Статьи

Построение холодильных циклов в Log P-h диаграмме.

 

            От умения правильно пользоваться диаграммами во многом зависит качество работы инженера. В данной статье рассмотрен пример и даны основные понятия по построению цикла и определению исходных данных.

 

1. Исходными данными для построения цикла служат:

- Температура воздуха в обслуживаемом холодильной установкой объёме, °С;

- Температура воздуха на улице, °С;

- В случае, если применяется промежуточный теплоноситель, то его температуры.

2. Для того, чтобы определиться с исходными данными необходимо понимание протекания процессов холодильного цикла и общепринятых констант как в изготовлении, так и в проектировании.

 

Принимая во внимание, что расчёты теплообмена довольно сложны, производители и проектировщики приняли типовые коэффициенты для расчётов и подборов оборудования. Эти коэффициенты прежде всего – температурные напоры.

Температурный напор.

Для конденсаторов:

а) Температура конденсации и температура на выходе после конденсатора. Разность составляет от 5 до 10 °С.

Температура конденсации и температура на входе в конденсатор. Разность составляет от 10 до 20 °С.

Переохлаждение в конденсаторе от 4 до 7 °С.;

Для испарителей:

б) Температура воздуха на входе в испаритель и температура воздуха после испарителя:

- климатическая техника (без образования инея на поверхности) от 5 до 10 °С.

- средний и низкий холод от 3 до 5 °С.

Температура воздуха на входе в испаритель и температура кипения в испарителе

- климатическая техника (без образования инея на поверхности) от 15 до 20 °С.

- средний и низкий холод от 5 до 10 °С.

Перегрев паров при охлаждении воздуха от 5 до 8 °С.

в) Температура воды на входе в испаритель и температура воды после испарителя

от 6 до 8 °С.

Температура воды на входе в испаритель и температура кипения в испарителе 10 °С.

Перегрев паров при охлаждении воздуха от 5 до 8 °С, при охлаждении воды от 4 до 8 °С. Обычно задаются перегревом не ниже от 6 до 8 °С.

г) Температура нагнетания после компрессора в районе от 60 до 90 °С.

 

3. Перейдём к диаграмме. Что представляет диаграмма Log P-h.

Пограничная кривая или линия насыщения изображена в виде «горба», и разделяет области состояния газа.

- Верхняя точка «горба» характеризует критическую температуру. Выше неё газ возможно сконденсировать применяя транскритические схемы с газовыми охладителями, эжекторами и т.п., или каскадные схемы.

- Точка критической температуры газа делит «горб» на 2 части.

Левая часть и всё что за ней влево – область жидкости.

Правая часть и всё что за ней вправо – область газа.

Внутри «горба» - область пара, а нисходящие линии из точки критической температуры характеризуют паросодержание. Параллельные линии оси ординат (энтальпии) внутри «горба» характеризуют изотермы и соответствуют температурам.

Параллельные оси абсцисс (давление) линии – адиабаты. Наклонные вправо – изохоры. Сетка соответствует абсолютному давлению (Pманометра + 1 бар) и энтальпии.

! Линии конденсации и расширения строятся по изотермам. Линии дросселирования и сжатия в компрессоре строятся параллельно адиабатам.

4. Теперь понимая, что к чему можно приступать к определению исходных данных.

Возьмём, например задачку для цикла холодильной установки в камере хранения цветов цветочного магазина в г. Москва.

 Испаритель будет охлаждать воздух в камере. Температуру в камере примем +10 °С.

Ориентируясь на п.п. 2. б), температура кипения в испарителе будет 0 °С. Эта область работы соответствует среднетемпературному холодильному оборудованию с диапазоном Т кипения +5 / -15 °С. Эти диапазоны характеризуют типы компрессоров, применяемых в схемах. Т.к. существует привязка к массовым расходам прокачиваемого компрессором газа, и, соответственно к рабочим токам электродвигателей и рабочим полостям сжатия.

Итак, мы получили первую исходную точку. Она составляет: То= 0 °С.

