6.6. Выпуск воздуха из системы

Воздух проникает в систему холодильной установки через неплотности на стороне низкого давления при работе установки с давлением кипения ниже атмосферного, в процессе ремонта, при заправке компрессора маслом методом вакуумирования (при нарушении правил заправки). Перед заполнением системы аммиаком производится ее вакуумирова-ние до давления 1,5—5,0 кПа, что соответствует наличию 1,5—5,0 % воздуха от емкости системы.
    Независимо от того, каким путем воздух попал в систему, он скапливается в конденсаторе и паровой части линейного ресивера. Циркуляции воздуха по системе препятствует гидравлический затвор, имеющийся в линейном ресивере, а при его отсутствии — в нижней части конденсатора.
    Влияние воздуха в системе на работу холодильной установки. Воздух, накапливающийся в конденсаторе, вызывает в нем постепенное повышение давления, так как Рк = Рa + Рв , где Рa — парциальное давление аммиака, МПа; Рв — парциальное давление воздуха, МПа.
    При непрерывной конденсации аммиака у поверхности труб конденсатора образуется пленка воздуха, которая уменьшает коэффициент теплопередачи. Это приводит к повышению температуры конденсации хладагента и связанного с ней парциального давления Рa. Уменьшение коэффициента теплопередачи конденсатора при неизменной тепловой нагрузке может быть компенсировано только увеличением разности температур между конденсирующимся хладагентом и водой, так как Qк = kFθ , где Qк — тепловая нагрузка на конденсатор, кВт; k — коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·К); F — площадь поверхности теплообмена, м2 ; θ — разность температур между конденсирующимся хладагентом и водой.

    Таким образом, общее давление конденсации повышается с повышением Рв .
    Увеличение давления конденсации, связанное с наличием воздуха, приводит к повышенным энергозатратам, увеличению уноса масла в паровой фазе хладагента, что усложняет маслоотделение.
    При неработающих компрессорах давление в конденсаторе устанавливается более высокое, чем оно должно было бы быть при температуре окружающей среды.
    При работающих компрессорах температура жидкого хладагента, выходящего из конденсатора, значительно ниже температуры конденсации, так как имеет место кажущееся переохлаждение жидкости, превышающее возможное переохлаждение в конденсаторе.
    Способы удаления воздуха из системы. Воздух удаляют из конденсатора и линейного ресивера с помощью воздухоотделителей, а при их отсутствии — непосредственно из конденсатора.
    В последнем случае выполняют последовательно следующие операции:
    повышают уровень жидкого хладагента в линейном ресивере до предельно допустимого с целью увеличения парциального давления воздуха;
    отключают конденсатор от нагнетательной магистрали, вывешивают табличку «Вентиль закрыт» и делают об этом запись в сменном журнале;
    в течение 3—5 ч продолжают циркуляцию охлаждающей воды через конденсатор;
    закрывают вентили слива жидкости в линейный ресивер и уравнительной линии;
    выпускают водоаммиачную смесь из конденсатора.

При таком способе выпуска воздуха высока потеря хладагента.
    Для того чтобы ее уменьшить, нужно сконденсировать аммиак, находящийся в смеси с воздухом, при как можно более низкой температуре. Этот принцип заложен в работе всех воздухоотделителей.
    Наиболее простая конструкция у двухтрубного воздухоотделителя, который устанавливается на некоторых линейных ресиверах. Конденсация аммиака, содержащегося в смеси, происходит в кольцевом межтрубном пространстве за счет кипения жидкого хладагента во внутренней трубе при давлении всасывания компрессора.
   В холодильных установках с температурой кипения ниже — 30 °С применяются автоматические воздухоотделители типа АВ-4, схема подключения аппарата приведена на рис. 76.

Схема подключения воздухоотделителя АВ-4

Для свободного удаления жидкости из воздухоотделителя его располагают на высоте 1—2 м над уровнем жидкости в линейном ресивере и трубопровод стока жидкости делают как можно короче.
    При сливе жидкости в коллектор регулирующей станции (показано пунктирной линией) не должно быть петель, в которых хладагенту пришлось бы подниматься наверх. Если слив жидкости производится в линейный ресивер не под уровень жидкого хладагента (показано штрихпунктирной линией), то в любом месте трубопровода от датчика уровня до линейного ресивера должен быть предусмотрен гидравлический затвор.
    На крупных холодильниках воздухоотделители, по принципу действия аналогичные АВ-4, изготовляются из горизонтальных кожухотрубных конденсаторов, установленных вертикально. Крышки аппарата заменяются на однотипные из стали 20 или 10Г2.
    Особенности выпуска воздуха из различных аппаратов. Выпуск воздухоаммиачной смеси должен производиться из мест, наиболее удаленных от патрубка подачи пара в конденсатор.
    В вертикальных кожухотрубных конденсаторах имеются два вентиля выпуска воздуха, установленных в верхней и нижней частях кожуха. Удаление воздуха через верхний вентиль производится без применения воздухоотделителя, поскольку при этом находящийся в конденсаторе жидкий аммиак вскипает, и попытка выпуска воздуха из нижней зоны привела бы к застою оставшегося воздуха в верхней части аппарата. При использовании воздухоотделителя, наоборот, выпускать воздухоаммиачную смесь следует из нижней части аппарата, поскольку нагнетаемый пар оттесняет воздух вниз.
    Постоянное удаление воздуха из конденсатора в линейный ресивер происходит вместе с жидкостью. Для этого диаметр сливного трубопровода для конденсаторов с теплопередаю-щей поверхностью до 200 м2 должен быть не менее 50 мм, а для конденсаторов с поверхностью до 450 м2 — 70 мм. Кроме того, необходимо отсутствие гидрозатвора между этими аппаратами. Учитывая, что в обычном запорном вентиле хладагент подается под клапан, гидрозатвор создается в вентиле, смонтированном на горизонтальном участке трубопровода. Чтобы исключить гидрозатвор, вентиль устанавливают на вертикальном участке трубопровода или монтируют с ориентацией штока в горизонтальной плоскости.
   В испарительных конденсаторах пар входит в змеевик с большой скоростью и оттесняет воздух к выходу из змеевика. Вентиль выпуска воздуха устанавливают в верхней части жидкостного коллектора аппарата. Уравнительную линию устраивать в таких конденсаторах нецелесообразно. За счет гидравлического сопротивления змеевика конденсатора возникает заметная разность давлений в паровом коллекторе и линейном ресивере. При наличии уравнительной линии в линейном ресивере создается подпор, в результате чего нарушается нормальный слив жидкости в сам ресивер.