Виды холодильных установок: устройство и принцип работы

Устройство и принцип работы установок холодоснабжения

Кондиционирование воздуха невозможно без установки холодоснабжения. Такая система обычно включает в себя следующие элементы:

• машины водяного охлаждения (чиллеры);
• онлайн-кондиционеры и фанкойлы;
• трубопровод, используемый для передачи хладагента в центральные кондиционеры;
• регулирующая и запорная арматура;
• резервуары для хранения и расширительные баки;
• циркуляционные насосы;
• промежуточные теплообменники.

Работа агрегата невозможна без хладагента. Это может быть вода, фреон или нашатырный спирт. Это зависит от типа установки. Например, фреон часто используется для промышленных и технологических нужд, а вода используется для систем кондиционирования и вентиляции в быту. Холодную воду производят чиллеры или холодильные центры. Тип оборудования, его мощность и оптимальный хладагент определяются расчетом для каждого проекта.

Центральное кондиционирование воздуха предназначено для циркуляции воздуха в помещении. Наружный воздух всасывается, очищается и передается в систему охлаждения, затем очищенный и охлажденный воздух направляется к дверным доводчикам, которые поддерживают заданную температуру и создают необходимые условия в помещении. На самом деле главное преимущество таких систем в том, что установка не просто охлаждает воздух, а насыщает комнату свежим чистым воздухом.

Холодоснабжение может осуществляться холодильными установками или специальными холодильными станциями. Залог эффективного функционирования системы — правильное составление ее схемы еще на этапе проектирования. Оптимальный вариант — максимально приблизить источник холода к потребителям, так как это снижает количество дополнительных энергозатрат и потерь холода.

По способу отвода тепла различают два типа систем:

• при прямом испарении теплоносителя в технологических устройствах;
• с промежуточным теплоносителем, так называемое рассольное охлаждение;
• со смешанным контуром, где часть технологического продукта охлаждается промежуточным хладагентом, а часть охлаждается непосредственно испаряющимся хладагентом.

Первыми могут быть:

• насосные станции;
• без насоса.

Потребность в насосе определяется типом теплоносителя, а также зависит от особенностей схемы установки для конкретного проекта и взаимоотношений между источником холода и его потребителями.

Системы промежуточного хладагента могут быть:

• открытым;
• закрыто.

Тип используемой системы охлаждения зависит от области применения.

Следовательно, в пищевой промышленности для подачи хладагента используется большое количество различных контуров: прямоточные контуры с нижней, верхней, последовательной и параллельной подачей, с пароперегревателями и осушителями пара, с держателями головки и с сепараторами жидкости, это рано

В нефтехимической и химической промышленности картина не так уж и отличается. Их особенность заключается в необходимости использования разных хладагентов для разных отраслей промышленности, в широком диапазоне низких температур и масштабах холодопроизводительности.

При проектировании холодильной системы учитываются не только потребности системы свежего воздуха, но и внешние влияющие факторы — дополнительные естественные и искусственные источники холода. Точный расчет позволяет спроектировать систему с максимальной производительностью и минимальными потерями.

Сферы применения холодоснабжающих установок

Сфера применения современных мощных холодильных агрегатов очень широка:

• пищевая промышленность — молочная и мясная промышленность, вплоть до рыбоводов и предприятий, производящих кондитерские изделия;
• промышленные и строительные системы для охлаждения различного производственного и технологического оборудования;
• фармацевтическая индустрия;
• холодильные установки для коммерческих предприятий;
• кондиционирование и вентиляция просторных помещений — развлекательных центров, спортивных комплексов и т д

Помощь эксперта

Холодоснабжение зданий

Подача холода — это часть системы кондиционирования, позволяющая снизить температуру воздуха до требуемых параметров, что особенно важно для зданий и сооружений, работающих в условиях жаркого климата, а также для производственных и промышленных предприятий, работающих с оборудованием, выделяющим большое количество тепла. Холодильная установка состоит из испарителя, трубопровода, конденсатора, компенсатора и регулятора расхода. В холодильных установках используется воздушное или водяное охлаждение конденсатора, а также чиллеры, позволяющие достичь требуемых параметров за счет охлаждения циркулирующей в центральной системе жидкости. Их обычно устанавливают на крышах зданий.

Искусственными источниками холода в таких установках являются:

• парокомпрессионные холодильные машины (роторные, спиральные, винтовые, центробежные);
• абсорбционные холодильные машины (бромистого лития или аммиака);
• холодильные агрегаты с прямым охлаждением;
• аммиачные установки прямого расширения.

Сами холодильные системы делятся по типу и мощности на большие, средние и малые. По степени автоматизации различают полностью автоматизированные, полуавтоматические и неавтоматические установки.

Чиллеры.

Кондиционирование и холодоснабжение зданий являются обязательными для разработки, если это указано в техническом задании заказчика. Создание комфортных условий за счет не нагрева воздуха, а его охлаждения особенно важно летом, в условиях жаркого климата или для промышленных нужд. Все системы, установленные на объекте, требуют тщательной проверки на соответствие проекту и расчетам, ввод в эксплуатацию должен осуществляться подрядчиком. Ошибки, допущенные при установке, могут повлиять на ремонтопригодность всей системы, повреждение оборудования и аварийные ситуации. Кроме того, системы кондиционирования должны проходить технический осмотр и плановое обслуживание.

