Основные случаи применения косвенного охлаждения

Косвенное охлаждение (через хладоноситель) применяют, когда много потребителей, длинные трассы, хладагент токсичен (аммиак) или нужен точный режим без риска утечки фреона к продукту.

Все же области применения холодильных установок с охлаждением хладоносителем еще велики, так как их приходится использовать там, где не могут быть применены установки с непосредственным охлаждением. Можно указать некоторые основные случаи целесообразного применения косвенного охлаждения.

1. Когда использование непосредственного охлаждения не может быть допущено по условиям безопасности для людей, находящихся в охлаждаемых помещениях.
2. Когда по условиям осуществления технологического процесса необходим непосредственный контакт хладоносителя с воздухом, например для увлажнения и очистки воздуха в охлаждаемых помещениях.
3. Когда при транспортировке холода на относительно большие расстояния (больше 300–350 м) при использовании непосредственного охлаждения возникают потери давления хладагента во всасывающем трубопроводе, соизмеримые с понижением давления, обусловленным дополнительной разностью температур t_s — t₀ в испарителе. Если же для уменьшения потерь давления всасывающий трубопровод при значительной его длине делать большего диаметра, то это приведет к существенным затратам металла.
4. Когда условия эксплуатации не позволяют обеспечить необходимую плотность соединений труб, например в судовых холодильных установках, поскольку из-за деформаций и вибраций корпуса судна высока вероятность утечки хладагента, а ее устранение во время рейса может быть затруднено.
5. Когда при непосредственном охлаждении на температуру кипения хладагента в охлаждающих приборах существенно влияет статическое давление столба жидкости. Влияние статического давления столба жидкости сильно увеличивается с понижением температуры кипения, поскольку при низких температурах одной и той же разности давлений Ар = hpg (здесь h — высота столба жидкости) соответствуют большие значения разности температур. Влияние давления столба жидкости в хладоновых охлаждающих приборах более значительно, чем в аммиачных, так как плотность жидкого R12 примерно в 2,2 раза больше плотности жидкого R717. Однако разность температур при том же давлении столба жидкости зависит еще от того, к какой группе по давлениям относится хладагент. Так, для R13, относящегося к агентам высокого давления, при температуре на поверхности-30 °C температура кипения на глубине 1 м будет отличаться от нее всего на 0,5 К (т. е. будет −29,5 °C)
6. Когда разветвленную систему при большой ее вместимости в случае непосредственного охлаждения пришлось бы заполнять сравнительно дорогостоящим хладагентом, например хладоном. По этой причине, например, охлаждение хладоносителем нередко встречается в хладоновых установках.
7. Когда утечка хладагента в охлаждаемую среду (или наоборот) из-за возможных течей в трубах или аппаратах может привести к существенному изменению качества этих сред.
8. Когда резкое возрастание тепловой нагрузки на охлаждающие приборы (например, при отводе теплоты реакции взрывного характера) может вызвать недопустимое повышение давления хладагента в аппарате.

В зависимости от того, каким путем теплота охлаждаемых (замораживаемых) тел передается хладагенту или хладоносителю, различают способы контактного и бесконтактного охлаждения. Каждый из этих способов может быть реализован как при непосредственном охлаждении так и при охлаждении хладоносителем.

При контактном охлаждении хладагентом или хладоносителем охлаждаемое тело 2 погружают в холодную (при охлаждении хладагентом кипящую) жидкость 1 (рис. 5.2, а) либо орошают ею (рис. 5.2, б). Так пищевые продукты замораживают погружением в кипящий жидкий азот, а также орошением продуктов кипящим азотом. Возможно контактное охлаждение и жидкостей, если они не растворяются в хладагенте (например, охлаждение воды или водных растворов солей в кипящем хладоне RC318 или пропане).

Во всех случаях контактного охлаждения теплота от охлаждаемых тел передается охлаждающей среде за счет конвективного теплообмена в жидкости (или при кипячении), при высоких коэффициентах теплоотдачи, благодаря чему этот способ весьма эффективен. Однако непосредственное соприкосновение охлаждаемого тела с охлаждающей средой не всегда возможно по санитарным требованиям, из-за возможных недопустимых изменений на поверхности тела, а также при охлаждении жидких тел в связи с возможным взаимодействием обеих сред.

Когда косвенное

Смежная тема — в статье однонасосная схема.

Частые вопросы

Когда выбирают косвенное охлаждение?

При большом числе потребителей, аммиаке или требовании держать хладагент вдали от продукта.

Какой хладоноситель применяют?

Воду, пропиленгликоль, этиленгликоль, рассолы.

Читайте также

• Рассольное охлаждение
• Области применения различных способов охлаждения
• Батарейное охлаждение
• Применение воздухоохладителей при воздушном охлаждении