Насосные схемы непосредственного охлаждения наиболее прогрессивны и удобны в эксплуатации. Они могут применяться во фруктовых холодильниках емкостью 750—1000 т и выше.
В этих схемах жидкий холодильный агент требуемой температуры поступает из циркуляционного ресивера в насос, который подает его к воздухоохладителям. Образующиеся пары, а также избыточная жидкость поступают обратно в ресивер. Затем пары направляются на всасывание в компрессоры, а пополнение ресивера жидким агентом производится из системы компрессор—конденсатор—регулирующий вентиль, образующей своеобразный второй круговой цикл.
В системе с нижней подачей производительность насоса должна соответствовать 3—4-кратной циркуляции жидкого агента, т. е. насос должен подавать в 3—4 раза больше агента, чем испаряется его в воздухоохладителях. Это обусловливает необходимость применения циркуляционных насосов небольшой производительности от 1—3 до 5 м3/ч.
Для обеспечения работы в автоматическом режиме при постоянно изменяющихся производительности и напоре необходимо, чтобы характеристические кривые насосов имели крутое очертание. Такие насосы при малой производительности должны создавать сравнительно высокие напоры.
Приведены типичные характеристики насосов, наиболее широко применяемых за рубежом для перекачивания холодильных агентов. Линии QH распространяются на все холодильные агенты, а масштабы для АР и N зависят от удельного веса перекачиваемой жидкости и в данном случае показаны применительно к аммиаку. Верхняя часть линий QH составляет область неустойчивой работы, которую следует избегать.
На практике, соответственно особенностям проектируемого объекта, возможны следующие условия работы насосов:
1. Насос подает максимальное потребное количество жидкости. Камерные терморегуляторы включают соленоидные вентили воздухоохладителей. По достижении в камерах требуемых температур часть воздухоохладителей отключается. Чем больше отключается воздухоохладителей, тем выше поднимается напор насоса. Когда отключается последний воздухоохладитель, отключается и сам насос. При значительном количестве воздухоохладителей и отключении большей части из |них напор насоса чрезмерно возрастает и кривая работы его может сказаться в неустойчивой области. Во избежание этого следует предусматривать обводной трубопровод с регулирующим перепускным клапаном.
2. Применяются два или более насосов, которые вместе подают максимальное количество жидкости. Один из них берет на себя основную нагрузку. Остальные насосы при падающем напоре первого вводятся в действие с помощью переключателя дифференциального давления.
3. На каждую камеру работает свой насос, который управляется непосредственно камерным термостатом. В этом случае соленоидные вентили становятся излишними. Это наиболее удачное с технической точки зрения решение пригодно как для насосной схемы с нижней так и с верхней подачей холодильного агента. Однако большое количество насосов и повышенный расход труб увеличивают стоимость практического осуществления такого решения. Несмотря на эти недостатки указанное решение находит применение.
В конструктивном отношении наиболее совершенными считаются герметичные насосы безмасляного типа, не требующие подвода масла для смазки подшипников и уплотнения сальника. Такие насосы отличаются высокой степенью надежности, просты в обслуживании и легко автоматизируются. Они обеспечивают подачу в испарительную систему только жидкого холодильного агента без масла и этим способствуют более эффективной работе приборов охлаждения. В последнее время насосы безмасляного типа широко внедряются на холодильниках ряда зарубежных стран.
На фруктовых холодильниках наибольшее распространение получили насосные схемы с нижней подачей аммиака в воздухоохладители. Основными недостатками этих схем являются: загрязнение воздухоохладителей маслом, выброс жидкости из системы при значительной тепловой нагрузке (предварительное охлаждение), а также усложнение схемы запорной и предохранительной арматурой, которую приходится ставить на выходе паров из каждого воздухоохладителя для прекращения холодильного действия после закрытия соленоидного вентиля на жидкостном трубопроводе.
