Учебное пособие для студентов, обучающихся по направлению подготовки «Эксплуатация судовых энергетических установок»
жүктеу/скачать 1.87 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 1 Назначение холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. Типы холодильных машин.
|
Министерство транспорта Российской Федерации ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет водного транспорта» Б.А Колпаков, А.М. Пичурин, А.С. Дмитриев Судовые холодильные установки и системы кондиционирования воздуха учебное пособие Новосибирск – 2020 УДК 621. 629. 12 (075.8) ISBN: 978-5-88789-398-3 Колпаков Б.А., Пичурин А.М., А.С.Дмитриев, Судовые холодильные установки и системы кондиционирования воздуха. Учебное пособие для студентов, обучающихся по направлению подготовки «Эксплуатация судовых энергетических установок» и «Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфроструктуры», (профиль «Судовые энергетические установки») Новосибирск, ФГБОУ ВО «СГУВТ». Учебное пособие разработан в соответствии с Государственными стандартами и включает материал, связанный с теорией, устройством и эксплуатацией судовых холодильных машин и систем кондиционирования воздуха. Предназначено для студентов института «Морская академия» и судомеханического факультета. Авторы – Колпаков Борис Андриянович, Пичурин Александр Михайлович, Дмитриев Александр Сергеевич Рецензенты: 1. Заведующий кафедрой «Надежности и ремонта машин» Новосибирского государственного аграрного университета, к.т.н., доцент Хрянин Виктор Иванович; 2. Доцент кафедры «Технология транспортного машиностроения и эксплуатация машин» Сибирского государственного университета путей сообщения, к.т.н. Шаламова Оксана Александровна. © Колпаков Б.А., Пичурин А.М., Дмитриев А.С.,2020 © ФГБОУ ВО СГУВТ, 2020 Содержание
1 Назначение холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. Типы холодильных машин. 1.1. Назначение холодильных установок и систем кондиционирования воздуха Назначением холодильной установки является отвод тепла от источника низкой температуры к приемнику (окружающей среде) имеющей более высокую температуру. На судах речного и морского флота холодильные установки применяются для: перевозки скоропортящихся грузов в условиях температуры и влажности, обеспечивающих их надежную сохранность; перевозки на грузовых и пассажирских судах продовольственных запасов, требующих охлаждения, для снабжения команды и пассажиров; производства небольшого количества льда для нужд буфетов и ресторанов; улучшения условий (кондиционирования воздуха) в жилых и общественно-бытовых помещений. Кондиционирование предназначено для создания наиболее благоприятных для человека микроклиматических условий в жилых, общественных и других обитаемых помещениях судна (сюда же относятся служебные помещения с длительным пребыванием людей). Необходимость в комфортном кондиционировании продиктована особенностями судовых помещений, металлические ограждения которых подвержены непосредственному воздействию солнечной радиации; размещением внутри корпуса судна мощной энергетической установки; спецификой работы судна, переходящего за короткое время из одного климатического пояса в другой, и другими факторами. Помимо комфортного кондиционирования на судах применяют системы технического кондиционирования, которые в зависимости от назначения судна могут выполнять следующие задачи: обеспечение нормального функционирования оборудования (особенно электронной аппаратуры); предотвращение конденсации влаги в трюмах сухогрузных судов при охлаждении воздуха. В противном случае это приводило бы к порче груза и повышенной коррозии внутренних металлических поверхностей корпуса судна; получение осушенных и инертных газов на танкерах и газовозах, для предотвращения пажаро- взрывоопасности. Технологические процессы обработки пищевых продуктов К скоропортящимся продуктам относятся: мясо животных и птиц, рыба, молоко, яйца, творог, сыр и прочие молочные продукты; продукты переработки мяса: бекон, копчености, колбасные изделия и др.: овощи, фрукты и грибы. Для сохранения этих продуктов их подвергают соответствующей обработке, способствующей замедлению или прекращению жизнедеятельности микроорганизмов (бактерий, вирусов, плесени) и протекания физико-химических процессов, непрерывно происходящих в продуктах при обычных условиях. Используемые при этом методы разнообразны: копчение, при котором на пищевой продукт оказывают влияние имеющиеся в дымовых газах фенольные вещества (креозот); химическое консервирование с применением консервантов (соли пищевой, спирта, уксуса, молочной кислоты и др.), вызывающих массовое поражение вредных микроорганизмов; стерилизация,при которой продукты упаковывают в герметичную тару и нагревают в течение длительного времени при температуре 110 С и выше; световая обработка ультрафиолетовыми лучами,уничтожающими вредоносные микроорганизмы; обработка и сохранение продуктов в среде инертного газа (углекислоты, азота и др.); озонирование, обычно применяемое для дезинфекции холодильных камер; вакуумирование упаковок с продуктами. Из всех методов сохранения пищевых продуктов наиболее эффективным является применение холода. С понижением температуры продукта в нем значительно замедляются гнилостные процессы, а также деятельность ферментов, предотвращаются нежелательные изменения жира (когда появляется прогорклость) и протеинов (когда происходит денатурация белков), сохраняются витамины. Существуют различные способы охлаждения: с помощью водяного и углекислотного льда, жидкого азота, льдосоляных смесей и холодильных машин. На судах речного флота применяют преимущественно машинное охлаждение. Различают охлаждение продуктов и их замораживание. При охлаждении нежелательные биологические и химические процессы значительно замедляются, но по своим потребительским качествам продукты остаются близкими к свежим. Охлаждение мяса после убоя животных обычно производится в камерах воздушного охлаждения до температуры 0 С – минус 4С. Молочные продукты охлаждаются (сметана, кефир, творог) до 0 – плюс 