Аммиачная холодильная машина

Аммиачная холодильная машина

Реферат

 

Использование: в холодильной технике и во всех областях, применяющих искусственный холод, особенно в условиях повышенных требований к защите окружающей среды. Сущность: аммиачная холодильная машина содержит компрессор, конденсатор водяного охлаждения, дроссель- вентиль, испаритель и приборы автоматики, установленные на раме. Весь блок размещен в герметичном корпусе со съемной крышкой. Корпус включен в линию связи с емкостью инертного газа и связан с линией связи с окружающей средой, которая подключена к трубопроводу аварийного сброса аммиака. Рама снабжена колесами и установлена на направляющих, размещенных в герметичном кожухе. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к аммиачным холодильным машинам, выполненным в блочном исполнении, оснащенных компрессорами с электродвигателем, и может найти применение во всех областях использования искусственного холода, особенно в условиях повышенных требований к защите окружающей среды.

Известна аммиачная холодильная машина, содержащая последовательно установленные на раме в замкнутом контуре хладагента компрессор с электродвигателем, конденсатор водяного охлаждения, дроссель-вентиль, испаритель, приборы автоматической защиты и регулирования, предусматривающая подсоединение соответственно: электродвигателя, компрессора и приборов автоматики к системе энергоснабжения, конденсатора и компрессора - к системе водоснабжения, испарителя - к системе теплоносителя, при этом рама выполнена стационарной (см. например, Холодильные машины. Справочник холодильщика / Под ред. А. В. Быкова. М. : Пищевая промышленность, 1977).

К недостаткам таких машин следует отнести возможные утечки аммиака в окружающую среду, а также аварийные выбросы аммиака в результате поломок непосредственно в зоне ее обслуживания, что исключает использование аммиачных холодильных машин (в дальнейшем АХМ) в условиях повышенных требований по защите окружающей среды (например, в установках систем кондиционирования воздуха, торговых предприятиях, отдельных химических производствах, заводах по производству электронной аппаратуры и т. п.).

Известная аммиачная холодильная машина, принятая за прототип (Патент, заявка ФРГ 4223497, опубл. 20.01.94), содержит установленные в перфорированном кожухе компрессор и конденсатор воздушного охлаждения, при этом в части кожуха установлены водяной насос и емкость с водой, а также разбрызгивающие форсунки, при этом при появлении утечки аммиака из компрессора или конденсатора датчик-газоанализатор аммиака включает водяной насос, в кожухе через сопла разбрызгивается вода, которая поглощает утечки аммиака.

К недостаткам известной АХМ следует отнести следующие: душированию водой подвергаются компрессор, электродвигатель, конденсатор и другие элементы АХМ, что приводит к порче оборудования; душирование водой не устраняет утечки аммиака из АХМ; при значительных выбросах аммиака (аварийных) душирование водой не исключает прорыва паров аммиака сквозь душ и распространение его в окружающей АХМ среде, что небезопасно в условиях использования АХМ в объектах торговли, кондиционирования воздуха и т. п.

Целью настоящего изобретения ставится повышение степени безопасности аммиачной холодильной машины, путем предотвращения утечек и аварийных выбросов из АХМ в окружающую среду непосредственно в ее зоне обслуживания.

Поставленная цель достигается тем, что заявляемая АХМ содержит последовательно установленные на раме в замкнутом контуре хладагента компрессор с электродвигателем, конденсатор водяного охлаждения, дроссель-вентиль, испаритель, приборы автоматической защиты и регулирования, при этом рама с компрессором, электродвигателем, конденсатором, дроссель-вентилем, испарителем и приборами автоматики размещена в герметичном корпусе со съемной крышкой, причем корпус включен в линию связи с емкостью инертного газа, оснащен предохранительными клапанами, электроконтактным манометром и линией связи с окружающей средой, съемная крышка снабжена сквозными патрубками для подсоединения линиями связи: электродвигателя компрессора и приборов автоматики к системе энергоснабжения, конденсатора и компрессора - к системе водоснабжения, испарителя - к системе теплоносителя, причем в нагнетательную магистраль после компрессора дополнительно включено дифференциальное реле давления, при этом один из чувствительных элементов реле давления подключен к нагнетательному трубопроводу компрессора, другой - к газовому объему герметичного кожуха, а рама выполнена подвижной, снабжена колесами и установлена на направляющих, размещенных в герметичном кожухе.