Среднетемпературное торговое (а в нашем случае именно торговое – холодильные моноблоки и сплит-системы т.к. объёмы таких камер небольшие, требуемые холодопроизводительности также небольшие) холодильное оборудование в основном работает на фреоне R-404a. Может применяться фреон R-507a, но он чаще используется в промышленном холоде.

Итак, мы определились с рабочим телом (газом). Это фреон R-404a.

Получить вторую точку можно из справочников по климатологии, или задавшись температурными условиями работы конденсаторов. Из п.п. 2.а) мы знаем температурный напор. Примем его значение = 15 К (°С). Для Москвы примем уличную температуру в тёплое время года Тн= +28 °С. Тогда температура конденсации составит:

Тк = + 43 °С.

Итак, мы получили вторую исходную точку. Она составляет Тк = + 43 °С.

 

5. Получив исходные данные, а их в данном примере только часть, можно приступать

к работе в диаграмме. Существует несколько программ, позволяющих выполнять построения, рассчитывать параметры циклов. Наиболее популярные Solkane и CoolPack. Вооружимся Solkane.

Выбираем тип хладагента, вводим значения: То, Тк, перегрева, переохлаждения. Если выполнить расчёт нагрузок и теплопритоков, то можно задать значение требуемой холодопроизводительности.

В примере мы приняли Qхол. = 2500 Вт. и То = -15 ºС (реальная сплит-система) и 0 ºС (расчётная Т)

Выводим диаграмму для просмотра:

 

 

Выводим таблицу входных данных, где можно посмотреть значения во всех точках процесса.

Выводим таблицу с показателями производительности. По этим параметрам можно ориентироваться при выборе элементов холодильного контура, конструировании холодильной машины, и проч..

По пученным из диаграммы данным и используя формулы из учебников не сложно найти требуемы значения рабочих параметров холодильной установки.

Надеемся, что материал был полезен инженерно-техническому персоналу предприятий, обслуживающему холодильное оборудование. А так же новичкам холодильной индустрии.

Вы можете проконсультироваться у нас по всем возникающим вопросам.

Построение схем холодильного контура

с насосной циркуляцией хладагента.

(примерные расчёты,  описание)

Современные мировые тенденции развития холодильной индустрии диктуют нам новые условия, в которых многие технические решения прошлых лет вновь становятся актуальными. Это связано с переходом на природные хладагенты по экономическим показателям. Одним из эффективных решений как на ГФУ, так и на природных хладагентах, является схема с затопленным испарителем.

Схемы с затопленным испарителем бывают двух видов:

- С гравитационным побуждением, когда все испарители и аппараты находятся на примерно одном уровне с циркуляционным ресивером (ЦР), и жидкий хладагент поступает в них под действием сил от уровня жидкости в ЦР и разряжением паров над зеркалом жидкости в ЦР.;

- С принудительным побуждением, когда все потребители холода запитываются от насоса, перекачивающего жидкий хладагент из ЦР к потребителю. Это позволяет существенно увеличить кратность циркуляции хладагента в приборах охлаждения, но одновременно такая схема более сложная.

Схемы с гравитационным побуждением (естественной циркуляцией) довольно хорошо освещены в литературе и их мы не рассматриваем далее. Насосно-циркуляционные схемы представляют направление с большим профессиональным интересом из-за их вариабельности и множества технических нюансов как при проектировании, так и в наладке с эксплуатацией.

            Отправной точкой в реализации насосно-циркуляционной схемы, как и любой иной, служит задание технолога. В котором прописывается:

- вид производства;

- виды продукции и ее оборот в сутки;

- температурные режимы;

- удельные показатели по продукции, характеризующие начало процесса охлаждения и окончание;

- временные рамки набора температуры и технологическая цепочка;

- объёмно-планировочные решения и пути движения продукции;

- прочие технические требования.

От полноты и правильности задания технолога во многом будет зависеть качество работы холодильного оборудования и его долговечность.

Какие параметры рассчитываются при выборе оборудования:

- Кол-ва тепла, отводимое от продукта.

Q=m(iп-iв1000/T х 3600), где

m-суточное поступление продукта(кг/сут), iп и iв--удельные энтальпии продукта при температуре поступления и температуре выпуска(кДж\кг), Т--время холодильной обработки(час). Время по норме 22-24 часа для обработки воздухом, 3 - 8 часов при контактном способе, в зависимости от толщины блоков и вида продукта.

