Как подобрать агрегат для холодильной камеры
Обновлено: 01.05.2024
Холодильные камеры применяются в различных областях промышленности и коммерческой деятельности: для хранения пищевых продуктов, цветов, меховых изделий и заготовок и т.п. Для охлаждения внутреннего объема холодильной камеры потребуется подобрать холодильный агрегат. Холодильные агрегаты делятся по своему типу на моноблоки или сплит-системы, которые приобретаются отдельно.
Чтобы подобрать правильно холодильный агрегат к камере нужно обратить внимание на следующие важные параметры:
1. Температурный режим.
Существует три основных диапазона:
- - универсальный (-5…+5 °С) – охлажденная рыба, мясо, пресервы;
- - среднетемпературный (0…+10 °С) – фрукты, овощи, колбасные изделия, молочная продукция, цветы;
- - низкотемпературный (-12…-23°С), подходящий для более долгого хранения замороженной продукции – полуфабрикатов, мяса, рыба, мороженого.
2. Толщина теплоизоляции камеры.
- - для низкотемпературной камеры лучше всего выбрать толщину 100 мм. Таким образом, низкая температура будет прекрасно сохраняться в объеме камеры;
- - для среднетемпературных камер подходит толщина 80 мм.
3. Выбор холодильного агрегата.
Холодильные машины состоят из двух основных блоков: испарительный блок, который размещается внутри холодильной камеры, и конденсаторный - снаружи камеры.
В моноблоке наружный и внутренний блоки соединены в единую конструкцию теплоизоляционной прокладкой из пенополиуретана. Моноблоки устанавливаются в верхней части стены холодильной камеры.
Сплит-система состоит из двух отдельных блоков, соединенных между собой медными трубками в теплоизоляции и кабелями питания и управления. Блоки сплит-системы можно размещать на некотором расстоянии друг от друга. Это позволяет использовать сплит-системы в случаях, когда толщина стен или размеры помещения, в котором находится холодильная камера, не позволяют установить моноблоки. Сплит-системы дороже моноблоков, но позволяют избежать шума в торговом помещении и лишнего выделения тепла от конденсатора холодильной машины.
Холодильное оборудование широко используется в различных отраслях промышленности, включая процессы переработки полимерных материалов, гальванотехнику и др. Давно прошли те времена, когда при покупке холодильной установки в качестве решающего фактора были лишь расходы на приобретение, в последнее время на передний план выходят совокупные затраты на эксплуатацию. В целом, эксплуатационные затраты составляют до 70% инвестиционных расходов, при этом, 90% из них могут приходиться на энергопотребление.
Лучшая энергия - это сбереженная энергия!
Выбор подходящей холодильной установки способствует снижению энергопотребления. Экономия энергии является значительно более комплексной проблемой, чем это представляется на первый взгляд. Различные мероприятия дополняют друг друга и, таким образом, делают возможным оптимальное обращение с ценными ресурсами.
- выбор требуемых параметров холодильного оборудования;
- оптимальный выбор вида охлаждения;
- обеспечение рекуперации тепла;
- использование режима с открытым охлаждением "Зимний пуск";
- организация плавающего регулирования давления конденсации "Vari-Kon;
- электронное регулирование частоты вращения насосов.
Ярким примером реализации этих мероприятий в целях сбережения энергии является проектирование холодильного оборудования для гальванических ванн.
Выбор требуемых параметров холодильного оборудования
Сначала необходимо выбрать требуемые параметры оптимальной холодильной установки. Даже сейчас во многих установках можно встретить слишком мощные приводы, плохо рассчитанные теплообменники или хладагенты, не являющиеся оптимальными для соответствующей области применения. Это может быть своего рода резервом мощности или просто холодильной установкой с наиболее приемлемой ценой приобретения. Тот, кто хочет эффективно обходиться с энергией, должен применять такие холодильные установки, которые работают в области своего оптимального коэффициента полезного действия (КПД). Широкий спектр винтовых компрессоров с регулируемой мощностью, насосов с регулируемой частотой вращения двигателя и вентиляторов создает основу для выбора установки с учетом принципов энергосбережения.
