Základy průmyslových chladicích systémů – Čpavkové chladivo. V tomto videu se budeme zabývat základy průmyslových chladicích systémů se zaměřením na čpavkové chladicí systémy, začneme od základů a budeme postupně pokrývat některé typické systémy pro jednostupňové, dvoustupňové i kaskádové systémy, abychom vám pomohli naučit se základy průmyslového chlazení.
Podívejte se na výukový program na YouTube na konci článku
Chcete bezplatný kurz o průmyslovém chlazení? Spusťte si bezplatné elektronické lekce o čpavku ještě dnes kliknutím sem
Danfoss Learning je online školicí platforma, která nabízí stovky bezplatných elektronických lekcí, k nimž máte přístup z počítače, chytrého telefonu nebo tabletu. Zjistěte, jak může čpavek pomoci zefektivnit průmyslové chladicí aplikace a být šetrnější k životnímu prostředí s naší sérií eLesson ještě dnes.
🏆 Začněte se učit nyní na http://bit.ly/StartAmmoniaeLesson
Kde najdeme průmyslové chladicí systémy?
Průmyslové chladicí aplikace se obvykle používají na místech, jako jsou chladírny potravin, zpracování mléka, výroba nápojů, zimní stadiony a těžký průmysl, tedy na těchto typech míst. Jedná se o rozsáhlé chladicí systémy.
Dříve jsme se zabývali dalšími typy chladicích systémů pro komerční budovy, systémy co2 pro supermarkety, chladicími zařízeními a schématy chladicí vody. Podívejte se na ně, pokud jste tak ještě neučinili.
Proč používat čpavek jako chladivo
Chci se jen velmi stručně dotknout toho, proč používáme čpavek jako chladivo
Čpavek se přirozeně vyskytuje v životním prostředí, je k dispozici v hojném množství. Má nulový stupeň poškozování ozonové vrstvy a potenciál globálního oteplování menší než 1. Pokud to porovnáme s jinými běžnými chladivy, jako je R134a s GWP 1,430 a pak R404A, které má GWP 3,922, vidíte, proč je použití amoniaku velmi výhodné.
Amoniak je také levný na výrobu a energeticky účinný při použití. má schopnost absorbovat velké množství tepla při odpařování. To je opravdu důležitý aspekt pro použití chladiva, znamená to také, že potrubí a součásti mohou být tenčí a menší.
Amoniak je však toxický a v určitých koncentracích může být i hořlavý. Většina chladiv je bez zápachu, ale čpavek vydává velmi kyselý zápach, takže si ho v případě úniku snadno všimnete. Při úniku čpavek reaguje s uhlíkem a vodou ve vzduchu za vzniku hydrogenuhličitanu amonného, což je neškodná vypraná sloučenina.
Jednostupňový čpavkový průmyslový chladicí systém
Jednostupňový, to je nejjednodušší čpavkový průmyslový chladicí systém jiný než přímý expanzní typ, takže začneme zde
Začneme kompresorem, ten je srdcem systému a čerpá čpavkové chladivo po chladicím systému, aby zajistil chlazení. Nasává chladivo, které nashromáždilo všechno nežádoucí teplo z výparníku, a stlačuje je do mnohem menšího objemu, takže veškerá tepelná energie je velmi těsně pohromadě, takže chladivo je velmi horké.
Chladivo je nasáváno do kompresoru jako nízkotlaká pára a odchází jako vysokotlaká pára.
Vysokotlaké páry chladiva vystupují z kompresoru a proudí do kondenzátoru
Kondenzátor chladí chladivo tím, že z něj odebírá nežádoucí teplo a odvádí je do okolního venkovního vzduchu. To se obvykle provádí tak, že horké chladivo prochází vnitřkem několika malých trubek a pomocí ventilátoru se chladnější okolní vzduch tlačí přes vnější stranu trubek, aby se ochladil a odvedl teplo. Kromě toho se často setkáme s malým čerpadlem, které rozstřikuje vodu po trubkách, část této vody se odpaří a pomůže odvést další teplo. Chladivo je uvnitř trubky utěsněno a nepřichází do styku se vzduchem ani vodou, je vždy odděleno, obě látky se nikdy nesetkají ani nepromíchají. Stěnou potrubí prochází pouze teplo chladiva, které je odváděno vzduchem a vodou.
Při odvádění tepla chladivo kondenzuje na kapalinu. Opouští tedy kondenzátor jako vysokotlaké kapalné chladivo a proudí do přijímače.
Přijímač je zásobník pro zásobu kapalného chladiva a uchovává přebytky, které se nepoužívají. To mu umožňuje udržovat minimální tlak v hlavě a také fungovat při proměnlivém chladicím zatížení a poskytovat vyrovnávací paměť. Mezi přijímačem a vstupem do kondenzátoru pravděpodobně najdeme vedení, které slouží pouze k vyrovnání tlaku a umožňuje snadný průtok kapalného chladiva z kondenzátoru do přijímače.