Большую сложность вызывает нахождение энтальпий продукта. Эта информация содержится в специализированном ПО, либо справочниках по технологии, и за редким исключением в литературе по холодильному делу в ограниченном объёме. Можно посмотреть в таблицах Рютова Д.Г., или зарубежной литературе.

Время заморозки и криоскопическую температуру можно приблизительно рассчитать по программе CoolTime, либо расчётным формулам из справочников.

Встречаются упрощённые методики типа:

Q=m х K / Т, где К- коэф-т для процессов замораживания и охлаждения,

и более сложные с учётом кол-ва вымороженной влаги, и проч. параметров.

Так же необходимо особое внимание уделять теплопритокам/теплоизбыткам, качеству сборки строительных конструкций, наличию тамбуров при переходах в зоны низких температур, режимам работы установки и связанных с ними дополнительными нагрузками на компрессор.

Так же остановимся подробнее на параметре кратности циркуляции.

Этот параметр необходим для определения производительности циркуляционного насоса.

Достаточное снабжение испарителей хладагентом необходимо для того, чтобы:

•  полностью задействовать площадь поверхности теплопередачи испарителей;

•  гарантировать равномерное распределение между несколькими испарителями, подвергаемыми разным нагрузкам.

Коэффициент циркуляции рассчитывается следующим образом:

Коэффициент циркуляции    =    производительность подачи насоса / испарившийся хладагент = 

М насоса / М Qо

 Так, например, коэффициент циркуляции 4 означает, что 3 части хладагента отводятся

назад в жидком состоянии, а 1 часть испаряется.

Коэффициент циркуляции зависит от типа испарителя и условий эксплуатации.

Чем выше нагрузка или количество циклов нагрузки, тем больший коэффициент циркуляции должен выбираться. Известная компания WITT рекомендует следующие значения:

Примерное значение напора на линии подачи жидкости после насоса должно составлять около 35-38 м..

Помимо этого, необходимо обращать внимание на конструктив аппарата, как организованы линии подачи жидкости, линия парожидкостной фракции, на степень загрязненности внутренних поверхностей, и т.д..

Особенности обвязки эксплуатации и наладки циркуляционных насосов, отдельная тема.

Много вопросов по проработке схемы холодильного контура можно решить на базе оборудования WITT. В спектр их продукции входят такие элементы насосно-циркуляционных схем как:

Насосы

HRP

 

и GP

 

Экономайзеры для обеспечения режимов работы винтовых компрессоров

 

Поплавковые регуляторы жидкости

 

 

И другие схемные решения высокого качества.

Всё это применяется для обеспечения требований нормальной и эффективной работы холодильной установки.

Например, с помощью поплавковых регуляторов решаются вопросы увязки нескольких конденсаторов равной или различной мощности, обеспечение оттайки горячими парами, обеспечение качественной работы экономайзера.

С помощью ректификатора (выпаривателя) масла

Решается очень важный вопрос возврата масла из циркуляционного ресивера.

Это очень важный момент. Смазочные масла, применяемые для ГФУ в большинстве случаев, замерзают при -24 °С. При этом для схем с температурами до -15 °С возврат масла нужно вести от 3-х уровней на одном из торцов ЦР. Довольно часто температуры гораздо ниже, и масло уже густеет очень сильно, ложится на дно ЦР, далее подхватывается насосом и вместе с жидким хладагентом подаётся в систему циркуляции. Это крайне негативно сказывается на работе как самого насоса, компрессоров, так и элементов обвязки аппаратов и их теплообмене. В этом случае с напорной ветки циркуляционного насоса устраивается отбор части жидкости, которая подаётся через ректификатор в выпаренном состоянии вместе с маслом во всасывающий коллектор холодильной централи.

(продолжение следует.)

