От: Поляков А.И.
Опубликовано: Июнь 8, 2011
Оптимальный режим работы холодильной установки
Технологический режим холодильной установки, при котором достигается максимальная выработка холода при заданном уровне при минимальных затратах электроэнергии и воды, называют оптимальным. При правильном регулировании режима исправной холодильной установки ее основные параметры: температура кипения t0, конденсации tK, переохлаждения перед регулирующим вентилем t„, всасывания гпс и нагнетания „ - являются функциями независимой переменной (температуры охлаждающей среды конденсатора) и изменяются вместе с ней.
При регулировании режима холодильных установок с испарителями затопленного типа регламентный режим достигается установлением определенного заполнения объема или статического уровня жидкого хладагента; в установках с незатоп-ленными испарительными системами - путем налаживания циркуляции жидкого хладагента или подачи его терморегулирующим вентилем, задействованным от изменения температуры перегрева отходящего пара.
При ручном регулировании следует иметь в виду, что после изменения степени открытия регулирующего вентиля проходит определенное время до изменения показаний приборов. Кроме того, имеются особенности регулирования насосных и безнасосных систем, а при подаче хладагента в ряд параллельных систем процесс регулирования проходит гораздо сложнее.
В насосных холодильных установках перегрев пара на всасывании не зависит от подачи хладагента в циркуляционный ресивер, а зависит от протяженности всасывающего трубопровода, качества изоляции и нагрузки на испарительную систему. При подаче хладагента в испарительные системы в насосных холодильных установках следят за стабильностью уровня в циркуляционном ресивере. Недостаточная подача хладагента приводит к снижению уровня в циркуляционном ресивере и срыву работы циркуляционного насоса. Значительное увеличение подачи хладагента может привести к переполнению циркуляционного ресивера и влажному ходу компрессора. Поддержание требуемого уровня жидкости в циркуляционном ресивере свидетельствует в установках с насосными системами о правильном открытии регулирующего вентиля.
При ручном регулировании подачу хладагента в испарительные системы в безнасосных холодильных установках ведут при постоянном контроле за перегревом пара по показаниям приборов контроля на каждом из параллельно работающих испарителей. В случае отсутствия приборов контроля температуры нагрева пара регулирование вручную требует большого мастерства от обслуживающего персонала при подаче хладагента в параллельные испарительные системы. При заполнении ниже нормы части испарителей возможно переполнение других, что приводит к влажному ходу компрессора.
Температура кипения to в значительной степени влияет на экономичность холодильной установки. Измеряют температуру кипения по шкале мановакуумметра в испарителе. Разницу между температурой воздуха в охлажденном объекте или температурой хладоносителя и температурой кипения хладагента (температурный напор) обычно принимают 7-10 °С, однако в отдельных случаях экономически оправданы и другие значения.
Охлаждающие батареи и воздухоохладители 8-10
Камеры охлаждения фруктов 5
Судовые и бытовые установки 12-20
Для испарителей, в которых охлаждается хладоноситель, оптимальными значениями разности между средней температурой хладоносителя и температурой кипения являются для аммиака 3-4 °С, а для хладона 4-5 °С.
От поддержания температуры кипения на заданном уровне зависят холодопроизводительность установки, потребляемая мощность и соответственно удельный расход электроэнергии. При понижении температуры кипения холодо-производительность снижается, при повышении - повышается. Потребляемая мощность может и снижаться и повышаться (рис. 48). Изменение температуры кипения на 1 °С в среднем приводит к изменению хо-лодопроизводительности компрессора на 4-5%, потребляемой мощности - на 2 % и удельного расхода электроэнергии-на 2-3 %. Температура кипения является самоуста-иавливающимся параметром, и ее значение зависит от ряда факторов: теплового потока от охлаждаемого объекта, состояния теплопередающей поверхности, соответствия между производительностью компрессоров и испарителей. По мере понижения t0увеличивается удельный объем пара, что приводит к снижению производительности компрессора. С понижением t0 увеличивается разность между температурами перед РВ и to, что приводит к увеличению потерь в РВ, так как при дросселировании увеличивается парообразование. С понижением to для всех промышленных установок общеотраслевого применения 
возрастает удельный расход мощности из-за увеличения работы сжатия (роста степени сжатия), повышения объемных потерь и потерь на трение в компрессоре. Особенно важное значение приобретает поддержание оптимальной температуры кипения в холодильниках. При понижении температуры кипения увеличиваются скорость охлаждения продуктов и холодопроизводительность охлаждающих приборов. Но при этом температура в охлаждаемых камерах становится ниже рекомендуемых значений, увеличивается интенсивность образования инея, снижается относительная влажность воздуха и, как следствие, возрастают потери от усушки продуктов, а в итоге возможно уменьшение всех технико-экономических показателей.
