Организация децентрализованного источника холодоснабжения производственного участка

После определения тепловой нагрузки на компрессор и камерное обору­дование выбирают систему охлаждения, наиболее рациональную для данного объекта.

При этом необходимо решить, проектировать ли систему центра­лизованного холодоснабжения или децентрализованную, непосредствен­ного охлаждения или с промежуточным хладоносителем (рассольную), аммиачную или хладоновую, безнасосную или насосно-циркуляционную, какую предпочесть систему охлаждения камер: батарейную или воздуш­ную. Наконец, необходимо решись, какую выбрать систему отвода теплоты конденсации: воздухом, водопроводной водой, водой из системы обо­ротного водоснабжения, с помощью испарительных конденсаторов и т. д.

Каждая из перечисленных систем имеет свои преимущества и недо­статки. Поэтому окончательный выбор систем можно сделать только на основании техноэкономического сравнения вариантов и учета особен­ностей эксплуатации.

Однако некоторые рекомендации по выбору систем охлаждения могут быть сделаны на основании накопленного опыта проектирования.

На выбор системы охлаждения основное влияние оказывают сле­дующие факторы: число и вид охлаждаемых объектов — потребителей холода; расчетная температура в объектах; тепловая нагрузка от каж­дого объекта и расчетная суммарная холодонагрузка; требования тех­ники безопасности; наличие серийно выпускаемого оборудования и при­боров автоматики с требуемыми характеристиками.

Децентрализованные системы позволяют более гибко подстраиваться под режим холодопотребления потребителя холода, (как правило одного), которым может являться важная в производственном процессе технологическая установка. В последние годы все более широкое распространение находят системы децентрализованного холодоснабжения с помощью авто­номных полностью автоматизированных хладоновых холодильных машин с высокой степенью заводской готовности. Применение децентрализо­ванного холодоснабжения позволяет сократить сроки монтажа холодильных установок, снизить расходы на их оборудование, исключая необходимость в устройстве отдельного машинного отделения, а при использовании машин с воздушным конденсатором — и системы оборот­ного водоснабжения. Суммарная мощность холодильных машин при децентрализованном холодоснабжении больше, чем при централизован­ном, однако для установок средней холодопроизводительности это не имеет существенного значения..

При тепловых нагрузках до 20 кВт, которые характерны для холо­дильников предприятий торговли и общественного питания, применяют комплексные холодильные машины малой производительности, рабо­тающие на хладонах. Применение аммиачных установок в этих объектах не разрешается правилами техники безопасности.

В автономных холодильных машинах применяютбатареи или воз­духоохладители с непосредственным испарением хладагента.

Организация централизованного холодоснабжения промышленного предприятия (холодильной станции)

В централизованных системах охлаждения создают общее машинное отделение для всех компрессоров или компрессорных агрегатов, а также другого оборудования, обслуживающих ряд потребителей холода (ох­лаждаемых камер, кондиционеров, охлаждаемого технологического оборудования). Концентрация оборудования в общем зале облегчает его обслуживание и надзор в течение рабочего дня, если требуется постоян­ное наблюдение. Последнее имеет особенно большое значение для ам­миачных холодильных установок. Поэтому на крупных холодильниках вместимостью 1000 т и более с аммиачными системами охлаждения применяют централизованное холодоснабжение с размещением в общем машинном отделении компрессоров, работающих на различные темпера­туры кипения.

К недостаткам централизованного холодоснабжения следует отнести: сложность и длительность монтажа холодильной установки, наличие большого количества распределительных устройств, разветвленной сети, трубопроводов, запорной арматуры. Кроме того, в установках средней' производительности централизованные машинные отделения занимают слишком большую площадь по сравнению с площадью холодильных.камер: 35% в холодильниках вместимостью 125 т и 50% в холодильниках вместимостью 12 т.

Системы с централизованным холодоснабжением могут быть непосредственного охлаждения или с промежуточным хладоносителем. При выборе между ними учитывают, что первые более экономичны благодаря небольшому перепаду температур между воздухом в камере и темпера­турой кипения, а снижение перепада температур на 5 °С уменьшает расход электроэнергии примерно на 15%.

Недостатком аммиачных систем непосредственного охлаждения является большое количество аммиака, содержащегося в трубах и аппаратах, большое количество соединений, пожаро- и взрывоопасность. Поэтому в холодильниках средней вместимости, расположенных вблизи жилой застройки, при расположении камер на большом расстоянии от машинного отделения, а также для охлаждения технологических аппаратов и в системах кондиционирования воздуха применяют системы с промежуточ­ным хладоносителем (рассол, вода или этиленгликоль). Охлаждение хладоносителя осуществляют в основном с помощью хладоновых хо­лодильных машин.

Аммиачные системы непосредственного охлаждения могут быть без­насосными и насосно-циркуляционными. Применение безнасосных систем ограничено: их используют на небольших холодильниках вместимостью до 600 т и небольших установках для приготовления «ледяной» воды на предприятиях молочной промыш­ленности. В настоящее время преимущественное распространение получили аммиачные насосно-циркуляционные схемы, как более надежных при работе с несколькими потребителями холода.

Применение установок с использованием промежуточного хладоносителя должно быть в каждом конкретном случае оправдано техноло­гически или соображениями безопасности.

Во многих технологических процессах, например, при изготовлении масла и молочных продуктов на молочных комбинатах, в системах кондиционирования воздуха охлаждение осуществляют в спе­циальных аппаратах с помощью промежуточного хладоносителя (холод­ной воды или рассола), поступающего из центральной холодильной станции по сети трубопроводов.

Назначение такой холодильной установки - приготовление хладоносителя с заданными расходом, напо­ром, начальной и конечной температурами. Устройства для использования хладоносителя у потребителя (в отличие от охлаждаемых приборов в холодильных камерах) при проектировании холодильной станции могут быть вообще неизвестны.

Вид промежуточного хладоносителя выбирают в зависимости от его температуры: при температуре 1 °С и выше применяют воду, при более низких температурах (до -30 °С) - водные растворы солей (например, CaCl₂) и этиленгликоля, а при температурах -40 °С и ниже - хладон-30.

Испарители для охлаждения хладоносителей могут быть панельными или кожухотрубными. Для сглаживания колебаний холодильной нагрузки в схеме холодоснабжения предусматривают промежуточную емкость в виде открытого или закрытого бака. При этом одна группа насосов осу­ществляет циркуляцию хладоносителя между испарителем и промежуточ­ной емкостью, а другая - между емкостью и потребителем холода. При использовании панельных испарителей бак одновременно служит проме­жуточной емкостью.

Тип конденсатора выбирают в зависимости от назначения установки, условий водоснабжения и качества воды с учетом климатических данных.

В большинстве случаев на крупных и средних установках, работаю­щих с применением различных хладагентов, используют конденсаторы с водяным охлаждением (горизонтальные кожухотрубные), что целесо­образно при наличии оборотного водоснабжения.

В случае прямоточной системы водоснабжения из естественных водо­емов на крупных холодильных установках, работающих на аммиаке, используют вертикальные кожухотрубные конденсаторы.

Для районов с низкой относительной влажностью воздуха рекомен­дуется применять испарительные конденсаторы.

Применение воздушных конденсаторов целесообразно в северных и средних климатических районах; в южных районах оно ограничено из-за высокой температуры наружного воздуха.

При использовании конденсаторов воздушного охлаждения предпоч­тение следует отдавать выносным (например, крышным) конденсаторам, так как при размещении большого количества конденсаторов внутри помещения для удаления выделяющейся теплоты конденсации требуется устройство дополнительной приточно-вытяжной вентиляции.