XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

В современных условиях кондиционирование давно стало неотъемлемой составляющей производственных и технологических процессов, а также быта. И если в быту целью выступает создание комфортных условий внутри помещения, то на промышленных объектах от качества кондиционирования порой зависит производственный результат и безопасность сотрудников.

Холодоснабжение может осуществляться от холодильных установок или же специальных холодильных станций. Залогом эффективной работы системы является правильное составление её схемы на этапе проектирования. Оптимальный вариант – максимально возможное приближение источника холода к потребителям, поскольку это снижает величину дополнительных энергозатрат и потери холода.

Работа установки невозможна без хладогента. В его качестве может выступать вода, фреон или аммиак. Это зависит от типа установки. Выработка охлажденной воды осуществляется с помощью чиллеров или холодильных центров. Тип оборудования, его мощность и оптимальный хладогент определяются расчетным путем для каждого проекта.

 Схема холодоснабжения представляет собой схему взаимосвязи холодильных станций или установок с потребителями холода.

По способу отвода теплоты различают две основные схемы холодоснабжения:

1.Система холодоснабжения с непосредственным испарением хладагента в технологических аппаратах;

2.Система холодоснабжения с промежуточным хладоносителем (рассольное охлаждение);

Используется также смешанная схема, где часть технологического про­дукта охлаждается непосредственно испаряющимся хладагентом, а часть промежуточным хладоносителем.

В свою очередь системы с промежуточным (жидкостным) хладоноси­телем могут выполняться как по открытой, так и по закрытой схемам (см. рис.1.3).

Система холодоснабжения с непосредственным испарением могут быть как с насосной пода­чей хладагента, так и безнасосные. Это зависит от взаиморасположения ис­точника холода и его потребителя, а также от вида применяемого хладагента.

Принципиальная схема взаимосвязи холодильной станции с технологи­ческими цехами при использовании холода двух параметрах представлена на рисунке1.1.

Рис.1.1 Схема с непосредственным испарением хладагента в техноло­гических аппаратах (непосредственное охлаждение)

Цех № 1 потребляет холод -12 °С, цеха № 2 и № 3 потребляют холод 0 °С. При такой схеме холодоснабжения на холодильной станции размещаются компрессорно-конденсаторные агрегаты. В качестве испарителей использу­ются непосредственно технологические аппараты в цехах.

По трубопроводу 1 - пары хладагента с температурой -12 °C отсасываются компрессорами или абсорберами холодильной станции.

По трубопроводу 2 - то же самое, но пары с температурой 0 °C.

Трубопровод 3 - служит для подачи жидкого хладагента в цеха. Диаметры этих трубопроводов определяются из теплового и гидравлического расчетов.

Трубопровод 4 - предназначен для проведения вспомогательных опе­раций в аппаратах технологических цехов (отсос паров, передавливание жидкого хладагента парами высокого давления). Диаметр - 50-100 мм.

Трубопровод 5 - служит для освобождения технологических аппаратов от жидкого хладагента или флегмы. Диаметр находят из расчета быстрого освобож­дения системы от жидкости (например, за 1 час, если время не оговаривается техусловиями).

Трубопровод 6 - прокладывается в том случае, если на складе хладагента нет компрессора. По нему подают пары под давлением для передавливания жид­кого хладагента со склада на холодильную систему.

Трубопровод 7 - служит для подачи жидкого хладагента со склада на станцию и обратно.

Для конденсации хладагента, как правило, на станции устанавливают единый блок конденсаторов, которые оснащены единой системой водоснабжения и системой сбора конденсата. Это позволяет подавать жидкий хладагент во все цеха по общему трубопроводу и с параметрами, независящих от температуры по­лучаемого холода.

При охлаждении с помощью промежуточных хладоносителей, на станции устанавливаются, как правило, полностью агрегатированные холодильные машины. Хладагент не выходит за пределы станции, что повышает надежность и безопасность системы. Холод потреби­телю транспортируется с помощью промежуточного хладоносителя.

Связь холодильной станции с цехами в зависимости от числа исполь­зуемых параметров холода осуществляется по 2-3 трубопроводам.

Рис.1.1 Схема трубопроводной связи цехов с холодильной станцией при холодоснабжении с помощью промежуточных хладоносителей

В данной системе холодоснабжения представлены те же потребители холода и холодильная станция. В соответствии со схемой:

-по трубопроводам 1 и 3 хладоноситель с температурами -12 и 0 °С по­ступает в цехи к потребителям холода;

-по трубопроводам 2 и 4 он же, подогретый на 3-5 °C, возвращается на станцию в испарители холодильных машин;

-по трубопроводу 5 осуществляется слив хладоносителя (самотеком) при опорож­нении системы или при переливе;

-по трубопроводу 6 ХН насосами подается со склада на станцию или обратно.

Если хладоноситель - вода, то трубопровод 5 не прокладывается. Воду просто сливают в канализацию.

Подача хладоносителя может осуществляться, как по закрытой схеме, так и по открытой - с разрывом струи.  

Система холодоснабжения открытого типа более удобна при эксплуатации, чем закрытого типа, особенно если в качестве хладоносителя используется вода.

Использование воды в качестве хладоносителя в открытых схемах дает ряд пре­имуществ. Зимой можно подавать в технологические аппараты речную воду с температурой 4-6 °С, а уже подогретую направлять в систему оборотного водоснабжения предприятия.

Рис.1.3 Схема холодоснабжения с промежуточным хладоносителем:а - закрытая схема; б - открытая схема (с разрывом струи); 1 - технологические аппараты (потребители холода); 2 - расширительный бак; 3 - циркуляционные насосы хладоносителя (ХН); 4 - кожухотрубный испаритель холодильной машины; 5 - резервуар па­нельного испарителя; 6 - панель испарителя; 7 - мешалка

 

В такой системе целесообразно использовать речную воду и для охлаждения компрессоров и аппаратов холодильных ма­шин, так как она на 5-10 °С ниже оборотной. Это способствует значительной экономии энергоресурсов.

При транспортировке холода с отрицательными температурами часто используются водные растворы солей (NaCl и CaCl2), поэтому такую систему холодоснабжения часто называют "рассольной".

Диаметры основных трубопроводов (1, 2, 3 и 4) определяются гидравлическим расчетом. Диаметры вспомогательных (5, 6) - принимаются в пределах 50-100 мм. Для горючего и взрывоопасного хладоносителя рекомендуется увеличивать диаметры трубопроводов 5 и 6 в 2-2,5 раза.

 

Список использованных источников

1.СП 60.13330.2012 Отопление, вентиляция и кондиционирование. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003: свод правил : утв. Приказом Минрегиона РФ 2012-06-30 : дата введ. 01.01.13. – М.: ФАУ ФЦС, 2012

2. Автономные и специальные системы кондиционирования воздуха. А.Г.Сотников./С-Пб.:AT-Publishing, 240 c, 2005

Код для цитирования: Скопировать