Автоматизация торгового холодильного оборудования

Автоматизация работы холодильных установок является одним из главных условий повышения производительности труда, эффективности использования оборудования и сокращения эксплуатационных расходов.

При автоматическом регулировании работы холодильной установки функции обслуживающего персонала сводятся к периодическому осмотру и мелкому ремонту машин, проверке и настройке приборов автоматики при изменении температурного режима.

В малых машинах холодопроизводительность изменяют путем сокращения времени работы компрессора периодическим пуском и остановом его. Пуск компрессора производят в том случае, когда температура в камере превышает верхний допустимый предел. Компрессор работает до тех пор, пока температура в камере не понизится до заданной. Такая работа компрессора называется цикличной. Слагается она из двух периодов — рабочего и нерабочего. Время рабочего и нерабочего периодов компрессора называется циклом.

Автоматическое управление холодильными установками осуществляется специальными приборами, которые регулируют поступление необходимого количества холодильного агента или теплоносителя в батареи охлаждаемых камер, пуск и остановка компрессора, а также отключают холодильную установку при авариях. Приборы автоматики подразделяются на приборы регулирования и защиты. Регулирование температуры в установках с одним объектом охлаждения осуществляется двухпозиционньгм способом, т.е. пуск и остановка компрессора. Для этого используют двухпозиционные реле, реагирующие на температуру в охлаждаемом объекте, на давление в испарителе.

Терморегулирующий вентиль (ТРВ) — это автоматический прибор, который регулирует заполнение испарителя жидким хладоном. При повышении температуры, что является признаком недостаточного заполнения испарителя, клапан вентиля автоматически открывается, увеличивая подачу жидкого хладона в испаритель. Другой важной функцией ТРВ является дросселирование (расширение жидкости при истечении через узкие отверстия) жидкого хладона.

Автоматические выключатели служат для включения (выключения) холодильной машины вручную и автоматического ее выключения при перегрузках в электрической сети. Реле температуры следит за изменением температуры в охлаждаемой среде. При понижении температуры до нижнего заданного предела реле автоматически выключает холодильную машину, а при повышении температуры во время отключения машины до верхнего предела — включают ее. Термометр снабжен шкалой со стрелкой для визуального наблюдения изменений температуры.

К приборам автоматического управления процессом оттаивания снеговой шубы с испарителей относятся электронные устройства УЭ-1, УЭ-2.

ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЕ ХОЛОДОСНАБЖЕНИЕ

При работе холодильных агрегатов, установленных в торговом холодильном оборудовании, теплота, отводимая конденсаторами, выделяется непосредственно в торговый зал. Поэтому, особенно в летнее время, в магазине необходимо конди ционирование воздуха или мощная приточно-вытяжная вентиляция. Вместо множества персональных холодильных агрегатов для каждой единицы холодильного оборудования в специальном помещении могут устанавливаться 2-3 холодильных агрегата большой холодопроизводительности, рассчитанных на группу холодильного оборудования с одной температурой воздуха в охлаждаемом объеме. Такая схема холодоснбжения предполагает наличие группового конденсатора, который может быть вынесен за пределы этого помещения, например на крышу здания. Схема холодоснабжения представлена на рис. 25.

Представленная схема, несмотря на бесспорные достоинства в снижении уровня шума и тепловыделений, создает свои проблемы, которые являются не только чисто техничческими, но связаны с температурным режимом работы холодильной машины.

Крыша

Рис. 25. Система централизованного холодоснабжения

1 — компрессор, 2 — ресивер, 3 — воздухоохладитель 4 — многосекционный конденсатор, 5 — регулятор давления 6— маслоотделитель

Чем ниже температура воздуха, омывающего конденсатор (температура воздуха на улице), тем ниже температура конденсации (t_к2 < t_к1 ) рис.26.

