Системы охлаждения
Для отвода тепла из охлаждаемой среды применяют три различные системы охлаждения:
- непосредственного охлаждения (статические батареи);
- с промежуточным хладоносителем (хладоноситель);
- воздушная (воздухоохладители).
Системы непосредственного охлаждения
В этой системе охлаждения жидкий холодильный агент из конденсатора, пройдя регулирующий вентиль, поступает в испарительные батареи, расположенные в охлаждаемых помещениях.
За счет тепла окружающего воздуха холодильный агент кипит, охлаждая воздух. Пары холодильного агента из батарей отсасываются компрессором.
В зависимости от того, как подается жидкий холодильный агент в испарительные батареи, системы непосредственного охлаждения подразделяют на насосные и безнасосные.
В безнасосных системах жидкость поступает в батареи под действием разности давлений конденсации и кипения холодильного агента, а в насосных она подается специальным насосом.
Насосные системы применяют на крупных холодильных складах.
Чтобы производить оттаивание снеговой шубы, в схемах систем непосредственного охлаждения крупных и некоторых средних холодильных установок предусматриваются дренажный ресивер и трубопровод для подачи в оттаиваемые приборы горячих паров холодильного агента.
Батареи непосредственного охлаждения для аммиачных установок изготавливают из стальных труб, а для увеличения теплопередающей поверхности батарей почти все они изготавливаются с внешним оребрением.
Располагают батареи в камерах у стен или под потолком и в соответствии с этим различают настенные и потолочные батареи.
Аммиачные настенные батареи выполняются в один ряд, а потолочные в два ряда. Фреоновые испарительные батареи как настенные, так и потолочные делают обычно двухрядными.
Системы непосредственного охлаждения имеют следующие преимущества:
- простота конструкции холодильной установки - не требуется испарителя, насосов и другого оборудования для охлаждения и подачи хладоносителя;
- интенсивное охлаждение камер, которое начинается сразу после пуска компрессора;
- возможность применения более высоких температур кипения для поддержание требуемых температур воздуха в охлаждаемом объеме по сравнению с другими способами охлаждения.
Поэтому в эксплуатации система непосредственного охлаждения наиболее выгодна, особенно для камер с низкими температурами, например, морозильных.
Недостатки системы непосредственного охлаждения:
- опасность проникновения в охлаждаемые помещения (охлаждаемую среду) холодильного агента (аммиака), запах и концентрация которого может повлиять на качество охлаждаемого продукта и здоровье людей, эксплуатирующих оборудование;
- увеличенная опасность в пожарном отношении (при работе с горючими холодильными агентами);
- сложность регулирования работы компрессора, особенно при наличии нескольких камер с различными температурами.
Системы охлаждения с промежуточным хладоносителем.
При охлаждении хладоносителем (хладоноситель - жидкость, используемая для отбора тепла от охлаждаемых предметов и для переноса этого тепла к хладагенту в испарителе) понижение температуры охлаждаемой среды достигается благодаря теплообмену между охлаждаемой средой и холодным хладоносителем, циркулирующим в теплообменных аппаратах.
Хладоноситель, в свою очередь, охлаждается в испарителе при кипении холодильного агента. Циркуляция хладоносителя через теплообменные аппараты осуществляется насосом.
Преимущества системы охлаждения с промежуточным хладоносителем:
- исключается возможность проникновения холодильного агента, масла непосредственно в охлаждаемую среду (в охлаждаемый продукт);
- простота регулирования температуры охлаждаемой среды (продукта) отдельных потребителей, что достигается путем изменения количества хладоносителя, направляемого в теплообменный аппарат охлаждаемой среды (продукта);
Однако по сравнению с системой непосредственного охлаждения при охлаждении с промежуточным хладоносителем требуются:
- дополнительные линейные компоненты - теплообменный аппарат (испаритель), насос, запорная арматура;
- компрессор большей холодопроизводительности, так как при наличии теплоносителя (промежуточного хладоносителя) холодильный агент должен кипеть при более низкой температуре. При этом снижается как холодопроизводительность, так и экономичность работы компрессора;
- большой расход электроэнергии на получение и передачу холода.
Воздушная система охлаждения
При воздушном охлаждении в охлаждаемый объем поступает воздух, охлажденный в специальном аппарате, называемом воздухоохладителем. Охлаждая воздушную среду, воздух отепляется и увлажняется. Проходя через воздухоохладитель, он вновь охлаждается и частично осушается.
Располагают воздухоохладители как внутри охлаждаемых ими камер, так и вне их. Холодный воздух из воздухоохладителя подается в камеры и засасывается обратно при помощи вентилятора.
В настоящее время большее практическое применение находят сухие, непосредственного расширения, с принудительным обдувом воздуха воздухоохладители.
Воздухоохладители бывают следующих типов: кубические (прямое движение воздушного потока), однопоточные (одностороннее движение воздушного потока), двухпоточные (двухстороннее движение воздушного потока), напорные (прямое движение воздушного потока) для подключения в канальную систему.
Воздушное охлаждение является весьма перспективным как для термической обработки продуктов (охлаждения и замораживания), так и для их хранения.
Основные достоинства:
- побудительная циркуляция воздуха, благодаря которой интенсифицируется теплообмен между испарительной батареей воздухоохладителя и продуктами;
- возможность предварительного охлаждения и осушения свежего наружного воздуха, подаваемого в камеры для вентиляции;
- большая возможность, чем при батарейном охлаждении, регулирования температуры и влажности воздуха в охлаждаемых объемах;
- равномерность распределения температуры воздуха по всему охлаждаемому объему;
- компактность теплообменного оборудования;
- возможность применения электрических ТЭНов оттайки упрощает конструкцию холодильной установки.
Основными недостатками воздушного охлаждения являются большая усушка продуктов и увеличенный расход электроэнергии. Усушка продуктов может быть уменьшена применением воздухоохладителя с большей поверхностью теплообмена и испльзованием вентиляторов с меньшим воздушным потоком.