13.6. Регулирование подачи аммиака в испарительную систему

Правильное регулирование расхода хладагента, поступающего в испарительную систему, обеспечивает нормальный температурный режим, экономичность и безопасность работы холодильной установки.

При неизменной тепловой нагрузке расход жидкого хладагента, подаваемого в испарительную систему, должен быть постоянным. Увеличение подачи хладагента в систему при тех же условиях приводит к повышению давления и температуры кипения, увеличению уровня хладагента в аппарате, компрессор начинает работать влажным ходом и может произойти гидравлический удар. Недостаточная подача жидкого хладагента в испарительную систему при постоянной тепловой нагрузке приводит к уменьшению давления и температуры кипения, и в компрессор засасываются перегретые пары, т. е. возрастает перегрев на всасывании. Повышение перегрева всасываемого пара в этом случае приводит к возрастанию температуры нагнетания, а следовательно, к опасному режиму работы компрессора.

Снижение тепловой нагрузки при постоянной (по массе) подаче хладагента приводит к возникновению возможности влажного хода из-за уменьшения количества выкипающего хладагента и переполнения испарителя, резкое повышение нагрузки — к возможности влажного хода вследствие бурного вскипания хладагента. Особенно опасным является внезапное повышение тепловой нагрузки. В неавтоматизированных холодильных установках, не имеющих защитных ресиверов, перед подключением к работающему компрессору дополнительной тепловой нагрузки (например, холодильной камеры после оттаивания или ремонта) прикрывают подачу жидкости в испарительную систему, закрывают всасывающий вентиль компрессора и постепенно открывают его только после подключения дополнительной нагрузки. Для предотвращения возможности влажного хода при резком повышении тепловой нагрузки администрация предприятия устанавливает порядок извещения дежурных машинистов холодильной установки о времени загрузки продукции в камеры холодильной обработки и хранения.

Подача хладагента в испарительную систему холодильной установки может осуществляться ручным регулирующим вентилем при ручном режиме работы или автоматическими приборами в автоматизированных установках.

При ручном регулировании подачи жидкого хладагента необходимо постоянно контролировать перегрев пара на всасывающей стороне компрессора, давление и температуру кипения в испарителе и температуру нагнетания. При уменьшении перегрева на всасывании и температуры нагнетания регулирующий вентиль прикрывают, при увеличении перегрева на всасывании и температуры нагнетания (если она не вызвана другими причинами) регулирующий вентиль приоткрывают.

При регулировании следует руководствоваться температурой всасываемых паров хладагента. Превышение нормальной температуры всасывания свидетельствует о недостаточном открытии регулирующего вентиля. В этом случае не вся поверхность испарителя включится в работу, температура кипения понизится, уменьшится холодопроизводительность компрессора и увеличится расход электроэнергии на единицу холода. При большом открытии регулирующего вентиля испарительная система переполняется холодильным агентом и часть жидкости попадает во всасывающий трубопровод, компрессор начинает работать влажным ходом, что может привести к гидравлическому удару.

Изменение величины перегрева пара, всасываемого в компрессор, происходит не сразу после изменения степени открытия регулирующего вентиля, поэтому открытие и закрытие регулирующего вентиля при нормальной работе производят постепенно, изменяя положение маховика вентиля на 1/8 — 1/4 оборота с выдержкой по времени 15—20 мин. При признаках недостаточной подачи жидкого хладагента неоднократное открытие регулирующего вентиля в течение нескольких минут может привести к внезапному влажному ходу.

Признаками влажного хода являются уменьшение или отсутствие перегрева на всасывании и быстрое снижение температуры нагнетаемых компрессором паров; увеличение степени обмерзания стенок всасывающих полостей компрессора. Влажный ход обычно сопровождается: в поршневом компрессоре — приглушенным стуком пластин клапанов и снижением давления в системе смазки; в винтовом — изменением характера шума работы и падением давления в системе смазки; в ротационном многолопаточном — изменением характера шума работы и повышением уровня масла в маслоотделителе.

При появлении признаков влажного хода немедленно останавливают компрессор, закрывают всасывающий и нагнетательный вентили, регулирующий вентиль и приступают к устранению причины влажного хода. Остановленный из-за влажного хода компрессор отсасывают другим компрессором, при этом во избежание замерзания воды из охлаждаемой рубашки отсасываемого компрессора предварительно сливают воду. Перед последующим пуском компрессора освобождают его всасывающий трубопровод от возможного скопления жидкого хладагента.
Для регулирования большое значение имеет установка регуляторов уровня и дистанционных указателей жидкого хладагента. Применение регуляторов уровня позволяет автоматически подавать в испаритель такое количество жидкого хладагента, которое успевает за это же время в нем испариться под воздействием тепловой нагрузки. Дистанционный указатель уровня сигнализирует обслуживающему персоналу об излишнем заполнении испарителя (или другого аппарата) или недостатке в нем жидкого хладагента.

При безнасосной системе ручное регулирование подачи хладагента в испаритель в значительной степени осложняется отсутствием в ряде случаев возможного контроля действительного заполнения каждой из параллельно подключенных испарительных систем. Переполнение даже одного из параллельно включенных испарителей приводит к влажному ходу компрессоров, обеспечивающих данную температуру кипения, несмотря на то что остальные испарительные системы могут быть заполнены недостаточно. Поэтому ручное регулирование подачи жидкого хладагента в многообъектные испарительные безнасосные системы довольно сложно и требует высокой квалификации обслуживающего персонала. Отсутствие измерительных приборов, показывающих нагрев пара в каждом из параллельно включенных охлаждающих устройств, осложняет процесс регулирования подачи и вынуждает ориентироваться по степени обмерзания трубопроводов, запорных вентилей и коллекторов. Применение дифференциальных логометров для контроля за перегревом на всасывании из каждого испарителя позволяет упростить и улучшить процесс регулирования подачи.

В холодильных установках с насосной системой непосредственного охлаждения перегрев пара на всасывании не зависит от подачи хладагента в циркуляционный ресивер, а определяется длиной всасывающего трубопровода, качеством его изоляции и в некоторой степени нагрузкой на испарительную систему. Однако недостаточная подача хладагента приводит к снижению уровня в циркуляционном ресивере и срыву работы циркуляционного насоса. Переполнение циркуляционного ресивера может вызвать влажный ход компрессора. Поэтому основным показателем правильности открытия, регулирующего вентиля в насосной системе является требуемый уровень жидкого хладагента в циркуляционном ресивере.

Автоматическое регулирование подачи жидкого хладагента в испарительную систему и автоматическая защита холодильных установок облегчают эксплуатацию, но не освобождают машиниста от постоянного контроля за параметрами работы холодильной установки, так как отказ или неисправность прибора автоматики могут привести к аварийному или опасному режиму.