Промышленные холодильные машины и установки

В зависимости от характеристик создаваемого климатического режима камеры промышленного холода подразделяются на следующие виды.

1. Низкотемпературные.

К ним относятся камеры, поддерживающие температурный режим от -15°C до -25°C. Оборудование данного типа применяется для хранения мяса, полуфабрикатов, сливочного масла и других продуктов питания в замороженном виде. Низкотемпературные системы холодоснабжения устанавливаются в производственных помещениях предприятий пищевой промышленности, продуктовых магазинах, складах. Также холодильные системы данного типа могут использоваться в аптеках для поддержания температурного режима хранения лекарственных средств.

Конструкция морозильных камер представляет собой сборный короб из пенополиуретановых сэндвич-панелей толщиной не менее 100 мм. Стены камеры изнутри отделываются листовым алюминием или нержавеющей сталью для удержания холода. Низкотемпературные системы холодоснабжения оснащаются фреоновыми холодильными установками и электронными блоками контроля температуры.

2. Среднетемпературные.

Данные системы промышленного холода способны поддерживать температуру в диапазоне от 0°C до +8°C. Среднетемпературные промышленные холодильные установки используются для хранения продуктов питания, не требующих заморозки, и устанавливаются в продовольственных торговых точках, а также в местах общественного питания и на предприятиях пищевой промышленности. Кроме того, такие системы холодоснабжения могут использоваться для хранения цветов, меховых изделий и табачной продукции.

В среднетемпературных системах с фреоновым охлаждением промышленный холод вырабатывается внутри сборной конструкции из сэндвич-панелей ППУ толщиной не более 80 мм. Для создания и поддержания заданного режима в данных промышленных холодильных системах устанавливается компрессорное оборудование, оснащенное электронными блоками регулировки уровня холодоснабжения.

Рис. 17. Аммиачная парокомпрессионная холодильная установка

В схеме рис. 17 три компрессора 1,2 и 3, включенных параллельно. Это позволяет менять холодопроизводительность установки изменением числа работающих компрессоров.

Компрессоры всасывают пары аммиака из трубы 4 через грязеуловители 5. Чтобы снизить нагрузку на электродвигатели во время пуска компрессоров, байпасные клапаны 6 сообщают нагнетательную трубу компрессора с всасывающей. Обратные клапаны 7 не пропускают пары из напорной трубы 8 в компрессор когда он отключен. По трубе 8 сжатые пары поступают в маслоотделитель 9 и далее через вентиль 55 в конденсатор 10. Вентиль 47 при этом закрыт. Из маслоотделителя 9 масло стекает в накопитель 11 с некоторым количеством аммиака, пары которого по трубе 12 удаляются во всасывающий коллектор 4. При закрытом вентиле 13 и открытом 14 масло из накопителя 11 стекает в маслосборник 15, а через вентиль 16 в картеры компрессоров по трубе 17.

Из конденсатора, в котором по трубкам 18 протекает вода, жидкий аммиак стекает в линейный ресивер 19 по трубе 20. Для выравнивания давлений в конденсаторе и ресивере установлена труба 21. Масло, попавшее в конденсатор, оседает внизу отстойника 22 и по трубе 23 при открытии вентиля 24 вытесняется в маслосборник 15 с некоторым количеством аммиака. Из маслосборника по трубе 25 пары аммиака отсасываются в компрессоры.

Из ресивера 19 аммиак по трубе 26 поступает в водяной охладитель 27. Из охладителя он направляется в поглотитель влаги (воды) 28, фильтры 29 и по трубе 30 через вентиль 31 в раздаточный коллектор 32. Влагопоглотитель включают периодически, поэтому нормально аммиак течет через вентиль 33. Влагопоглотительнаполнен силикагелем SiO₂.

Кроме масла и воды в установке нежелателен воздух, так как обволакивая трубки 18 конденсатора он затрудняет теплопередачу от паров агента к охлаждающей воде. Применяют различные конструкции воздухоотделителей. Простейший из них представляет емкость 34, в которую по трубе 35 поступают пары аммиака с воздухом. Пары, охлажденные водой, конденсируются, а воздух через вентиль 36 пробулькивает через воду в прозрачной емкости 37. Когда выход пузырьков воздуха прекращается вентиль 36 закрывают, а вентиль 38 открывают для слива конденсата аммиака.

