Классификация систем холодоснабжения

Холодоснабжение может осуществлять­ся как от холодильных станций, так и от холодильных установок. Схема холодоснабжения представляет собой схему взаимосвязи холодильных станций или установок с потребителями холода.

При разработке схем холодоснабжения стремятся к созданию опти­мальных условий работы системы. Это, в первую очередь, приближение ис­точника холода к его потребителям, что существенным образом снижает по­тери холода и дополнительные энергозатраты, связанные с гидравлическими потерями.

system

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.

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.

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

Классификация систем холодоснабжения 

В пищевой промышленности применяются системы охлаждения с большим разнообразием схем подачи хладагента. Это прямоточные с параллельной и последовательной, нижней и верхней подачей, с отделителями жидкости и напородержателями, с паросушителями и пароперегревателями и т.п.

В химической и нефтехимической промышленности схемы не так раз­нообразны, но они отличаются масштабами холодопроизводительности, раз­нообразием хладагентов и температур используемого холода.

 

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

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


shema


Схема тру­бопроводной связи холо­дильной станции с техно­логическими цехами при охлаждении продуктов производства непосредст­венным испарением хладагента в технологических аппаратах:

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.

 

Охлаждение с помощью промежуточных хладоносителей

При этой схеме 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.

 

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


 shema2


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

 

Схемы систем холодоснабжения с промежуточным хладоносителем

shs

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

 

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. 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".

В схеме предусмотрена необходимая запорная арматура, но надо стре­миться к минимальному ее количеству.

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.

 

Достоинства и недостатки систем холодоснабжения

 

Схема с непосредственным испарением ХА

Достоинства:

а)   наиболее высокая термодинамическая и энергетическая эффектив­ность;

б)  возможность получения холода на разных температурных уровнях;

в)   быстродействие, возможность достижения более низких температур.

г)   простота конструкций холодильных установок, дешевизна;

Недостатки:

а)   опасность попадания паров ядовитых хладагентов в производственные и складские помещения при нарушении герметичности системы;

б)  необходимо большое количество хладагента для заполнения системы;

в)  пожаро- и взрывоопасность при горючих хладагентах.

 

Система с промежуточным хладоносителем

Рассольную систему применяют, когда нельзя по правилам техники безопасности применять схему с непосредственным испарением или же по экономическим соображениям.

Достоинства:

а)  безопасность для людей и продукта производства;

б)   потребители холода могут располагаться на значительном расстоя­нии от источника (до 1 км и более);

в)  имеется возможность аккумуляции холода на случай остановки ком­прессора;

г)   простота регулирования температуры и холодопотребления (количе­ством рассола);

д)  пожаро-взрывобезопасность (при негорючих хладоносителях).

Недостатки:

а)   меньшая термодинамическая эффективность по сравнению со схе­мой с непосредственным испарением из-за дополнительных потерь темпера­турного напора в испарителе;

б)  повышенная инерционность системы;

в)  повышенная коррозия металлов элементов холодильной машины и трубопроводов;

г)   дополнительные капитальные затраты на испарители, насосы и др.;

д)  дополнительные эксплуатационные расходы на электрическую энер­гию рассольных насосов, ремонт и др.


На нашем сайте вы найдете:
- проектирование холодильных систем;
- поставка промышленных холодильных систем.


Перейти в другие разделы:

Общие сведения о системах холодоснабжения, холодильных машинах и установках
Компрессоры холодильных машин
Аппараты парожидкостных холодильных машин
Абсорбционные холодильные агрегаты
Классификация систем холодоснабжения
Виды и свойства хладоносителей
Выбор хладагента для холодильной системы
Фреон и другие хладагенты - теплофизические характеристики
Количество просмотров 9262

Медиа-партнеры