Системы косвенного охлаждения

Раздел 6. СИСТЕМЫ ХОЛОДОСНАБЖЕНИЯ

Системы снабжения потребителей холодом (системы холодоснабжения) предназначены для приготовления и доставки охлаждающих сред к потребителю холода.

В состав систем холодоснабжения входят: холодильные машины, средства транспорта холода к потребителю, системы отвода теплоты от конденсатора холодильной машины. При наличии естественных источников холода в со

Рис.6.2

ставе систем холодоснабжения будут отсутствовать элементы, связанные с холодильной машиной, и появятся новые, состав и параметры которых будут определяться свойствами и характеристикой естественного источника холода.

Транспорт холода к потребителю может осуществляться непосредственно хладоагентом (системы непосредственного охлаждения) или с помощью промежуточного норева пара на входе в компрессор, обеспечивая тем самым точное дозирование подаваемой жидкости в каждый прибор охлаждения.

. В системах охлаждения с отделителем жидкости используется напор Н, создаваемый столбом жидкости (рис. 6.2)

Рис.6.2

Хладоагент по трубопроводу 1 поступает к регулирующему вентилю 2 и далее направляется в отделитель жидкости 3. Сухой насыщенный пар отсасывается компрессором через трубопровод 4, а жидкий хладоагент направляется в приборы охлаждения 5. В этих схемах не обеспечивается равномерная и надежная подача жидкости в охлаждающие приборы. Во второй схеме большое значение на температуру кипения оказывает высота столба жидкости. Безнасосные системы не исключают возможности возникновения влажного хода и гидравлических ударов в компрессоре, имеют большую вместимость по хладоагенту и используются на холодильных установках малой и средней производительности.

Насосно-циркуляционные системы.Применяются преимущественно на крупных холодильных установках. В этих системах жидкий холодильный агент подается в камеры охлаждения под давлением, создаваемым насосом.

На рис. 6.3 изображена схема с нижней подачей хладоагента в приборы охлаждения и вертикальным циркуляционным ресивером. Жидкий хладоагент из конденсатора или ресивера по трубопроводу 1 подается в циркуляционный ресивер 3 через регулирующий вентиль 2. Образовавшийся при дросселировании пар отделяется в ресивере и через трубопровод 4 отсасывается компрессором. Жидкий хладоагент скапливается в нижней части ресивера и направляется к насосу 6, который подает жидкий хладоагент в при

Боры охлаждения.

Насос подбирают по производительности, обеспечивающей в приборах кратность циркуляции 5 – 6. Это упрощает распределение жидкости по приборам и увеличивает интенсивность теплообмена. Важным является контроль за уровнем жидкости в ресивере: недостаток жидкости делает неустойчивой работу насоса, а ее избыток может привести к влажному ходу и гидравлическим ударам в компрессоре. Для этого ресивер снабжают визуальными и дистанционными указателями уровня.

По сравнению с безнасосными, в насосно-циркуляционных системах более простое распределение жидкости между приборами охлаждения, меньшая загрязненность поверхностей теплообмена маслом, меньшая вместимость системы по хладоагенту, большая безопасность работы и т. п.

5.

Рис.6.3.

Запретнаприменениесистемнепосредственногоохлажденияможет быть вызван:

- санитарно-гигиенической опасностью применения хладоагента, например, при возможном контакте его в случае аварии с охлаждаемыми продуктами питания при их хранении;

- при высокой стоимости хладоагента и большой емкости системы холодоснабжения;

- при высокой степени вероятности утечки хладоагента;

- при необходимости непосредственного контакта хладоносителя с охлаждаемой средой, например, в оросительных камерах кондиционеров;

- при различном уровне расположения охлаждающих приборов по высоте и ощутимом влиянии статического давления столба жидкого хладоагента на температуру кипения;

- при резких изменениях в режиме потребления холода, вследствие которых возможным становится попадание жидкой фазы в компрессор;

- при значительном расстоянии между производителем и его потребителем, приводящем к снижению давления в трубопроводах вследствие гидравлических потерь и теплообмена с окружающей средой и, как следствие, к нарушению режима работы испарителя;

- при высокой агрессивности, санитарно-гигиенической и экологической опасности хладоагента и т. п.

При наличии приведенных выше запретительных для транспорта холода с помощью хладоагента условий применяются промежуточные носители тепловой энергии, которые в технике холодоснабжения называются хладоносителями. Такие системы, как уже отмечено выше, называются системами косвенного охлаждения, или охлаждения хладоносителем.

В этих системах теплота от объектов отводится промежуточной средой – жидким хладоносителем, протекающим в приборах охлаждения. Здесь он несколько нагревается без изменения агрегатного состояния, а в испарителе, где кипит хладоагент, охлаждается. Циркуляция хладоносителя в приборах охлаждения осуществляется центробежными насосами.

Такие системы охлаждения часто называют рассольными, так как в качестве холодоносителя чаще всего применяют рассол – водный раствор соли.

Закрытые системы.Эти системы охлаждения (рис.6.4) получили наибольшее распространение.

Рис.6.4.

Заполнение хладоносителем обеспечивается установкой в самой верхней части системы расширительного бака 8 достаточной вместимости. Жидкий хладоагент 2 подается в испаритель 3, образовавшийся пар 4 отсасывается компрессором. Насос 1 подает хладоноситель в испаритель, где он охлаждается, и затем в приборы охлаждения 5; подача регулируется задвижками 7. Избыточный хладоноситель 9 выпускается в сливной бак. Для удаления воздуха из контура хладоносителя служат вентили 6.

Преимуществами схемы являются сравнительно небольшой расход энергии на привод насоса, малая коррозия оборудования, простота отделения воздуха, значительная часть которого удаляется через расширительный сосуд.

Недостатком закрытой системы является возможность замерзания хладоносителя в испарителе, которая возникает при недостаточной концентрации соли в растворе. Такая опасность возникает также при остановке насосов, закупорке труб испарителя загрязнениями.

Открытые системы. Схема открытой системы охлаждения с промежуточным хладоносителем приведена на рис. 6.5.

Рис.6.5.

Охлаждающие секии 7 помещены в открытый бак испарителя 6. Отсюда хланоситель забирается с помощью насоса 1 и подается в нижнюю часть приборов охлаждения 4. Сливу хладоносителя в испаритель по нагнетательному трубопроводу препятствует обратный клапан 2. Воздух из системы удаляется с помощью вентилей 5. При ремонте нагнетательной линии или приборов охлаждения хладоноситель из них выпускают через задвижку 3 в испаритель.

При необходимости освобождения бака испарителя хладоноситель через задвижку 8 удаляется в сливной бак.

Недостатком системы является использование открытого для воздуха оборудования(приборов охлаждения или испарителей) из-за чего отмечаются повышенная коррозия металлов и деконцентрация рассолов.