Размещение рамы с последовательно установленными на ней в замкнутом контуре хладагента компрессора с электродвигателем, конденсатора водяного охлаждения, дроссель-вентиля, испарителя, приборов автоматической защиты и регулирования в герметичном кожухе со съемной крышкой, причем корпус включен в линию связи с емкостью инертного газа, оснащен предохранительными клапанами, электроконтактным манометром и линией связи с окружающей средой, подключенной к трубопроводу аварийного сброса аммиака после предохранительных клапанов, позволяет обеспечить в герметичной камере давление инертного газа, равное или большее давления аммиака в АХМ, тем самым исключая утечки из АХМ. При аварийном режиме выброса аммиака через предохранительные клапаны и аварийный трубопровод в окружающую среду сбрасывается смесь инертного газа и аммиака, что исключает достижение взрыво-пожароопасных концентраций аммиака в непосредственной близости от АХМ.

Наличие в съемной крышке сквозных уплотняемых патрубков позволяет обеспечить подсоединение АХМ линиями связи: электродвигателя компрессора и приборов автоматики к системе энергоснабжения, конденсатора и компрессора к системе водоснабжения, испарителя к системе теплоносителя, тем самым обеспечивая жизнедеятельность АХМ с поддержанием необходимого давления инертного газа в герметичном кожухе при закреплении съемной крышки к корпусу.

Дополнительное оснащение АХМ дифференциальным реле давления, подключенного в нагнетательную магистраль после компрессора, при этом один из чувствительных элементов реле давления подключен к нагнетательному трубопроводу компрессора, другой к газовому объему герметичного кожуха, позволяет поддерживать внутри кожуха величину давления инертного газа равным или большим, чем давление на высокой стороне АХМ, что исключает утечки аммиака в корпус.

Размещение рамы внутри герметичного кожуха со съемной крышкой и выполнение рамы АХМ подвижной путем оснащения ее колесами и размещением на направляющих, установленных в герметичном кожухе, позволяет осуществлять сборку и ремонт АХМ вне кожуха, что упрощает изготовление и обслуживание АХМ и обеспечивает ее конкурентоспособность относительно открытых АХМ со стационарной рамой.

На фиг. 1 приведена принципиальная компоновка АХМ в герметичном корпусе; на фиг. 2 - вид по В на патрубки крышки герметичного корпуса; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1 при компоновке АХМ конденсатором водяного охлаждения; на фиг. 4 - разрез C-C на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез E-E на фиг. 4; на фиг. 6 - узел F на фиг. 1 (повернуто); на фиг. 7 - разрез L-L на фиг. 6; на фиг. 8 - узел N на фиг. 1; на фиг. 9 - разрез Р-Р на фиг. 8.

Аммиачная холодильная машина (АХМ)(фиг. 1 - 9) содержит компрессор 1 с приводным электродвигателем 2, испаритель 3 и дроссель-вентиль 4, установленные на раме 5 и связанные между собой соответственно паровыми всасывающим 6, нагнетательным 7 и жидкостными 8 трубопроводами. АХМ оснащена типовым комплексом регулирующей и защитной автоматики (на фиг. 1 - 3 условно не показано). Рама 5 снабжена опорной плитой 9, к которой закреплены колеса 10. Все вышеперечисленное размещено в герметичном корпусе 11 на направляющих 12, установленных на опорах 13.

