Смешанное охлаждение

Выбор комбинации систем охлаждения, составляющих смешанное охлаждение, определяется назначением камеры, технологическим процессом термообработки груза в этой камере, экономическими показателями и системой охлаждения, принятой в других камерах данного холодильника. Например, смешанное охлаждение применяют в универсальных камерах. При использовании этих камер для хранения мороженых грузов включают в работу батареи непосредственного охлаждения, при хранении охлажденных грузов работают воздухоохладители.

Смешанное охлаждение с совместным использованием двух систем охлаждения может применяться в камерах термообработки грузов.

Применение воздухоохладителей при воздушном охлаждении

В рассольных воздухоохладителях тепло от охлаждаемого воздуха к рассолу передается или при непосредственном соприкосновении воздуха с поверхностью холодного рассола или через разделяющую их стенку.

Охлаждение воздуха при прямом контакте его с рассолом называют мокрым воздушным охлаждением, если же воздух отделен от рассола стенкой, через которую происходит передача тепла, то охлаждение называют сухим воздушным.

Воздухоохладители непосредственного охлаждения, естественно, могут быть только сухие. В помещение холодный воздух подают по воздуховодам или нагнетают непосредственно через насадку, установленную на нагнетательном патрубке вентилятора. Для лучшей и более равномерной циркуляции воздуха на нагнетательный патрубок насаживают одно или несколько сопел, создающих струйное воздухораспределение. К недостаткам воздушного охлаждения следует отнести:

1. расход электроэнергии на работу вентиляторов;
2. увеличение потребной холодопроизводительности, вызванное наличием теплопритоков от работы вентилятора;
3. дополнительные первоначальные затраты на воздухоохладители, вентиляторы, воздуховоды;
4. большая усушка груза при долгосрочном хранении в камерах с воздушным охлаждением.

Несмотря на имеющиеся недостатки, воздушное охлаждение находит большое применение.

Это сбусловлено рядом преимуществ.

1. При воздушном охлаждении имеет место более равномерное распределение температуры и влажности по объему камеры, чем при тихом охлаждении.
2. Большая скорость движения воздуха значительно интенсифицирует процессы термообработки грузов — охлаждение и замораживание, сокращает ее продолжительность и увеличивает и производительность камер предварительного охлаждения и морозилок.
3. Позволяет вентилировать камеры, что необходимо при хранении многих грузов и невозможно при трубчатом охлаждении.
4. Позволяет регулировать влажность воздуха в камере, что затруднительно при трубчатом охлаждении.

1. в камерах, предназначенных для термообработки грузов: морозильных камерах, остывочных, камерах предварительного охлаждения;
2. в камерах хранения охлажденных грузов, особенно требующих вентиляции;
3. в универсальных камерах для режима работы, рассчитанного на хранение охлажденного груза;
4. в камерах, где по условиям технологического процесса необходимо регулирование влажности воздуха.

Рассольное охлаждение

При нормальной работе температура рассола в испарителе должна быть на 5°С выше температуры кипения холодильного агента, а температура воздуха в камере — на 8—10°С выше температуры рассола.

Наличие двойного перепада температур между рассолом и холодильным агентом и между охлаждаемым воздухом и рассолом требует поддержания более низких температур кипения, что уменьшает холодопроизводительность машины и увеличивает расход электроэнергии на получение холода.

Потребность расхода энергии на работу рассольных насосов, дополнительные первоначальные затраты на испарители и насосы, увеличение площади машинного отделения снижают экономичность рассольного охлаждения. Рассольное охлаждение применяют только в тех случаях, когда нельзя применить непосредственное охлаждение:

1. для кондиционирования воздуха в детских и больничных учреждениях, где по правилам техники безопасности нельзя применять непосредственное охлаждение, даже при условии применения безвредного холодильного агента;
2. в установках, работающих в условиях, при которых трудно или невозможно обеспечить плотность соединений, например в судовых холодильных машинах;
3. в установках, в которых по условиям эксплуатации требуется периодическое разъединение трубопроводов, например в холодильной установке изотермического поезда;
4. в установках с большой удаленностью потребителей холода от холодильной машины.
5. Если применить для этого случая непосредственное охлаждение, то большая протяженность вызывает значительные потери давления во всасывающем трубопроводе. Для уменьшения этих потерь следует увеличить диаметр трубопровода, что приведет к дополнительному расходу металла;
6. в установках с приборами охлаждения большой высоты, в которых получение низких температур кипения затруднено влиянием гидростатического столба жидкости, например в колонках для замораживания грунта.

Анализ непосредственного охлаждения

Вследствие притока тепла к холодильному агенту жидкость кипит, и образующийся пар отсасывается компрессором. Непосредственное охлаждение является наиболее экономичной системой охлаждения. Это обусловлено:

1. отсутствием промежуточных переносчиков тепла и наличием только одного перепада температур. Это позволяет для получения определенной температуры воздуха поддерживать более высокую температуру кипения холодильного агента, что ведет к увеличению холодопроизводительности машины и уменьшению удельного расхода электроэнергии;
2. отсутствием расхода электроэнергии на работу насосов;
3. отсутствием дополнительной нагрузки на компрессор вследствие превращения работы насосов в тепло;
4. отсутствием первоначальных затрат на дополнительное оборудование — испарители, рассольные насосы;
5. уменьшением необходимой площади компрессорного цеха;
6. отсутствием коррозии оборудования.

Внедрение в промышленность современных автоматизированных схем непосредственного охлаждения с интенсивными приборами охлаждения решило вопрос в пользу этой системы охлаждения.

В новых схемах значительно уменьшена емкость системы по холодильному агенту, следовательно, уменьшена опасность в случае прорыва аммиака; предусмотрена надежная защита от возможности попадания в цилиндр жидкого холодильного агента; предусмотрена автоматизация поддержания температурного режима в охлаждаемых камерах путем периодического включения в работу и отключения камерных приборов охлаждения, что обеспечивает поддержание строго постоянной температуры воздуха и упрощает обслуживание установки; применение ребристых приборов охлаждения интенсивного действия сокращает расход бесшовных труб.

Непосредственное охлаждение целесообразно применять во всех случаях, кроме тех, в которых применение других систем охлаждения продиктовано специальными требованиями.