Схема холодоснабжения с прямым испарением

Схема холодоснабжения: в первом цехе использование холода равно -12 ° С. Во втором и третьем цехах — 0 ° С. Имеется компрессорное и конденсаторное оборудование. Роль испарителей выполняет технологический аппарат цеха. В первом трубопроводе пары хладагента с температурой -12 ° C всасываются абсорберами. Вторая труба подвергается такому же воздействию, но с температурой 0 ° C. Третий трубопровод необходим для поступления жидкого ХА во все хранилища. Четвертый трубопровод реализует вспомогательную деятельность. Пятое: освободить технические устройства от жидкого переменного тока. Шестой укладывается по мере необходимости. В данной схеме это необходимо, потому что на складе ХА компрессоров нет. По седьмому трубопроводу жидкий КС транспортируется со станции на склад и обратно.

Холодильные системы широко распространены в современном мире. Это связано с наличием крупных промышленных центров и ускоренным темпом жизни.

Выделяют следующие преимущества этого оборудования: повышенная термодинамика, высокоэффективная энергетика, возможность регулирования температурного режима подачи холода, ускоренное действие, простота сборки, доступная цена и возможность получения низких температур.

Несмотря на большое количество достоинств, у конструкции есть недостатки:

• при наличии в помещении плохо герметичных участков велика вероятность проникновения ядовитых паров;
• низкая пожаробезопасность и взрывоопасность;
• для запуска системы требуется большое количество хладагента.

Какое оборудование требуется при кондиционировании воздуха с косвенным охлаждением

Основным элементом оборудования с косвенным охлаждением будет чиллер. Его холодильная схема основана на действии воды, в отличие от кондиционера, в котором используется фреон. В этом случае вода служит для охлаждения теплообменника, а затем преобразует холод в окружающую среду. Рассмотрим основные параметры.

Принцип работы чиллера.

1. 1. Расстояние между наружным и внутренним блоком не ограничено. Регулируется только мощностью насосов, подающих воду.
2. 2. Чиллер имеет все функции многозонной системы.
3. 3. Для осуществления процесса кондиционирования внутри помещения используются вентиляторы, подающие холодный воздух по назначению.
4. 4. Их установка проста, и они намного практичнее в обслуживании, чем сплит-системы.

Схема холодоснабжения с использованием промежуточного хладоносителя

При такой организации холодильной системы хладагент не покидает холодильную станцию, а предварительно охлажденный хладагент (вода, солевые растворы, этиленгликоль) по трубопроводам (отдельно для каждой температуры) доставляется потребителям холода для использования в технологических системах o процессы охлаждения готовой продукции; по обратному трубопроводу нагретый (холодный) хладагент возвращается на станцию ​​для последующего охлаждения. Для слива рассола также предусмотрен отдельный трубопровод, по которому самотеком сливается теплоноситель при переливе или опорожнении системы (вода сливается в канализацию). При наличии склада хладагента от него прокладывают трубопровод до холодильной станции, по которому от насосов подается рассол на охлаждение.

Такая схема повышает надежность и безопасность системы как для персонала, так и для конечного продукта, но увеличивает затраты на ее организацию и эксплуатацию, а также на установку, обслуживание и ремонт холодильного оборудования. К достоинствам также можно отнести способность накапливать холод при остановке компрессора, простоту регулирования температуры и потребления холода (путем изменения количества рассола), а также возможность подачи холода удаленным потребителям (более 1 км). При этом, по сравнению со схемой прямого испарения хладагента, система с промежуточными хладагентами имеет более низкий термодинамический КПД, большую инерционность и подходит только для крупных предприятий.

Компании используют открытый или закрытый контур хладагента с промежуточным хладагентом: в первом случае нагретый рассол сначала выгружается в резервуар, откуда перекачивается обратно в испаритель для последующего охлаждения, во втором — сразу подается в испаритель. Открытый контур используется в основном с водой в качестве промежуточного теплоносителя: зимой холодная вода забирается непосредственно из источников, не требует охлаждения, а нагретая вода направляется в систему оборотного водоснабжения завода. В то же время при открытой системе охлаждения коррозия трубопроводов намного выше, и также требуется использование насосов большей производительности.

С целью оптимального размещения всех функциональных компонентов для максимальной теплоотдачи выполняется система мониторинга промышленной холодильной системы, в результате чего выбирается оптимальная конфигурация холодильного оборудования предприятия: с этим ресурсом она обходится.

Павлов Н.Н., Шиллер Ю.И ред. Внутренние санитарно-технические устройства (часть 3) Вентиляция и кондиционирование воздуха (книга 1 и 2)

• формат djvu
• размер 19,39 МБ
• добавлена ​​24 апреля 2009 г

Какие существуют виды оборудования с прямым охлаждением

Давайте разберем различные модификации в зависимости от их мощности и расположения.