Оптимальный выбор вида охлаждения
Существуют различные принципы охлаждения и типы применяемого оборудования (холодильные системы, открытое охлаждение, градирни и колодезное охлаждение), классифицируемые по назначению. В прошлом для каждой гальванической ванны зачастую использовалась холодильная машина с низкими температурами воды прямого контура, например, от 6°С. Для оптимального проектирования холодильного оборудования важно, чтобы были согласованы соответствующие параметры потребляемой мощности (например, по температуре гальванической ванны), а температура воды системы прямого охлаждения была выбрана как можно более высокой.
Выбор холодильного оборудования осуществляется в соответствии с необходимой температурой охлаждающей воды. Особое значение придается также отводу тепла из гальванической ванны. Так, например, благодаря эффективной технологии применения пластинчатых теплообменников, используемых вместо трубчатых радиаторов с малой поверхностью теплообмена, можно уменьшить разность между температурой гальванической ванны и температурой охлаждающей воды. Таким образом, можно использовать воду с более высокими температурами, что означает снижение эксплуатационных расходов и экономию, например, в зимних условиях (открытое охлаждение).
Рекуперация теплa
Существует несколько возможностей для рекуперации тепла, выделяющегося в результате различных технологических процессов. Например, ванны анодирования поддерживаются с помощью холодильных установок или тепловых насосов при температурах 12 - 15°С. В таких холодильных установках или тепловых насосах на стороне нагретого газа монтируются дополнительные теплообменники, что позволяет использовать отводимое тепло в отопительных системах, для отопления гальванических ванн или воздухонагревателей в системе приточной вентиляции цеха.
Использование режима с открытым охлаждением "Зимний пуск"
Открытое охлаждение означает использование температуры окружающей среды для непосредственного уменьшения температуры охлаждающей воды. Там, где это возможно, для подготовки охлаждающей воды всегда должно использоваться открытое охлаждение, так как в сравнении со всеми другими методами оно характеризуется наименьшим потреблением энергии.
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ ИННОВАЦИОННЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ ОТ КОМПАНИИ L&R KALTETECHNIK
Схема работы холодильной установки в зимнем режиме с открытым охлаждением
1 - вентиляторы с регулируемым числом оборотов; 2 - Холодильная машина типа WRК-ВS-2-470-S; 3 - контейнер; 4 - шкаф приборов управления; 5 - теплообменники; 6 - насосы; 7 - танк
При работе в режиме "Зимний пуск" в цикл циркуляции дополнительно встраивается теплообменник с воздушным охлаждением, который запускает холодильную установку при температуре воздуха на 2°С ниже температуры обратного потока хладагента. При разности температур прямой и обратной воды в 5°С, уже при охлаждении всего лишь на 1°С посредством открытого охлаждения достигается экономия энергии в размере 20%. При наружной температуре на 4-5°С ниже температуры прямого потока хладагента общее охлаждение может быть обеспечено целиком за счет открытого охлаждения. Чем выше выбранная температура прямого потока, тем дольше может происходить разгрузка компрессионной холодильной машины. Таким образом, можно добиться существенного снижения эксплуатационных расходов по сравнению с традиционными холодильными машинами (до 70 - 80 % в зависимости от типа установки).
Потенциал энергосбережения в режиме "Зимний пуск" при различных температурах в контуре прямой воды (холодильная мощность 300 кВт)
*В сравнении с традиционными холодильными машинами без зимнего режима (стоимость электроэнергии: € 0,1 кВт/ч)
Плaвающее регулирование давления конденсации "Vari-Кon"
При проектировании энергоэффективного холодильного оборудования компанией L&R Kaltetechnik был использован так называемый принцип "Vari-Kon", основанный на плавающем регулировании давления приточного воздуха, создаваемого компрессором, и, следовательно, температуры его конденсации - важнейшего параметра процесса охлаждения.
