Первая опытно-конструкторская разработка (ОКР) этого направления велась по созданию кон-диционера автономного специального АКС-3,0, предназначенного для тепловлажностной обработки воздуха с агрессивными примесями в специальных помещениях, подводных лодок.

Целью этой работы являлось создание автономного кондиционера специального назначения, отве-чающего следующим требованиям:

— работа в режимах охлаждения и осушения воздуха;

— специальные низкие уровни вибрации и шума;

— высокие показатели надежности, а именно ресурс до заводского ремонта 60 000 ч и вероятность безотказной работы 0,996;

— работа при крене и качке до 45°;

— работа в условиях значительных изменений тепловой нагрузки.

Основные характеристики кондиционера АКС-3,0:

Расход воздуха, м³/ч — 300.

Холодопроизводительность в режиме охлаждения, кВт — не менее 2;

Относительная влажность воздуха на выходе в режиме осушения, приведенная к температуре 25 °С, % —не более 35.

Температура воздуха на выходе в режиме осушения, °С — 17±2.

Габаритные размеры (ширина, глубина, высота), мм — 1000х650х 1152.

Масса в рабочем состоянии, кг — 376.

Пневмогидравлическая схема кондиционера основана на парокомпрессионном цикле (рис. 1).

Для осуществления холодильного цикла был применен специально разработанный в рамках этой ОКР спиральный горизонтальный компрессор.

Были реализованы следующие конструкторские решения:

— использована двухкаскадная схема амортизации;

— блок обработки воздуха выполнен полностью герметичным, для исключения попадания обраба-тываемого воздуха в помещение, изготовлен из нержавеющей стали;

— конструкция конденсатора выполнена таким образом, чтобы при наклонах исключить попадание газовой фазы в терморегулирующий вентиль;

— включение кондиционера осуществляется путем плавного запуска компрессора, что позволяет значительно снизить уровень вибрации и шума на наиболее виброактивных режимах пуска и остановки кондиционера;

— применен блок регулирования мощности электронагревателя, позволяющий поддерживать постоянную температуру воздуха на выходе из кондиционера при различных температурах воздуха на входе;

— применена аппаратура управления и система автоматической защиты кондиционера от аварийных режимов работы, включающая 15 защит.

После завершения ОКР кондиционеры АКС-3,0 были поставлены на серийное производство.

Второй ОКР этого направления стала разработка установки охлаждения теплоносителя УОТ-5,0, предназначенной для охлаждения воды, подаваемой в теплообменники охлаждаемых устройств, для термостатирования приборов и оборудования.

Основные технические характеристики установки УОТ-5,0:

Расход теплоносителя, м³/ч — 4000.

Холодопроизводительность, кВт — не менее 5.

Температура теплоносителя на выходе, °С — 9±1.

Габаритные размеры (ширина, глубина, высота), мм — 956х 764х 1200.

Масса в рабочем состоянии, кг — 540.

Принципиальным конструктивным отличием этой машины от кондиционера АКС-3,0 явилось применение двух параллельно соединенных по хладоновому контуру горизонтальных спиральных ком-прессоров. Это решение позволило добиться значительных преимуществ, в том числе:

— возможность регулирования холодопроизводительности путем пуска-остановки одного или двух компрессоров;

— минимальная перегрузка электрической сети при запуске за счет поочередного выхода на режим каждого компрессора;

— равномерное расходование ресурса компрессоров за счет их поочередной работы при низких тепловых нагрузках.

При разработке узлов установки УОТ-5,0 был использован опыт предыдущей ОКР.

Учитывая стесненность в помещениях, в которых должны размещаться кондиционеры АКС-3,0 и установки УОТ-5,0, предназначенные для поддержания заданных параметров воздуха и воды в одних и тех же объектах охлаждения, было принято решение о создании холодильной установки, объединя¬ющей в едином корпусе обе указанные функции и использующей единый холодильный контур для одновременного охлаждения двух сред. Это позволит, при необходимости, перераспределять холодо- производительность установки между двумя средами.

В результате этого решения была начата разработка установки холодильной специальной УХС-5,4.

Пневмогидравлическая схема установки УХС-5,4 была также основана на 2-х горизонтальных спиральных компрессорах, соединенных по хладоновому контуру (рис. 2).

Работа установки, в соответствие с требованиями Заказчика должна осуществляться в 4-х режимах:

— охлаждение хладоносителя одним компрессором;

— охлаждение хладоносителя двумя компрессорами;

— охлаждение воздуха одним компрессором;

— одновременное охлаждение хладоносителя и воздуха двумя компрессорами.

Основные технические характеристики установки УХС-5,4:

Расход хладоносителя, м³/ч — 4000.

Расход воздуха, м³/ч — 3000.

Холодопроизводительность по воде при работе двух компрессоров, кВт — не менее 5,4.

Холодопроизводительность по воздуху, кВт — не менее 2,7.

Габаритные размеры (длина, ширина, высота), мм — 1080х750х 1770.

Масса в рабочем состоянии, кг — 705.

Для реализации сложного алгоритма работы установки аппаратура управления потребовала при-менения микропроцессорной техники. При разработке аппаратуры управления были также учтены следующие требования:

— обмен информацией с корабельной системой управления должен осуществляться по кодовой линии связи - интерфейсу RS-485;

— аппаратура управления должна осуществлять самодиагностику и прогнозирование работы уста-новки.

Данное требование привело к установке в рабочих узлах 15 датчиков контроля параметров, информацию которых необходимо постоянно контролировать, обрабатывать и принимать необходимые решения;

— информацию о текущем состоянии установки необходимо отображать на дисплее, входящем в конструкцию установки;

— аппаратура управления должна хранить в своей памяти историю о рабочих параметрах холо-дильной машины, ее техническом состоянии и срабатывающих защитах за весь период эксплуатации, с возможностью записи данной информации на внешний носитель.

Одним из главных требований при этом оставалось требование к комплектации электрорадиоизде- лий, которые необходимо применить в установке — категория качества ВП.

После завершения и защиты технического проекта был разработан и изготовлен макетный образец, на котором были проверены основные технические решения, в том числе новые подходы к разработке системы управления. Результаты испытаний, проведенных с участием представителей ОАО «ЦКБ МТ ''Рубин''» подтвердили правильность, принятых на этапе технического проекта, решений и расчетов.

В настоящее время ведется разработка рабочей конструкторской документации, в которой реализуются все наработки, полученные при разработке и изготовлении кондиционера АКС-3,0 и установки УОТ-5,0, а так же результаты предварительных работ по созданию УХС-5.4.