Chladivo pak proudí do expanzního ventilu, který reguluje tlak a přidávání kapalného chladiva do okruhu výparníku.
Z expanzního ventilu proudí chladivo do odlučovače kapaliny, kapalina stéká na dno a pak je obvykle nasávána soustavou čerpadel chladiva, tato čerpadla zajišťují správnou rychlost cirkulace přes výparníky podle měnícího se chladicího zatížení. Chladivo je pak tlačeno do expanzních ventilů výparníků, které regulují průtok chladiva do chladicí zátěže.
Chladné chladivo vstupuje do výparníku a prochází po vnitřní straně některých trubek uvnitř výparníku a ventilátor vhání teplý vzduch z místnosti přes vnější stranu těchto trubek. Studené chladivo toto teplo pohlcuje, takže vzduch odchází mnohem chladnější a zajišťuje tak chlazení prostoru. Jak teplý vzduch prochází trubkami výparníku, způsobuje, že čpavek vře a vypařuje se jako směs části kapaliny a části páry. Při odpařování odvádí teplo pryč. Stejně jako když se vaří voda na pánvi, stoupá z ní pára a odvádí teplo pryč. Chladivo je opět uzavřeno uvnitř potrubí a nikdy nepřichází do styku se vzduchem ani se s ním nemísí, obě složky jsou vždy odděleny.
Chladivo opouští výparník jako směs kapaliny a páry a vrací se zpět do odlučovače kapaliny. Chladivo, které je kapalné, klesá dolů a opakuje cyklus přes výparník a chladivo, které je parní, stoupá a je nasáváno zpět do kompresoru, aby se celý cyklus znovu opakoval. Chladivo vstupuje do kompresoru jako chladivo o nízkém tlaku par.
Dvoustupňový čpavkový průmyslový chladicí systém
Jedná se o další vývoj průmyslového chladicího systému, který je vhodný pro nízkoteplotní chladicí systémy, poskytuje vysokou účinnost a nízké teploty na výstupu z kompresoru.
Chladivo opět proudí ve stejném cyklu, ale máme několik dalších součástí a cyklů.
U tohoto typu máme nádrž zvanou mezichladič, která se nachází mezi přijímačem a expanzním ventilem. Hlavní tok chladiva prochází cívkou uvnitř nádrže, chladivo jí prochází a vstupuje do hlavního expanzního ventilu stejně jako u jednostupňového systému, pak pokračuje v toku přes separátor, výparník a zpět do separátoru. Další proud chladiva vychází z hlavního potrubí a je rozstřikován do nádrže přes expanzní ventil, aby se dosáhlo chladicího účinku; jak je rozstřikováno a odpařuje se v nádrži, ochlazuje ponořenou cívku. Tento ponor ochlazuje hlavní proud chladiva uvnitř cívky předtím, než proudí do hlavního expanzního ventilu.
Parní chladivo nasávané ze separátoru stále proudí do kompresoru, ale tentokrát máme dva kompresory, chladivo proto proudí do nízkého stupně nebo posilovacího kompresoru, aby se zvýšil tlak. Odtud proudí a je vypouštěno do mezichladiče, který pomáhá kondenzovat chladivo.
Parní chladivo je nasáváno z mezichladiče a proudí do kompresoru vysokého stupně, odkud bude proudit zpět do kondenzátoru, aby se celý cyklus opakoval.
Kaskádový čpavkový průmyslový chladicí systém
Kaskáda je nejpokročilejší a tyto systémy mohou být velmi složité, je vhodná pro chladicí systémy, které vyžadují různé teplotní rozsahy pro své chladicí zatížení, a také usnadňuje a zlevňuje dodržování hygienických, bezpečnostních a ekologických předpisů.
Při prvním pohledu na tento systém je to trochu skličující, ale pokud jste jej sledovali až do konce bez přeskakování, pak byste měli být schopni sledovat, jak funguje. Stačí si dát chvíli na sledování potrubí a podívat se, kudy co proudí.
Tyto chladicí systémy se obvykle skládají ze dvou nebo více oddělených chladicích okruhů, které často používají různá chladiva k zajištění chladicího účinku.
V tomto systému máme dva kompresory, jenže oba obíhají chladivo po oddělených okruzích, vysokoteplotním a nízkoteplotním okruhu. Oba okruhy spojuje výměník tepla známý jako kaskádový kondenzátor.
Ten funguje jako kondenzátor pro vysokoteplotní okruh a výparník pro nízkoteplotní okruh.
Dvě chladiva mohou být stejná nebo mohou být různá a optimalizovaná pro každý okruh. Například bychom mohli použít čpavek pro vysokoteplotní stranu a CO2 pro nízkoteplotní stranu.
To by znamenalo, že se použije méně čpavku a systém by byl účinnější ve srovnání s dvoustupňovým systémem pouze s čpavkem.
.