Из коллектора 32 обезвоженный охлажденный аммиак проходит через регулирующие вентили 39 и по трубам 40 в охлаждающие батареи 41 холодильных камер 42. Регулирующие вентили могут быть открыты на разную величину, чтобы давление за ними падало до разных значений р₀, р₀^/, р₀^//. Тогда температура кипения аммиака в батареях на разных этажах здания будет разной t₀, t₀^/, t₀^//. Необходимость разных температур обусловлена хранением разных продуктов и разных сроков их хранения. Так мясо хранят при –18 … -20⁰С, рыбу в зависимости от жирности при -18 … - 35 ⁰С, соленую рыбу в бочках при + 5 …+ 10 ⁰С, фрукты при 0 … +7 ⁰С. В холодильных камерах в воздухе (или на трубах батарей со стороны выхода паров), устанавливают термодатчики 43. При изменении температуры воздуха (или паров агента), они через исполнительный механизм 44 воздействуют на вентили 45, увеличивая или уменьшая приток жидкого агента в батареи. Из охлаждающих батарей пары аммиака с температурами t₀, t₀^/, t₀^// по трубам 46 поступают в отделители жидких частиц аммиака 47 и далее по трубам 48 во всасывающий коллектор 4 и в компрессоры. Из отделителей 47 жидкий аммиак стекает по трубе 49 в защитный ресивер 50. Накопившийся здесь аммиак перекачивается насосом 51 в линейный ресивер 19. На конденсаторе и ресиверах установлены манометры 52 и предохранительные клапаны 53. Пополнение системы жидким аммиаком производится через вентиль 54. На внешнюю поверхность охлаждающих батарей выпадает влага из воздуха холодильных камер, образуя увеличивающийся слой инея. Он ухудшает теплообмен между воздухом и кипящим аммиаком. Для удаления инея включают один компрессор, закрывают вентили 55 и 31, открывают вентиль 47. При этом горячие пары аммиака проходят по трубе 8 в маслоотделитель 9 и через вентиль 47 поступают в коллектор 32. Затем через регулирующие вентили 39, трубы 40, батареи 41 и по трубам 46 через отделители 47 в коллектор 4 и опять в компрессор.

Если через батареи течет рассол, то для их оттаивания рассол посылают насосом в специальный нагреватель, а затем в батареи.

Компрессоры отсасывают пары из охлаждающих батарей 41, что может понизить давление, заданное регулирующими вентилями 39 и температуру кипения. Поэтому на всасывающей линии устанавливают реле останавливающее электродвигатель компрессора.

Недопустимо также повышение давления сверх рабочего в конденсаторе 10. Поэтому останавливающее электродвигатель реле установлено также и на нагнетательной линии.

Виды компрессоров

1. Поршневые.

Принцип действия поршневых машин основывается на перемещении газа путем возвратно-поступательного движения поршня, соединенного с коленчатым валом. Давление в цилиндре регулируется при помощи двух автоматических клапанов: всасывающего и нагнетательного. Различают одно- и двухступенчатые поршневые компрессоры. Первыми оснащаются среднетемпературные фреоновые холодильные установки, вторыми – низкотемпературные морозильные камеры.

2. Винтовые.

В основе принципа действия винтовых машин лежит повышение давления вследствие прохождения газа между двумя роторами разного профиля. Воздух засасывается и сжимается винтовой парой, смешивается с маслом. Пройдя очистку в сепараторе, газ выталкивается в нагнетательное окно. Винтовые компрессоры ограничены по производительности, поэтому допускается их установка в холодильном оборудовании среднетемпературного типа.

3. Спиральные.

Сжатие газа в компрессоре данной конструкции осуществляется за счет взаимодействия двух спиральных элементов – вращающегося ротора и неподвижного статора. Лопасти ротора закручивают поток газа, сжимая его и заставляя двигаться вдоль оси к выходу из компрессора. Устройства данного типа применяются для оснащения среднетемпературных фреоновых машин, холодильного и морозильного оборудования для пищевой промышленности.

4. Центробежные.

В основе принципа работы данного оборудования – сжатие газа под действием центробежных сил. Внутри корпуса располагается вал с симметрично расположенными рабочими колесами. При вращении ротора газ движется к периферии и сжимается. Центробежные компрессоры устанавливаются в среднетемпературных промышленных холодильных системах.