Холодильные установки с аккумуляторами холода

Эффективность использования аккумуляторов естественного холода в холодильной установке

Пути снижения энергозатратности установок для холодоснабжения

Эффективность использоваться холодильной установки зависит от интенсивности теплообмена и от величины энергопотребления: чем первый выше, а второй ниже, тем эффективнее используется оборудование. На крупных промышленных предприятиях, которые эксплуатируют мощные холодильные агрегаты, даже относительно небольшое повышение энергетической эффективности холодильных установок приносит существенный экономический эффект. Еще на этапе расчета холодильных систем, когда выбирается конкретная схема холодоснабжения предприятия, подбирается оборудование и определяется режим его работы, предусматриваются механизмы снижения энергозатратности системы.

Для предприятий, расположенных в умеренном климате, где холодный сезон с преобладающими низкими температурами занимает продолжительное время, одним из самых действенных методов сокращения затрат на эксплуатацию и обслуживание промышленных холодильных установок является применение естественного холода. Согласно неоднократно проводимым расчетам, применение аккумуляторов естественного холода целесообразно как для установок среднетемпературного холода, так и для низкотемпературных агрегатов; независимо от способа использование низких температур окружающей среды уменьшает энергорасход установки для холодоснабжения, значительно снижая нагрузку на компрессорные агрегаты, а также повышает экологичность эксплуатации холодильного оборудования. Используя аккумуляцию естественного холода можно существенно сократить периоды работы компрессоров, снизить эксплуатационные расходы на техническое обслуживание винтовых компрессоров и поршневых агрегатов, а также всей холодильной установки в целом.

Холодильные системы, использующие в своей деятельности аккумуляцию холода, достаточно мобильны, обладают гибкой системой регуляции отдельных компонентов и способны работать в нескольких режимах: в штатном режиме охлаждения хладагента в испарителе, в зимний период использовать естественный холод, а также комбинировать эти два способа.

Применение естественного холода в производственных холодильных установках может быть реализовано несколькими способами. Вариант использования естественного холода лучше выбрать на этапе проектирования аммиачной холодильной установки или фреоновой системы, в зависимости от конкретного оборудования и направления деятельности предприятия.

Способы аккумуляции холода на предприятиях пищевой промышленности

Непосредственная подача холодного воздуха из окружающей среды является наиболее простым и широко используемым способом использования естественного холода в проектировании холодильных систем. Данная технология применяется, в основном, для охлаждения продукции в промышленных складах: наружный воздух с помощью вентиляторов забирается через отверстия в стенах (в теплое время года эти отверстия закрываются теплоизоляционными люками), а наружу выпускается через лепестковый обратный клапан. Для очистки поступающего воздуха от пыли, микроорганизмов и других загрязнений используются фильтры; также обязательна специальная система его увлажнения.

В пищевой промышленности вообще и на молокозаводах в частности также широкое распространение получил способ понижения температуры хладоносителя с помощью наружных теплообменных аппаратов с воздушным охлаждением, которые размещаются вне помещений (например, на крыше компрессорного цеха), а также в градирнях. При низкой температуре окружающей среды (в зимний период, в ночное время) наружные аппараты аккумулируют холод, который впоследствии охлаждает технологическое оборудование и переохлаждает хладоноситель в градирне; при повышении температуры окружающей среды охлаждение происходит в испарителе.

При явно выраженных кратковременных пиковых тепловых нагрузках, особенно характерных для молокозаводов, эффективность холодильной системы повышается применением льда и ледяной воды в качестве естественных аккумуляторов холода. Во время пониженных тепловых нагрузок на погружном испарителе намораживается лед, который тает при пиковых нагрузках, обеспечивая дополнительные охлаждающие возможности установки.

