Фильтры и осушители

Фильтры. Механические загрязнения в системе холодильной установки могут быть результатом некачественной очистки внутренней поверхности аппаратов и трубопроводов. Кроме того, загрязнения в системе могут образоваться в результате коррозии. Некоторые рабочие вещества, в частности все фреоны в смеси с маслом, обладают свойством смывать различные загрязнения с поверхности труб и аппаратов. Наибольшую опасность механические загрязнения создают в компрессоре и регулирующих устройствах. Для очистки холодильного агента в процессе работы установки монтируют фильтры (грязеуловители) на всасывающей линии перед компрессором и перед дросселирующими и автоматическими устройствами на жидкостной линии.

Рис. 1. Фильтры:
а и б -аммиачные (грязеуловители): 1 - корпус; 2 - крышка съемная; 3 - сетка; в - фреоновый жидкостный: 1 - крышка; 2 -обечайка; 3 - латунная сетка; 4 - асбест; 5 - проволока для крепления фильтра к корпусу; 6 - трубка.

Для фильтрации жидкого и парообразного аммиака служат стальные сетки с ячейками диаметром 0,4 мм, устанавливаемые в 2 - 3 слоя, для фильтрации паров фреона - латунные сетки с ячейками диаметром 0,2 мм, жидкого фреона - диаметром 0,1 мм. Жидкий фреон перед автоматическими приборами нередко фильтруют через ткани - асбестовую АТ-2 и фетр. Поверхность фильтрации выбирают, исходя из допустимых скоростей: для паровых сетчатых фильтров 1 - 1,5 м/с, жидкостных сетчатых 0,7 - 0,1 м/с, жидкостных матерчатых 0,08 - 0,05 м/с.

Устройство грязеуловителей (фильтров), устанавливаемых на всасывающей стороне аммиачного компрессора, показано на рис. 1. Для двухступенчатых компрессоров такие фильтры (рис. 1, а и б) монтируют на всасывающей стороне каждой ступени компрессора. Во время периодической чистки сетчатую вставку можно вынимать, для чего сделана съемная крышка. Фреоновый жидкостный фильтр с асбестовой тканью показан на рис. 1, в. Для чистки такого фильтра требуется демонтаж трубопровода.

Осушители. Вода в систему холодильной установки может попасть с воздухом, она может быть также в холодильном агенте и масле. Если холодильный агент и вода взаимно растворимы, например аммиак - вода, то небольшое количество влаги существенных изменений в работу установки не вносит. Однако вода взаимодействует со смазочным маслом и ухудшает ее свойства. Если же холодильный агент ограниченно растворяет воду, то свободная вода замерзает в регулирующем устройстве при дросселировании и нарушает нормальную работу машины.

Рис. 2. Осушители и схемы включения их в жидкостную линию холодильной установки:
а - осушитель с вставным стаканом для адсорбента: 1 - адсорбент; 2 - входная сетка; 3 - выходная сетка; 4 - пружина; 5 - уплотнителыюо кольцо; б - осушитель с неразъемным патроном: 1 - фильтр; 2 - адсорбент.

Фреоны очень мало растворяют воду, особенно при низких температурах. Так, при температуре 20° С растворимость воды во фреоне-12 составляет 0,0072% по массе, при - 20° С - 0,00073%, при -60° С - всего 0,0003%, т. е. практически вода во фреоне не растворяется (при температуре -20° С в 1 кг фреона растворяется примерно 0,0073 г воды). Растворимость воды во фреоне-22 сравнительно больше, но практически очень незначительна. При температуре -20° С в 1 кг фреона-22 растворяется 0,282 г воды. Следует иметь в виду, что вода может находиться в паровой фазе холодильного агента, причем в значительном количестве (в 10 - 15 раз больше, чем в жидкой). Как правило, сухие холодильные агенты не являются активными. Однако даже небольшие примеси воды приводят к образованию слабых кислот или оснований, обладающих химической агрессивностью. Так, в присутствии воды аммиак вызывает коррозию цинка, меди и ее сплавов (за исключением фосфористой бронзы), а фреон-12 - коррозию латуни и сплавов магния. При эксплуатации установок необходимо стремиться к тому, чтобы не допустить проникновения влаги в систему, а в случае проникновения - удалить ее.

Для удаления влаги из фреоновой системы применяются осушители, адсорбирующие ее. В качестве поглотителей (адсорбентов) используют силикагель КСК или синтетический цеолит марки NaA. Силикагель и цеолит применяют в виде гранул диаметром 2 - 3 мм. Адсорбент помещают в специальный металлический патрон (рис. 2), который устанавливают на жидкостной линии.

Поглощающая способность адсорбента увеличивается при понижении температуры: в среднем можно принять, что 1 кг силикагеля может поглотить 150-200 г влаги. Массу силикагеля в осушителе принимают по норме в зависимости от количества холодильного агента в системе - для фреона-12 на 1 кг фреона в системе 10 см³ силикагеля. Условность этой нормы очевидна, так как многое зависит от содержания влаги в заправляемом фреоне, от монтажа установки и в значительной мере от режима работы.

Синтетический цеолит обладает более высокой поглотительной способностью, чем силикагель, кроме того, активность цеолита сохраняется при температурах до 50° С. При такой температуре силикагель снижает поглотительную способность.

В крупных установках осушители включают в работу периодически, по мере появления признаков наличия влаги (например, при нарушениях подачи рабочего тела из-за замерзания воды в регулирующем вентиле). Для отключения осушителя предусматривается обводной мост. Осушитель с вставным стаканом (рис. 2, а), как правило, применяют в крупных установках, осушители с неразъемным патроном - в малых установках.

Поглотительная способность адсорбента по мере поглощения влаги уменьшается, поэтому его надо периодически регенерировать, прокаливая при температуре 200 - 220° С. Горячий просушенный адсорбент засыпают в осушитель и закрывают заглушками во избежание поглощения влаги из окружающего воздуха.

Осушители выполняют функцию осушки фреона и его очистку от механических загрязнений. Конструкция осушителя аналогична конструкции фильтра механической очистки; в одном корпусе размещены осушительный и фильтрующий патроны.

Иногда для предотвращения замерзания влаги во фреоновую систему добавляют некоторое количество метилового спирта. Он растворяет воду и образует незамерзающий раствор. Однако этот способ вызывает коррозию системы и увеличивает возможность ее загрязнения.