Классификация охлаждающих систем

По способу отвода теплоты они делятся на системы непосредственного охлаждения и системы с промежуточным хладоноси-телем. Каждую из них подразделяют: по способу циркуляции хладагента — на безнасосные и насосные; по способу распределения хладагента — на прямоточные с параллельной или последовательной подачей и на прямоточные с отделителем жидкости, с напородержателями; по виду хладоносителя — на жидкостные или воздушные; по типу испарителя; по месту кипения хладагента.

Системы с промежуточным хладоносителем дополнительно подразделяют на системы закрытые насосные и открытые с мешалкой. Сочетание указанных признаков полностью характеризует систему охлаждения и позволяет при проектировании наметить путь ее расчета и подбор оборудования.

От охлаждаемых объектов теплоту можно отводить охлаждающими системами при различных условиях. В каждом конкретном случае в зависимости от условий отвода теплоты к названию системы добавляют ее характеристику по этому признаку. Так, если теплота отводится насосно-циркуляционной системой при естественной конвекции с помощью батарей, к названию системы «насосно-циркуляционная» добавляют слова «с батарейным охлаждением».

Если в камерах и аппаратах создают искусственную циркуляцию воздуха (включая его движение с большой, скоростью с применением воздухоохладителей), то возможны три случая: воздух омывает неподвижный продукт (система с воздушным охлаждением); охлаждается подвижный слой продукта (система с псевдоожижением); охлаждается неподвижный продукт в условиях омывания его воздухом и псевдоожиженной насадкой.

Аппараты холодильной обработки называют по назначению, например «морозильные аппараты». Если продукт охлаждается непосредственно в контакте с жидкостью, то системы называют системами с контактным охлаждением (в рассолах, криогенных жидкостях). Если продукт охлаждается при непрямом контакте с теплоотводящей средой, системы (или аппараты) называют системами плиточного охлаждения (охлаждение продукта хладагентом или хладоносителем через разделяющую стенку плиты или блока); если продукт охлаждается посредством лучистого теплообмена в воздушной среде, систему называют системой радиационно-воздушного охлаждения; если охлаждение осуществляется с помощью лучистого теплообмена с теплоотводом от продукта или без него в вакууме — системой сублимационного или вакуум-испарительного охлаждения.

Когда теплота от продуктов и ограждающих конструкций холодильника отводится раздельно, т е. внешние теплопритоки по отношению к охлаждаемому объекту «перехватываются» специальными устройствами, то их называют системами с внекамерным отводом внешних теплопритоков.

Безнасосная система непосредственного охлаждения состоит из приборов охлаждения, в которые хладагент поступает непосредственно от регулирующего вентиля. Она включает в себя все элементы, составляющие низкотемпературную часть холодильной установки (от регулирующего вентиля до всасывающего патрубка компрессора).

В насосно-циркуляционную систему непосредственного охлаждения входят батареи и воздухоохладители, соединенные между собой жидкостными и паровыми трубопроводами, в которых с помощью специального насоса циркулирует жидкий хладагент.

Система с промежуточным хладоносителем отличается от описанных тем, что в ее приборах охлаждения циркулирует жидкость, охлаждаемая в испарителях холодильной установки. Из испарителя охлажденная жидкость подается в приборы охлаждения с помощью циркуляционного насоса, а после подогрева вновь возвращается в испаритель. Хладоноситель может находиться в непосредственном контакте с охлаждаемым воздухом (мокрые воздухоохладители) или циркулировать в трубах (сухие воздухоохладители).

Система смешанного охлаждения — это совокупность систем батарейного и воздушного охлаждения, которые в зависимости от заданного режима работы могут действовать одновременно либо раздельно.

Каждая из перечисленных систем охлаждения имеет свою область применения, определяемую требованиями холодильной технологии и технико-экономическими расчетами. Например, при батарейном охлаждении общая длина труб часто исчисляется десятками километров, их масса составляет до 80% массы всего металла, расходуемого на холодильную установку в целом. Замена батарейного охлаждения на воздушное значительно снижает потребность в трубах.

Чаще всего систему охлаждения выбирают на основании технико-экономического сопоставления различных схем с учетом затрат на капиталовложения и эксплуатационных расходов, при условии удовлетворения основных требований, предъявляемых к охлаждающим системам.