Использование агрегатов для аккумуляции холода в составе холодильных чиллеров

При подборе холодильной машины (чиллера) расчет ведется исходя из максимальной температуры летнего периода, когда высокие температуры конденсации и тяжелые условия работы агрегата вызывает высокое энергопотребление. Одной из возможностей повышения эффективности функционирования холодильного чиллера является возможность выработки искусственного холода при низких температурах наружного воздуха с помощью естественной циркуляции хладагента. Циркуляция хладагента осуществляется при этом за счет части тепловой энергии, которая будет отбираться от охлажденного тела без подвода механической энергии к компрессору благодаря расположению конденсатора и испарителя. Нагнетательный и всасывающий трубопроводы компрессора соединяются перепускной линией с запорным вентилем, тогда как конденсатор воздушного охлаждения размещается на отметке выше испарителя. Тогда при понижении температуры наружного воздуха ниже температуры кипения хладагента на 7…10°С происходит отключение компрессора, запорный вентиль открывается и принудительная циркуляция хладагента сменяется естественной, пар хладагента от его кипения в испарителе поднимается в конденсатор воздушного охлаждения, а жидкий хладагент повинуясь силе тяжести стекает в испаритель. Если нет возможности разместить конденсатор выше испарителя, возможно применение фреонового насоса.

Читайте также:  Ремонт холодильных установок на автомобилях в ростове

Наилучшая эффективность использования холодильных аппаратов достигается в условиях, когда перепад температур между хладагентом и охлаждаемой жидкостью минимальный. Так с целью увеличения холодопроизводительности установки часто применяется т.н. регенеративнй цикл, при котором жидкий хладагент после выхода из конденсатора дополнительно охлаждается; понижение температуры хладагента на 1°С позволяет повысить эффективность работы оборудования на 1%. Конечно, переохлаждение хладагента увеличивает работу цикла, поэтому его степень ограничена. При использовании внешнего источника отвода теплоты до терморегулирующего вентиля ограничения можно нивелировать; именно для этой цели используются специальные агрегаты с функцией аккумуляции холода. Промышленным аккумулятором холода называется охлаждающий агрегат в виде контейнера, заполненный веществом с большой теплоемкостью. Подобные агрегаты бывает двух видов:

1) аккумулятор искусственного холода, который использует холод, выделяющийся в процессе работы холодильной установки в период низких тепловых нагрузок;

2) аккумулятор естественного холода, который в зимний период накапливает холод окружающей среды.

Таким образом, энергоэффективность чиллеров с аккумуляторами холода обусловлена возможностью снижения холодопроизводительности установки за счет накопления запаса ледяной воды и льда, а также работой при пиковых нагрузках с постоянной температурой ледяной воды.

источник

Виды и правила использования аккумулятором холода

Кто из нас не мечтал в жаркий летний день о бутылочке холодной воды при поездках в машине. Холодильную установку в собственном автомобиле, мало кто может себе позволить, а термосумка с аккумулятором холода вполне доступна каждому путешественнику.

Что такое аккумулятор холода

Термосумками пользуются не только простые обыватели, но и профессиональные перевозчики медикаментов и продуктов питания, которым необходима определенная температура хранения при транспортировке.

Производители предлагают несколько вариантов термоконтейнеров с разными хладагентами для сумки-холодильника: это элементы, которые предназначены для транспортировки замороженного мяса, рыбы и курицы или охлажденных напитков, лекарственных средств или горячих обедов.

Контейнеры производятся плоской и прямоугольной формы, для создания большей поверхности конденсации холода. В зависимости от наполнителя, контейнер может быть пластиковым или из прочной полимерной пленки, которая принимает необходимую форму для максимального соприкосновения с заморозкой.

Контейнеры изготавливаются из пищевого полипропилена, который не впитывает запахи и безопасен при соприкосновении с холодными заморозками и горячими обедами.

Все хладагенты, даже при случайном попадании на перевозимые продукты, абсолютно безопасны для здоровья человека и обладают разной теплопроводностью, от показателей которой зависит, сколько времени держится температурный режим в сумке.

Виды аккумуляторов холода

Производители предлагают несколько видов хладоэлементов, которыми заполняются контейнеры изотермической сумки. Использование элементов зависит от размера сумки и перевозимых в ней объемов, необходимое время транспортировки и температуры, которая нужна для поддержания свежести.

