Особенности применения воздушных маслоохладителей в холодильных установках с винтовыми компрессорами BITZER

Аннотация

Полугерметичные винтовые компрессоры немецкой фирмы BITZER находят все более широкое применение в холодильной технике благодаря компактности, надежности, возможности объединения в холодильной системе компрессоров одинаковой или различной производительности и конструкции для получения различных температурных режимов.

Полный текст

При использовании винтовых компрессоров в низкотемпературных системах (рис. 1) одной из основных является проблема охлаждения масла. Особенно актуальна она при работе на R22, требующем высокого теплосъема при маслоохлаждении. Необходимая производительность масло охладителя рассчитывается с помощью программного обеспечения “Bitzer”.

Рис. 1

С учетом возможного дефицита воды и дороговизны водяного охлаждения преимущество получают воздушные маслоохладители. К ним фирмой BITZER (согласно инструкции SH-100-2) предъявляются следующие требования.

* Охладитель масла нужно устанавливать в непосредственной близости от компрессора.

* Положение трубопроводов масляной линии должно исключать образование в них газовых пробок, а также слив масла обратно в маслоотделитель во время остановки компрессора (предпочтительно располагать маслоохладитель ниже уровня подачи масла в компрессор/выхода из маслоотделителя).

* Падение давления в маслоохладителе не должно превышать 0,5 бар.

* Маслоохладитель должен иметь регулятор температуры масла сдатчиком, установленным на линии нагнетания.

* Для быстрого подогрева масла и снижения падения давления при работе на холодном масле необходима установка обводной линии подачи масла в компрессор (байпас маслоохладителя) или подогревателя в маслоохладителе, включающегося во время остановки компрессора.

В условиях действующих предприятий важно, но не всегда возможно выбрать благоприятное положение для воздушного маслоохладителя. Нашей фирмой опробованы различные варианты и выявлены их недостатки и достоинства.

> Если маслоохладитель размещается в помещении, необходимо решить вопрос об отводе тепла. При использовании стандартных маслоохладителей в замкнутых помещениях с небольшим объемом приходится применять мощные вентиляционные приточновытяжные установки (рис. 2).

> Если маслоохладитель размещен в проеме наружной стены, в зимнее время могут возникнуть трудности с регулированием температуры и количества охлаждающего воздуха. Наиболее предпочтительный вариант, позволяющий при необходимости утилизировать тепло маслоохлаждения, - применение центробежных вентиляторов для маслоохладителей (рис. 3). Простая система воздуховодов позволяет в летнее время забирать и выбрасывать воздух наружу, а зимой с помощью ручных или регулируемых заслонок использовать отводимое от масла тепло для обогрева помещений.

При размещении маслоохладителя на улице могут возникнуть следующие технические проблемы:

• маслоохладитель оказывается расположенным выше уровня подачи масла в компрессор / выхода из маслоотделителя;
• в зимнее время при длительной остановке компрессорного агрегата остывшее масло густеет до такой степени, что делает пуск затруднительным;
• маслоохладитель можно расположить только на значительном расстоянии от агрегата.

Первая проблема решается установкой обратных клапанов на линии подачи масла в маслоохладитель, вторая - использованием маслоохладителей со встроенными ТЭНами. Для регулирования работы ТЭНов предпочтительно применять многоточечный термостат с датчиком, размещенным в межреберном пространстве маслоохладителя.

При установке обратного клапана на линии подачи масла возникает опасность теплового расширения масла в замкнутом объеме. Для устранения больших давлений, способных повредить аппарат, следует применять перепускные предохранительные клапаны, соединяющие маслоохладитель с маслоотделителем при превышении заданной разности давлений.

Регулирование температуры масла осуществляется многоточечными термостатами, управляющими как работой соленоидных вентилей на линии подачи масла и на байпасной линии, так и пуском и остановкой вентиляторов. На некоторых объектах применены устройства плавного регулирования частоты вращения вентилятора (они удобны, когда маслоохладитель имеет один вентилятор).

Если маслоохладитель расположен на значительном расстоянии от агрегата, то потери давления в трубопроводах могут оказаться неприемлемыми, как и стоимость заполняющего трубы дополнительного количества дорогостоящего масла. В этом случае целесообразно применить схему маслоохлаждения с промежуточным хладоносителем (рис. 4 и 5), в качестве которого обычно применяют 35-40%-ный раствор пропиленгликоля, безопасного для пищевых производств.

Рис. 2

В таких схемах для охлаждения масла обычно используют пластинчатый теплообменник, а для охлаждения хладоносителя - воздушный охладитель жидкости (сухую градирню, установленную снаружи). Температура масла регулируется количеством и температурой подаваемого хладоносителя. Это дает возможность резко уменьшить количество масла в системе и обойтись без маслоохладителя со встроенными ТЭНами. Затраты на дополнительные устройства (пластинчатый теплообменник, насос, регуляторы) сопоставимы со стоимостью сэкономленных масла и электроэнергии.

Компанией ООО “ПТФ “Криотек” накоплен значительный опыт в применении описанных схем охлаждения масла, что позволяет предложить заказчику различные варианты или выбрать оптимальный в зависимости от конкретных условий эксплуатации.

Маслоохладители со встроенными ТЭНами были испытаны в низкотемпературных установках холодопроизводительностью 50, 150, 200 кВт (температура кипения -40 °C), работающих на R22 или R507A (рис. 6). Тепловая нагрузка на маслоохладитель 20...80 кВт.

Маслоохладители с центробежными вентиляторами (см. рис. 3) применяли в установке холодопроизводительностью 111 кВт (температура кипения до -45 °C), обеспечивающей холодом спиральный скороморозильный аппарат. Тепловая нагрузка на маслоохладитель достигала 69 кВт.

Схему с промежуточным хладоносителем для охлаждения масла испытывали на трех низкотемпературных установках на R507A холодопроизводительностью 180 кВт каждая (тепловая нагрузка на маслоохладитель 38 кВт) и на R22 холодопроизводительностью 150 кВт (см. рис. 1). Тепловая нагрузка на маслоохладитель 60 кВт.

Выносной воздушный маслоохладитель с одним вентилятором и регулятором частоты вращения был применен в установке с двумя винтовыми компрессорами, где тепловая нагрузка на маслоохладитель составляла 50 кВт.

Все эти схемы охлаждения масла показали надежность работы в зимнее и летнее время. Оптимальность применения той или иной схемы зависит от цен на комплектующие, условий работы и места установки холодильного оборудования.