Температура и давление конденсации также являются важными параметрами для регулирования работы холодильной установки и зависят от состояния теплопередающей поверхности, производительности компрессоров и главным образом от температуры и количества охлаждающей среды: воды или воздуха.
Температуру конденсации замеряют по шкале манометра на конденсаторе. Нагрев воды г. конденсаторах составляет 4-8°С (для оросительных 2-3°С, испарительных 0°С) при температурном перепаде (разности между температурой конденсации и водой на выходе) - 2-4 °С. Для конденсаторов воздушного охлаждения эти показатели составляют соответственно 5-6°С и 6-9 °С. Увеличение температуры конденсации на 1 °С приводит к снижению холодопронзводителыюсти на 1-2 %, увеличению потребляемой мощности на 1-1,5 % и возрастанию удельного расхода электроэнергии на 2-2,5 %. При повышении температуры конденсации увеличивают расход циркулирующей воды для охлаждения конденсаторов, проверяют работу воздушных вентиляторов при воздушном охлаждении, работу вентиляторов градирни и равномерность распределения воды по полкам в градирнях полочного типа; при регулировании притока воздуха в конденсаторах воздушного охлаждения увеличивают его расход. Увеличение расхода электроэнергии на вспомогательном оборудовании перекрывается экономией ее на привод компрессоров. Повышение давления конденсации возможно также из-за переполнения его жидким хладагентом (ухудшение теплообмена), скопления в верхней его части неконденсируюших примесей, загрязнения поверхности труб, загрязнения и засорения распределителей и форсунок в вертикальных, оросительных и испарительных конденсаторах. Дефекты в работе водорегуляторов также могут привести к повышению давления конденсации в автоматизированных холодильных установках.
Температура переохлаждения жидкого хладагента, которая представляет собой разность между температурой конденсации и температурой хладагента перед регулирующим вентилем. Охлаждение жидкого хладагента ниже температуры конденсации в холодильных установках различного типа происходит в конденсаторах, переохладителях, регенеративных теплообменниках и промежуточных сосудах (в двусту-пенчатых и каскадных холодильных установках). Переохлаждение жидкого хладагента приводит к увеличению холодильного коэффициента вследствие уменьшения потерь при дросселировании. Каждый градус переохлаждения жидкого аммиака перед регулирующим вентилем увеличивает холодильный коэффициент на 0,4 %• Увеличение холодопронзводителыюсти установки из-за переохлаждения происходит без затрат электроэнергии на привод компрессоров. В конечном итоге переохлаждение осуществляется путем отвода теплоты охлаждающей водой в конденсаторе или переохладителе.
Температуры всасывания и нагнетания также являются важными параметрами для регулирования работ холодильной установки. Оптимальное значение перегрева всасываемого пара (разности температур всасывания и кипения) в аммиачных машинах одноступенчатых и высокой ступени компрессоров coставляет 5-10 °С, для низкой ступени - 10-20 °С, а в хладоновых не менее 10 °С.
В многоступенчатых и низкотемпературных холодильных установках с теплообменниками перегрев достигает больших значений. В малых холодильных машинах с терморегулирующим вентилем (ТРВ) допускается минимальный перегрев пара, необходимый для работы ТРВ непосредственно в испарителе - до 3-4°С. Увеличение перегрева сверх номинального значения свидетельствует о недостаточной подаче жидкого хладагента в испарительную систему. При этом ухудшается экономичность установки из-за неполного омывания хладагентом охладителей. Уменьшение перегрева свидетельствует об увеличении подачи хладагента в испарительную систему на величину, превышающую количество испаряющегося хладагента. Это может привести к влажному ходу компрессора.
Температура нагнетания зависит от температур конденсации, кипения и перегрева на всасывании, а также от технического состояния компрессора. Температура нагнетания не должна превышать требований завода-изготовителя в общем случае: для поршневых аммиачных 130°С, поршневых хладоновых (PJ2) 100°С, ротационных 110°С, винтовых аммиачных 105°С, винтовых хладоновых 90 °С.
Основные причины отклонения от оптимального режима приведены ниже:
« Вернуться