Почему дорожает фреон

 

            Мировые тренды и порядок диктуют всем странам новые требования и условия интеграции в экономику. Как известно, в марте 2020года Председатель Правительства Михаил Мишустин подписал постановление «О принятии Российской Федерацией поправки к Монреальскому протоколу по веществам, разрушающим озоновый слой». Это позволит к 2036 году значительно снизить потребление гидрофторуглеродов, относящихся к группе сверхпарниковых газов, что будет способствовать снижению антропогенного воздействия на климат Земли и выполнению обязательств Российской Федерации, вытекающих из Рамочной конвенции ООН об изменении климата, Киотского протокола и Парижского соглашения. Российская Федерация ратифицировала Кигалийскую поправку к Монреальскому протоколу по веществам, разрушающим озоновый слой. Она подразумевает поэтапное сокращение производства и потребления гидрофторуглеродов, которые обладают высокими значениями потенциала глобального потепления. Поправка принята с льготными условиями для Российской Федерации в отношении расчёта базового уровня потребления гидрофторуглеродов и графика их сокращения. Так, Россия должна сократить объёмы потребления гидрофторуглеродов с 2020 года на 5%, с 2025 года на 35%, с 2029 года на 70%, с 2034 года на 80% и с 2036 года на 85%, в дальнейшем с неограниченной возможностью использовать гидрофторуглероды в объёме 15% базового уровня. Переходный период по отказу в будущем от использования гидрофторуглеродов в Российской Федерации будет составлять около 20 лет, что позволит потребителям перейти на использование альтернативных хладагентов, в том числе природного происхождения.

Также поправкой предусмотрено создание и внедрение в каждой из сторон Монреальского протокола системы лицензирования импорта и экспорта новых, использованных, рециркулированных и утилизованных гидрофторуглеродов. Начиная с 1 января 2033 года поправкой вводится запрет импорта и экспорта гидрофторуглеродов для любых государств, не являющихся сторонами Монреальского протокола. На текущий момент к поправке присоединились 92 страны.

Иными словами, вводятся квоты на потребление ГХФУ. Превышение объёмов потребления, производства приводит к необходимости покупки дополнительных квот. Так же все ГХФУ у нас в стране импортные, что накладывает дополнительные коэффициенты удорожания.

На текущий момент стоимость 1 кг. ГХФУ давно перевалила за 1000 рублей, но удорожание будет продолжаться. Это приводит к резкому росту стоимости эксплуатации фреоновых систем, накладывает отпечаток на амортизационной составляющей в цене конечного продукта.Ведущими компаниями страны ведутся разработки перехода на природные хладагенты, и, начиная с определённых мощностей, такие решения уже внедряются на площадках заказчиков.

Природные хладагенты, общепринятые в холодильной технике в принципе разнообразны, но по тем, или иным причинам в данный момент широко распространены СО2 и NH3 (аммиак).

С аммиаком не всё так просто, ведь не прошло приблизительно пяти лет, как практически все предприятия и производства провели реконструкцию своих холодильных мощностей с переходом на фреоновые установки. Основной причиной ухода от аммиака многие собственники называют жёсткие требования Ростехнадзора к обращению с этим газом. Тем не менее, при правильно спроектированной и налаженной системе на NH3, она довольно эффективна, не вызывает больших проблем при эксплуатации, при не превышении массы в системе определённых законодательством значений, вообще неподнадзорна контролирующим органам. Также стоить отметить факт, что специалистов – эксплуатационщиков уже практически нет.

Системы на СО2 имеют несколько более сложные технические аспекты при построении и конструировании, но прекрасно работают в системах с рекуперацией (утилизацией тепла). Для них характерны высокие давления, но они пока не относятся к перечню контролируемых Ростехнадзором. Хотя, в части выполнения требований ПБ, связанной с сосудами, работающими под давлением, трубопроводами, эти требования необходимо выполнять.

Возможно, в будущем будут предложены решения дополнительно к вышеперечисленным, но в любом случае стоимость оборудования и монтажа, да и эксплуатации (техников необходимо обучать, нарабатывать и обобщать опыт) на первоначальном этапе будет выше классических схем на фреонах.

Мы готовы прорабатывать и внедрять новые технические решения. Для этого у нас много преимуществ по сравнению с другими компаниями. Обратившись к нам вы получите консультации, сможете оценить качество решений и предлагаемого спектра оборудования.

 

Статья подготовлена по материалам официальных изданий, конференций специалистов холодильной индустрии.

