Реферат Системы для получения ледяной воды: критерии выбора
Реферат Системы для получения ледяной воды: критерии выбора
Одним из критериев выбора системы для получения ледяной воды на основе льдоаккумуляторов для предприятий молочной промышленности является характер тепловой нагрузки, получаемой в зависимости от особенностей технологического процесса переработки молока и специфики логистических решений по доставке сырья и отгрузке готовой продукции. Пиковые тепловые нагрузки предприятия получают в течение 4-6 часов, в редких случаях - 9 - 10 часов, в остальной период времени тепловые нагрузки, как правило, в несколько раз ниже пиковых значений. Существующие на сегодняшний день на многих предприятиях системы автоматизации производства оставляют для системы получения ледяной воды в самом лучшем случае уведомительный порядок о начале того или иного технологического процесса с использованием ледяной воды. В этих условиях основным показателем для запуска холодильной машины является термопара, установленная на обратной линии ледяной воды, и только по этим показаниям дается команда на запуск холодильной машины.
При проектировании системы получения ледяной воды на основе чиллеров (установок, работающих на номинальном режиме) возникает необходимость установки холодильной системы, по мощности соответствующей пиковой нагрузке. Это, в свою очередь, ведет к достаточно капиталоемким инвестициям, а используется это мощное оборудование в течение суток очень непродолжительное время. Применяемые в этих системах баки - аккумуляторы ледяной воды не позволяют работать при низких уровнях тепловой нагрузки без запуска холодильной машины, поскольку аккумулирующая способность воды ничтожно мала. Кроме того, существует непродолжительный период времени в период запуска холодильной машины (10 - 20 минут), когда получение максимальной мощности затруднительно и, как следствие, невозможно снятие пиковой нагрузки. Применение а качестве промежуточного хладоносителя растворов хлорида натрия и хлорида кальция или пропиkенгликоля несколько улучшает ситуацию. Однако при этом получение ледяной воды температурой ниже плюс 2,5 - 3 °С при безаварийной работе холодильной системы невозможно из-за опасности размораживания теплообменной установки, где промежуточный хладоноситель охлаждает ледяную воду.
Высокая температура ледяной воды, сложность получения полной мощности холодильной системы в период запуска, большое энергопотребление холодильных систем, непродолжительный период использования на полную мощность имеют кроме высокой стоимости базовых капиталовложений на постройку системы получения ледяной воды и очень высокие эксплуатационные расходы. Применяемые в настоящее время в промышленности двухставочные тарифы за потребленную электроэнергию и за подведенную мощность существенно снижают показатели окупаемости капиталовложений и отрицательно влияют на структурусебестоимости выпускаемой продукции. Оплата за подведенную мощность сравнима с расходами на заработную плату обслуживающего персонала.
Какие же технические решения позволяют гарантированно получать ледяную воду с температурой около плюс 1 °С? Одним из наиболее удачных решений является применение льдоак-кумуляторов. (Общее описание цикла работы систем на основе льдоаккуму-ляторов содержится в N81 за 2008 год.) Льдоаккумуляторы, как и любая техническая система, имеют ряд основных Технических характеристик
• Площадь поверхности испарителя.
• Аккумулирующая способность.
• Максимальный объем накопленного льда.
Отношение максимальной пиковой нагрузки к площади поверхности испарителя служит одним из косвенных показателей, характеризующих правильность подбора льдоаккумулятора.
Основой льдоаккумулятора является петельчатый испаритель - аккумулятор, погруженный в бак с водой, на поверхности которого намерзает лед. Равномерное намораживание льда по всей длине испарителя возможно только при применении затопленной системы циркуляции хладагента. Холодильные системы с затопленной схемой, где температура кипения хладоносителя минус 3 °С, по сравнению с другими холодильными системами, где кипение - минус 10 °С, экономят до 40 % электроэнергии. Выбор системы циркуляции хладагента - насосной или циркуляционной - зависит от особенностей холодильной системы, ее размеров и конфигурации размещения оборудования,
Одним из немногих недостатков систем получения ледяной воды на основе льдоаккумупяторов являются габариты бака аккумулятора, в котором помещен петельчатый испаритель. Далеко не все компании, производящие льдоаккумуляторы, могут позволить себе иметь широкий модельный ряд испарителей, который позволяет максимально использовать весь объем помещения, предназначенного для установки бака аккумулятора. В большинстве случаев бак поставляется к месту монтажа в виде отдельных частей и элементов, сборка которых происходит непосредственно на месте монтажа. Материал бака - конструкционная сталь с покрытием специальной краской, разрешенной к контакту с питьевой водой, в ряде случаев применяют нержавеющие стали.
Однако недостаток в виде большой площади размещения оборудования перевешивает неоспоримые преимущества.
ПРЕИМУЩЕСТВА:
• При правильном подборе льдоаккумулятора гарантировано получение ледяной воды температурой от 0 до плюс 1 ºС.
• Невозможность размораживания системы, поскольку намораживание льда происходит снаружи петельчатого испарителя, погруженного в бак, а толщина льда регулируется специальным датчиком толщины льда.
• При применении затопленной схемы циркуляции хладагента достигается низкое энергопотребление и получают минимально возможные подводимые электрические мощности.
• Возможность аккумуляции льда в ночные часы, когда тепловая нагрузка падает и стоимость электроэнергии существенно ниже, чем в дневные часы.
• Простота конструкции, небольшое количество элементов, входящих В Состав системы, и, как следствие, высокая надежность системы в целом.
• Более низкая стоимость холодильной системы из-за возможности применения менее мощных холодильных машин, так как льдоаккумуляторы обеспечивают снятие тепловой нагрузки в момент недостатка мощности за счет таяния льда, накопленного в периоды малых тепловых нагрузок.
Одним из самых важных моментов на стадии проектирования системы получения ледяной воды является составление технического задания на проектирование. Обычно оно представляется в виде графика тепловых нагрузок или карты технологических процессов с использованием охлаждения ледяной водой. Грамотно составленная карта технологических процессов позволит начать экономить деньги еще на стадии подготовки проекта Совместная работа специалистов холодильных компаний и технологов молочного предприятия позволяет разнести наиболее энергоемкие процессы более равномерно в течение суток и тем самым снизить пиковые тепловые нагрузки. Такой подход позволяет превращать язык технических расчетов в реальную финансовую экономию. Это особенно важно, когда на рынке идет жесткая конкурентная борьба за каждую копейку в структуре себестоимости конечного продукта Весомым вкладом в эту копилку может стать грамотный инженерный расчет системы холодоснабжения предприятия.
