Судовые холодильные установки и их эксплуатация. Справочные материалы

СУДОВЫЕ 
ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ 
И ИХ ЭКСПЛУАТАЦИЯ

СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Э.Н. РОМАНОВ

Москва
ИНФРА-М
2024

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ЧЕРНОМОРСКОЕ ВЫСШЕЕ 
ВОЕННО-МОРСКОЕ УЧИЛИЩЕ 
ИМЕНИ П.С. НАХИМОВА

УДК 621.56(075.8)
ББК 31.31я73
 
Р69

Романов Э.Н.
Р69 
 
Судовые холодильные установки и их эксплуатация. Справочные 
материалы : учебно-методическое пособие / Э.Н. Романов. — Москва : 
ИНФРА-М, 2024. — 227 с. — (Военное образование). 

ISBN 978-5-16-018446-3 (print)
ISBN 978-5-16-111473-5 (online)
Учебно-методическое пособие содержит материалы, необходимые при 
изучении дисциплины «Судовые холодильные установки и системы кондиционирования воздуха» (раздел 1 «Судовые холодильные установки»). 
Рассмотрены рабочие среды, устройство, принцип действия, основы автоматизации, правила технической эксплуатации и ремонта судовых холодильных машин.
Соответствует требованиям федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования последнего поколения.
Предназначено для студентов (курсантов) военно-морских учебных 
заведений, обучающихся по специальности 26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических установок», укрупненной группе специальностей 
и направлений подготовки 26.00.00 «Техника и технологии кораблестроения и водного транспорта».

УДК 621.56(075.8)
ББК 31.31я73

А в т о р:
Романов Э.Н., кандидат технических наук, доцент

Р е ц е н з е н т ы:
Абдулаев А.А., кандидат технических наук, доцент;
Кузнецов В.В., кандидат технических наук, доцент

ISBN 978-5-16-018446-3 (print)
ISBN 978-5-16-111473-5 (online)

© Черноморское высшее 
военно-морское училище 
имени П.С. Нахимова, 2023

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ 
 
В         –  вентилятор 
ВКМ   – винтовой компрессор 
ВМД   – выключатель максимального давления 
ВН    –  воздухонагреватель 
ВО    –  воздухоохладитель 
ДБ      –  дополнительный термобаллон 
ДР      –  дроссель 
Ж К    –  жидкостный коллектор 
3         –  звонок 
ЗФ     –  зарядка фреоном 
И       –  испаритель 
ИВ     – индикатор влаги 
И-ВО – испаритель-воздухоохладитель 
ИО     – испаритель-охладитель 
К        – кладовая (охлаждаемое помещение) 
Кс       – катушка соленоидная 
КВД   – компрессор высокого давления 
КД     – конденсатор 
КЗ      – кнопка защиты 
Кл       – трехходовой клапан 
КМ    – компрессор 
КНД   – компрессор низкого давления 
ЛГ     – льдогенератор 
ЛР     – линейный ресивер 
МО    – маслоотделитель 
Н        – насос 
ОБ      – основной термобаллон 
ОЖ     – отделитель жидкости 
ОК      – охлаждающий клапан 
ОРД    – оперативное реле давления 
П         – предохранительный клапан 
ПЖС   – переохладитесь жидкости хладона 
ПКХМ – паровая компрессионная холодильная машина 
ПРП    – пропорциональный регулятор холодопроизводи-   
               тельности 
Р          – ресивер 

РГ  –  электронный регулятор температуры 
РА   –  реле аварийное 
РАЗ   –  реле аварийной защиты 
РВ   –  регулирующий вентиль 
РВД   –  реле высокого давления 
РД   –  реле давления 
РГД    – регулятор давления 
РЗ      – ресивер запаса хладона 
РК     – регулирующий клапан 
РКС  –  реле контроля смазки 
РМ   –  роторный морозильный аппарат 
PH  –  рассольный насос 
РНД  – реле низкого давления 
РР   – реле расхода 
РТ   – реле температуры 
РТО   – регенеративный теплообменник 
РУ    – регулятор уровня 
СВ    – соленоидный вентиль 
Т        – теплообменник 
ТВМ  – теплообменник для возврата масла 
TPB   – терморегулирующий вентиль 
Ф       – фильтр 
ФО    – фильтр-осушитель 
ХМ    – холодильная машина 
ЦP     – циркуляционный ресивер 
ЧЭ     – чувствительный элемент 
ЭВ     – электрический вентилятор 
ЭН    – электронагреватель 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