Загорский радиомеханический техникум

О системах мониторинга.

 

            Данная статья носит информационный характер, и обобщает накопленный опыт в области эксплуатации холодильных установок и систем автоматизации.

 

            Структура системы.

Тут всё зависит от бюджета заказчика. Существует полный вариант, когда система автоматики состоит из свободно-программируемого контроллера (о таких контроллерах речь пойдёт отдельно), датчиков-регистраторов на всех устройствах и аппаратах, блоков приёма, преобразования сигналов, блоков передачи информации.

Чаще, ввиду оптимизации капитальных затрат, и ограничения бюджета на аутсорсинг посредством мониторинга, такая система монтируется в урезанном варианте, с ограниченным кол-ва контролируемых параметров.

 Информация может передаваться на значительные расстояния, отправлять SMS о тревогах, авариях. В местах установки приёмных устройств организуется круглосуточная служба мониторинга, там же организуется служба дежурных техников для устранения неисправностей на месте.

           

Преимуществами системы

является круглосуточное автоматизированное наблюдение за всеми, или подключенными параметрами работы холодильного оборудования.

            К недостаткам системы можно отнести

Человеческий фактор (решения принимаются оператором).

Удалённость обслуживающей организации и квалификация сервис-инженеров.

Перебои с сетями интернет, сбои программного обеспечения на сервере оператора, а также с электроснабжением.

Наличие технического персонала в составе инженерной службы предприятий необходимо т.к. система мониторинга лишь дополняет контроль за действиями службы.

Применение свободно-программируемых контроллеров и компонентов в системах автоматизации работы оборудования навечно замыкает заказчика на исполнителя, написавшего программу. Ведь исходный код никто не отдаст. А качество написанной микропрограммы не всегда «попадает в яблочко». Зачастую наладка больших систем требует значительного времени, частых корректировок параметров различного уровня доступа именно около холодильной машины и аппаратов. Программист же оставляет «открытыми» очень ограниченный набор параметров.

Дороговизна первичных и последующих затрат.

Квалификация оператора и программиста, как правило ограничивается программой учебного заведения. Практический же опыт эксплуатации холодильного оборудования несколько отличается от учебных программ, и обеспечивается как правило преемственностью в специальности. В то время как система автоматизации на базе мониторинга создаёт иллюзию полного контроля у заказчика, он естественно оптимизирует свою инженерную службу, тем самым лишаясь свободы в возможности независимого объективного и рентабельного выбора. Ему остаётся либо всегда доверять оператору, либо наращивать собственные компетенции в холодильном деле, и зачастую полностью менять концепцию.

Главным недостатком видится выбивание эксплуатационщиков и профи из отрасли. Что приводит в конечном итоге к увеличению капитальных затрат. Ведь как мода не меняется, возможность получить СМС и поставить на вид кого-то, не отменяет принципов планирования производства, соблюдения регламентов и рекомендаций.

 

            Существует ли альтернативный вариант?

Конечно. И их несколько.

1. Содержание собственной инженерной службы на предприятии. Организация её работы и планирование затрат с учётом амортизации оборудования. Игнорирование регламентов, уменьшение вложений в персонал и ЗИП, в любом случае приведут к большим потерям и проблемам, есть мониторинг или нет.

2. Это дополнение к п.п.1. .  Оснащение систем автоматизации конфигурируемыми контроллерами позволяет любому специалисту выполнить наладку и перенастройку необходимых параметров, а дооснащение модулями ввода-вывода на требуемых элементах схемы холодильного контура, позволят систематизировать все параметры через SCADA программы. Также можно настроить «звонилку», или смотреть отчёты – валидацию. Главный параметр тут будет - наличие заинтересованного в продукте своего труда технического специалиста, и преемственность опыта.

3. Передача инженерной службы полностью на аутсорсинг. Тут конечно же довольно спорный момент. С одной стороны, будет договор и отсутствие «лишней ноши» в виде собственной службы. С другой, а будет ли заинтересован исполнитель в том, чтобы оборудование бережно и рационально эксплуатировалось? Ведь он, также как и вы работает на прибыль, испытывает такие же проблемы с подбором персонала, его обучением и аттестацией, и проч..