  • Водно-солевые. Раствор способен поддерживать температурный диапазон от -20 до +5 градусов в течение двадцати часов. Заливается в пластиковые контейнеры с герметичной крышкой. Удобен тем, что наполнитель можно приготовить самостоятельно, но при случайном попадании раствора на заморозку может испортить ее, поэтому пластиковые контейнеры дополнительно упаковываются в герметичные пакетики.
  • Гель. Универсальный состав, который может использоваться как для охлажденных и замороженных продуктов, так и для транспортировки горячих блюд. Гелем наполняются прочные пакеты из полимерной пленки или нейлона, которые держат температуру от + 80 до – 5 градусов в течение суток. При попадании на продукты гелиевый наполнитель абсолютно безопасен. При необходимости поддержания горячего состояния, гелиевый хладагент нагревают в микроволновой печи, время нагрева и температуру производители указывают на контейнере.
  • Силикон. Наполнитель изготавливается из специальных полимеров с кремневыми кристаллами, которые способны поддерживать температурный диапазон от 0 до +2 градусов в течение шести суток. Такие хладагенты используются в долгих походах и профессиональными перевозчиками лекарственных средств для гарантированной сохранности и доставки.

Важно! Время поддержания продуктов при температуре, которая указана производителем, зависит от объема загрузки и частоты открывания сумки в период поездки.

Контейнеры изготавливаются объемом от 0,2 до 0,8 литров, в зависимости от вместительности сумки их можно комбинировать, использовать в неограниченном количестве.

Как пользоваться аккумулятором холода

Многие задумываются, глядя на небольшой пакетик, аккумулятор холода для термосумки как им пользоваться и как хранить, ведь мы не часто ездим в путешествия, в которых он нам необходим.

Принцип работы очень прост, а для подзарядки достаточно иметь морозильную камеру.

Правильное использование и хранение хладагентов:

  • Положите приспособление в морозильную камеру на 8-12 часов, полное замораживание и готовность к работе зависит от вида хладагента внутри контейнера.
  • Поместите в термосумку необходимые продукты для охлаждения и обложите аккумуляторами. Если объем продуктов небольшой и время поездки недолгое, то будет достаточно одного контейнера сверху. Но желательно чтобы их было несколько, тогда они будут взаимодействовать друг с другом и работать гораздо дольше.
  • После использования необходимо вымыть контейнер проточной водой, высушить и положить в морозильную камеру для зарядки и следующего использования. Сроки использования и зарядок контейнеров с хладагентами не ограничены, главное хранить их темном месте при низких температурах, морозилка вполне подходит.
Читайте также:  Холодильные установки для камер с цветами

Обратите внимание! Как пользоваться аккумулятором холода, когда он не нужен для использования по прямому назначению. Он поможет вашему холодильнику. Положите аккумулятор в морозильную камеру для хранения, он будет аккумулировать холод внутри и обеспечит более быструю заморозку продуктов. Аккумулятор будет отдавать холод при отключении электроэнергии и способен поддерживать стабильную температуру в течение 12 часов, сохранность продуктов гарантирована.

Как сделать аккумулятор холода своими руками

Если возникла необходимость в поездке, а термосумки с аккумуляторами нет, то можно сделать их своими руками. Возьмите обыкновенную сумку и обложите ее внутри куском тонкого утеплителя с отражающим слоем из лавсана или пищевой фольгой, а аккумулятор можно приготовить из подручных средств, которые есть дома.

Как приготовить аккумулятор холода своими руками:

  • В один литр подогретой воды добавьте 500 гр поваренной соли, перемешайте до полного растворения, залейте в пластиковую бутылку и заморозьте. Работать такой хладагент будет около 12 часов, и поддерживать температуру от -20 до 0 градусов.
  • На литр воды добавьте 200гр глауберовой соли и 10-15гр обойного клея, немного нагрейте до образования гелиевой субстанции и положите в морозилку на 8 часов. Такой состав способен поддерживать температуру -10 градусов около 20 часов.
  • Сварите не очень густой обычный клейстер из муки, крахмала или желатина, залейте в емкость и заморозьте. Или 40 гр обойного клея растворите в одном литре воды. Эти составы выдерживают 12 часов и поддерживают температуру около 0 градусов.
  • Самый простой способ сохранения продуктов при поездке до пикника – это заморозка бутылки водки или спирта, растворенного в воде. Водка замерзает в морозильной камере около 12 часов, держит температуру -2- 0 градусов в течение 8 часов. Также она будет полезна на природе.

