Энергоэффективные ультранизкотемпературные каскадные холодильные машины и установки
|
|
Ультранизкотемпературные каскадные холодильные машины и установки предназначены для высокоэффективного охлаждения промежуточного теплоносителя в системах холодоснабжения аппаратов и камер глубокой заморозки, сублимационной сушки, технологического оборудования предприятий химической и фармацевтической промышленности, а также как оборудование климатический камер машиностроительных предприятий и др.Ультранизкотемпературные каскадные холодильные машины и установки, как правило, состоят из двух каскадов - контуров с различными хладагентами, и используются для охлаждения промежуточного хладоносителя до -80 С. Верхний каскад холодильной установки охлаждает конденсатор нижнего каскада, а нижний каскад холодильной установки охлаждает промежуточный хладоноситель. В верхнем каскаде холодильной установки, как правило, используется хладагент R404А или R507A, а в нижнем каскаде - хладагент высокого давления типа R23 или аналогичный ему. Для охлаждения хладоносителя до ультранизких температур -120 С используются каскадные холодильные машины состоящие из трёх каскадов - контуров с различными хладагентами. Конденсатор верхнего каскада, как правило, с водяным охлаждением, но возможно и воздушное охдаждение. В качестве промежуточного хладоносителя используются R30 или R11 в жидком состоянии, или спирты (метиловый, этиловый, изопропиловый), если позволяют требования безопасности. При температурах промежуточного хладоносителя ниже -40 С каскадная холодильная машина обладает исключительной энергоэффективностью по сравнению с обычными одноступенчатыми установками. Каскадная холодильная машина при низких температурах кипения хладагента (ниже -55 С) всегда эффективней и выгодней двух- и трёхступенчатой установки, т.е. её размеры и масса меньше, ресурс, надежность, холодильный коэффициент ( СОР ) и общий КПД выше, чем у двух- и трёхступенчатой установки. Преимущества каскадной холодильной машины перед двух- и трёхступенчатой установкой значительно растут при снижении температуры. Это обусловлено следующими свойствами хладагентов высокого давления, которые используются в нижних каскадах холодильных машин:
|
- Широкий ряд холодопроизводительностей установок: от 1 до 400 кВт;
- Широкий диапазон температур промежуточного хладоносителя: -45 С ... -20 С для каскадных машин на СО2, для остальных двух каскадных холодильных машин -80 С ... -35 С или -80 С ... -50 С в зависимости от исполнения, а для трех каскадных холодильных машин -80 С ... -120 С;
- Возможность ступенчатого или плавного регулирования холодопроизводительности каскадных установок (опция);
- Небольшие габаритные размеры и масса, благодаря пространственной компоновке и применению стального прямоугольного замкнутого профиля в конструкции рамы каскадной установки;
- Низкий уровень шума и вибраций, за счет компрессоров меньшей мощности и размеров, а также установки их на резиновых амортизаторах;
- Низкое энергопотребление, высокий холодильный коэффициент ( СОР ) и общий КПД, благодаря оптимизации параметров ных установок, применению регенеративных теплообменников, промежуточного охладителя и высокоэффективных пластинчатых теплообменников из нержавеющей стали;
- Применение в каскадных установках запатентованных инновационных технических решений, высокоэффективных компрессоров BITZER, BOCK, J&E HALL и самых современных компонентов;
- Экологическая безопасность, благодаря применению азонобезопасных хладагентов: R404A, R507A, R23, R508A, R508B, R170, R14 и CO2;
- Простота монтажа, за счет полной готовности каскадной холодильной машины и минимальному количеству подключений;
- Простота эксплуатации, благодаря эргономичной конструкции, полной автоматизации работы каскадной холодильной установки и применению современных электронных контроллеров;
- Простота обслуживания и ремонта, благодаря удобной компоновке каскадной установки;
- Превосходная экономическая эффективность каскадных машин;
- Варианты исполнения каскадных установок с удаленным шкафом управления;
- Возможность использования удаленного компьютерного управления и мониторинга (опция);
- Высокоэффективное водяное охлаждение конденсатора и компрессора (опция);
- Возможность использования воздушного конденсатора, в том числе выносного (опция);
- Исполнение каскадной установки с циркуляционным ресивером и насосами подачи хладоносителя, арматурой, автоматикой и шкафом управления (опция);
- Возможно исполнение каскадной установки по Техническому Заданию заказчика.
Применение в конструкции каскадных холодильных установок энергосберегающих опций позволяет получать очень большую годовую экономию электроэнергии и короткие сроки окупаемости холодильных машин. Благодаря применению современных технических решений ультранизкотемпературные каскадные холодильные машины отличаются рядом преимуществ:
- Ступенчатое охлаждение промежуточного хладоносителя.
- Электронные терморегулирующие вентили.
- Адиабатическая система охлаждения воздуха на входе в конденсатор за счет его увлажнения. Применяется с воздушным конденсатором при высоких температурах окружающего воздуха, а также для экономии электроэнергии.
- Воздушный конденсатор с центробежным вентилятором ( поставляется в отдельной упаковке ).
- Испарительный конденсатор воздушного охлаждения ( поставляется в отдельной упаковке ).
- Исполнение каскадной установки с конденсатором водяного охлаждения.
- Предконденсатор водяного охлаждения.
- Водяное охлаждение головок циллиндров компрессора.
- Градирня и гидромодуль ( поставляются отдельно ) в составе: жидкостной насос ( один или более ), емкость для воды, арматура, автоматика, трубопроводы, рама, щит управления, система водоподготовки.
- Дополнительный переохладитель жидкого хладагента.
- Регенеративные теплообменники.
- Частотный привод компрессоров, вентиляторов, насосов.
- Теплообменник-рекуператор тепла для подогрева воды или промежуточного теплоносителя.
- Система компьютерного управления и мониторинга.
В статье описаны условия и возможности использования холодного воздуха окружающей среды для сезонного снижения энергозатрат при эксплуатацию существующих систем кондиционирования и холодоснабжения. 
В статье размещенной в мартовском выпуске журнала "Империя холода" приведены технические характеристики изготовленной и запущенной в эксплуатацию крупногабаритной климатической камеры, торгововй марки Фригодизайн, с рабочим объемом 90 куб.м. 
Многолетнее сотрудничество Фригодизайн® с известными фармацевтическими предприятиями, явилось одним из решающих факторов, в получении заказа в 2020 году, на модернизацию системы холодоснабжения сублимационной установки Tofflon Lyophilizer Lyo-5 АО «РАФАРМА». 