Потенциал энергосбережения благодаря плавающему регулированию температуры конденсации "Vari-Kon" (Снижение мощности электрического привода)
Холодильная мощность: 300 кВт, Температура в контуре прямой воды: 100С Потенциал энергосбережения после 8640 часов эксплуатации - € 28000 в год* (*стоимость электроэнергии: € 0,1 кВт/ч)
Отношение принятого количества тепла к теплоотдаче и расход энергии зависят как от типа применяемого хладагента, так и от имеющихся температур. При снижении критической температуры (Ткр) повышается холодильная мощность и, одновременно, уменьшается мощность, расходуемая на компрессию. Оба механизма вносят вклад в увеличение КПД, который определяется как отношение полезной энергии к затрачиваемой. В нормальном случае критическая температура составляет 47°С при температуре воздуха 35°С. Уровень Ткр является решающим фактором потребления энергии в холодильной установке. Поэтому наибольшее значение следует придавать тому, чтобы критическая температура поддерживалась как можно на более низком уровне.
Коэффициент термического сопротивления теплообменника должен быть высоким (в зависимости от оборудования). Чем больше поверхность теплообменника, тем ниже выбираемое значение Ткр. Понятно, что критическая температура напрямую связана с температурой приточного воздуха (температура окружающей среды), поэтому к теплообменнику требуется подвести как можно больше свежего воздуха. Снижение Ткр зависит от вида и конструкции компрессора и элементов расширения. Комбинация из винтовых компрессоров, оптимально спроектированных конденсаторов, хладагента марки R 134а, электронных расширительных клапанов и предложенной системы управления "Frigocontrol", обеспечивает условия, при которых теоретически необходимая критическая температура соответствует температуре воздуха с постоянной разностью их значений в течение всего времени работы. Существующие методики расчета КПД холодильной установки, где в качестве затрат учитывают только энергию привода компрессора, однако использование вентиляторов с высоким потреблением энергии может привести к существенному уменьшению КПД всей системы.
Электронное регулирование частоты вращения насосов
При конструировании энергосберегающих холодильных установок следует применять энергосберегающие вентиляторы и насосы. Электронное регулирование частоты вращения вентиляторов при подготовке нагретых и холодных потоков воздуха в ходе различных термических процессов в настоящее время требует логически сложного энергетического управления. С помощью современной системы управления "Frigocontrol" регулирование работы компрессоров, насосов и вентиляторов выполняется оптимально, с учетом минимально необходимых потребностей. Насосы и вентиляторы могут эффективно использоваться в качестве объектов экономии энергии. Наряду с компрессорами они относятся к самым большим потребителям электроэнергии в холодильных установках. В идеальном случае потребление энергии в них снижается пропорционально третьей степени частоты вращения их двигателей. Поэтому наиболее простым и эффективным методом экономии энергии является регулирование их частоты вращения.
Требуемый расход охлаждающей воды существенно различается в зависимости от производственной нагрузки, времени года, дневной потребности и разности фактической и заданной температур. Для оптимального и энергоэффективного снабжения охлаждающей водой насосы регулируются с помощью преобразователя частоты в зависимости от давления в установке и, кроме того, включаются и выключаются в зависимости от потребности. Система управления "Frigocontrol" регулирует время эксплуатации отдельных насосов таким образом, чтобы для всех насосов обеспечивалась равномерная нагрузка.
Холодильные камеры — специфическое оборудование, за счет которого в помещении можно создать определенные климатические условия. Правда, получить требуемый микроклимат удастся, если правильно рассчитать холодильную камеру. На основании полученных расчетов подбирается техника, способная обеспечить заданный температурный режим и влажность внутреннего пространства. Любые неточности или ошибки в расчетах, скорее всего, станут причиной нарушений работы холодильной камеры.
Профессионалы приступают к выбору подходящего оборудования только после того, как определена тепловая нагрузка, которой будет подвергаться холодильная установка в ходе работ. Если принять во внимание этот нюанс, то вся системы охлаждения будет работать исправно. Таких моментов, которые нужно учитывать в процессе выбора холодильного оборудования, насчитывается довольно много.
Произвести все вычисления способны высококвалифицированные специалисты и все, что им потребуется — техническое задание и комментарии заказчика относительно того, какой должна быть холодильная камера в результате. Услуги профессионалов — гарантия правильных расчетов и грамотного подбора холодильных систем.
