Способы воздушного охлаждения холодильных камер

Системы охлаждения холодильных камер

Для отвода тепла из охлаждаемых камер холодильника используют три различные системы: непосредственное рассольное и воздушное охлаждение. Нередко используют и комбинированное, т. е. смешанное охлаждение, при котором охлаждение камеры осуществляется одновременно двумя или тремя перечисленными методами.

Непосредственное охлаждение. В этой системе охлаждения жидкий хладагент из конденсатора, пройдя регулирующий вентиль, поступает непосредственно в испарительные батареи, расположенные в охлаждаемых помещениях. За счет тепла окружающего воздуха хладагент кипит и тем самым охлаждает его. Пары хладагента из батарей отсасываются компрессором.

В зависимости от того, каким образом подается жидкий хладагент в испарительные батареи, системы непосредственного охлаждения подразделяются на безнасосные и насосные.

В безнасосных системах жидкость поступает в батареи под действием разности давлений конденсации и кипения холодильного агента. В насосных она подается специальными насосами. Почти все аммиачные холодильные установки непосредственного охлаждения, применяемые на предприятиях торговли и общественного питания, являются безнасосными. Насосные системы используют на крупных холодильниках.

Различают насосные системы с нижней подачей хладагента и с верхней. При нижней подаче требуется больше хладагента для заполнения системы и хуже отводится масло из испарителей, чем при верхней подаче. Поэтому большее применение находят насосные системы с верхней подачей хладагента.

Чтобы производить оттаивание снеговой шубы в системах непосредственного охлаждения, предусматривают дренажный ресивер и трубопровод для подачи в оттаиваемые приборы горячих паров хладагента.

Батареи непосредственного охлаждения (или испарители) для аммиачных установок изготавливают из стальных труб диаметром 57×3,5 или 38×2,5 мм. Чаще рекомендуют трубы диаметром 38×2,5 мм. Хладоновые батареи делают из медных труб диаметром 18×1 мм.

Стальные трубы в стыках сваривают, а медные — сшивают Для увеличения теплопередающей поверхности батарей почти все они изготавливаются с оребрением. Аммиачные батареи иногда делают без оребрения, из гладких труб. Располагают батареи в камерах у стен или под потолком. Поэтому различают настенные и потолочные батареи.

Аммиачные настенные батареи рекомендуется делать однорядными, а потолочные — двухрядными. Хладоновые испарительные батареи, как настенные, так и потолочные, делают обычно двухрядными.

К преимуществам непосредственного охлаждения относятся:

•простота конструкции холодильной установки,

• интенсивное охлаждение камер, которое начинается сразу после пуска компрессора;

• возможность получения более высоких температур кипения по сравнению с другими способами охлаждения.

Поэтому в эксплуатации система непосредственного охлаждения более выгодна, особенно для камер с низкими температурами, для хранения замороженных продуктов.

К недостаткам системы непосредственного охлаждения относятся: опасность проникновения в охлаждаемые помещения холодильного агента, запах которого может передаваться продуктам, повышенная опасность в пожарном отношении при работе с горючими хладагентами, трудность регулирования работы компрессора, особенно при наличии нескольких камер с различными температурами охлаждения.

Рассольное охлаждение. При рассольном охлаждении понижение температуры воздуха в камерах достигается благодаря теплообмену между воздухом и холодным рассолом, циркулирующим в батареях, расположенных у стен или под потолком. Рассол, в свою очередь, охлаждается в специальном резервуаре, в котором установлен испаритель непосредственного охлаждения. Циркуляция рассола в батареях осуществляется насосами. Рассол в этой системе охлаждения играет роль промежуточного теплоносителя, т. е. служит передатчиком тепла от воздуха камер к хладагенту в испарителе.

Преимущества рассольного охлаждения заключаются в том, что:

• исключается возможность проникновения хладагента в камеры из испарителей, так как все его трубопроводы и он сам находятся в машинном отделении,

• путем дозировки потока холодного рассола, направляемого в камеру, достигается простота регулирования температуры воздуха в отдельных камерах.

Однако по сравнению с системами непосредственного охлаждения требуется дополнительное оборудование — резервуар для рассола, насос, трубопроводы большого диаметра, а чтобы разместить все оборудование, требуется большая площадь для машинного отделения.