 
Дисциплина «Судовые холодильные установки и системы 
кондиционирования воздуха» изучается в рамках базовой части основной профессиональной образовательной программы по специальности 26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических установок», 
укрупненной группе специальностей и направлений подготовки 
26.00.00 «Техника и технологии кораблестроения и водного транспорта». 
Основной целью освоения учебной дисциплины является 
фундаментальная подготовка специалистов по специальности «Эксплуатация судовых энергетических установок», приобретение навыков самостоятельной роботы и умения пользоваться справочной, 
научной и учебной литературой. 
В издании обозначен широкий круг вопросов, связанных с 
эксплуатацией и ремонтом судовой холодильной техники. Подробно 
рассмотрены принципы устройства элементов для регулировки и 
поддержания рабочих параметров обратных циклов. Обобщение материалов проведено с использованием технических руководств по 
эксплуатации, сертификатов и свидетельств о типовом одобрении и 
известных источников технической литературы, получившей одобрение на изучение специальности. 
Использование представленного материала дает возможность изучить свойства рабочих веществ, используемых в различных 
типах холодильных машин; составные элементы холодильных машин и их назначение, устройство и принцип действия; схемы судовых холодильных установок; системы автоматизации, основы правил эксплуатации и ремонта. 
 
 
  
 
 

Глава 1. РАБОЧИЕ ВЕЩЕСТВА ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН 

1.1. Холодильные агенты 

Холодильный агент является рабочим телом холодильной машины, изменяющим в различных элементах холодильного контура 
свое агрегатное состояние. При переходе его из жидкого состояния в 
газообразное (осуществляется в испарителе) хладагент интенсивно 
отбирает теплоту у охлаждаемого объекта. Отобранная теплота удаляется из холодильной машины при конденсации хладагента в конденсаторе и передается окружающей среде. 
Чтобы вещество могло выполнять функции хладагента, необходимо, чтобы при атмосферном давлении его температура кипения 
была как можно ниже, объемы паров, образующихся при испарении, 
были незначительными, а температура и давление конденсации не 
слишком высокими и легко достижимыми. 
К холодильным агентам парокомпрессорных холодильных 
машин предъявляются следующие требования: 
- достаточное давление в испарителе при эксплуатационных 
температурах кипения, обеспечивающих заданные температуры 
охлаждения объекта (во избежание подсоса воздуха в систему); 
- умеренное давление конденсации при температуре окружающей среды, что уменьшает массу и упрощает конструкцию холодильной машины; 
- небольшая разница давлений конденсации и кипения, что 
уменьшает затраты мощности на привод компрессора; 
- высокая удельная холодопроизводительность, что обуславливает малые размеры и компактность холодильных машин; 
- высокая критическая температура. Работа холодильной машины в околокритической и надкритической областях малоэкономична; 
- нетоксичность (безвредность) для обслуживающего персонала; 
- негорючесть и взрывобезопасность; 
- инертность (неагрессивность) по отношению к металлам, органическим веществам (резине, парониту и другим прокладочным и 
уплотнительным материалам); 
- способность хорошо растворять влагу (воду) и растворяться 
в масле; 
- невысокая стоимость; 