и соответственно меньше давление конденсации отличается от давления кипения, При температуре воздуха, омываюшего конденсатор (обычно при температуре ниже t_b ,а тем более при той, что равна или ниже температуры кипения холодильного агента в испарителе торгового холодильного оборудования), холодильное оборудование не работает. Поэтому при установке конденсатора на открытом воздухе, когда используется система централизованного холодоснабжения, приходится обеспечивать давления конденсации. Оно обеспечивается посредством автоматического отключения части поверхности конденсатора и перепуском паров из компрессора непосредственно в ресивер, минуя конденсатор.

При высокой температуре воздуха, омывающего конденсатор движение холодильного агента переключает на стандартный режим работы холодильной машины с использованием всей площади теплообмена и включением вентиляторов конденсатора

УТИЛИЗАЦИЯ ТЕПЛОТЫ, ОТВОДИМОЙ ВОЗДУШНЫМИ КОНДЕНСАТОРАМИ

В системах централизованого холодоснабжения с конденсато рами, установленными на открытом воздухе, теплота, выделяемая при работе холодильной машины, бесполезно рассеивается в воздухе. Поэтому естественно стремление использовать эту теряемую энергию.

Впервые схемы утилизации теплоты были разработаны европейскими фирмами, так как в Европе установились более высокие цены за электроэнергию, чем в США. Холодильное оборудование итальянской фирмы Costan применяется для отопления торгового зала магазинов типа <универсам>. Такие системы позволяют сократить общее энергопотребление в магазине на 20—30%. Основная цель — максимально использовать количество теплоты, выделяемой машиной в окружающую среду. Теплота может передаваться в торговый зал непосредственно потоком теплого воздуха от конденсатора или использоваться для получения теплой воды, пригодной для технических нужд (рис. 27).

Обязательным условием подачи теплого воздуха в торговый зал является необходимость установки фильтров и дополнительных вентиляторов, что приводит к росту приведенных затрат. Учитывая это, предпочтение отдается более сложным системам, несмотря на то, что их реализация усложняет эксплуатацию. Количества теплоты, выделяемой холодильными машинами, работающими в системе централизованного холодоснабжения, достаточно для создания комфортных условий в магазине в течение всего отопительного сезона. При выбранной схеме подогрева воды обеспечивается ее нагрев в течение короткого времени, например в течение ночи до 50°С. Холодильный агент после сжатия в компрессоре (1) (см. рис.27) имеет температуру 60—70°С и нагревает воду в аккумуляторе (2).

Рис. 27. Принципиальная схема использования тепла работы холодильной машины:

1 — компрессор; 2 — аккумулятор-теплообменник; З — конденсатор централизованного холодоснабжения; 4 — ресивер

Опыт эксплуатации систем утилизации теплоты за рубежом показывает, что первоначальные капитальные вложения на такую систему в крупных магазинах окупаются за пять лет.

КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА

Кондиционирование воздуха — это комплекс процессов, направленных на получение воздуха с заданными параметрами (температура, влажность, чистота, состав и т.д.). Кондиционирование воздуха делится на технологическое и комфортное. Его применение соответственно диктуется либо технологическими условиями производства, либо санитарно-гигиеническими нормами и требованиями заказчика, Для предприятий торговли более характерно применение комфортного кондиционирования в целях создания оптимальных условий для клиентов (покупателей) и персонала, однако используется и технологическое кондиционирование (например, для поддержания температуры в помещениях, где работают серверы и компьютеры, на складах фотопринадлежностей, мехов, вин и других дорогостоящих товаров, требующих стабилизированной температуры).

По режиму работы кондиционеры можно разделить на две большие группы: работающие только в режиме ехолод> и работающие в режиме ехолод теп:зо>. В режиме летнего комфортного охлаждения температура воздуха в помещениях поддерживается в диапазоне 18—22°С (в специальных случаях технологического кондиционирования до +12°С), а в режиме зимнего комфортного нагрева 22—27°С. Кондиционеры работают либо полностью на рециркуляционном воздухе, либо на смеси наружного воздуха с рециркуляционным. Они могут быть центральными (холодоснабжение нескольких десятков воздухоохладительных единиц от одного компрессорно-конденсаторного агрегата) и автономными. На небольших и средних торговых предприятиях в основном применяют децентрализованное кондиционирование.