Выбор конденсатора, компрессора и испарителя
Главная формула, используемая при расчете холодильной камеры:
Исходя из приведенного выше выражения, суммарное значение теплоты (Nкомп), которая выделяется обмоткой, и холодопроизводительности компрессора (Qкомп) определяет производительность конденсатора (Qконд). Согласно данной формуле конденсатор должен быть мощнее, чем компрессор, в полтора раза. Гарантировать исправное функционирование оборудования в самый жаркий период года можно только в том случае, если мощность конденсатора, как минимум, вдвое превысит мощность компрессора.
Выбор испарителя осуществляется на основе мощности компрессора. Данный показатель важно учитывать во избежание следующих ситуаций:
- вскипания холодильного агента;
- попадания хладагента в зону сжатия компрессора — подобное явление может привести к гидравлическому удару, который разрушительно воздействует на компрессор.
Не допустить развитие одного из двух вышеперечисленных сценариев можно посредством отделителя жидкости, монтируемого перед компрессором. Такими приспособлениями в обязательном порядке оснащаются низкотемпературные установки.
Профессиональный подход к выбору холодильного оборудования
Фирмы, специализирующиеся на продаже холодильной техники, как никто другой, понимают, что проектирование каждой отдельной системы холодоснабжения характеризуется определенными особенностями. Персонал таких компаний не понаслышке знает правила расчета и подбора холодильных установок. Именно поэтому они могут предложить оборудование, идеально подходящее к конкретной ситуации и удовлетворяющее требованиям заказчика. Более того, квалифицированные специалисты могут предложить и комплексные технические решения.
Многообразие холодильных установок, представленных в настоящее время на рынке, дает шанс найти вариант, который подойдет по своим техническим и эксплуатационным характеристикам, а также по стоимости.
Использование профессиональных услуг в вопросах выбора холодильной камеры — отличный вариант для предпринимателей, ведь от них требуется лишь четко сформулированная задача, а все остальное — дело специалистов. Профессионалам необходимо иметь представление о том, какой технологический процесс должна выполнять подбираемое оборудование. Для этого им нужно ознакомиться с техпроцессом и рассчитать предельные тепловыделения, учитывая временные изменения в системе и ее гидравлическое сопротивление. На основе полученных сведений они могут определить способы отвода теплоты и рабочий потенциал холодильной системы.
Температура загружаемого продукта: не более чем на 5°С выше, чем температура в камере.
Плотность загрузки: камеры до 100 м3 - 250 кг\м3, камеры свыше 100 м3 (на поддонах) -120 кг\м3
Условные обозначения: V - объем камеры (80 и 100 мм - толщина сэндвич-панелей), Q - холодопроизводительность.
Среднетемпературные агрегаты "UNISPLIT" 3 и 4 типоразмера
Условия подбора по таблице:
Температура загружаемого продукта: не более чем на 5°С выше, чем температура в камере.
Плотность загрузки: камеры до 100 м3 - 250 кг\м3, камеры свыше 100 м3 (на поддонах) -120 кг\м3
Условные обозначения: V - объем камеры (80 и 100 мм - толщина сэндвич-панелей), Q - холодопроизводительность.
Низкотемпературные агрегаты "UNISPLIT" 1 и 2 типоразмера
Условия подбора по таблице:
Температура загружаемого продукта: не более чем на 5°С выше, чем температура в камере.
Плотность загрузки: камеры до 100 м3 - 250 кг\м3, камеры свыше 100 м3 (на поддонах) -120 кг\м3
Условные обозначения: V - объем камеры (80 и 100 мм - толщина сэндвич-панелей), Q - холодопроизводительность.
Низкотемпературные агрегаты "UNISPLIT" 3 и 4 типоразмера
Условия подбора по таблице:
Температура загружаемого продукта: не более чем на 5°С выше, чем температура в камере.
Плотность загрузки: камеры до 100 м3 - 250 кг\м3, камеры свыше 100 м3 (на поддонах) -120 кг\м3
Условные обозначения: V - объем камеры (80 и 100 мм - толщина сэндвич-панелей), Q - холодопроизводительность.
Таблица подбора холодильного оборудования представлена компанией "Унисплит".
Читайте также: