Особенности применения аммиачных холодильных машин

Большое разнообразие рабочих веществ, использование которых возможно в холодильной технике, так же как и многообразие их термодинамических и эксплуатационных свойств, показывает, что найти одно вещество, сочетающее только положительные качества и свойства, весьма трудно. При выборе холодильного агента необходимо рассмотреть и проанализировать совокупность всех свойств и факторов, характеризующих как работу холодильной машины (назначение, холодопроизводительность, размещение), так и конструктивные особенности ее отдельных элементов, и стремиться к уменьшению отрицательного влияния свойств выбранного вещества. Кроме того, к холодильному агенту предъявляются требования взрывобезопасности, негорючести, нетоксичности, термической стабильности, стабильности в смеси с маслом, а также низкой стоимости.

Вопросами влияния свойств хладагентов на энергетические, эксплуатационные, конструктивные показатели и характеристики холодильных машин и их элементов занимаются как научно-исследовательские институты, так и компании-изготовители холодильного оборудования.

С конца 1990-х годов в холодильной технике наблюдается тенденция к более широкому применению так называемых природных хладагентов: воздух, углеводороды, диоксид углерода и аммиак. Наибольшее распространение из них получил аммиак, который используется в холодильной технике уже более 100 лет и знаком под обозначением R717. Популярность аммиака связана с его благоприятными для использования в холодильной технике теплофизическими свойствами.

Аммиак относится к хладагентам среднего давления и используется в наиболее востребованном интервале температур охлаждаемого объекта от 0 до –60 0C при температуре конденсации до 55 0C. Диапазон холодопроизводительности аммиачных холодильных машин может составлять от десятков киловатт до нескольких мегаватт. Рекомендуемый диапазон применения аммиака представлен в таблице 1.

Таблица 1. Рекомендуемый диапазон применения аммиака в качестве хладагента.

Схема холодильной

машины

Максимальная температура конденсации, 0С Минимальная температура кипения, 0С

Тип компрессора

Одноступенчатая

35

– 25 поршневой

– 35

винтовой

40

– 15

поршневой
– 30

винтовой

50

– 10 поршневой
– 20

винтовой

Двухступенчатая

50

– 40 центробежный
– 60

поршневой,

винтовой

Каскадная

(верхняя ступень)

35

– 25 поршневой
– 35

винтовой

Ниже на рис. 1 представлен аммиачный компрессорно-конденсаторный агрегат с конденсатором водяного охлаждения на базе поршневого компрессора производства Sabroe (Бельгия), а на рис. 2 – винтовой компрессорно-конденсаторный агрегат с маслоотделителем и маслоохладителем водяного охлаждения.

Reciprocating-condensing-unit

Рис. 1. Поршневой компрессорно-конденсаторный агрегат.

Screw-compressor-unit-with-oil-separator-and-watercooled-oil-cooler

Рис. 2. Винтовой компрессорный агрегат с маслоотделителем и водяным маслоохладителем.

В холодильной промышленности при определенных температурных условиях для обеспечения заданной холодопроизводительности применяют в составе аммиачного компрессорного агрегата компрессоры центробежного типа, общий вид которого представлен на рис. 4.

Centrifugal-compressor-unit

Рис. 3. Центробежный компрессорный агрегат.

Также необходимо отдельно отметить, что ранее предпочтение аммиаку отдавали при создании холодильных машин большой мощности (более 100 кВт), но после 2007 г., когда в Монреале были подписаны документы по более жестким ограничениям и запретам использования озоноразрушающих ГХФУ, все чаще аммиак стали использовать в машинах средней мощности (20…100 кВт).

Ammonia refrigerating unit-Frigopol

Рис. 4. Аммиачная холодильная установка компании Frigopol холодопроизводительностью 2х20 кВт для поддержания температуры технологической воды в диапазоне +4…+6 0C.

Три последних десятилетия в США, Японии и Западной Европе аммиак широко применяется в циклах тепловых насосов средней и большой мощности (200…8000 кВт). Так, с начала 1990-х годов в Норвегии установлено несколько сотен тепловых насосов, работающих на аммиаке, для нужд крупных зданий и районных систем отопления. Максимальное давление хладагента в цикле достигает 52 бар, а температура нагреваемой воды до 90 0С. Пример такого теплового насоса представлен на рис. 5.

Heat-pump-running-on-ammonia

Рис. 5. Тепловой насос, работающий на аммиаке.

Применение аммиачных холодильных установок в промышленности является приоритетным благодаря экологичности аммиака и его отличным теплофизическим свойствам.

Поделитесь с друзьями
  • Facebook
  • Twitter
  • LinkedIn
  • Добавить ВКонтакте заметку об этой странице

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>