Корпус 11 имеет фланец 14, к которому крепится, например, болтовыми соединениями 15, фланец 16 крышки 17. Корпус 11 оснащен предохранительными клапанами 18, электроконтактным манометром 19 и трубопроводами подвода 20 инертного газа от емкости 21 и сброса 22 газа в окружающую среду, подключенного к трубопроводу аварийного сброса аммиака после предохранительных клапанов 18; на трубопроводах 20 и 22 установлены соответственно вентили 23 и 24.

На крышке 17 (фиг. 2) закреплены патрубки для подвода электроэнергии 25 к электродвигателю 2, для подвода электроэнергии 26 к приборам автоматики; для подвода 27 теплоносителя к испарителю 3 и его отвода 28; для подвода охлаждающей воды 29 и ее отвода 30; от компрессора 1.

Конденсатор 33, (фиг. З) размещается на раме 5 и подсоединяется к трубопроводам 7 и 8, и патрубками 31 и 32 к системе водяного охлаждения.

В плоскости фланца 14 внутри корпуса 11 на направляющих 12 на рамках 10 установлена на опорной плите 37 центрирующая панель (фиг. 4) 38, в который выполнены отверстия, численность и месторасположения которых идентичны численности и месту размещения патрубков 25 - 32 на крышке 17 (фиг. 2, 4). Для центровки отверстий в панели 38 и в патрубках крышки 17 во фланцах 14 установлен штифт 39. Через патрубки 25 и 26, как указано выше, в корпус 11 осуществляют ввод электроэнергии к электродвигателю 2 компрессора 1 и к приборам автоматики, используя жесткие конструктивные элементы 40, уплотнение которых (фиг. 6 и 7) осуществляют известными элементами: сальником 41, грандбуксой 42 и нажимной гайкой 43.

Через патрубки 27 - 32 (фиг. 2) осуществляют ввод и вывод из него в корпус 11 соответствующих рабочих тел. Патрубки 27 - 32 герметично закреплены к крышке 17 втулками 44 (фиг. 10 и 11) и проходят через крышку 17 во внутреннюю полость, образованную крышкой 17, и связаны с соответствующими патрубками АХМ гибкими соединениями 33 - 36 и 45, например, телескопическими трубами или армированными шлангами. Необходимые внешние соединения АХМ осуществляют резьбовыми 46 или фланцевыми 47 соединениями.

Внутри герметичного корпуса 11 установлено дифференциальное реле давления 48, подсоединенное по одной стороне 49 к нагнетательному трубопроводу 7 от компрессора 1 и по другой 50 - к объему корпуса 11.

Аммиачная холодильная машина (фиг. 1 - 9) работает следующим образом: на раме 5 устанавливают компрессор 1 с электродвигателем 2, испаритель 3, дроссель-вентиль 4 и конденсатор водяного охлаждения 36, связывают их трубопроводами 6 - 8. Систему АХМ заправляют необходимым количеством аммиака. К трубопроводу 7 патрубком 49 подключается дифференциальное реле давления 48; к электродвигателю 2 подсоединяется кабель подвода электроэнергии (условно не показан), к приборам автоматики АХМ и реле давления 48 подводится электрическая коммутация (условно не показана), к патрубкам подвода и отвода теплоносителя (условно не показаны) на испарителе 3 подсоединяются гибкие армированные шланги 34 и 35, к патрубкам подвода и отвода охлаждающей воды для конденсатора 33 и компрессора 1 подсоединяются гибкие армированные шланги 36 и 45 (условно не показаны). На колесах 10 рама со смонтированным (см. выше) оборудованием по направляющим 12, установленным на опорах 13, вкатывается в корпус 11.

По направляющим 12 в корпус 11 на колесах 10 вводится опорная плита 37 с центрирующей панелью 38. Через соответствующие отверстия панели 38 (фиг. 4) вводятся кабель подвода электроэнергии к электродвигателю 2, коммутация для приборов автоматики 40 (фиг. 7), гибкие армированные шланги 34 - 36 и 45.

Крышка 17 подводится к корпусу 11 и навешивается на центрирующий штифт 39, при этом через патрубок 25 выводится коммутация для приборов автоматики 40, через патрубок 26 - кабель подвода электроэнергии к электродвигателю 2, к патрубкам 27 и 28 - подсоединяются соответствующие гибкие шланги теплоносителя и охлаждающей воды 34 - 36 и 45.

Затем крышка 17 подводится вплотную фланцем 16 к фланцу 14 корпуса 11 и соединение уплотняется болтовым соединением 15. Коммутация приборов автоматики 40 и кабель подвода электроэнергии к электродвигателю 2 уплотняются сальниковым уплотнением (фиг. 7).

При открытых вентилях 23 и 24 корпус 11 продувается инертным газом (азот, С0₂) из баллона 21, после чего вентиль 24 закрывается и в корпус 11 подается необходимая масса газа для создания в нем давления P_r большего давления окружающей среды P_ос, что контролируется по показаниям манометра 19.

После достижения заданного отношения P_r/P_ос, АХМ вводится в работу известной последовательностью операций и работает в автоматическом режиме. При наличии утечки аммиака давление газа в корпусе 11 повышается, что фиксирует манометр 19 и реле давления 48, причем последнее останавливает компрессор 1. При аварийном выбросе аммиака в корпус 11 срабатывают предохранительные клапаны 18.

В корпусе 11 инертным газом из баллона 21 может быть создано давление P_r большее давления в АХМ, что вообще исключает утечки аммиака из АХМ; такой режим допустим при использовании АХМ в производствах и помещениях, где утечки или выброс аммиака недопустимы (например, в системах кондиционирования воздуха, универсамах и т. п.).

При необходимости профилактического осмотра или ремонта через вентиль 24 инертный газ сбрасывается в окружающую среду до достижения P_r = P_ос (по манометру 19) и демонтаж АХМ осуществляется в обратном монтажу порядке. (При необходимости демонтируются с рамы 5 основные элементы АХМ).

Таким образом, заявляемая аммиачная холодильная машина, по сравнению с известными, позволяет: устранить утечки аммиака из АХМ в окружающую среду путем создания вокруг компонентов системы АХМ атмосферы инертного газа с давлением, равным или большим давления аммиака на стороне высокого давления в АХМ; при аварийном выбросе аммиака из АХМ через предохранительные клапаны и аварийный трубопровод в окружающую среду сбрасывается смесь инертного газа и аммиака в концентрациях, исключающих образование взрыва или пожара в непосредственной близости от места эксплуатации АХМ.

Тем самым, заявляемая АХМ обладает повышенной степенью экологической безопасности для окружающей среды.

Формула изобретения

1. Аммиачная холодильная машина, содержащая последовательно установленные на раме в замкнутом контуре хладагента компрессор с электродвигателем, конденсатор водяного охлаждения, дроссель-вентиль, испаритель, оснащенная приборами автоматической защиты и регулирования, отличающаяся тем, что рама с компрессором, электродвигателем, конденсатором, дроссель-вентилем, испарителем и приборами автоматики размещена в герметичном корпусе со съемной крышкой, причем корпус включен в линию связи с емкостью инертного газа, оснащен предохранительными клапанами, электроконтактным манометром и линией связи с окружающей средой, подключенной к трубопроводу аварийного сброса аммиака после предохранительных клапанов.

2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что съемная крышка снабжена сквозными патрубками для подсоединения к линии связи электродвигателя компрессора и приборов автоматики к системе энергоснабжения, конденсатора и компрессора к системе водоснабжения и испарителя к системе теплоносителя.

3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что в нагнетательную магистраль после компрессора дополнительно включено дифференциальное реле давления, при этом один из чувствительных элементов реле давления подключен к нагнетательному трубопроводу компрессора, другой к газовому объему герметичного кожуха.

4. Машина по п.1, отличающаяся тем, что рама выполнена подвижной, снабжена колесами и установлена на направляющих, размещенных в герметичном кожухе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9