 

 

TBal руководство к программе

Наш опыт показывает, что несмотря на большое количество материалов, размещенных на различных ресурсах, многие сталкиваются с довольно типичными ошибками вызванными либо отсутствием вентиляции вовсе, либо с её неверным выбором и расчётом.

            Для чего же она применяется?

Прежде всего вентиляция применяется для создания и поддержания определённых параметров воздушной среды в обслуживаемых ей помещениях.

            Для чего необходимы параметры воздушной среды в обслуживаемых помещениях?

Тут можно разделить довольно укрупнённо все помещения на 3 категории:

1. С постоянным пребыванием людей

2. С временным пребыванием людей

3. Технологические с выделениями «вредностей». Под вредностями понимается любые выделения избыточной теплоты, влаги, действительно вредных и ядовитых веществ, взрыво и пожароопасных веществ и т.п..

Иными словами, начиная от кухонной плиты и заканчивая АЭС, везде необходима вентиляция. Об этом нам также сообщают действующие своды правил и технические регламенты. Также многие изготовители оборудования прописывают в правилах эксплуатации требования по обеспечению вентиляцией.

Для помещений с пребыванием людей крайне важны параметры микроклимата и чистоты воздушной среды т.к. они непосредственно влияют на здоровье и работоспособность.

Нормативной документацией как правило устанавливаются нижние пороговые требования, которые нельзя занижать. Задачей проектировщика является, опираясь на опыт и нормы, обеспечить помещения качественной вентиляцией при приемлемой стоимости капитальных затрат.

            Какая бывает вентиляция?

Вентиляция бывает с естественным побуждением, с механическим побуждением, комбинированная, аварийная.

Основным недостатком вентиляции с естественным побуждением является её нестабильность в работе т.к. она полностью зависит от гравитационного напора. Тут и опрокидывание потоков. И полное отсутствие при положительных температурах на улице, а также в отсутствие подпора (инфильтрации).

Этих недостатков лишена вентиляция с механическим побуждением. Но она более капиталоёмкая, сложна в проектировании, наладке, обслуживании.

Аварийная вентиляция как правило всегда с механическим побуждением. И предназначена для ускоренного удаления временных выбросов вредных и опасных веществ при авариях на оборудовании.

Обособлено выделяется вентиляция для обеспечения противопожарных мероприятий с целью обеспечения путей эвакуации различных групп населения/персонала.

            Насколько обязательна вентиляция?

Выше уже упоминалось, что применение вентиляции необходимо практически везде, и на то есть нормативные документы, обязательные к исполнению на всей территории РФ.

Помимо прочего качественный микроклимат позволяет получить стабильную работоспособность персонала различных категорий работников, создаёт комфорт на рабочих местах и местах перерывов в работе.

Промышленная вентиляция помимо вышеперечисленных пунктов позволяет эксплуатировать оборудование в паспортном режиме, создаёт условия эксплуатации ограждающих, несущих, и проч. строительных конструкций приближенные к проектным, и рекомендованные заводами изготовителями.

Есть отдельные производства, где без вентиляции просто не обойтись – это так называемые чистые помещения, центры обработки данных, и проч..

               Типичные ошибки

- Неправильный расчёт воздухообмена.

Как выше отмечалось, вентиляция должна решать задачи по поддержанию требуемых параметров.

Как правило, это приличные капитальные вложения на первоначальном этапе. Многие коммерческие структуры прибегают к различным техническим уловкам, чтобы на этапе ТЭО угодить заказчику, пытаются предложить несколько вариантов на выбор. В итоге заказчик в большинстве случаев получает мягко говоря не то, что должно быть. Практика показывает, что в инженерии не бывает нескольких решений. Если рассматривать продуманное комплексное техническое решение, то оно индивидуально в одном варианте вписывается в объект, выполняет условия технического задания.

- Низкая эффективность.

Тут принимаем понятие расходов на эксплуатацию оборудования.

Например, выбор меньшего сечения магистрального воздуховода приводит к необходимости установки вентилятора с большей напорной характеристикой, а это неизбежно влечет к увеличению расхода электроэнергии. Также будут присутствовать ряд проблем с выводом на рабочую точку, уровнями шума в сети воздухораспределения, габаритами вентагрегата, и проч..

