения главных и вспомогательных двигателей автономные и обслуживаются навешанными насосами забортной воды. Навешанные насосы главных двигателей принимают воду из кингстонной магистрали прокачивают её через водоохладители и через невозвратно-запорные клапаны, расположенные ниже ватерлинии,за борт.

Насос вспомогательного двигателя принимает воду из кингстонной магистрали,прокачивает её через водоохладитель и через невозвратно- запорный клапан за борт ниже ватерлинии. Предусмотрена также подача воды в приёмный трубопровод насоса вспомогательного двигателя от напорного трубопровода насоса забортной воды главного двигателя правого борта. Для возможности регулирования температуры охлаждающей воды вспомогательного двигателя предусмотрен перепускной трубопровод.

От напорных трубопроводов насосов забортной воды каждого главного двигателя предусмотрены отборы воды на охлаждение упорных и дейдвудных подшипников соответствующего борта.

От отливных магистралей главных двигателей предусмотрены отборы воды на рециркуляцию в соответствующие кингстонные ящики.

Охлаждение компрессора сжатого воздуха забортной водой осуществляется от специального электронасоса с отливом воды ниже ватерлинии за борт.

В качестве насоса охлаждения электрокомпрессора установлен центробежный горизонтальный одноступенчатый электронасос ЭЦН18/1 с подачей 1 м3 при напоре 10 м вод.ст.

Система сжатого воздуха

В МКО установлены 2 баллона сжатого воздуха ёмкостью по 60 кгс/с м2 .

Из одного баллона воздух используется для пуска главных двигателей,для работы тифона и на хознужды, другой баллон является резервным и воздух из него используется только для пуска главного двигателя. Общий запас сжатого воздуха на судне обеспечивает не менее 6 пусков одного подготовленного к пуску главного двигателя без подкачки воздуха в баллонах. Для понижения давления сжатого воздуха установлены соответствующие редукционные клапаны.

Заполнение баллонов сжатым воздухом предусмотрено от одного автоматизированного электрокомпрессора.

Баллоны сжатого воздуха емкостью по 40 л, снабжены головками с необходимой арматурой, манометром и устройством для продувания.