- химическая стабильность в течение многих лет, слабая способность проникать через неплотности, легкость обнаружения утечек и т.д. 
Ни один из существующих хладагентов не удовлетворяет в 
полной мере всем перечисленным требованиям. Хладагенты для судовых холодильных установок в первую очередь должны удовлетворять требованиям безопасности (взрывоопасность, негорючесть, 
нетоксичность), обеспечивая компактность машин и надежность их 
работы. 
Аммиак (R717), углекислый газ (R744) и двуокись серы (R764) 
были наиболее распространенными вплоть до 1930 года, до внедрения новой серии хладагентов – хлорфторуглеродов (C1FC), все ранее упоминавшиеся хладагенты, за исключением аммиака, не применяются. Однако, начиная с 1980 года обнаружено вредное воздействие C1FC на окружающую среду. Было установлено, что промышленные и бытовые отходы, содержащие атомы хлора, в том числе 
хладоны, достигая атмосферы, высвобождают хлор, который участвует в разрушении озонового слоя. 
Известно, что озоновый экран (среднее содержание озона в 
атмосфере 0,001%) защищает поверхность Земли от избыточных 
ультрафиолетовых лучей, большая доза которых способна уничтожить все живое на Земле. Поэтому Международной конвенцией в 
Вене в 1985 году, протоколом в Монреале в 1987 году и последующими протоколами с участием представителей крупнейших стран 
мира были приняты решения о прекращении к 2000 году производства и использования озоноопасных хладонов, в первую очередь 
R11, R12, R13, R113, R114, R115, R500, R501 и др. Хладагенты R21, 
R22, R23, R30, R40, R123, R124, R140a, R141, R142, R160 и др. относятся к низкой озоноразрушающей активности и разрешены в качестве переходных для замены запрещаемых. Но и они должны быть 
исключены из использования к 2040 году, а по возможности и к более раннему сроку – 2020 году. 
Взамен вышеперечисленных хладонов предлагаются гидрофторуглероды и гидрохлорфторуглероды, которые благодаря содержанию водорода разлагаются гораздо быстрее, чем хлорфто- 
руглероды, в нижних слоях атмосферы, не достигая озонового слоя. 
На мировом рынке такие озонобезопасные хладоны предлагает, 
например, под торговой маркой «СУВА» фирма «Дюпон» (США). 

«Дюпон» поставляет на рынок хладагент R404a, имеющий при давлении 0,1 МПа температуру кипения порядка –46°С, гидрофторуглерод R134a (CH2FCF3) и др. В России также освоен выпуск R134a. 
Он может полностью заменить R12, хотя при использовании его несколько снижается удельная холодопроизводительность установки 
(92% от удельной холодопроизводительности R12), холодильный 
коэффициент (98% по сравнению с R12), увеличивается соотношение давлений конденсации и кипения (123%, если принять это соотношение для R12 за 100%). В настоящее время для R134a подобраны 
и синтетические масла (ХС-22, ХФС-134). Температура кипения 
R134a при давлении 0,1 МПа составляет –26,5°С. 
Разработаны заменители и для других хладонов. Так, альтернативным для R22 может быть R407, который представляет собой 
смесь R32/125/134а в соотношениях 23/25/52%. Хладон 502 может 
быть заменен на R125 (CHF2CF3), имеющий температуру кипения 
–48,5°С при давлении 0,1 МПа. Для низкотемпературных машин 
(каскадных) может быть рекомендован озонобезопасный R23. 
В настоящее время наиболее распространен хладагент R22 
(хлородифорометан CHF2C1). Он относится к группе ГХФУ 
(HCFC). Это бесцветный газ со слабым запахом хлороформа, невзрывоопасен и негорюч. Широко применяют для получения низких 
температур в холодильных компрессионных установках, в системах 
кондиционирования и тепловых насосах. 
В холодильных установках, работающих на R22, необходимо 
использовать минеральные или алкилбензольные масла. По сравнению с R12 хладагент R22 хуже растворяется в масле, но легко проникает через неплотности, нейтрален к металлам. R22 слабо растворяется в воде, объемная доля влаги в нем не должна превышать 
0,0025%. Коэффициент теплоотдачи при кипении и конденсации на 
25 – 30% выше, чем у R12. Однако R22 имеет более высокие давление конденсации и температуру нагнетания. Нельзя смешивать R22 
с R12 – образуется азеотропная смесь. По энергетической эффективности R502 и R22 достаточно близки. Холодильную установку, использующую в качестве рабочего тела R502, можно адаптировать к 
применению R22, однако R22 имеет более высокие давление насыщенных паров и, как следствие, более высокую температуру нагнетания. 