- Подбор компонентов вентагрегата, и автоматизация.

Стремление к компактности, и снижению первичной стоимости, приводят к тому, что некоторые элементы (например стабилизатор потока) просто не встраиваются в агрегат, либо сечение вентагрегата сильно уменьшено.

Такие установки очень сложно налаживать, и зачастую они никогда не будут работать в проектной рабочей характеристике.

В части автоматизации подобных изделий, необходимо учитывать все нюансы. Например у нас был случай, когда подрядчик пренебрёг установкой дополнительной защиты привода вентилятора понадеявшись на встроенный в ПЧ функционал. В итоге эл. двигатель сгорел, и, доказать гарантийный случай было невозможно..............

Статью подготовил Санжурин В.А.

Казалось бы всё просто и понятно. Заполнили блок-формы продуктом, загрузили в аппарат, включили компрессорную, и жди положенное время. И тут что-то пошло не так. Смены спланированы, тоннаж в сутки расчитан, а продукт замерзает за 8 часов вместо положенных 3-х.
Давайте разберёмся с схемой гидравлических контуров. 
Каждый проектировщик знает что схема насосной циркуляции состоит из:
- контура сжатия паров хладагента включающего холодильный агрегат, конденсатор, маслоотделитель, маслоохладитель и экономайзеры (для винтовых компрессоров), ректификатор выпариватель на линии возврата масла, жидкостной ресивер;
- контура насосной циркуляции хладагента состоящего из циркуляционного ресивера, насосов, трубопроводов обвязки аппаратов потребителя и арматуры:
- потребителей. Ими могут быть воздухоохладители (в т.ч. шокеры), плиточные скороморозильные аппараты.
Что же не так может быть с схемой? На самом деле всё. Если с стороной контура сжатия более-менее понятно, то с оставшимися двумя контурами не всё так просто. Есть ещё проблемы механического характера связанные с работой подпрессовки, контакта форм с плитой, кратность циркуляции воздуха, теплопритоками и влагой. 
Давайте разбираться по порядку с принципами работы.
1. Криоскопическая температура. Это один из самых важных показателей, влияющих на время заморозки. У каждого продукта она своя, и характеризует время, за которое вся влага в объеме продукта переходит в твёрдое состояние т.е. в лёд. Только после этого перехода, температура замораживаемого продукта начинает стремительно снижаться. Для мясных блоков значение криоскопической температуры обычно составляет от -1,7 до - 2,5 градусов Цельсия. А время набора этой температуры варьируется от высоты блок-формы т.е. толщины блока, и качества укладки продукта в форме. Воздушные зазоры только увеличивают время заморозки.
2. Следующий параметр не менее важен. Это контакт поверхностей и подпрессовка. Крайне важно применять заводские фирменные формы и следить за исправным состоянием гидравлической станции. Продукт обязательно должен полностью заполнять форму без воздушных полостей и с обеспечением контакта в верхней части. В случае заморозки воздухом крайне важно выдерживать схему расстановки рамок с продуктом и скорость омывания воздухом.
3. Объём замораживаемой продукции. Необходимо правильно выбирать количество скороморозильных аппаратов. Нужно учитывать, что если кол-во аппаратов в одной схеме более одного, то часы загрузок-разгрузок совпадать не будут. Соответственно при работе в режиме заморозки одного аппарата, другой может находиться в оттайке. В большинстве случаев оттайка приводит к резкому повышению нагрузки на агрегат, и если он неверно подобран, то обязательно будет провал режима, и увеличение времени заморозки. Работа персонала должна быть организована таким образом, чтобы строго выполнялись все инструкции и регламенты.
4. Качество оттайки. Во избежание термического ожога продукта допускается производить разгрузку на холодных плитах. Но после этого обязательно необходимо провести полный цикл оттайки. Для чего это нужно? 
- Во первых удаляя лёд с поверхности плит вы на следующей заморозке обспечите правильный контакт формы с плитой. 
- Во вторых лёд образуется не только на плитах, а и на анакондах - гибкой подводке к плитам. Зачатую этот лёд настолько блокирует подвижность анаконд, что они либо рвутся, либо раскручиваются на плитах, давая большие утечки хладагента. Это сильно бьёт по бюджету любого предприятия. 
- В третьих - необходимо обеспечивать возврат масла в систему смазки компрессоров. Обычно на агрегаты устанавливают винтовые компрессоры. Масла, применяемые для смазки в подобных схемах гарантированно замерзают при -24 градусов Цельсия, превращаясь из жидких плавающих на поверхности фреона в загустевшее и более плотное масло (как мёд). Оно уже не плавает на поверхности, а ложится на дно циркуляционного ресивера, и насосом подаётся в систему. Соответственно количество масла которое залегает в аппаратах может достигнуть критического уровня. А учитывая особенности подключения затопленных схем, вернуть его возможно только проведением порой нескольких серий продолжительных оттаек.
5. Правильность проведения расчётов и подбора оборудования.
Как ранее отмечалось, оттайка сильно нагружает систему. Также от вида продукта будет зависеть холодильная мощность развиваемая компрессором. При криогенных температурах массовые расходы невелики, а производительности конденсатора должно быть достаточно для снатия первичного перегрева и конденсации фреона. Объема жидкостных ресиверов должно хватать для обеспечения работы схемы, а в идеале для возможности эвакуации всего фреона из циркуляционного ресивера. К выбору арматуры и насосов в линии подачи жидкости нужно подходить особо тщательно, учитывая особенность поведения масла. На парожидкостной линии сечения арматуры и трубопроводов должны быть достаточными для нормальной работы аппарата. Линию подачи горячих паров тоже нужно подбирать соответствующего сечения. Объёмы сосудов и проч. информацию можно посмотреть в ПБ на фреоновые и аммиачные установки. 
Проектировщику необходимо помнить, что агрегат и насос различные контуры с своими особенностями подбора, а подпитка циркуляционного ресивера при неверном расчёте и выборе схемы лишь увеличит нагрузку на агрегат, гарантированно обеспечив просадку режима заморозки.
6. Ремонты планово-предупредительные. Обычно раз в год оборудование останавливается для выполнения санитарных требований. На это время рекомендуется планировать и работы с хододильным оборудованием - сердцем системы. Помимо круглосуточного наблюдения и сервисного обслуживания, во время остановки рекомендуется обслужить компрессоры и насосы. Обслуживание винтового компрессора включает его разборку, дефектовку, замену подшипников, сальников, прокладок. Цена от 110 до 200 тыс. руб.. Работы выполняются не на месте, а в специализированных сервисных центрах. Время для одного компрессора около 1 недели. 

