Комплектация холодильных установок

Холодильные установки представляют собой комплектное оборудование, предназначенное для получения и поддержания температуры ниже, чем в окружающей среде, в различных замкнутых объемах. Их используют в холодильных камерах, технологических помещениях, лабораториях, магазинах, на складах, транспортных средствах. Они являются неотъемлемой частью многих предприятий пищевой, химической, фармацевтической и других отраслей промышленности.

Выбор комплектации

Комплектация подбирается в соответствии с проектными требованиями. Должны учитываться следующие факторы:

• начальная и конечная температура охлаждения;
• вид продукции, которая будет храниться или изготавливаться;
• время хранения или заморозки;
• способ охлаждения;
• объем охлаждаемой продукции в день, в месяц и пр.;
• требуемые габариты.

Виды холодильных установок

При выборе комплектации холодильного оборудования также нужно учесть, что оно бывает нескольких основных видов, которые различаются конструктивными особенностями и вариантами оснащения. Установки классифицируют по следующим признакам:

• температурный режим. Оборудование может быть высокотемпературным (+5…+15 ^оС), среднетемпературным (–20…+5 ^оС) и низкотемпературным (–120…–20 ^оС);
• вид холодильного агента. В установках может использоваться фреон, аммиак, пропан, углекислый газ и другие хладагенты;
• тип охлаждения. Бывает непосредственным и промежуточным;
• производительность. По этому признаку оборудование делят на крупное (свыше 3 МВт), среднее (до 1 МВт), малое (до 60 кВт).

Состав установок

Оборудование состоит из нескольких основных и вспомогательных узлов. В первую группу входят компрессоры, конденсаторы и испарители. Они определяют энергетические и габаритные характеристики установок. Занимают в среднем 50–70 % от общей массы машины. К вспомогательным относятся аппараты, которые улучшают надежность, экономичность, эргономичность и другие параметры. Эта группа включает масло- и влагоотделители, ресиверы, промежуточные сосуды и пр. Остановимся подробнее на каждом из компонентов холодильных установок.

Компрессор

Обеспечивает циркуляцию хладагента в холодильном контуре. Он сжимает газообразную фазу до такого состояния, при котором возможен ее переход в жидкую фазу. Существует две основных разновидности компрессоров для холодильных установок:

• поршневые. Это относительно недорогое оборудование, которое отличается простотой конструкции, удобством управления, ремонтопригодностью. Главными недостатками таких компрессоров являются невысокий КПД (около 70–75 %), пульсации при движении перемещаемой среды, необходимость в частом обслуживании;
• винтовые. Более современные и энергоэффективные устройства. Отлично подходят для непрерывной работы системы, обладают КПД до 96 %, характеризуются надежностью, длительным сроком службы, компактностью. Единственными недостатками винтовых компрессоров можно считать более высокую стоимость приобретения и сервисных работ по сравнению с поршневыми моделями.

Конденсатор

Представляет собой теплообменник, в котором пары хладагента, поступающие из компрессора, охлаждаются до температуры конденсации и переходят в жидкое состояние. Этот процесс возможен за счет притока тепла от окружающей среды посредством естественной или искусственной вентиляции, водяного охлаждения или смешанной системы.

Эффективность работы всей холодильной установки сильно зависит от правильного выбора конденсатора. В частности, понижение температуры конденсации всего на 1 градус (например, с 30 до 29 ^оС) для среднетемпературной машины с поршневым компрессором приводит к экономии электроэнергии в среднем на 1,5–2 %.

В современном холодильном оборудовании чаще всего применяются три типа конденсаторов:

• вертикальные и горизонтальные кожухотрубные модели водяного охлаждения. В таких аппаратах в межтрубном пространстве происходит конденсация хладагента, а по трубам циркулирует вода;
• конденсаторы-испарители. В них тепло отводится за счет испаряющегося хладагента другого контура каскадной холодильной установки;
• аппараты воздушного охлаждения с горизонтальным и зигзагообразным расположением теплообменных секций. В этом случае хладагент циркулирует по трубам, а лишнее тепло отводится через внешнее оребрение.

Испаритель

Этот элемент отвечает за испарение жидкого хладагента и переход его в газообразную фазу. Процесс сопровождается поглощением тепла из окружающей среды, что приводит к понижению температуры в холодильной камере или другом помещении. На практике применяются два основных вида испарителей:

• кожухотрубные. Они используются в системах, работающих на аммиаке и фреонах;
• панельные. Получили меньшее распространение, чем кожухотрубные. Применяются в открытых системах холодоснабжения с рассолом или водой в качестве хладоносителя.

Холодильная арматура

Предназначена для регулировки и контроля работы холодильного контура с хладагентом. В состав могут входить:

• терморегулирующий вентиль (ТРВ). Он регулирует подачу хладагента в испаритель;
• фильтр-осушитель. Обеспечивает фильтрацию хладагента от механических примесей, а также удаляет из него остаточную влагу и кислоты;
• соленоидный вентиль. Перекрывает жидкостную магистраль при остановке компрессора, что позволяет защитить оборудование от гидроудара при следующем пуске.

Сепараторы

Используются для отделения паров хладагента на выходе из испарителя от капель жидкости. Защищают компрессор от гидравлического удара. Сепараторы бывают сухими и питающими.

Маслоотделители

Обеспечивают очистку хладагента от паров масла, которые образуются в ходе работы компрессора. Применение маслоотделителей повышает эффективность теплообменных процессов в холодильных установках, которые функционируют на хладагентах, ограниченно растворяющихся в маслах (например, R22, R717).

Ресивер

Представляет собой емкость для жидкого хладагента, которая может выполнять несколько функций. Существует несколько разновидностей ресиверов:

• линейные. Обеспечивают компенсацию разницы уровня хладагента в испарительном оборудовании в случае изменения тепловой нагрузки;
• дренажные. Необходимы для сбора хладагента из сепараторов и возврата обратно в систему;
• защитные. Служат для предотвращения гидроудара;
• циркуляционные. Позволяют создавать запас жидкого хладагента для возможности непрерывной работы циркуляционного насоса.

Система автоматики

Предназначена для автоматического поддержания требуемой температуры жидкости. В состав системы могут входить контроллеры, реле потока, реле давления хладагента, реле давления масла и другие устройства.