Насосные схемы с верхней подачей свободны от указанных недостатков. Они отличаются устойчивым режимом работы, не зависящим от резко переменных тепловых нагрузок, безопасны в работе и легко поддаются автоматизации.
Однако недостатком этих схем является резко выраженная зависимость теплопередачи от степени заполнения труб холодильным агентом. Исследования показали, что для насосноциркуляционных схем с верхней подачей заполнение ребристых труб воздухоохладителей должно приниматься в размере 50—60% их емкости. Для этого в каждый шланг воздухоохладителя (из труб диаметром 38х3 мм) требуется подавать не менее 200 л/ч жидкого аммиака, т. е. обеспечивать 40—160 кратную циркуляцию холодильного агента. Понижение уровня холодильного агента против указанного значения приводит к ухудшению теплопередачи вследствие уменьшения температурной разности между воздухом и средней температурой поверхности воздухоохладителя.
Принципиальная автоматизированная схема насосной аммиачной установки для фруктовых холодильников, разработанная проектным институтом Центросоюза с использованием технических предложений специалистов ВНР. Схема выполнена в двух вариантах: с нижней и верхней подачей аммиака в воздухоохладители.
В обоих случаях питание воздухоохладителей жидким аммиаком осуществляется от насосов, установленных в машинном отделении. Образующиеся в результате кипения пары из воздухоохладителей поступают в отделители жидкости и затем направляются на всасывание в компрессоры, а отделившаяся жидкость вместе с жидкостью из конденсаторов (после дросселирования ее в регулирующем вентиле) стекает в нижерасположенный циркуляционный ресивер. Из ресивера жидкий аммиак поступает в насосы и цикл, таким образом, повторяется.
В дополнение к описанным выше элементам автоматизации для безнасосных схем здесь предусматривается также автоматическое управление аммиачными насосами.
В автоматическом режиме аммиачный насос включается при повышении температуры воздуха в любой из камер за пределы допустимой и отключается при достижении заданной температуры воздуха во всех камерах. Автоматический пуск компрессоров возможен только при работающем аммиачном насосе.
В схеме предусмотрена установка соленоидных вентилей с обводами на случай ремонта, как это практикуется некоторыми зарубежными фирмами.
Кроме того, здесь дана модификация схемы оборотного водоснабжения кожухотрубных конденсаторов и рубашек компрессоров без подземного бака, без устройств для автоматической заливки насосов перед пуском и без соленоидных вентилей перед рубашками компрессоров. Такая схема может найти применение во фруктовых холодильниках сравнительно малой емкости.
В этом случае градирня, обычно вентиляторного типа, устанавливается на покрытии здания или на специальной конструкции вблизи машинного отделения. Вода из градирни сливается в небольшой бак (устанавливаемый внутри машинного отделения несколько выше оси насосов), из него засасывается насосами и подается через водорегулирующие вентили в конденсаторы. В рубашки компрессоров вода подводится по ответвлениям из штуцеров конденсаторов после водорегулирующих вентилей. Далее вода из конденсаторов вместе с водой из рубашек компрессоров направляется под напором обратно на градирню. Подводящие и отводящие линии градирни соединяются в машинном отделении трубопроводом малого диаметра, по которому вода стекает в бак при остановке насосов.
Протекание воды через рубашки компрессоров периодически проверяется через пробные краники. Система пополняется свежей водой непосредственно в бак через переохладитель. Подача свежей воды регулируется шаровым клапаном, смонтированным в баке.
Описанная схема водоснабжения подлежит проверке в производственных условиях для выяснения возможности ее применения в разных районах страны.
Модификация насосной схемы, характерная для ряда фруктовых холодильников Италии.
Схема предусматривает две раздельные системы жидкостных и всасывающих трубопроводов для группы камер в соответствии с двумя различными температурами кипения аммиака в воздухоохладителях. Соленоидные вентили поставлены только на линиях выхода аммиачных паров из каждой камеры; на жидкостных линиях предусмотрены обычные запорные вентили. Оттаивание воздухоохладителей от снеговой шубы производится только водой.