Косвенное охлаждение или охлаждение хладоносителем

Характерно тем, что теплота в охлаждающих приборах передается промежуточному телу-хладоносителю, при помощи которого теплота подводится к рабочему телу холодильной машины в испарителе, обычно расположенном на некотором удалении от охлаждаемого объекта. При этом способе охлаждения отнятие теплоты от охлаждаемого объекта вызывает повышение температуры холодоносителя в местных охлаждающих приборах без его фазового превращения.

Пар рабочей жидкости при низкой температуре, соответствующей температуре потребителя холода – охлаждаемой камеры 1 (рис.18.2.), засасывается из испарителя 2 через клапан 3 в компрессор 4 и сжимается до давления, при котором температура насыщения рабочей жидкости несколько выше температуры охлаждающей воды. Из компрессора 4 через клапан 5 пар хладоагента поступает в конденсатор 6, где он теряет свой перегрев и конденсируется при Р= const , отдавая при этом теплоту перегрева и скрытую теплоту парообразования охлаждающей воде. Пар поступает в дроссель 7, где происходит его мятие, сопровождающееся падением давления и температуры. Смесь пара и жидкости поступает в испаритель 2, размещенный в баке-аккумуляторе 8 с хладоносителем 9. В испарителе происходит испарение жидкой фазы хладоагента за счет подвода теплоты от хладоносителя. Полученный в испарителе пар направляется на повторный цикл.

Хладоноситель, не претерпевающий фазового превращения, циркулирует с помощью циркуляционного насоса 10, отбирая с помощью местных охлаждающих приборов 11 тепло в охлаждаемой камере 1 и отдавая его в испарителе 2.

Система непосредственного охлаждения по оборудованию проще, т.к. в

 

 

ней отсутствует второй контур с насосом для циркуляции хладоносителя и требует меньших первоначальных затрат по сравнению с системой охлаждения хладоносителем.

Системе непосредственного охлаждения соответствую и меньшие энергетические затраты, так как при одинаковой температуре t_у в камерах охлаждения при охлаждении хладоносителем появляется дополнительная разность температур в испарителе t_s-t₀ , обычно 4-6К, требующая соответствующего понижения температуры кипения.

Кроме того, при охлаждении хладоносителем появляется дополнительный расход энергии, обусловленный не только затратой мощности на привод насоса, но и дополнительной нагрузкой на компрессор, возникающей в результате превращения в теплоту работы насоса.

Применяемые хладоагенты не действуют на черные металлы, в то время как некоторые хладоносители вызывают коррозию поверхностей труб и аппаратов.

В то же время системе непосредственного охлаждения присущи серьезные недостатки, а именно:

- имеется опасность попадания хладоагента в помещения или устройства при нарушениях плотности системы (при применении ядовитых хладагентов, например, аммиак, возрастает опасность отравления людей);

- трудности распределения рабочего тела по отдельным объектам. Эти трудности связаны с тем, что хладагент должен подаваться в местные приборы охлаждения различных объектов в количестве, соответствующем тепловой нагрузке этих объектов. Но так как тепловая нагрузка меняется во времени, то задача распределения хладоагента является трудоемкой и трудноразрешимой. В результате, возникает недостаток хладоагента в приборах одних устройств и переполнение жидким хладагентом приборов других устройств.

Переполнение является причиной влажного хода компрессора и гидравлических ударов.

В системах охлаждения хладоносителем регулирование подачи хладоагента ведется только на один объект – испаритель. В связи с этим обслуживание системы с хладоносителем значительно проще.

В настоящее время, в связи с широким применением автоматического регулирования и появлением схем холодильных установок, в которых уменьшена опасность гидравлических ударов и предусмотрено автоматическое распределение рабочего тела по местным охлаждающим приборам охлаждаемых объектов, преимущественное применение получает система непосредственного охлаждения.

Для системы централизованного охлаждения характерно снабжение охлаждаемых объектов или устройств холодом из общего машинного отделения.

Недостатки:

- значительная разветвленность и протяженность трубопроводов;

- большое количество распределительных устройств и запорной арматуры;

- сложность системы автоматики и монтажа.

Значительное упрощение схемы достигается в децентрализованных или индивидуальных системах охлаждения. В этом случае холодильный агрегат располагают рядом с охлаждаемым объектом, поэтому нет необходимости в машинном отделении. При этом обычно применяется система непосредственного охлаждения.

Важное достоинство децентрализованной системы – возможность использования агрегатированного оборудования с высокой степенью заводской готовности.