Компрессионные холодильные установки

Принцип действия

Большая часть используемых на пивоваренных предприятиях холодильных установок относится к компрессионному типу. Компрессионная холодильная установка состоит из четырех аппаратов, соединенных между собой трубопроводами (рис. 10.7).

Испаритель (1)

Жидкий аммиак направляется в испаритель и испаряется в нем при температуре от -6 до -8°С. Необходимая для испарения теплота поглощается из окружающей среды, которая тем самым охлаждается. Кроме того, система труб или пластин испарителя:

· погружена в рассол (или в раствор гликоля) или

· в результате замерзания вокруг труб испарителя в воде образуется большое количество льда, и тем самым обеспечивается постоянство температуры хладоносителя, близкое к нулю.

Такой тип охлаждения называют косвенным охлаждением, так как туда, где требуется холод, закачивается не холодный аммиак, а хладоноситель (раствор гликоля или холодная вода).

Если там, где требуется холод, находится испаритель, то говорят о прямом охлаждении. Мы уже затрагивали этот вопрос при рассмотрении охлаждения ЦКТ (см. раздел 4.4.2.2).

Прямое охлаждение путем непосредственного испарения аммиака находит все более широкое применение.

Компрессор (2)

Холодный аммиак всасывается компрессором и сжимается до избыточного давления 8-10 бар. В результате температура сжатого аммиака повышается до 80-90°С.

Компрессор имеет электрический привод и на пивоваренном производстве потребляет больше всего электроэнергии.

Конденсатор (3)

Горячий аммиак охлаждается до температуры 20-25°С и при этом снова сжижается. Для более эффективной теплопередачи конденсатор снабжен системой пластин или труб.

Регулирующий (расширительный) клапан (4)

Регулирующий клапан разделяет испаритель и конденсатор. Он пропускает в испаритель только определенное количество NH_:! и препятствует выравниванию давления между испарителем и конденсатором (в противном случае холодопродуктивность машины могла бы упасть до нуля).

	Температура°С	Избыточное давление (бар)	Тепловая энергия
Испаритель	от+25 до -5		Потребление
Коми-рессор	от -5 до +80	от 2 до 10	Преобразование в механическую
Конденсатор	от+80 до+25		Выделение
Регулирующий клапан	+25	от 10 до 2	-

К примеру, распределение температуры и давления внутри компрессионной установки выглядит следующим образом:

Если сопоставить преобразование энергии в компрессионной холодильной установке и в паросиловой установке, то видно, что они функционируют по-разному, а именно по обратному принципу (рис. 10.8).

	Потребление	Отдача
Паросиловая установка	Тепловая энергия	Механическая энергия
Компрессионная холодильная установка	Механическая энергия	Тепловая энергия (увеличивается температура)

Поэтому компрессионная холодильная установка одновременно является своего рода тепловым насосом.

Испарители

Испарители бывают различных конструкций: вертикальнотрубный, кожухотрубный, ребристый, змеевиковый, пластинчатый (пластинчатый теплообменник специальной конструкции) и др.

Основной принцип действия всех испарителей состоит в том, что жидкий аммиак испаряется в трубах или пластинах, забирая при этом теплоту испарения из жидкости или из воздуха.