Промышленное холодильное оборудование

    Раздел: Новости Дата публикации: 22-01-2017, 05:32
    Промышленное холодильное оборудованиеЧиллер — это холодильная машина, предназначенная для охлаждения жидкого теплоносителя. Чиллеры можно разделить принципиальным образом на две большие группы — абсорбционные и парокомпрессионные — в зависимости от способа получения холода — используя тепловые свойства веществ при поглощении (абсорбции) и компрессии соответственно.

    I. Абсорбционные чиллеры — очень перспективная область развития холодильной техники, получающая всё более широкое применение ввиду ярко выраженной современной тенденции к электросбережению. Дело в том, что для абсорбционных холодильных машин основным источником энергии является не элетрический ток, а бросовое тепло, неизбежно возникающее на заводах, предприятиях и т.п. и безвозвратно выбрасываемое в атмосферу, будь то горячий воздух, охлаждаемая воздухом горячая вода и др.

    Внешний вид машин (на примере оборудования LS Air Conditioning):

    Рабочим веществом является раствор из двух, иногда трех компонентов. Наиболее распространены бинарные растворы из поглотителя (абсорбента) и хладагента, отвечающие двум главным требованиям к ним: высокая растворимость хладагента в абсорбенте и значительно более высокая температура кипения абсорбента по сравнению с хладагентом. Широкое применение получили растворы вода-аммиак (водоаммиачные холодильные машины) и бромистый литий-вода (бромистолитиевые машины), в которых, соответственно, вода и бромистый литий являются абсорбентами, а аммиак и вода — хладагентами.

    Рабочий цикл в абсорбционных чиллерах выглядит следующим образом: в генераторе, к которому подводится бросовое тепло) кипит рабочее вещество, в результате чего выкипает практически чистый хладагент, ведь его температура кипения гораздо ниже, чем у абсорбента. Пар хладагента поступает в конденсатор, где охлаждается и конденсируется, отдавая своё тепло окружающей среде. Далее полученная жидкость дросселируется, в результате чего охлаждается при расширении) и направляется в испаритель, где, испаряясь, отдает своё холод потребителю и следует в абсорбер. Сюда же через дроссель подается абсорбент, из которого в самом начале выкипел хладагент, и поглощает пары хладагента, ведь мы выше обозначили требование их хорошей растворимости. Наконец, насыщенный хладагентом абсорбент насосом перекачивается в генератор, где хладагент снова выкипает.

    Если принять бесплатность бросового тепла, то электроэнергию потребляет только насос — вот она экономичность абсорбционных холодильных машин! Вот она причина их бурного развития и внедрения в последние годы!

    II. Парокомпрессионные чиллеры. Это наиболее распространенный в настоящее время тип холодильного оборудования.

    Генерация холода осуществляется в парокомпрессионном цикле, состоящем из четырех основных процессов — компрессии, конденсации, дросселирования и испарения — с использованием четырех основных элементов — компрессора, конденсатора, регулирующего вентиля и испарителя — в следующей последовательности:

    Рабочее вещество (хладагент) в газообразном состоянии поступает на вход компрессора с давлением P1 (~7атм) и температурой T1 (~5C) и сжимается там до давления P2 (~30атм), нагреваясь до температуры T2(~80C). Далее хладагент следует в конденсатор, где охлаждается (как правило, за счет окружающей среды) до температуры T3 (~40С=Tокр.среды+8..15С), при этом давление в идеале остается неизменным, реально же падает на десятые доли атм. В процессе охлаждения хладагент конденсируется и полученная жидкость поступает в дроссель (капиллярная трубка, терморегулирующий вентиль, по сути — элемент с большим гидродинамическим сопротивлением), где внезапно (очень быстро) расширяется. На выходе получается паро-жидкостная смесь с параметрами P4(~7атм) и T4(~0С), поступающая в испаритель. Здесь хладагент отдает свой холод обтекающему испаритель теплоносителю, нагреваясь и испаряясь при постоянном (в идеале) давлении (реально, оно опять-таки падет на десятые доли атмосферы). Полученный охлажденный теплоноситель (Tх~7С) и является конечным продуктом. А хладагент на выходе из испарителя имеет параметры P1 и T1, с которыми попадает в компрессор. Цикл замыкается. Движущая сила — компрессор.

    Особо отметим разделение схожих на первый взгляд терминов — хладагент и теплоноситель. Хладагент — это рабочее вещество холодильного цикла, в процессе которого оно может находиться в широком диапазоне давлений, а также претерпевает фазовые изменения. Теплоноситель же агрегатного состояния (фазовых изменений) не меняет и служит для передачи (переноса) тепла (холода) на определенное расстояние. Конечно, можно провести аналогию, сказав, что движущей силой хладагента является компрессор со степенью сжатия около 3, а теплоносителя — насос, повышающий давление в 1.5-2.5 раза, т.е. цифры соизмеримые, но принципиальным является факт наличия фазовых изменений у хладагента. Другими словами, теплоноситель всегда работает при температурах ниже точки кипения для текущего давления, хладагент же может иметь температуру как ниже, так и выше точки кипения.

