Фригодизайн энергосберегающее холодильное оборудование

Wiki

 
Все страницы (13)
Компрессоры (3)
Масла (2)
Страницы без категории (1)
Хладоносители (1)
Холодильные камеры (2)

ХЛАДОНОСИТЕЛИ ДЛЯ ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОНТУРА ЦЕНТРАЛЬНЫХ СИСТЕМ ХОЛОДОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ ПИЩЕВОЙ И ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.

Холодильные установки непосредственного охлаждения с разветвленной сетью потребителей холода содержат в себе значительное количество хладагента. Такие установки широко используются при централизованном холодоснабжении супермаркетов, холодильном оборудовании для охлаждения молока, в различных технологических процессах в пищевой и перерабатывающей промышленности. Если в качестве хладагента применяются гидрофторутлеродные или гидрохлорфторуглеродные соединения, то разгерметизация такой системы наносит ущерб окружающей среде.

Холодильные установки с промежуточным хладоносителем заправляются значительно меньшим количеством хладагента, однако они требуют дополнительных затрат на создание промежуточного циркулирующего контура с теплообменниками. Это в свою очередь ведет к увеличению потребления энергии и вложению больших финансовых средств. Однако затраты можно снизить за счет оптимального выбора промежуточного хладоносителя.

В публикуемой ниже статье наряду с традиционными рассматриваются новые хладоносители для торговых и технологических систем охлаждения, а также установок в пищевой и перерабатывающей промышленности. Рассматриваются теплофизические и коррозионные свойства хладоносителей. Приводятся рекомендации по их применению в зависимости от требуемых рабочих температур.

По материалам зарубежной печати.

Общие требования к хладоносителям

Известно, что чистая вода по своим теплофизическим параметрам обладает значительным преимуществом по сравнению со многими жидкостями, однако ее рабочий диапазон при нормальном давлении ограничивается температурами от 0 до 100°С. Для использования воды в качестве хладоносителя при температуре ниже 0°C требуются дополнительные присадки, снижающие температуру ее замерзания.

В общем случае жидкости, предназначенные для использования в качестве таких присадок, должны удовлетворять следующим, иногда противоречивым, требованиям:

-иметь объемную теплоемкость, теплопроводность и вязкость, близкие к воде;

-растворяться в воде;

-обеспечивать температуру замерзания до -60°C при минимально возможных концентрациях;

-быть химически устойчивыми при заданных условиях эксплуатации;

-обладать химической совместимостью с используемыми металлами уплотнительными материалами;

-быть экологически и биологически безопасными;

-обладать оптимальным соотношением: «цена — качество».

Применяющиеся в холодильном оборудовании хладоносители на основе водных растворов, синтетических жидкостей и минерального масла можно условно разделить по температуре замерзания на три группы.

1. Растворы неорганических солей (такие, как хлорид натрия или хлорид кальция). Эти классические теплоносители обладают хорошими теплопередающими свойствами, нетоксичны, дешевы и позволяют достичь низких температур замерзания при относительно малых концентрациях солей. Однако их практическое применение ограничивается использованием в простых холодильных установках, поскольку они коррозионноактивны при использовании ингибиторов. Кроме того, эти растворы плохо переносят нагрев в процессе эксплуатации.

2. Теплоносители на основе спиртов (таких, как метанол и этанол) обладают низкими температурами замерзания, однако возможности их использования ограничены низкими температурами кипения, высокой летучестью, а также токсичностью (например, метанола).

3. Теплоносители на основе моноэтшенгликоля (МЭГ) или монопропиленгликоля (МПГ) при аналогичных температурах замерзания характеризуются малой летучестью и более высокой температурой кипения своих водных растворов. По сравнению с теплоносителями на основе неорганических солей, коррозионная активность этих теплоносителей значительно меньше, так что водные растворы гликоля могут длительно работать, например в установках, использующих солнечную энергию. Этиленгликоль обладает лучшими теплопередающими свойствами и значительно дешевле пропиленгликоля, но его существенным недостатком является токсичность, поэтому в технологических установках пищевой промышленности используется только нетоксичный пропиленгликоль. При выборе теплоносителя для пищевых технологических установок особой альтернативы практически не существовало; либо эффективные с точки зрения передачи тепла, но коррозионноактивные растворы неорганических солей, либо гликолевые растворы с низкими теплопередающими свойствами, но инертные.