Используется компрессор большей холодопроизводительности, так как при наличии теплоносителя (рассола) хладагент должен кипеть при более низкой температуре. При этом снижается как холодопроизводительность, так и экономичность работы системы. Больше расходуется энергии на передачу холода

Воздушное охлаждение. При воздушном охлаждении в камеры поступает воздух, охлаждаемый в специальных аппаратах — воздухоохладителях. Охлаждая камеры, воздух отепляется и увлажняется. Проходя через воздухоохладитель, он вновь охлаждается и частично осушается.

Воздухоохладители бывают сухие и мокрые. В сухом воздухоохладителе воздух охлаждается вследствие соприкосновения с сухой поверхностью батарей (с кипящим хладагентом или холодным рассолом).

В мокрых воздухоохладителях воздух охлаждается путем непосредственного контакта с разбрызгиваемым холодным рассолом или холодной водой.

В настоящее время применяют в основном сухие воздухоохладители, главным образом непосредственного охлаждения.

Воздушное охлаждение является весьма перспективным как для термической обработки продуктов (охлаждения и замораживания), так и для их хранения. Его основные достоинства:

• побудительная циркуляция воздуха, благодаря которой интенсифицируется теплообмен между ним и продуктами;

• возможность предварительного охлаждения и осушения наружного воздуха, подаваемого в камеры для вентиляции;

• большая возможность, чем при батарейном охлаждении, регулирования температуры и влажности воздуха в камерах;

• равномерность распределения температуры воздуха по всему объему камеры.

К недостаткам воздушного охлаждения относятся: большая усушка продуктов, увеличенный расход электроэнергии за счет применения вентиляторов.

Источник

Классификация способов охлаждения

При проектировании холодильной установки и выборе определенной системы охлаждения следует учитывать следующие требования:

1. Система охлаждения должна быть надежной и гибкой в работе и допускать требуемые переключения машин и аппаратов в случае изменения режима работы, ремонта или аварии.
2. должна быть простой и удобной в эксплуатации и не вызывать затруднений у обслуживающего персонала в наблюдении за работой холодильной установки в целом или отдельных ее частей.
3. должна быть удобной для автоматизации.
4. В системе должны быть предусмотрены контрольно-измерительные приборы в количестве, достаточном для постоянного контроля за работой установки.
5. должна удовлетворять требованиям правил техники безопасности.
6. должна быть экономичной как по первоначальным капиталовложениям, так и в процессе эксплуатации.

На холодильниках применяют два основных способа охлаждения: 1) непосредственное — с помощью кипящего холодильного агента и 2) посредством охлажденного теплоносителя.

В зависимости от условий теплоотвода и конструкций камерных приборов охлаждения различают: 1) трубчатое охлаждение; 2) воздушное охлаждение; 3) смешанное охлаждение.

При трубчатом охлаждении в камерах устанавливают батареи, в которые подают жидкий холодильный агент или теплоноситель. Если охлаждение воздуха происходит вследствие кипения холодильного агента в батареях, расположенных непосредственно в охлаждаемой камере, то такой способ охлаждения называют непосредственным охлаждением, а камерные приборы охлаждения — батареями непосредственного охлаждения.

Охлаждение воздуха может происходить также вследствие нагревания теплоносителя, поступающего в батареи с температурой на 8—10° ниже температуры охлаждаемого воздуха. Наиболее распространенными теплоносителями являются рассолы (водные растворы солей — хлористого кальция, хлористого натрия, хлористого магния), поэтому такое охлаждение называют рассольным, а местные приборы охлаждения — рассольными батареями.

Трубчатое охлаждение иногда называют тихим, так как в камере устанавливается естественная циркуляция воздуха, вызванная разностью удельных весов теплого воздуха у поверхности груза и холодного — у поверхности охлаждающих приборов.

Скорость воздуха в камерах с трубчатым охлаждением находится в пределах от 0,05 до 0,15 м/сек. Усиления циркуляции воздуха достигают установкой около батарей направляющих циркуляционных щитов.

Воздушное охлаждение камер осуществляется путем предварительного охлаждения воздуха, подаваемого в камеру, в теплообменном аппарате — воздухоохладителе. Холодный воздух из воздухоохладителя нагнетается в камеру, соприкасаясь с продуктом, отепляется, увлажняется и вновь поступает в воздухоохладитель для охлаждения и осушения. Кроме рециркуляционного, в воздухоохладитель может поступать также наружный воздух. Таким образом, осуществляют вентиляцию камер.