Различают следующие конструкции автономных кондиционеров. Моноблочные кондиционеры (выполненные в едином корпусе) делятся на оконные и мобильные. Оконные кондиционеры устанавливаются в проемах окон или стен (максимальная толщина стен 240 мм). Характерные особенности — полная заводская готовность, низкая стоимость, некоторые неудобства, связанные с заранее предопределенными условиями размещения. Корпус оконного кондиционера (рис. 28) условно делится на две части: компрессорно-конденсаторную, находящуюся снаружи, и воздухоохладительную — внутри помещения. диапазон холодильных мощностей таких кондиционеров 1,8—5 кВт.

Рис. 28. Принципиальная схема оконного кондиционера:

1 — вентилятор двойного действия: 2 — жалюзи конденсатора 3 — заслонка подачи наружного воздуха: 4 — оконный блок: 5— жалюзи воздухоохладителя 6 — испаритель 7 — фильтр очистки воздуха: 8 — пульт управления: 9 — капиллярная трубка; 10 — фильтр-осушитель хладагента; 11 — конденсатор 12 — компрессор

Мобильные кондиционеры предназначены для охлаждения или нагрева помещений небольших объемов и могут перемещаться потребителем из одного помещения в другое. Теплота конденсации отводится за пределы помещения с помощью гибкого воздуховода, присоединяемого к специальным отверстиям в стенках или окнах. Такие кондиционеры могут применяться при передвижной торговле и в небольших временных павильонах. Их холодильная мощность 1,5—2 кВт.

Сплит -кондиционеры состоят из двух или более отдельных блоков: одного наружного и одного или нескольких внутренних. По исполнению внутреннего блока они делятся на напольньюе, настенные, потолочные, канальные и кассетные (последние две модификации предназначены для расположения за подвесным потолком). Отличительные черты сплит-системы, принципиальная схема размещения которой показана на рис. 29: рабоа только на рециркуляции;

Рис. 29. Принципиальная схема размещения мультисплитсистемы для кондиционирования двух помещений:

1, 2 — кондиционируемые помещения: 3 — наружный блок: 4 — потолочный внутренний блок: 5 — трубопроводы хладагента 6 — настенный внутренний блок: 7 — слив конденсата 8 — потолок помещения

необходимость специализированного монтажа; гибкость в выборе места установки; более широкий диапазон мощностей по охлаждению и нагреву воздуха (до 20 кВт и более). Типичный кондиционер имеет современный дизайн, работает с уровнем шума в пределах 50 дБ и выполняет следующие функции.

1. Охлаждает и осушает воздух в помещении летом и нагревает его зимой, причем в большинстве моделей для нагрева используется режим работы теплового насоса, что обусловливает трехкратную экономию энергии по сравнению с электрообогревом.

2. С помощью нескольких быстросъемных специальных фильтров постоянно очищает воздух от пыли, табачного дыма, запахов и др.

3. Позволяет выбирать различные режимы эксплуатации: дистанционное и ручное управление, несколько скоростей вращения вентилятора, автоматическое циклическое изменение направления подачи воздуха, ночной режим работы, возможность программирования на 24 ч и некоторые другие функции.

4. Наружный блок кондиционера приспособлен к работе в осеннезимний период: имеет систему автоматического оттаивания, нагреватель картера компрессора и регулятор давления конденсации; в качестве мер защиты предусмотрены задержка включения компрессора при перезапуске и монитор напряжения. Рабочим телом является аммиак или альтернативные хладагенты. В качестве элементов холодильной машины обычно используются малошумные компрессоры ротационного или спирального типа, капиллярная трубка или дроссельная шайба и теплообменники из медных труб с пластинчатым оребрением из фольги.