С середины 90-х годов стали применяться новые теплоносители на основе органических солей. В 1994 году такой хладоносителъ — TYFOXIT 1.20 с рабочим диапазоном температур до -40°С был заправлен в холодильную установку супермаркета Edeka 2000 в г. Хиндесхайме. Этот хладоноситель является ингибиторным раствором ацетата калия, который используется также при производстве продуктов питания в качестве пищевой добавки. Он имеет плотность 1,2 г/см3, обладает хорошими теплофизическими свойствами и низкой коррозионной активностью. В последние годы хладоноситель TYFOXIT в различных модификациях нашел широкое применение в холодильных установках для пищевой индустрии.

Дальнейшим шагом в этом направлении явилось создание безвредных для человека хладоносителей серии TYFOXIT F20-60 на основе формиата калия. Водные растворы формиата калия обладают значительно меньшей вязкостью по сравнению с ацетатом калия. Цифрами после торговой марки TYFOXIT обозначены нижние пределы рабочей температуры. Некоторые характерные свойства названных выше веществ, входящих в состав теплоносителей, приведены в таблице 1.


Наименование параметра

H20

Метанол

Этанол

МЭГ

МПГ

СаCl2

Ацетат
калия

Формиат
калия

Агрегатное состояние

жидк.

жидк.

жидк.

жидк.

жидк.

тверд.

тверд.

тверд.

Плотность, г/см3

0,998

0,792

0,789

1,113

1,036

2,216

1,570

1,910

Температура плавления, °С

0

-98

-115

-73

-44

772

292

165

Температура кипении, °С

100

64

78

198

188

1600

440
(разл.)

440
(разл.)

Температура вспышки, °С

отсут.

8

13

111

102

отсут.

отсут.

отсут.

Температура образования

льда, °С:

в 30% растворе

-

-19

-15

-17

-14

-55

-20

-25

в 40% растворе

-

-30

-23

-26

-23

+11

-38

-40

Температура кипения, °С:

в 30% растворе

-

82

84

103

102

103

104

104

в 40% растворе

-

76

82

105

104

105

106

106

Возможность применения

для охлаждения продуктов

да

нет

да

нет

да

да

да

да

Таблица 1. Сравнение свойств веществ с низкой температурой замерзания со свойствами воды.

Теплофизические свойства

Теплопередающая способность вещества определяется его объемной теплоемкостью, удельной теплопроводностью, а также динамической вязкостью. Нетоксичные теплоносители с нижней рабочей температурой - 40°С слабо отличаясь по объемной теплоемкости сильно различаются по динамической вязкости.

Значение динамической вязкости нетоксичных хладоносителей при температуре -30°С.

Известно, что динамическая вязкость влияет на характер течения жидкости в теплообменнике и величину гидросопротивления. Чем она выше, тем больше должна быть мощность насоса для прокачки хладоносителя. Мощность насоса на один погонный метр трубопровода при температуре хладоносителя -30°С (трубопровод Æ35 х 1,5, холодопроизводительность установки 10 кВт).

Значения мощности насоса, приведенной к одному погонному метру трубопровода (Вт/м).

В работе [1] предложен комплексный коэффициент теплоотдачи, с помощью которого можно оценить влияние температуры испарения хладоносителя на энергопотребление насоса. Из сравнения видно, что хладоносители на основе ацетата или формиата калия обладают лучшими свойствами по сравнению с водными растворами МПГ.

Сравнение эффективности рассматриваемых хладоносителей с использованием комплексного коэффициента теплопередач.

Коррозионные свойства хладоносителей

Хладоносители на основе водных растворов отличаются наибольшей коррозионной активностью по отношению к металлам из-за большого содержания в воде кислорода и ионов кальция, хлорида. Для снижения активности хладоносителей на основе гликоля и органических солей разработаны специальные вещества - ингибиторы, которые уже содержатся в необходимых концентрациях в имеющихся на рынке хладоносителях, например марки TYFOCOR, TYFOXIT. 

В таблице 2 приведены ингибиторы, использующиеся в хладоносителях.


Название ингибитора

Защитное воздействие на металл

Бензотриазол/толиптриазол

Медь, латунь, мягкие припои

Бура

Сталь, серый чугун

Карбонаты

Сталь, серый чугун

Алкасиликаты

Алюминий

Таблица 2. Ингибиторы для хладоносителей.

