Холодопроизводительность

Необходимая производительность холодильной машины для поддержания требумой температуры в холодильной камере для хранения продуктов принимается равной притоку тепла, которое может поступить в камеру. Тепло поступает сквозь стены их изоляцию, пол и потолок. Чем больше площадь поверхности стен и перепад температур между ними, тем большее количество тепла может поступить. Также тепло проникает в камеры через дверной проем, когда он отрыт для загрузки или выгрузки продуктов в камеру, от людей и механизмов в камере, от освещения и т.п. Усилением изоляции можно добиться снижения поступления тепла, для дверных проемов предусматриваются завесы и тамбуры.

Большое количество тепла может поступать от продукта, который хранится в холодильной камере. Очень часто температура загружаемого продукта может быть выше требуемой температуры хранения, чем большее количество продукта загружается, тем больше тепла он выделяет. В камерах заморозки продукции и скороморозильных аппаратах это проявляется больше всего, поскольку холодильная установка должна быть способной отобрать от продукта такое количество тепла, чтобы температура продукта снизилась ниже температуры его замерзания, причем за самое возможное короткое время.

Для точного определения требуемой производительности холодильного оборудования, инженеру требуется сообщить как можно больше известных параметров относительно проектируемой камеры, оборота продукции в ней. Неправильный расчет приведет к неправильному выбору оборудования. Это, в свою очередь, приведет либо к существенному повышению стоимости оборудования и росту его энергопотрления, или же, в худшем случае, к недостаточной его производительности и неспособностью набрать требуемую температуру, в результате чего качество хранимой продукции не сможет быть обеспечено.

Холодопроизводительность оборудования в кВт часто путают с потребляемой электрической мощностью. Кроме того, для определенных моделей оборудования эти цифры являются постоянными только при определенных значениях температур, причем не только температуры в камере, но и температуры окружающего воздуха, перепада температур на входе и выходе воздухоохладителей, перепада давлений обеспечиваемого компрессором конструктивных особенностей оборудования. Так, например, один и тот же компрессор, подобранный для поддержания системой температуры 0 в камере обеспечить холодопроизводительность 15 кВт, а для температуры -18 всего лишь 7 кВт. При этом его потребляемая электрическая мощность будет составлять, соотвественно 6.7 кВт (КПД=2.24) и 4.8 (КПД=1.46) кВт, т.е. при снижении температуры потребляемая мощность снизиться, но энергоэффективность компрессора упадет.

Разные модели компрессоров одного и того же производителя оптимизированы для работы на низкие и на средние температуры. Точно так же разные модели воздухоохладителей имеют разную производительность при разных перепадах температур. Так, в приведенном случае с одним и тем же компрессором потребуются разные воздухоохладители для разной температуры. Поскольку именно воздухоохладитель обеспечивает отбор тепла воздуха в камере, то от правильности его выбора будет зависеть не только температура в камере, но и относительная влажность. Неточное согласование производительности воздухоохладителя и компрессора чаще всего приводит к сильному высушиванию воздуха, а следовательно и снижению качества хранимой продукции. Немаловажен также способ размещения воздухоохладителей в камере и равномерность обдува обслуживаемого пространства.

Номинальная производительность компрессоров в каталогах большиншства производителей указана при оговоренных стандартами условиях, в частности при температуре всасываемого газа хладагента из испарителя 20. Естественно, такая цифра для большинства практических применений не имеет ничего общего с реальной. Помимо этого для определения фактической производительности компрессора следует учитывать температуру переохлаждения хладагента в конденсаторе, которая для расчета номинального значения обычно не учитывается. Таким образом, подбор оборудования только по каталогам без расчетов всех температур может привести к существенным неточностям, которые проявятся в процессе эксплуатации оборудования и приведут к порче хранимой продукции.

Холодильные камеры

Холодильная камера (промышленный холодильник) — это строительное сооружение внутри которого при помощи холодильных машин поддерживается пониженная температура воздуха. Холодильные камеры широко используются для хранения различных продуктов питания. Применение холодильных технологий при обработке многих видов продукции оказывает значительно меньшее воздействие на их естественные свойства и позволяет увеличить срок годности к употреблению. Правильный выбор режима холодильной обработки имеет важное значение для сохранения высокого качества и снижения потерь продукта.

 

Для камер хранения разных продуктов могут быть необходимы различные температуры, однако, условно большинство камер можно разделить на низкотемпературные (-18..-30) и среднетемпературные (-2..+7). В некоторых случаях, например для шоковой заморозки, могут потребоваться еще более низкие темературы (-70..-80), для цехов обработки продукции принимают более высокие температуры (+12..+14). Обычные системы кондиционирования, в большинстве случаев, могут обеспечить снижение температуры только до +18. Некоторые продукты требуют также для правильного хранения регулирования влажности воздуха и вентилирования.

Для того, чтобы получить низкую температуру в замкнутом объеме необходима правильная термоизоляция этого объема и использование холодильного оборудования. Холодильные витрины и шкафы имеют ограниченную вместимость и применяются для относительно краткосрочного хранения небольшого объема продукции. Внутренний объем холодильных камер, когда их становиться целесообразно использовать, начинается от 4-6 куб.м и не имеет верхней границы. Крупные распределительные холодильники и холодильные склады длительного хранения могут иметь объем в десятки тысяч кубометров.

Небольшие сборно-щитовые холодильные камеры собираются целиком из готовых панелей, наполненных утеплителем, таким как пенополистирол или пенополиуретан. Крупные камеры могут быть капитально построенными, термоизолированными изнутри. Качество изоляциии имеет большое значение и оказывает влияние на необходимую производительность холодильного оборудования и его стоимость. В камерах используются специальные дверные блоки с подогревом, в некоторых случаях необходимо предусмотреть выравнивание давления воздуха в камере по отношению к окружающей среде, обеспечить защиту грунта под камерой подогревом от промерзания.

Для небольших холодильных камер в качестве источника холода могут быть использованы готовые комплектные моноблочные холодильные машины. С ростом необходимой производительности холодильная машина собирается из большого числа отдельных компонентов — компрессора, конденсатора, воздухоохладителей, промежуточных теплообменников, ресивера для хладагента, фильтров, клапанов, запорной арматуры, регуляторов давлений и температур, влажности. Холодильный компрессор приводится в действие электродвигателем, требующим правильного подключения к электросети и защиты от перепадов напряжения. Для соединения компонентов холодильной системы используются очищенные медные трубы, компоненты чаще всего соединяются сваркой, после сборки система должна быть полностью герметичной и вакуумируется.