К низкотемпературным холодильным агрегатам относятся аппараты, вырабатывающие холод до -60 °С. Добиться таких низких температур за один цикл можно только с высокими затратами электроэнергии, применением крупных теплообменных агрегатов, компрессоров.
Самым технически и экономически выгодным методом охлаждения считаются каскадные холодильные машины.
Состав каскадных агрегатов
Чтобы уменьшить разницу между параметрами нагнетания и всасывания, обезопасить работу компрессора, сохранить высокий КПД, большой цикл разделяют на два меньших. При необходимости охладить объект до -120 °С циклов может быть три и более.
Принцип работы каскадов заключается в передаче теплоты от охлаждаемого объема через промежуточный теплоноситель. Каждый каскад по сути является холодильной машиной, в состав которой входят компрессор, конденсатор, испаритель, терморегулирующий вентиль.
Два цикла охлаждения объединяются теплообменником, который в верхнем контуре служит испарителем, в нижнем — конденсатором. Тепло от охлаждаемого объекта отводится нижним циклом, переносится в конденсатор/испаритель, где передается в верхний. Затем отводится во внешнюю среду.
Хладагенты в отдельных контурах циркулируют разные, отличные по теплофизическим характеристикам:
- для нижних выбирают рабочие вещества с низкими температурами кипения, например, R22, пропан;
- в верхних работают R404A, углекислый газ, аммиак.
Для каскадных холодильных установок с тремя и более циклами в качестве промежуточного хладоносителя применяют R11, спирты.
Преимущества каскадных холодильных установок
Использование каскадных холодильных агрегатов имеет несколько достоинств:
- Большой диапазон температур. При постепенном ступенчатом охлаждении, чтобы достичь значительных минусовых температур, требуется затратить меньше внешней работы.
- Небольшие размеры оборудования. Маленькая разница между показателями нагнетания и всасывания позволяет использовать простые одноступенчатые компрессоры, компактные теплообменники. Все элементы легко и удобно размещаются на раме.
- Высокая холодопроизводительность с возможностью плавного регулирования.
- Энергоэффективность. Меньшая разница параметров холодильной машины, небольшие габариты аппаратов приводят к снижению потерь в цикле. При одних и тех же затратах энергии вырабатывается большее количество холода.
- Сравнительно низкая цена самого агрегата и его монтажа получается за счет типовых элементов холодильной установки.
- Эксплуатация обходится дешевле аналогов из-за простоты обслуживания, ремонта или замены серийных деталей.
- Низкий уровень шума.
Область применения низкотемпературного оборудования
Каскадные холодильные установки используются на предприятиях для разных целей. Например, для:
- шоковой заморозки, сублимационной сушки или долгосрочного хранения мяса, рыбы, мороженого и прочих продуктов на пищевом производстве;
- закаливания металлов в металлургии;
- конструирования криогенной техники;
- хранения химических веществ, при технологических процессах в фармацевтике, нефтяной и биохимической промышленности;
- создания в лабораторных условиях экстремальной среды, чтобы проверить работоспособность авиационной, оборонной, автомобильной техники, электроники.
В супермаркетах замороженные товары выставляют в зал в низкотемпературных холодильных камерах, ларях, шкафах, витринах, где постоянно поддерживается температура ниже -18 °С.
Медицинские организации, лаборатории для хранения образцов крови, тканей, бактерий, вирусов и других материалов нуждаются в низкотемпературных морозильных камерах, в которых поддерживается -152…-86 °С.
Разновидности низкотемпературных установок
Низкотемпературные агрегаты могут быть классифицированы по температурному режиму:
- Для понижения температуры до -45 °С применяются одноступенчатые холодильные машины с аммиаком или фреоном в качестве рабочего тела.
- Для достижения температуры в диапазоне -70…-45 °С используют две ступени охлаждения.
- Холод ниже -70 °С вырабатывают каскадные холодильные установки с двумя независимыми циклами.
Каскадные холодильные агрегаты имеют более простую конструкцию и считаются выгоднее и удобнее, чем многоступенчатые с теми же характеристиками.
Компания OMEX является производителем холодильного оборудования для промышленных, торговых, сельскохозяйственных, предприятий, складов и распределительных центров. Наши инженеры занимаются проектированием систем холодоснабжения, проектированием холодильных агрегатов, холодильных камер, и включением их в уже работающие системы.
Чтобы получить консультацию, узнать цены на холодильные установки позвоните по номеру телефона в Москве +7 (495) 009-02-42 или заполните форму обратной связи на сайте.
Узнать стоимость Заказать звонок