В холодильных установках узлы, агрегаты и отдельные детали сделаны из разных металлов (меди, латуни, нержавеющей стали, чугуна или алюминия). Однако пока нет универсального способа борьбы с коррозией, поэтому применяют ингибиторный пакет. 

В табл. 2 приведены широко используемые ингибиторы, их защитное действие основано на образовании тонкой пленки на поверхности металла.

При разработке антикоррозионных составов следует учитывать их взаимное влияние. Известны случаи, когда при ошибках в дозировке положительное воздействие ингибиторов было нейтрализовано. Большое значение также имеют экологические свойства и показатели токсичности. Например, в хладоносителях TYPO отсутствуют нитриты, амины, фосфаты.

Для контроля антикоррозийных свойств хладоносителей существует много стандартных способов. В Европе для этой цели используется стандарт ASTMD-1384-97, разработанный для проверки морозостойкости жидкостей в двигателях автомобилей.

Рекомендации по оптимальному применению хладоносителей

Безаварийный срок службы холодильной установки зависит от коррозионного состояния ее агрегатов и узлов. Поэтому при проектировании нужно правильно подбирать материалы агрегатов, с учетом хладоносителя и ингибитора, точно выдерживая концентрацию последнего.

Независимо от качества подмешиваемой воды, для хладоносителей TYFOCOR необходимо содержание не менее 20-25 объемных процентов ингибитора (температура замерзания -10°С).

Для хладоносителя TYFOXIT следует выдерживать концентрацию 60 объемных процентов, а хладоноситель TYFOXIT F29-60 не разбавляют. Не рекомендуется смешивать различные хладоносители. поскольку возможны реакции между ингибиторами. Ha рис.4 приведены диапазоны рабочих температур хладоносителей марки TYFO.

Рис.4. Диапазоны рабочих температур хладоносителей TYFO.

Коррозионная активность зависит от условий эксплуатации холодильной установки. Присутствие кислорода в хладоносителе ускоряет процессы коррозии в металле. Поэтому необходима высокая герметичность магистралей с заправленными хлалоносителями. Соблюдение правил монтажа и вакуумирования могут свести концентрацию растворенного в хладоносителе кислорода к нулю.

Температура также имеет большое значение в процессах коррозии, ее повышение на 1°С увеличивает скорость химической реакции в 2-3 раза.

Заключение

Сейчас на рынке появились экологически и токсилогически безопасные хладоносители для промежуточных контуров охлаждения на основе органических солей. Они обладают повышенными теплофизическими свойствами, в частности коррозионной стойкостью. Новые хладоносители могут использоваться со всеми металлами, которые обычно применяются в холодильном оборудовании, а также применяться в системах с промежуточным охлаждением. Их широкое внедрение способствует уменьшению вредного воздействия на окружающую среду.

Литература

1. Molina u.Rowland, Nature 249. (1974)

2. .F.Hi Herns. Thermophysikalische tigenschaften und Korrosionsverhahen von Kaelteiraegern. Die Kaelte and KJimatechnik, №10, 1999.

Группа компаний FRIGODESIGN производит холодильные машины и установки для охлаждения промежуточного теплоносителя на базе компрессоров TECUMSEH EUROPE, BITZER, BOCK и J&E HALL (см. раздел size=2>Чиллеры).

0


Различные области применения энергосберегающего холодильного оборудования

Холодильные камеры

Климатические камеры

Холодильные склады

Холодильное оборудование для охлаждения овощей и фруктов

Холодильное оборудование для пищевой промышленности

Холодильное оборудование в контейнерном исполнении

Холодильные системы для винного погреба

Холодильные установки подготовки попутного нефтяного газа


Контакты

+7(495) 787-26-63
8-800-505-05-42
бесплатные звонки по России

Связаться с отделом продаж по skype

Наши поставщики










Голосование

  1. Что при выборе оборудования, для Вас является решающим?
    Цена  
     231 (50.11%)
    Срок окупаемости  
     126 (27.33%)
    Энергосбережение  
     101 (21.91%)

Наши вакансии

21.01.2021

ТРЕБУЕТСЯ ИНЖЕНЕР-ПРОЕКТИРОВЩИК АСУ ТП
Работа в стабильной компании, оформление и социальные гарантии в соответствии с ТК РФ, заработная плата без задержек.

подробнее

Контакты

8-800-505-05-42
бесплатные звонки по России