    Парокомпрессионные чиллеры классифицируют по нескольким параметрам:

    1. По типу установки:

        Наружной установки (встроенный конденсатор). Подобные агрегаты представляют собой единый моноблок, устанавливаемый на улице. Удобен тем, что позволяет эксплуатировать неэксплуатируемые площади — кровлю, открытые площади на земле и др. Также это и более дешевое решение. В то же время, использование воды в качестве теплоносителя сопряжено с необходимосью её слива на зимний период, что неудобно в эксплуатации, поэтому применяются незамерзаемые жидкости, как новые солевые, так и традиционные — растворы гликолей в воде. При этом необходимо производить пересчет работы чиллера под каждый конкретный теплоноситель. Отметим, что все сегодняшние незамерзающие растворы на 15-20% менее эффективны, чем вода. Последнюю вообще трудно превзойти — высокая по меркам жидкостей теплоёмкость и плотность делают её практически идеальным теплоносителем, если бы не столь высокая температура замерзания.
        Внутренней установки (выносной конденсатор). Здесь ситуация практически обратная по сравнению с предыдущим вариантом. Чиллер состоит из двух частей — компрессорно-испарительного блока и конденсатора, соединенные фреоновой трассой. Требуются иногда достаточно ценные площади внутри здания, при этом по-прежнему необходимо место снаружи для размещения конденсатора, правда с заметно меньшими требованиями как по площади так и по массе.

        В чиллерах внутренней установки не возникает проблем с использованием воды. Упомянем и несколько большее энергопотребление компрессора и увеличенные потери давления и температуры хладагента в связи с удлиненной трассой (от чиkлера до конденсатора), которая, кстати, также ограничена компрессором по длине.

    2. По типу исполнения конденсатора:

        Воздушного охлаждения.Это самый распространенный вариант. Конденсатор представляет собой трубчато-ребристый теплообменник и охлаждается бесплатным наружным воздухом. Это и дешево и просто в проектировании, монтаже и эксплуатации. Пожалуй, минусом можно назвать лишь большие габариты конденсатора в виду малой плотности воздуха.
        Водяного охлаждения.Тем не менее, в ряде случаев используется водяное охлаждение конденсатора. В этом случае конденсатор является пластинчатым, пластинчаторебристым или теплообменником "труба в трубе”. Водяное охлаждение заметно уменьшает габариты конденсатора, а также позволяет реализовать рекуперацию тепла. Но полученная нагретая вода (около 40С) не является ценным продуктом, часто её просто отправляют на охлаждение в градирни, опять таки отдавая всё тепло окружающей среде. Таким образом, водяное охлаждение реально выгодно в случае наличия потребителя нагретой воды. В любом случае, чиллеры с водяным охлаждением дороже, чем с воздушным, а вся система в целом более сложна и в проектировании и в монтаже и в эксплуатации.

    3. По типу исполнения гидромодуля:

        Со встроенным гидромодулем.Чиллеры такой конфигурации представляют собой моноблок, в который включена насосная группа и, как правило, расширительный бак. Очевидно, что производители выпускают стандартные гидромодули чаще всего двух модификаций — с менее и более мощными насосами, которые не всегда удовлетворяют необходимым требованием (обычно их напора просто может не хватать). Кроме того, встроенный гидромодуль в чиллерах наружной установки будет расположен на улице, что может создавать проблемы зимой — незамерзающий теплоноситель может загустевать и в первые секунды работы насосы не способны преодолеть его вязкость и не запускаются. С другой стороны, нет необходимости искать место для насосной станции, продумывать её компоновку и т.д. плюс отсутствуют проблемы с автоматикой — это очень весомые преимущества встроенных гидромодулей.
        С выносным гидромодулем.Выносной гидромодуль используется, во-первых, когда не хватает мощности встроенного; во-вторых, при необходимости резервирования (отметим, что во встроенных гидромодулях допускается один резервный насос); в-третьих, если по каким-либо причинам желательна внутренняя установка насосов. Система становится гибкой, а длина трассы практически неограниченной, ведь насосы бывают и очень мощные.

        В то же время существуют и готовые насосные станции, включающие в себя и насосы и расширительный бак и автоматику и компактно собранные на опорной раме:

    4. По типу компрессора:

        Поршневые компрессора.
        Ротационные компрессора.
        Спиральные компрессора.
        Винтовые компрессора.

    5. По типу вентиляторов конденсатора:

        Осевые вентиляторы.
        Центробежные вентиляторы.