Составы хладагента можно залить в пластиковую бутылку, пакет из-под сока или резиновую грелку, главное, чтобы они герметично закрывались.

При транспортировке на емкостях образуется конденсат, поэтому лучше обернуть их мягким махровым полотенцем и завернуть в пакет, так они будут дольше отдавать холод, а жидкость не будет скапливаться на дне сумки.

Выбор и использование альтернативных аккумуляторов холода

Выбор зависит от частоты использования, длительности поездок, объема термосумки и перевозимых продуктов. Если необходимо довезти заморозку до дачи или места отдыха, можно обойтись самодельной сумкой и аккумулятором. Использовать хладагент, сделанный своими руками можно неограниченное количество раз, главное хранить его в морозилке после использования.

Аккумуляторы холода заводского производства более удобны и компактнее самодельных аналогов. Если ваши путешествия носят регулярный характер, то лучше приобрести сумку с комплектом контейнеров хладагентов. Производители рассчитывают количество необходимых аккумуляторов холода на объем изотермической сумки.

Главное, не перегружайте термосумку, продукты должны находиться на небольшом расстоянии друг от друга, чтобы аккумулятор мог поместиться между упаковками и не используйте контейнеры с механическими повреждениями.

Изотермической сумкой с аккумуляторами холода, при аккуратном обращении, вы будете пользоваться долгое время, она обеспечит вас прохладными напитками и свежими продуктами в самый жаркий летний день.

ВИДЕО: 5 простых аккумуляторов холода своими руками.

источник

Что такое аккумуляторы холода и для чего они нужны

Аккумуляторы холода – это охлаждающие элементы, способные поддерживать низкую (теплую) температуру в специальной сумке или емкости. Незаменимы такие источники в походах и при перевозке лекарственных средств, вакцин, требующих соблюдения температурного режима.

Накопитель холода представляет собой пластмассовую герметичную емкость, внутри которой находится специальное вещество. В качестве наполнителя могут быть:

  1. гель;
  2. соленая вода;
  3. силиконосодержащий состав.

При выборе устройства, нужно ориентироваться на размер сумки, которую предполагается использовать для хранения охлажденных или замороженных продуктов, и учитывать особенности конкретного вида наполнителя.

Самым важным элементом в накопителях считается «начинка», так как именно от ее свойств зависит, останутся продукты свежими или нет. В магазинах продаются несколько разновидностей аккумуляторов холода: одни из них рекомендовано использовать для горячих продуктов, другие для холодных и третьи для замороженных.

Свойства источников холода

Для производства рассматриваемых накопителей используются только безопасные полимерные материалы, не угрожающие здоровью человека. Объем емкости магазинных устройств составляет в основном от 0,25 до 0,8 л.

Применение пленочной поверхности позволяет придать еще не замерзшим источникам нужную форму. Кроме того, перепады температур не оказывают на них отрицательного воздействия.

Наружная часть гелевых устройств изготавливается из пленки, а в качестве наполнителя используется одноименное вещество, обладающее высокой теплопроводностью.

Читайте также:  Учеба машинист холодильных установок

Использование гелевых источников холода позволяет создавать область низких температур (внутри емкости, сумки), а также поддерживать определенную температуру продуктов, благодаря чему они могут дольше оставаться теплыми.

Карбоксиметилцеллюлоза, представляющая собой гелеобразующее вещество, в случае повреждения пленки и случайного попадания на продукты или лекарства не портит их и не оказывает негативного влияния на организм человека.

Солевые накопители отличаются способностью удерживать температуру в пределах от -20 до +8 градусов. Однако для длительного хранения они не подходят, так как их заряда хватает только на сутки. Наружная часть — твердая, делается из пластика. Внутри контейнера находится водный раствор соли.

При выборе водно-солевых устройств нужно помнить о том, что герметичность пластикового контейнера может нарушиться, а жидкость вытечь в сумку и тем самым испортить продукты.

Силиконовый аккумулятор холода обладает рядом преимуществ: материал, используемый для его изготовления, достаточно прочный, а в состав наполнителя входят полимеры, содержащие кремниевые кристаллы. Температура в сумке при использовании накопителей данного вида достаточно продолжительное время (до 160 часов) держится в пределах от 0 до 2 градусов.