Выполняя эти рекомендации и учитывая описанные нюансы, вы сможете избежать проблем в будущем.

 

Завершилась путина 2022 года.

Благодаря действиям наших опытных сотрудников существенно сократилось время замораживания с выходом на близкие к расчётным значения (2,5 - 3 часа), что позволило принимать без задержек и простоев продукцию.

Работа в приполярных районах осложнена резкой сменой погодных условий. Лето несколько южнее максимум 2 недели

 

, севернее пару дней

Также достаточное удаление от центральной части страны создаёт некоторое логистические неудобства, и, как следствие, требует от технических специалистов высокого профессионализма в решении проблем эксплуатации холодильного оборудования.

Мы с честью, и словами благодарности специалистов основного производства, выдержали вахту. В памяти навсегда останется завораживающая природа северных окраин нашей Родины, и доброжелательное отношение работников завода.

Для потенциальных заказчиков можем сказать, что нам понятна специфика, и мы сможем Вам оказать полную техническую поддержку, выполним необходимые расчёты и монтаж оборудования с учётом всех нюансов.

 

Предлагаем Вашему вниманию материалы вебинара по насосам HERMETIC-Pumpen GmbH

Abstract_Webinar_1_Canned_motor_pumps_for_natural_refrigerants_08_2021

Abstract_Webinar_2_Typical_mistakes_in_pump_planning_and_installation_08_2021

Abstract_Webinar_3_Easy_pump_selection_the_new_Experttool_Refrigeration_08_2021

10+tipps+EN_Kälte