1. Сплит-системы для бытовых пользователей. В большинстве квартир есть аналогичные устройства. Их мощность колеблется от двух до семи киловатт в холодном исполнении.
2. Полупромышленные варианты. Это могут быть кондиционеры большой мощности, используемые в квартирах. Их холодопроизводительность в диапазоне от семи до двадцати пяти киловатт позволяет устанавливать их на небольших коммерческих предприятиях или в общественных зданиях.
3. Мульти-сплит-система. Этот тип кондиционера используется в частных домах или больших квартирах. Причина покупки такой установки — желание не портить фасад большим количеством внешних блоков. Или по техническим параметрам противопоказано подключение нескольких отдельных кондиционеров. Они недорогие, обладают большей функциональностью, производят холод от пяти до восемнадцати киловатт.
4. Мультизональная система. Он характеризуется возможностью одновременного взаимодействия с несколькими вариантами коммуникации. Большое количество функций, позволяющих работать при низких температурах. Мощность колеблется от двадцати пяти до ста восьмидесяти киловатт. Дороговизна, но быстро окупается. Он используется в отелях, больших офисах и во всех зданиях, где необходимо воздействовать на разрез в нескольких комнатах или этажах.

Схема хладоснабжения с непосредственным испарением хладагента в технологических аппаратах

При организации холодильной системы предприятия с прямым испарением хладагента используется физический принцип фазового перехода вещества — его испарение и конденсация. В контуре обязательно присутствует компрессорный агрегат, чтобы создавалась необходимая разница давлений между конденсатором (зона высокого давления), отводящим тепло хладагента в окружающую среду, и испарителем (зона низкого давления), передающим тепло из окружающего пространства в хладагент. В зависимости от типа используемого хладагента, а также относительного расположения источника холода и его коммуникаций, либо без насоса (подача хладагента осуществляется за счет разности давлений), либо с перекачкой (в контуре есть насос, насос хладагента от конденсатора к испарителю) контур хладагента с прямым испарением хладагента.

Взаимосвязь холодильных агрегатов (холодильных агрегатов) с потребителями холода (технологическими цехами) в процессе технологического цикла производства конечного продукта обеспечивается прямым испарением хладагента в технологических установках. В холодильной установке размещены компрессорно-конденсаторные агрегаты, оснащенные единой системой водоснабжения и системой сбора конденсата, а в цехах — технологические устройства, выполняющие функции испарителей.

Такая система дает возможность подавать жидкий хладагент во все хранилища по общему трубопроводу независимо от температуры получаемого холода. Если несколько потребителей используют холод одинаковой температуры, в межведомственных коммуникациях образуется разветвленная сеть трубопроводов; если нескольким потребителям требуется охлаждение с разными параметрами, соединение между ними и холодильной станцией осуществляется по нескольким отдельным трубам. Например, если цеху 1 нужен холод с температурой -12 ° C, а цехам 2 и 3 потребляется холод с температурой 0 ° C, хладагент подается от холодильной станции в цеха по трубопроводу, а пары Хладагент из хранилищ на станцию ​​возвращается для дальнейшей конденсации через отдельный трубопровод для каждой температуры (отдельный трубопровод для температуры -12 ° и разветвленный трубопровод из двух цехов для температуры 0).

Кроме того, при проектировании холодильных систем схема предусматривает отдельные трубопроводы для выполнения вспомогательных операций в аппарате технологических магазинов, а также для освобождения технологического аппарата в магазинах от жидкого хладагента.

Возникает ситуация, когда компрессорная установка не поставляется на холодильной станции; Затем по отдельному трубопроводу со склада на станцию ​​подается жидкий хладагент, а по другому — пар под давлением для его сжатия и подачи на станцию.

Схема промышленного холодоснабжения с прямым испарением хладагента проста в конструкции и монтаже, обеспечивает максимальную энергетическую и термодинамическую эффективность предприятия, сводит к минимуму капитальные затраты. Кроме того, важным его преимуществом является скорость, возможность охладиться при более низких температурах и разном температурном уровне для нескольких потребителей одновременно. При этом при использовании хладагентов, опасных для жизни человека, в случае утечки в системе ядовитые пары могут попасть на производственные и складские помещения, а в случае нарушения техники безопасности возникает опасность пожара при использовании легковоспламеняющихся хладагентов. Важны и экономические недостатки, а именно необходимость большого количества хладагента для заполнения системы и, как следствие, высокие эксплуатационные расходы при организации схемы холодоснабжения с прямым испарением хладагента.

Сферы применения холодоснабжающих установок

Сфера применения современных мощных холодильных агрегатов очень широка:

• пищевая промышленность — молочная и мясная промышленность, вплоть до рыбоводов и предприятий, производящих кондитерские изделия;
• промышленные и строительные системы для охлаждения различного производственного и технологического оборудования;
• фармацевтическая индустрия;
• холодильные установки для коммерческих предприятий;
• кондиционирование и вентиляция просторных помещений — развлекательных центров, спортивных комплексов и т д                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                Читайте таже: Защитный козырек для кондиционера своими руками