При воздушном охлаждении в камерах имеет место принудительная циркуляция воздуха, скорость которого достигает 10 м/сек. Смешанное охлаждение представляет собой трубчатое и воздушное в различных комбинациях.

Источник

Глава 14. Способы охлаждения камер

Камеры холодильника можно охлаждать непосредст­венно холодильным агентом, который кипит в аппарате, расположенном в охлаждающей камере (непосредствен­ное охлаждение), а также посредством жидкого хладоносителя, предварительно охлажденного холодильным агентом, кипящим в испарителе холодильной машины, расположенной вне камеры. Наиболее распространенны­ми хладоносителями являются рассолы (водные раство­ры солей). Охлаждение с использованием такого хладоносителя называют рассольным.

В зависимости от интенсивности циркуляции воздуха и камерах и устройства камерных приборов различают батарейное охлаждение с естественной циркуляцией воз­духа в камерах (тихое охлаждение), воздушное охлажде­ние с принудительной циркуляцией воздуха в камерах и смешанное охлаждение.

При батарейном (тихом) охлаждении в камерах раз­мещают охлаждающие приборы —трубчатые батареи, по которым протекает холодильный агент или рассол. Ка­мерные приборы охлаждения соответственно называют батареями непосредственного охлаждения или рассоль­ными батареями.

При воздушном охлаждении непрерывно циркулиру­ющий воздух охлаждается в отдельных аппаратах — воз­духоохладителях, которые можно расположить как в ка­мере, так и вне ее. По трубам воздухоохладителя так же, как и по трубам камерных батарей, может протекать кипящий холодильный агент или рассол. Следовательно, батарейное и воздушное охлаждение может быть непо­средственным и рассольным.

При смешанном охлаждении предусматривают сов­местное применение батарейного и воздушного охлаж­дения.

Непосредственное охлаждение

В системе непосредственного охлаждения (рис. , а) холодильный агент после регулирующего вентиля 3 по­ступает в трубчатую батарею 4 (или в воздухоохлади­тель), расположенную непосредственно в камере.

В батарее холодильный агент кипит, отнимая теплоту от воздуха камеры, а пар отсасывается компрессором 1. В батарее-испарителе температура кипения холодильно­го агента поддерживается на 8—10° С ниже температуры воздуха в камере, а в ребристых батареях мелких уста­новок, работающих на хладонах, — на 12—15° С ниже.

Достоинствами системы непосредственного охлажде­ния являются долговечность и экономичность. Долговеч­ность системы объясняется тем, что в ней практически отсутствует коррозия. Экономичность этой системы обус­ловлена относительно меньшим расходом энергии вслед­ствие работы установки с минимальным перепадом меж­ду температурами воздуха охлаждаемой камеры и кипе­ния холодильного агента по сравнению с системой охлаждения посредством жидкого хладоносителя (рис. ,6). При включении системы непосредственного ох­лаждения быстро достигается эффект охлаждения.

Однако при значительном количестве камер и отда­ленности их от машинного отделения эта система очень разветвлена, содержит много холодильного агента, имеет многочисленное количество соединений, что способствует утечке холодильного агента. Кроме того, существует опасность взрывов и пожаров. При разветвленной систе­ме затрудняется распределение холодильного агента по батареям камер, в которых теплоприток практически переменный. В связи с этим усложняется и защита ком­прессора от влажного хода. Батареи непосредственного охлаждения имеют малую аккумулирующую способность (при выключении компрессора быстро прекращается охлаждение камер). Столб жидкого холодильного агента, который нередко наблюдается в системах непосредствен­ного охлаждения, влияет на температуру кипения, повы­шая ее по сравнению с показаниями манометра и таблич­ными данными.

Рис. . Схемы способов охлаждения камер:

а —непосредственное: 1 — компрессор; 2 — конденсатор; 3 — регулирующий вентиль; 4 — батарея-испаритель;

б — рассольное: 1 — компрессор; 2 — конденсатор; 3 — регулирующий вентиль; 4 — испаритель; 5 — центробежный насос; 6 — рассольная батарея; 7 — рас­ширительный бачок.

