工業用冷凍機の基礎 – アンモニア冷媒。 このビデオでは、アンモニア冷凍システムに焦点を当て、工業用冷凍システムの基礎を見ていきます。基礎から始めて、1段、2段、およびカスケードシステムの典型的なシステムをカバーして、工業用冷凍の基礎を学びます。 ここをクリックして、無料のアンモニアeレッスンを今すぐ始めましょう
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産業用冷凍システムはどこにあるのか？
産業用冷凍アプリケーションは、通常、低温食品貯蔵、乳製品加工、飲料生産、アイスリンク、重工業など、この種の場所で使用されています。 これらは大規模な冷却システムです。
We’ve previously covered other types of cooling systems for commercial buildings, supermarket co2 systems, chillers and chilled water schematics.
Why use ammonia as a refrigerant
Why we use ammonia as a refrigerant
Ammonia occurs naturally in the environment, it’s available in abundant amounts.また、アンモニアは自然界に存在し、豊富な量で入手できます。 GWP1,430のR134a、GWP3,922のR404Aといった他の一般的な冷媒と比較すれば、アンモニアが非常に有益であることがわかると思います。 これは冷媒として本当に重要な点で、パイプや部品をより薄く、より小さくすることができます。 ほとんどの冷媒は無臭ですが、アンモニアは非常に酸っぱいにおいを放つので、漏れが発生するとすぐに気づかれます。 アンモニアが漏れると、空気中の炭素や水と反応し、無害な洗浄剤である炭酸水素アンモニウムを生成します。
Single stage ammonia industrial refrigeration system
シングルステージ、これは直接拡張型以外の最も単純なアンモニア産業冷凍システムであります。 これはシステムの心臓部であり、アンモニア冷媒を冷却するために冷凍システムの周囲に送り出すものです。 蒸発器から不要な熱をすべて集めた冷媒を引き込み、これをはるかに小さい体積に圧縮するので、すべての熱エネルギーが非常にきつくなり、冷媒は非常に高温になります。
冷媒は低圧蒸気として圧縮機に吸い込まれ、高圧蒸気として出ていきます。
高圧の冷媒蒸気は圧縮機から出て、凝縮器に流れる
凝縮器は、冷媒から不要な熱を引き出して冷やし、これを周囲の外気に放出する。 これは通常、いくつかの小さな管の内部に高温の冷媒を通し、ファンで管の外側を冷たい周囲の空気を強制的に通過させて冷やし、熱を運び出すことによって行われます。 さらに、小型ポンプでパイプに水を吹きかけ、その一部が蒸発することでさらに熱を奪う。 冷媒はパイプの中に封入され、空気や水と接触することはなく、常に分離されており、両者が出会うことも混ざり合うこともない。 冷媒の熱だけがパイプの壁を通り抜け、空気や水によって運ばれる。
熱が取り除かれると、冷媒は凝縮して液体になる。
レシーバは液体冷媒のリザーバのための貯蔵容器であり、使用されていない余分なものを保持します。 これにより、最小のヘッド圧を維持し、また冷却負荷が変化しても性能を発揮し、バッファを提供することができます。 レシーバとコンデンサ入口の間に配管が走っていると思いますが、これは圧力を均等化するためで、液冷媒がコンデンサからレシーバに容易に流れ込むようにします。
冷媒は次に膨張弁に流れ、圧力を調節して蒸発器回路への液冷媒の追加を調整します。
膨張弁から冷媒は液体分離器に流れ込み、液体は底に流れ、次に一組の冷媒ポンプで吸い込まれます。これらのポンプは、冷却負荷が変化しても蒸発器を通して正しい循環率を確保します。 冷媒は次に、冷却負荷への冷媒の流れを調整する蒸発器の膨張弁に押し出されます。
冷たい冷媒は蒸発器に入り、蒸発器内のいくつかの管の内側を通り、ファンがこれらの管の外側に暖かい部屋の空気を吹き込みます。 冷たい冷媒はこの熱を吸収するので、空気はずっと冷たくなり、その結果、空間に冷却を提供します。 暖かい空気が蒸発器パイプを通過するとき、アンモニアは沸騰し、液体と蒸気の混合物として蒸発する。 蒸発するときに、熱を運びます。 鍋に水を入れて沸騰させると、鍋から蒸気が上がって熱を奪うのと同じです。
冷媒は液体と蒸気の混合物として蒸発器を出て、液体分離器に戻ります。 液体である冷媒は落下して蒸発器を通過し、蒸気である冷媒は上昇して圧縮機に吸い込まれ、再び全体のサイクルを繰り返す。 冷媒は低圧の蒸気冷媒として圧縮機に入ります。
2段式アンモニア工業用冷凍システム
低温冷凍システムに適しており、高効率と低い圧縮機吐出温度を提供する、次の進化の工業用冷凍システムです。
冷媒は同じサイクルで流れますが、他の部品とサイクルがいくつかあります。
このタイプでは、レシーバと膨張弁の間にある中間冷却器と呼ばれるタンクがあります。 冷媒の主な流れはタンク内のコイルを通り、冷媒はこれを通過して1段式と同様に主膨張弁に入り、分離器、蒸発器、分離器に戻る流れを続けます。 冷媒の別の流れがメインラインから出てきて、膨張弁を経由してタンクに噴霧され、冷却効果を生み出します。タンクに噴霧されて蒸発すると、水没したコイルが冷却されます。 このサブは、主膨張弁に流れる前にコイル内の冷媒の主流量を冷却します。
分離器から吸い出された蒸気冷媒はまだ圧縮機に流れていますが、今回は圧縮機が2台あり、冷媒はしたがって低段またはブースター圧縮機に流れて圧力を高めます。
蒸気冷媒は中間冷却器から吸い出され、高段コンプレッサに流れ、そこで再びコンデンサに流れ込み、サイクル全体が繰り返されます。
Cascade ammonia industrial refrigeration system
Cascade これは最も進んだもので、これらのシステムは非常に複雑になることがあり、冷却負荷に異なる温度範囲を必要とする冷凍システムに適していますし、健康、安全および環境規制への準拠が簡単で安くなることも特徴です。
このシステムを初めて見たときは少し戸惑いましたが、最後まで飛ばさずに読んでいただければ、その仕組みは理解できるはずです。
これらの冷凍システムは通常、2つ以上の別々の冷凍回路で構成され、多くの場合、冷却効果を得るために異なる冷媒を使用します。
このシステムでは、2つのコンプレッサがありますが、両方とも高温回路と低温回路という別々の回路で冷媒を循環させるようになっています。 2つの回路を接続するのは、カスケードコンデンサーとして知られる熱交換器です。
これは高温回路のコンデンサーと低温回路の蒸発器として機能します。
2つの冷媒は同じでも、回路ごとに異なる最適化したものでもかまいません。 例えば、高温側にはアンモニアを使用し、低温側には二酸化炭素を使用することができます。
これは、使用するアンモニアが少なく、システムは2段アンモニアのみのシステムと比較してより効率的であることを意味します。