1С, а сыр до минус 5С. Животное масло и маргарины охлаждают сразу до температуры хранения (минус 10 – минус 18 С), а топленое масло до минус 3 – минус 8 С. Фрукты и овощи после их сбора продолжают дозревать, то есть в них продолжаются жизненные процессы – дыхание и пигментация. При обычных условиях хранения их температура повышается за счет выделения теплоты при экзотермических биологических реакциях, и они быстро перезревают и становятся более подверженными воздействию гнилостных бактерий и спор. Охлаждение плодов, обычно производимое в среде холодного воздуха, прокачиваемого через хранилище. Обычно плоды и овощи охлаждают до температур, близких к нулю. Охлаждение рыбы, как и мяса животного, доводят до так называемой криоскопической точки – наименьшей температуры, при которой начинается процесс кристаллизации в тканях. Охлаждение рыбы выполняют с помощью кускового или чашуйчатого льда, с использованием холодной воды или рассола, а также холодным воздухом. Замораживание продуктов является процессом, более сложным, чем охлаждение; в этом процессе значительная доля влаги, содержащейся в клетках и межклеточном пространстве, переходит в твердое состояние и кристаллизуется. Тканевый сок, в зависимости от того, где он находится – в клетках или в межклеточном пространстве, имеет различную солевую и кислотную концентрация (обычно в клетках она выше). Поскольку крепостью раствора определяется точка его замерзания, образование кристаллов в разных продуктах происходит по разному. При обычном, (не быстром) замораживании, в мясе и рыбе, имеющих волокнистую структуру, кристаллизация льда начинается между пучками волокон. Из-за возникающего неравновесия осмотического давления вода из клеток, позже застывающая, перетекает в межклеточное пространство, увеличивая размер кристаллов. Сами клетки обезвоживаются, а кристаллы, разрастаясь, повреждают ткань и нарушают ее структуру. Поэтому товарные и вкусовые качества замороженного продукта иные, нежели у свежего, даже при отсутствии влияния биохимических процессов. При обычном замораживании рыбы температуру тканей доводят до минус 10 – минус 25 С. При таких температурах в рыбе вымораживается до 80 – 90 % тканевой влаги. Охлаждение (замораживание) рыбного филе производится при еще более низких температурах - до минус 30 С. Частично нежелательные изменения структуры ткани можно уменьшить быстрым замораживанием, когда теплота от продукта отводится столь интенсивно, что образование кристаллов происходит одновременно и в клетках, и в межклеточном пространстве. Такое замораживание пищевых продуктов осуществляется в специальных устройствах с помощью охлажденного в холодильной машине воздуха. Существуют установки, в которых используются жидкие хладоносители. Используется также метод замораживания пищевых продуктов в кипящем холодильном агенте (азоте или хладоне). После замораживания рыбы ценных пород их глазурируют – покрывают тонкой корочкой водного льда (до 3-4 мм). Для этого в специальных камерах с температурой воздуха около минус 15 С рыбу окунают в холодную пресную воду, а затем держат ее на воздухе, пока она не покроется пленкой льда. Эту операцию повторяют несколько раз до получения требуемой толщины защитной, ледяной корочки. 1.3 Принцип действия холодильных машин и тепловых насосов Холодильные установки рефрижераторных судов предназначены для сохранения скоропортящихся грузов. На рыбопромысловых судов они также служат для получения льда, охлаждения и замораживания улова в специальных морозильных аппаратах. В системах технического кондиционирования судов-овощевозов предусматривается не только хранение, но и охлаждение груза с помощью холодильных машин. На судах всех типов имеются малые холодильные машины для охлаждения и сохранения продуктов, необходимых экипажу и пассажирам. Холодильные машины широко применяются в судовых установках кондиционирования воздуха для создания комфортных условий искусственного микроклимата. На рисунке 1.1 показано холодильное отделение небольшого рыбопромыслового траулера. Основное холодильное оборудование рыбопромысловых и рефрижераторных судов выделяют в отдельное помещение, где размещаются компрессорные агрегаты 1, конденсаторы 10, ресиверы 2, конденсаторные насосы 7, воздухоохладители 4 с приводными электромоторами 3 и другие механизмы холодильных машин. Рисунок 1.1- План холодильного отделения рыбопромыслового траулера К 1 2 3 4 5 6 7 8 роме того, холодильные машины используют для охлаждения сжиженных газов, охлаждения и осушения инертных газов, подаваемых в грузовые отсеки танкеров для пожарной безопасности, а также для опреснения морской воды методом вымораживания. Х олодильной машиной в дальнейшем будет называться устройство, работающее по обратному термодинамическому циклу и предназначенное для поддержания температуры охлаждаемого объекта ниже температуры окружающего воздуха. Рабочее вещество, циркулирующее в холодильной машине, называется холодильным агентом или хладагентом. В системах кондиционирования воздуха применяются тепловые насосы, которые тоже работают по обратному циклу, но предназначены для обогревания помещений. На рисунке 1.2 показаны два обратных цикла Карно: холодильной машины 1234 и Рисунок 1.2 - Циклы Карно для холодильной машины и теплового насоса теплового насоса 5678. В цикле холодильной машины (ХМ) теплота за счет затраченной работы передается из холодного помещения с температурой Т II в окружающую среду с температурой Т0, причем
где – теплота, переданная в окружающую среду. В цикле теплового насоса (ТН) затраченная работа также служит для передачи теплоты из более холодного теплоисточника в более горячий теплоприемник, но здесь холодным теплоисточником является окружающая среда, а горячим теплоприемником - среда нагреваемого помещения с температурой . Показателем эффективности холодильных машин является холодильный коэффициент
а эффективность тепловых насосов оценивается отопительным коэффициентом
1.4 Воздушные холодильные машины жүктеу/скачать 1.87 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|