6.3. Urządzenia chłodnicze

6.3.1. Rodzaje urządzeń chłodniczych

Urządzenia chłodnicze są to odpowiednio rozmieszczone apa­raty i maszyny chłodnicze wraz z przynależnym osprzętem i przy­rządami, połączone ze sobą przewodami. Jeżeli urządzenie chłod­nicze stanowi zespół aparatów i maszyn, połączonych ze sobą w wytwórni, to nazywa się je chłodziarką.

W zależności od sposobu odbierania ciepła od komory chłod­niczej przez parownik rozróżnia się urządzenia chłodnicze z chło­dzeniem: bezpośrednim lub pośrednim.

6.3.2. Urządzenia chłodnicze z chłodzeniem bezpośrednim

Schemat amoniakalnego urządzenia chłodniczego z chłodze­niem bezpośrednim przedstawiono na rys. 6-19. Powstały w skra­placzu ciekły amoniak po zdławieniu w zaworze dławiącym prze­pływa przez osuszacz do parownika rurowego znajdującego się w komorze chłodniczej. W parowniku amoniak paruje pobierając ciepło bezpośrednio od środowiska. Wytworzona para przecho­dzi przez osuszacz, skąd po wytrąceniu cząsteczek cieczy jest zasysana sprężarką. Sprężarka spręża amoniak do ciśnienia skra­plania i przetłacza go przez skraplacz, skąd przepływa on z po­wrotem do parownika i w ten sposób odbywa się chłodzenie. Oprócz podstawowych aparatów (sprężarka, skraplacz, parownik, zawór dławiący) przedstawione na schemacie urządzenie chłodni­cze jest wyposażone w aparaty pomocnicze (odolejacz, osuszacz, filtr), spełniające zadania omówione w punkcie 6.2.3.

W urządzeniu chłodniczym cyrkuluje przez cały czas ten sam amoniak. Urządzenie napełnia się amoniakiem przez przyłącze­nie butli do specjalnego zaworu umieszczonego za zaworem dła­wiącym. Jeżeli urządzenie chłodnicze obsługuje kilka komór chłodniczych, to zawory dławiące rozmieszcza się zazwyczaj na jednym wspólnym rozdzielaczu. Na rozdzielaczu umieszcza się również zawór do napełniania urządzenia amoniakiem.

Rys. 6-19. Schemat amoniakalnego urządzenia chłodniczego z chłodzeniem bezpośrednim

1 - silnik elektryczny, 2 - sprężarka, 3 - odolejacz, 4 - skraplacz, 5 - zawór dławiący, 6 - osuszacz, 7 - parownik, 8 - komora chłodnicza, 9 - łapacz odmulin, 10 - zawór do odpowietrzania urządzenia, 11 - zawór do napełniania urządze­nia amoniakiem, 12 - manometr, 13 - zawór odcinający, 14 - zawór bezpie­czeństwa

6.3.3. Urządzenia chłodnicze z chłodzeniem pośrednim

W razie pośredniego sposobu chłodzenia przez znajdujące się w komorach chłodniczych baterie ochładzające przepływa nie czynnik chłodniczy, lecz chłodziwo, które pośredniczy w wymia­nie ciepła między powietrzem komory chłodniczej lub przed­miotem chłodzonym a czynnikiem chłodniczym. Chłodziwo od­biera ciepło komorze chłodniczej (przedmiotowi ochładzanemu) i przekazuje je czynnikowi chłodniczemu. Chłodziwa powinny odznaczać się niższą temperaturą zamarzania niż wymagana tem­peratura chłodzenia. Do najczęściej stosowanych w technice chłod­niczej chłodziw (solanek) zalicza się: roztwory chlorku wapnio­wego (CaCl₂), chlorku sodowego (NaCl) i chlorku magnezowego (MgCl₂). Wśród wymienionych solanek chlorek magnezowy ma najniższą temperaturę zamarzania i z tego względu umożliwia uzyskanie najniższej temperatury chłodzenia. Stosuje się go zwłaszcza w wytwornicach lodu sztucznego. Roztwór chlorku so­dowego (tj. soli kuchennej) służy do bezpośredniego chłodzenia artykułów spożywczych przez zanurzenie ich w solance. Schemat urządzenia chłodniczego z chłodzeniem pośrednim przedsta­wiono na rys. 6-20.

Rys. 6-20. Schemat amoniakalnego urządzenia chłodniczego z chłodzeniem pośrednim

1 - silnik elektryczny, 2 - sprężarka, 3 - odolejacz, 4 - skraplacz, 5 - zawór dławiący, 6 - parownik, 7 - pompa cyrkulacyjna do solanki. 8 - bateria ochładzająca, 9 - komora chłodnicza, 10 - naczynie wzbiorcze, 11 - łapacz odmulin, 12 - ­zawór do napełniania urządzenia amoniakiem, 13 - zawór odcinający, 14 - zawór do odpowietrzania urządzenia, 15 - przewód ssawny amoniaku, 16 - manometr, 17 - zawór bezpieczeństwa

Zasady działania podstawowych elementów urządzenia chłod­niczego - sprężarki, skraplacza, zaworu dławiącego i parow­nika - pozostają bez zmian.

