Промышленные холодильные установки: виды и применение
Промышленное холодильное оборудование играет незаменимую роль в различных отраслях, включая производство продуктов питания, фармацевтику, химическую промышленность и розничную торговлю. Холодильное оборудование, применяемое в промышленности, способно создавать рабочие температуры от -150 до +10°С.
Промышленные холодильные машины работают по принципу теплового насоса, перенося энергию от теплоотдатчика к теплоприемнику. В роли первого в подавляющем большинстве случаев выступает окружающая среда, а принимающим объектом является хладагент.
Все промышленные холодильные установки разделяются на компрессионные и абсорбционные. В первом случае холодильное оборудование представляет собой пароконденсационную машину, которая осуществляет сжатие хладагента посредством компрессорных или турбокомпрессорных блоков. Абсорбционные установки конденсируют парообразный хладагент при помощи твердого или жидкого вещества-абсорбента, из которого осуществляется испарение рабочего вещества при нагреве за счет более высокого парциального давления.
Компрессионные холодильные установки
Холодильное оборудование компрессорного типа различается по типу исполнения компрессора на открытые, полугерметичные и герметичные агрегаты. В зависимости от способа охлаждения конденсаторного блока машины оснащаются системами водяного или воздушного охлаждения.
Конденсатор осуществляет всасывание паров вещества, выступающего в роли хладагента, где осуществляется повышение его давления и температуры. После этого хладагент поступает в компрессорный блок, наиболее важными параметрами которого являются сжатие и рабочий объем. Конденсатор охлаждает нагретые пары хладагента, за счет чего и происходит передача тепловой энергии в окружающую среду.
В зависимости от мощности промышленного холодильного оборудования рассчитывается величина возможных выбросов тепловой энергии в окружающую среду.
Абсорбционные холодильные установки
Абсорбционные агрегаты используют в процессе работы большее количество воды и обладают значительными габаритами и весом.
Применение промышленных холодильных установок
Промышленные холодильные машины и установки применяются для охлаждения достаточно больших объемов, которые используются складами, овощебазами, линями заморозки, морозильными туннелями, а также больших и сложных систем кондиционирования.
В наши дни холодильные машины применяются и в судоходстве. Сфера их использования обычно определена типом и назначением судна.
Холодильное оборудование для судов и паромов всех типов условно делится на провизионную и производственную.
На каждом судне есть провизионная кладовая, камера, использующаяся для хранения продуктов питания. Она делится на несколько отсеков, в которых хранят различную продукцию, не требующую охлаждение или наоборот нуждающуюся в нем.
Продукты, нуждающиеся в холоде, делятся на две группы: замороженные и охлажденные. Замороженную продукцию хранят при диапазоне температур от -18°С до -23°С с момента замораживания и до времени приготовления из них еды. После размораживания их следует сразу же использовать и ни в коем случае не подвергать вторичному замораживанию.
Производственные холодильные установки отвечают за технологические процессы, происходящие на судне, например, за поддержание нужной температуры воздуха в помещениях, за систему кондиционирования, за обеспечение работоспособности судовых систем.
В состав судовой холодильной системы входят холодильные машины, использующиеся для изготовления и применения искусственного холода, а так же набор нужных автоматизированных систем, которые обеспечивают бесперебойную работу холодильных машин.
Эксплуатация судового холодильного оборудования проходит в очень тяжелых условиях. На технику влияют разница температур и влажности воздуха, температура воды за бортом, вибрация и качка, и еще ряд неблагоприятных факторов.
Торговое холодильное оборудование
Для сохранения пищевых продуктов в продовольственных магазинах, столовых, ресторанах, кафе и других предприятиях торговли и общественного питания, наряду со стационарными холодильниками широко применяют торговое холодильное оборудование.
В зависимости от назначения и классификации торговое холодильное оборудование (ТХО) предназначено для охлаждения, заморозки и хранения пищевой продукции разных товарных групп.
Все представленные на рынке типы торгового холодильного оборудования разделяют на три большие группы: промышленное, торговое, складское. К складским моделям относят сплит-системы, моноблоки, шкафы и другие варианты. Предназначено такое оборудование для хранения скоропортящихся изделий. Используются в магазинах разных форматов.
Виды торгового холодильного оборудования:
- Сборные холодильные камеры: Представляют собой сборную конструкцию из теплоизоляционных панелей. Панель состоит из внешнего и внутреннего оцинкованного металлического листа и теплоизоляционного материала между ними. Сборные холодильные камеры применяют для хранения охлажденных (замороженных) продуктов.
- Холодильные шкафы: Предназначены для хранения охлаждённых (замороженных) продуктов, напитков. Различаются размерами, объёмом, количеством полок, наличием принудительного конвективного охлаждения внутреннего объёма. Шкаф может иметь распашные или раздвижные двери.
- Охлаждаемые витрины и прилавки: Предназначены для сохранения продуктов в торговом зале в течение рабочей смены. Температура воздуха внутри охлаждаемого объема определяется видом оборудования, ассортиментом и продолжительностью хранения в нем продуктов.
- Морозильные лари: Это морозильный ящик с регулируемой температурой. Боковые стеклянные вставки позволяют рассмотреть расположенную внутри продукцию. Практически в каждом торговом заведении можно встретить такое оборудование.
- Морозильные горки: Устанавливаются вдоль стен, поддерживают температуру от -8 до +2 градусов. Горки между собой различаются длиной, высотой, количеством и шириной полок.
- Льдогенераторы: Данное оборудование предназначено для приготовления льда. Выпускается в разных формах, что позволяет подобрать подходящий вариант в зависимости от вида заведения.
В оборудовании для охлажденных продуктов внутреннюю температуру воздуха принимают равной: в сборных камерах от 0 до 2 °С, в шкафах от 1 до 3 °С, в прилавках от 2 до 4 °С и в витринах от 4 до 6 °С.
При охлаждении компрессионными холодильными машинами шкафов, прилавков и прилавков-витрин компрессорно-конденсаторные агрегаты либо встраивают в них, либо устанавливают рядом.
Основное отличие бытового холодильного оборудования от профессионального - это ассортимент. И, конечно, профессиональная техника обладает существенно более высоким ресурсом, по сравнению с бытовым оборудованием: это и петли дверей, и холодильные агрегаты и материалы корпуса и изоляции. Профессиональное оборудование разрабатывается специально для длительной эксплуатации при высоких нагрузках.
Прежде всего, холодильный шкаф является оборудованием, готовым к использованию после упаковки, предназначенным для хранения сравнительно небольшого количества продукции. Холодильная камера собирается по месту установки из готовых модулей и панелей. С помощью камеры можно решить задачу организации места для охлаждения и хранения в помещении любой конфигурации.
Среднетемпературное оборудование (холодильные шкафы, витрины, лари) предназначены для кратковременного хранения охлажденной продукции. Длительно в среднетемпературных шкафах можно хранить герметично упакованную продукцию с длинным сроком хранения, соответствующим температурном режиму: напитки, бакалея, кондитерские изделия. Как правило, оборудование этого вида способно поддерживать температурный режим в пределах от 0 до 10°С.
Низкотемпературное оборудование используется для хранения замороженных продуктов, полуфабрикатов, овощей и фруктов, мороженного.
Так, например, в небольшом складском помещении при кухне ресторана с большим клиентским потоком, и, предположим, с короткой периодичностью закупок продуктов имеет смысл организовать среднетемпературную камеру или купить несколько среднетемпературных шкафов.
В отличие от бытового оборудования в профессиональное оборудование, как правило, не обеспечивает смену расстояний между полками. Специфика хранимых продуктов и объемов требует стандартные, большие расстояния, достаточные для размещения крупного профессионального инвентаря.
Условия профессиональной кухни накладывают свои требования к используемому холодильному оборудованию.
Основные характеристики и выбор холодильного оборудования
Экологичность хладагента: Основное потребительское требование, предъявляемое сегодня к хладагенту, - это его экологичность. Используемые в современном холодильном оборудовании хладагенты R134a и R404a являются озонобезопасными.
Индикация состояния оборудования: Обязательно при выборе холодильного оборудования необходимо обращать на наличие и подробность индикации состояния оборудования: индикаторы, панели управления и т.д. Для того, чтобы избежать длительных простоев оборудования, персонал и сервис-инженеры должны максимально быстро определять причину неполадки и предпринимать верные шаги для ее устранения. Немаловажным дополнением является наличие системы самодиагностики.
Расположение холодильного агрегата: Также для профессионального оборудования важно и расположение холодильного агрегата. Ряд производителей, в т.ч. российских, в ближайшем будущем планируют запустить в производство модели холодильных шкафов с верхним съемным кассетным холодильным агрегатом.
Специфика производства: При выборе холодильного шкафа, очень важно учитывать специфику производства. Например, для классических школьных доготовочных столовых вполне подойдут экономичные модели холодильных шкафов из крашенного металла.
Крайне важно, чтобы холодильное оборудование имело регулятор температуры с наименьшим шагом.
История развития холодильной техники в России
В России первое появление холодильных машин датируется 1888 годом - в Астрахани на рыбоперерабатывающем заводе впервые начала использоваться холодильная установка. Чуть позже в Белгороде был запущен первый холодильник для яиц и птицы. Масштабное изготовление специального оборудования можно отнести к началу 20 века - далее развитие холодильной техники пошло семимильными шагами.
Модернизация и энергоэффективность
При модернизации оборудования его можно будет использовать более эффективно, а значит, потребуется меньшее количество установок, при этом надежность системы значительно повысится.
Любой менеджер на предприятии пищевой промышленности прекрасно знает, сколько стоит каждый час простоя одной линии производства. Обычно это десятки тысяч долларов. Кроме того, существуют косвенные выгоды, включающие улучшение качества охлаждения и повышение безопасности эксплуатации. Это достигается пристальным вниманием к деталям со стороны операторов.
Крупные оптовые компании и предприятия розничной торговли, которые занимаются улучшением холодильного оборудования путем повышения энергоэффективности, извлекают дополнительную выгоду в виде позитивного имиджа в глазах потенциальных клиентов, особенно тех, которых волнуют вопросы загрязнения окружающей среды.
При определении возможностей для экономии энергии лучше всего обратить внимание на самые простые вещи. Известно, что большая часть энергии потребляется компрессорами, мощность двигателей которых составляет от 300 до 1000 (или даже больше) л.с. Специалисты должны определить, нужно ли использовать всю мощность двигателей или давления нагнетания хладагента в систему может быть снижено при той же эффективности. Также можно определить, можно ли поднять давление всасывания на компрессоре, что приведет к улучшению работы системы в целом.
В зависимости от конкретного назначения применяют холодильные установки самых различных типов, размеров и конструкций.
Независимо от холодопроизводительности в установках могут применяться различные холодильные агенты: аммиак, фреон-12, фреон-22, фреон-142, хлор-метил, углекислота, сернистый ангидрид и др. Различие в свойствах применяемых холодильных агентов определяет схему холодильной установки, конструкцию отдельных узлов, монтаж установки и ее эксплуатацию.
В отличие от аммиака фреоны хорошо растворяют минеральное масло, которое имеется в компрессоре для смазки трущихся деталей. В аммиачных установках масло, уносимое из картера компрессора в систему, собирается в маслоотделителе, а часть его попадает в конденсатор и далее в испаритель. Это ухудшает работу теплообменных аппаратов, требует периодического спуска масла из них и последующей дозаряди.
Фреоновые установки требуют повышенной герметичности системы, более тщательной осушки от влаги и чистоты ее.
Наряжать установки, рассчитанные на фреон-12, фреоном-22 и аммиаком нельзя, так как создаются опасные давления в системе и требуется более высокая мощность электродвигателя. Аммиак, кроме того, будет реагировать с цветными металлами.
Классификация одноступенчатых холодильных установок
В одноступенчатых установках пары низкого давления сжимают компрессором сразу до давления конденсации. При потере температуры кипения степень сжатия повышается, возрастают потери производительности компрессора и питается температура сжатых паров.
По расположению осей цилиндров выделяют горизонтальные (Г), вертикальные (В) и V-образные (У) установки с расположением осей цилиндров под углом.