В соответствии с Монреальским протоколом и с положением 

№ 2037/2000 от 29 июня 2000 года в Европе запрещено применять 
R22 в новых установках. Разрешено его использование для дозаправки старых установок до 2020 года. В таблице 1.1 даны основные 
свойства R22. 

Таблица 1.1 

Основные свойства R22 
 

Основные свойства 
R22 

Молекулярный вес (г/моль) 
86,5 

Температура кипения при 1,013 бар (°С) 
–40,7 

Плотность насыщенных паров при 1,013 бар (кг/м3) 
4,702 

Плотность насыщенной жидкости при 25°С (кг/дм3) 
1,194 

Критическая температура (°С) 
96 

Критическое давление (бар) 
49,8 

Критическая плотность (кг/дм3) 
0,525 

Давление кипения при 25°С (бар) 
10,43 

Потенциал разрушения озона (ОDР) 
0,055 

 
Хладагент R134a (тетрафтороэтан CF3-CH2F) представляет 

собой хлорированный фторуглеродный (ХФУ) холодильный агент с 
нулевым потенциалом разрушения озона (ОДР). Свойства этого 
агента очень похожи на свойства R12. Он может быть использован 
как в качестве индивидуального холодильного агента в ряде традиционных для холодильного агента R12, так и в качестве компонента 
охлаждающих смесей, используемых для систем, работающих с холодильными агентами R502 и R22. Основные свойства R134a даны в 
таблице 1.2. 

Производители компрессоров и охлаждающих систем прода
ют новое оборудование, которое специально разработано для R134a. 
Кроме того, лабораторные и промышленные испытания подтверждают, что R134a может работать во многих существующих установках, где ранее использовали R12 и R500. Замену холодильного 
агента R12 на R134a можно легко осуществить в следующих приборах и аппаратах: автомобильное кондиционирование воздуха, специальное кондиционирование воздуха или приспособление для регулирования климата, торговые холодильники, охлаждающие приборы, а также транспортные рефрижераторы. 

Таблица 1.2 

Основные свойства R134a 
 

Основные свойства 
R134a 

Средняя молекулярная масса 
102,0 

Температура кипения при 1 атм (°С) 
–26,5 

Плотность насыщенных паров при температуре кипения 
(кг/м3) 

5,1 

Плотность насыщенной жидкости при  
25°С (кг/дм3) 

1,16 

Критическая температура (°С) 
101,1 

Критическое давление (кг/см2) 
41,3 

Предел воспламенения на воздухе 
не воспламеня
ется 

Потенциал разрушения озона (ОDР) 
0,000 

Влияние галоидоуглерода на всеобщее потепление 
(HGWP) 

0,33 

Группа безопасности по классификации ASHRAE 
А1 

 
Для всех систем, использующих R134a, масло играет очень 

важную роль. R134a не смешивается с минеральными маслами. Для 
использования с R134a различными изготовителями оборудования 
рекомендуются полиэфирные масла (РОЕ) и полиалкиленгликольные (PAG) масла. 

РОЕ и PAG масла гигроскопичны и быстро поглощают влагу, 

поэтому необходимо избегать длительного открытого пребывания 
емкостей смазочных материалов на воздухе. 

Новое холодильное оборудование поступает от производителя 

уже снабженное совместимым с R134a маслом. При работе такого 
оборудования необходимо выполнять все рекомендации производителя. 

При замене хладагента в холодильной машине с R12 на R134a 

необходимо заменить применявшуюся ранее смазку на масло РОЕ. 
Исключение составляют некоторые автомобильные системы охлаждения. В большинстве случаев количество минерального масла или 
масла на основе алкилбензола должно составлять менее 5% от заправки РОЕ. Наиболее популярный метод промывки системы от 
масла заключается в удалении по возможности максимального количества существующего масла, добавлении РОЕ и эксплуатации