W tym sposobie chłodzenia przez baterie ochładzające prze­pływa nie czynnik chłodniczy, lecz solanka uprzednio ochłodzona w parowniku. Przepływ solanki przez baterię do parownika jest możliwy dzięki pompie cyrkulacyjnej.

Schemat podłączenia baterii ochładzających do przewodów wraz z parownikiem płaszczowo-rurowym i pompą cyrkulacyj­ną solanki przedstawiono na rys. 6-21

Rys. 6-21. Schemat urządzenia chłodniczego z parownikiem płaszczowo-ru­rowym typu zamkniętego

1, 2, 3, 4 - komory chłodnicze, 5 - baterie ochładzające, 6 - zawór odcinający, 7 - naczynie wzbiorcze, 8 - zawór odpowietrzający, 9 - filtr, 10 - pompa cyrkulacyjna solanki, 11 - poziomy parownik płaszczowo-rurowy, 12 - parowy czynnik chłodniczy

Baterie ochładzające 5 oraz rurociągi solanki są całkowicie zalane. Do najwyższego punktu instalacji podłączono naczynie wzbiorcze otwarte, stanowiące pewną rezerwę pojemności w razie zmiany objętości solanki wskutek zmiany jej temperatury. Ogrzana solanka prze­wodem powrotnym przepływa do króćca ssawnego pompy, skąd jest przetłaczana dalej do parownika. Z parownika ochładzana so­lanka jest rozprowadzana przewodami tłocznymi do poszczegól­nych baterii ochładzających. Solanka napływa do baterii od do­łu, wypływa od góry. W celu usunięcia powietrza z baterii ochła­dzających przy każdej z nich instaluje się zawór odpowietrza­jący.

Do zalet omówionego sposobu chłodzenia z zastosowaniem parownika typu zamkniętego (płaszczowo-rurowego) należą:

• dobre odpowietrzenie instalacji przez naczynie wzbiorcze,

• niewielka korozja metali,

• zmniejszenie zapotrzebowania energii elektrycznej na prze­tłoczenie solanki z parownika do baterii, gdyż w tym wypadku pompy pokonują tylko opory tarcia w przewodach i bateriach.

Poważną wadą tego sposobu chłodzenia jest możliwość za­marznięcia solanki w przewodach, czego jednak łatwo unika się dobierając odpowiednio jej skład i stężenie.

6.3.4. Urządzenia chłodnicze absorbcyjne

W punkcie 6.1.3 omówiono zasadę działania chłodziarki ab­sorbcyjnej. Z zasady działania każdego chłodniczego urządzenia absorbcyjnego wynika, że podstawową jego zaletą jest możli­wość wykorzystania tanich źródeł ciepła, np. pary odlotowej z turbin, wody gorącej, odlotowych gazów spalinowych, nisko­kalorycznych paliw. Tak więc urządzenia absorbcyjne znajdują zastosowanie przede wszystkim w tych gałęziach przemysłu, któ­re będąc odbiorcami zimna, jednocześnie dysponują tanimi źró­dłami ciepła. Przykładowy schemat urządzenia absorpcyjnego przedstawiono na rys. 6-22.

Rys. 6-22. Schemat amoniakalnego chłodniczego urządzenia absorpcyj­nego

1 - rektyfikator, 2 - deflegmator, 3 - skraplacz, 4 - zbiorniki amoniaku cie­kłego, 5 - przechładzacz, 6 - zawór dławiący, 7 - parownik, 8 - absorber, 9 - ­zawór dławiący, 10 - pompa, 11 - wymiennik ciepła, 12 - warnik

Każde urządzenie absorpcyjne, zależnie od sposobu wymiany ciepła, może pracować jako urządzenie z chłodzeniem bezpośrednim lub pośrednim. W praktyce ab­sorpcyjne urządzenia chłodnicze można budować o dowolnych wydajnościach. Szerokie zastosowanie znajdują chłodziarki o ma­łych wymiarach wykorzystywane zwłaszcza do przechowywania artykułów żywnościowych.

W przemyśle spożywczym lub na statkach do przechowywa­nia ryb stosuje się urządzenia o wydajności 116 - 174 kW, a w przemyśle chemicznym urządzenia o bardzo dużych wydajnoś­ciach.

Urządzenia absorpcyjne są proste w obsłudze, a ich elementy podstawowe nie mają szybko zużywających się części rucho­mych.

1

25

---