О насосной циркуляции и заморозке блоков продукции

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.