Эти недостатки очень ощутимы только при ручном ре­гулировании. Используя автоматическую сигнализацию, защиту и регулирование, а также схемы, устраняющие влияние столба жидкости, недостатки системы непосред­ственного охлаждения можно значительно уменьшить.

Источник

Системы охлаждения

В холодильных установках применяют в основном системы непосредственного, рассольного и воздушного охлаждения. При непосредственном охлаждении кипящий в испарителе агент охлаждает непосредственно воздух в шкафу или в камере. Подача жидкого холодильного агента из конденсатора (или ресивера) в испаритель может осуществляться под действием разности давлений конденсации и кипения (безнасосные схемы) или насосом (насосные схемы). По этой схеме работает большинство малых холодильных машин в торговом оборудовании.

В насосной схеме жидкий агент после дросселирования собирается в циркуляционном ресивере и только затем насос подает жидкость низкого давления в испарители, установленные во всех камерах. Неиспарившаяся часть жидкости стекает обратно в циркуляционный ресивер, а пары отсасываются компрессорами. Насосные схемы применяются на крупных холодильниках.

При рассольном охлаждений камер холодильный агент, который кипит в испарителе, отбирает тепло не непосредственно от воздуха камеры, а от промежуточного хладоносителя — рассола. Охлажденный в испарителе рассол поступает в батареи, расположенные в камерах, где отбирает тепло от воздуха, и отепленный сливается в бак. Насос для рассола направляет рассол из бака снова в испаритель, таким образом он постоянно циркулирует.

В последние годы применяют более совершенную схему рассольного охлаждения — закрытую. Рассол из камер не сливается в открытый бак, а сразу насосом подается в испаритель. Мощность, потребляемая насосом, в этой схеме меньше, чем в открытой. Значительно уменьшается также коррозия трубопроводов, поскольку в закрытую систему не попадает воздух. Для компенсации температурного расширения рассола в верхней части системы предусмотрен расширительный бачок.

Преимущества рассольного охлаждения по сравнению с непосредственным заключаются в следующем.

Рассольные холодильные установки обладают большей возможностью аккумулировать холод, т. е. после остановки компрессора рассол, оставшийся в батареях, дольше охлаждает камеры. Это позволяет без значительного отепления камер производить работы, требующие остановки компрессора на некоторое время (до суток). При непосредственном охлаждении остановка компрессора вызывает быстрое повышение температуры в холодильных камерах.

При рассольном охлаждении значительно облегчается регулирование температурного режима одновременно в нескольких камерах с разной температурой.

При рассольном охлаждении значительно сокращается емкость системы, заполненная холодильным агентом. При установке батарей непосредственного охлаждения в камерах для заполнения системы требуется большое количество агента, а многочисленные соединения батарей затрудняют герметизацию системы, что может привести к опасным условиям эксплуатации установок и потере дорогостоящего холодильного агента.

Недостатком рассольной системы по сравнению с системой непосредственного охлаждения является необходимость поддерживать более низкую температуру кипения — для достижения той же температуры в камерах. Так, при температуре в камерах 0°С температура рассола должна быть —10°С, температура кипения —15°С. При непосредственном испарении для достижения той же температуры в камере температура кипения должна быть —10°С. С повышением температуры кипения повышается холодопроизводительность машины и экономичность ее работы. Кроме того, при рассольном охлаждении расходуется дополнительная электроэнергия на работу насоса. Как в системе непосредственного охлаждения, так и в рассольной системе воздух в камере может охлаждаться либо в результате его естественной циркуляции (конвекции) — либо с помощью принудительной циркуляции.

Охлаждение с помощью принудительной циркуляции воздуха называют воздушным охлаждением. При воздушном охлаждении вентилятор продувает воздух через воздухоохладитель, который состоит из нескольких труб. В этих трубах может либо испаряться холодильный агент (воздухоохладители непосредственного испарения), либо циркулировать рассол (рассольные воздухоохладители).

Вентилятор обеспечивает большую скорость движения воздуха, что улучшает теплообмен между трубами воздухоохладителя и воздухом. Это позволяет уменьшить поверхность воздухоохладителя по сравнению с поверхностью батарей, расположенных в камерах и рассчитанных на естественную циркуляцию воздуха.

Источник