    Дополнительно отметим другие опциональные функции чиллеров:

        Фрикулинг — функция свободного охлаждения. Практически незаменима для чиллеров, работающих и в холодное время года. Возникает разумный вопрос, зачем использовать для охлаждения парокомпрессионный цикл, если за бортом и без того холодно. Ответ приходит сам собой — следует теплоноситель напрямую охлаждать уличным воздухом. В системе холодоснабжения наиболее распространен температурный график 7/12С, а, значит, теоретически, при уличных температурах ниже 7С уже возможно использовать свободное охлаждение. На практике, из-за недорекупераци, область применения несколько сужается — при температуре 0С и ниже холодопроизводительность от фрикулинга достигает номинальных значений.
        Теловой насос — это режим работы чиллера "на отопление”. Парокомпрессионный цикл работает несколько в иной последовательности, испаритель и конденсатор меняются своими ролями и теплоноситель не охлаждается, а нагревается. Кстати, заметим, что чиллер хоть и холодильная машина, дающая трижды больше холода, чем потребляет, но он ещё более эффективен в качестве отопителя — тепла он даст в четыре раза больше, чем затратит электроэнергии. Режим теплового насоса наиболее распространен в общественных и административных зданиях, иногда применяется для складов и др.
        Плавный пуск компрессора — опция, позволяющая избавиться от высоких пусковых токов, превышающих рабочие в 2-3 раза.

    Теперь, проведя достаточно полную классификацию чиллеров, обратим внимание на некоторые аспекты проектирования холодоснабжения.

        Холодильная машина — это габаритное (все три измерения заметно превышают метр, а длина может превзойти и 10м) и тяжелое (до 15 тонн) оборудование. На практике это означает практически безоговорочную необходимость в применении разгрузочных рамм для распределения массы чиллера на большую площадь с выбором допустимых точек опоры. Стандартные рамы далеко не всегда подходят для каждого конкретного случая, поэтому, чаще всего, требуется специальное проектирование.
        Чиллер имеет в составе 1-4 компрессора, 1-12 вентиляторов, 1-2 насоса, что вызывает целую гамму негативных вибраций, поэтому, установка чиллера непременно производится на виброопоры соответствующей несущей способности, а подсоединение всех трубопроводов — через вибровставки соответствующего диаметра.
        Как правило, подсоединительные диаметры трубопроводов у чиллера меньше, чем магистральной трубы (чаще на один, иногда и на два типоразмера), поэтому требуется переход. Рекомендуется непосредственно у чиллера установить вибровставку и сразу следом — переход. Из-за значительных гидравлических потерь удалять переход от агрегата не рекомендуется.
        Во избежание засорения испарителя со стороны теплоносителя на входе в чиллер обязательным является установка фильтра.
        В случае встроенного гидромодуля, на выходе из чиллера обязательно начилие обратного клапана во избежание движения воды против проектного.
        Для регулирования прямого и обратного потоков рекомендуется перемычка между ними с регулятором перепада давления.
        Наконец, в документации на чиллер всегда следует обращать внимание, для какого теплоносителя приведены данные. Применение незамерзающего теплоносителя в среднем на 15-20% снижает эффективность работы системы холодоснабжения.

    Эти компрессоры пользуются спросом

    Завод по изготовлению компрессорного оборудования «Ремеза» находится в Республике Беларусь, городе Рогачёв, Гомельской области. Организован завод в 1989 году, с 1995 года производит воздушные компрессоры....

    Где нужна пастеризационно охладительная установка

    Пастеризационно-охладительная установка Назначение:...

    Немного про торговые холодильники

    Холодильное оборудование - это совокупность взаимосвязанных технических средств, холодильных машин, узлов, агрегатов, элементов, трубопроводов, необходимых для создания, распределения и использования холода....

    Поршневые компрессоры и их применение

     Компрессор - устройство для сжатия и подачи воздуха или другого газа под давлением. Степень повышения давления в компрессоре более 3. Для подачи воздуха с повышением его давления менее чем в 2-3 раза применяют воздуходувки,...

    Вариативность выбора отопления

    В наших климатических условиях отопительный сезон длится почти половину года. Радиатор отопления – это такой прибор, который способен обеспечить наиболее комфортную и оптимальную температуру в вашей квартире. Принцип работы...

    Слабые места кондиционеров

    Мобильный кондиционер представляет собой вполне законченное устройство, не требующее сбора частей устройства в единое целое устройство. Для правильной работы мобильного кондиционера его надо правильно установить....

    Компрессорное оборудование и его разновидности

    Продукция, производимая на промышленных предприятиях, пользуется все большим спросом. Производство постоянно усложняется, его темпы растут, применяемое оборудование совершенствуется. Сегодня трудно уже представить промышленный...

    Кондиционеры произвели настоящую революцию

    Сама по себе идея искусственного охлаждения в жару насчитывает несколько тысячелетий. Для этого использовались веера, опахала и специально обученный персонал. Но история механической вентиляции, и последовавшего за нею...

    Отапливаем загородный дом

    Способы отопления загородного дома, которые реализуются на практике, могут быть самыми разными. И выбор технологии здесь во многом зависит не только от наших предпочтений, но и от сложившихся условий. Так что иногда бывает...

    Внутрипольный конвектор - удачное решение

    Как обогреть квартиру или дом с панорамными окнами? Можно конечно установить обычные радиаторы отопления, но только это нужно сделать рядом с окном, так как под ним нет места для обогревателя. А ведь батарея на стене рядом с...

О сайте

...

автор: bakiev_dv@mail.ru основан на базе фремворка Bootstrap Version 2.2.2, 2013 год.
Яндекс.Метрика