Если намечается длительная поездка, а также перевозка скоропортящихся продуктов и лекарств, хранение которых возможно только при определенных значениях температуры, предпочтение следует отдавать более надежным источникам. При необходимости в одну сумку можно укладывать несколько накопителей.

Как пользоваться аккумуляторами холода

Принцип работы рассматриваемых устройств одинаков для всех видов аккумуляторов. Прежде, чем использовать, их нужно «подзарядить». С этой целью элемент следует поместить в морозильную камеру и оставить там примерно на 8 часов (до полной заморозки).

Если гелевый источник предполагается использовать в качестве обогревателя, его сначала нужно «зарядить» теплом в микроволновой печи.

Длительное хранение аккумулятора при низких температурах не приводит к его повреждению. Наоборот, пока рассматриваемый элемент не используется, его лучше держать в морозильной камере холодильника. Постоянная температура, а также не такая частая подзарядка позволяют продлить эксплуатационный срок элемента.

После того, как запас холода израсходован, устройство нужно тщательно промыть водой, высушить и положить в морозильник. Желательно данную процедуру проводить после каждого использования, так как поверхность аккумулятора из-за образующегося конденсата загрязняется, а вследствие близкого расположения с продуктами может пропитаться различными запахами.

Альтернатива заводским аккумуляторам

Накопители холода, сделанные своими руками, конечно же уступают по своим свойствам заводским устройствам. Но, если планируемая поездка не займет много времени, они могут вполне пригодиться.

Самой простой вариант источника холода в домашних условиях – замерзшая вода в бутылке (подойдет как пластиковая, так и стеклянная). У данного вида аккумулятора есть большой недостаток: лед быстро тает, вследствие чего низкая температура в изотермической сумке держится не долго. Лучших показателей домашнего изобретения можно добиться, если в воду добавить соль или спирт.

Итак, подручные материалы, необходимые для изготовления накопителя холода:

  1. пластиковая бутылка;
  2. вода;
  3. соль или спирт.

Примерное соотношение последних двух – 10:3 (например, 100 гр. воды и 30 гр. соли). Температура замерзания такой жидкости составляет около -20 градусов. Если она долго не замерзает, нужно слить немного раствора и добавить чистой воды.

Теплопроводность концентрированного водного раствора соли примерно равна 236 кДж/кг. Данное значение не является предельным: его можно увеличить, температура замерзания состава при этом понизиться.

Если к раствору соли добавить обойный клей или желатин (консистенция раствора должна быть похожа на гель), полученный аккумулятор будет медленнее таять по сравнению с предыдущими вариантами устройств. Самодельные аккумуляторы для большей эффективности нужно укладывать на дно сумки и поверх ее содержимого. В случае необходимости можно дополнительно размести их между продуктами.

Состав наполнителей в заводских аккумуляторах определяется по специальным формулам. Поэтому параметры таких устройств значительно отличается от домашнего изобретения. Однако аккумуляторы, сделанные своими руками, могут быть полезны в случаях, когда заводского устройства нет, а нужно ехать и вести продукты или лекарства.

Где можно использовать аккумулятор холода

Существуют также источники холода, используемые в качестве подносов. Продукты и напитки, находящиеся на них, либо охлаждаются, либо дольше остаются теплыми.

Накопители холода незаменимы и в случае отключения электричества. Находящиеся в морозильной камере или холодильнике элементы отдают накопленный холод, тем самым тормозя процесс размораживания на одни сутки.

Аккумуляторы холода в морозильнике нужны не только при аварийных случаях, но и в обычные дни. Их наличие приводит к увеличению степени заморозки продуктов, помещенных в камеру.

Выбирая охлаждающий элемент, сначала нужно ответить на вопросы, для каких целей он будет использоваться, и какая продолжительность работы устройства необходима. Только после этого будет понятно, нужен ли заводской (гелевый, силиконовый, водно-солевой) или самодельный охлаждающий элемент.

источник

Оцените статью
Авторевью
Добавить комментарий

Adblock
detector