Характеристика приміщень і компоновка устаткування машинних відділень

Децентралізовані машинні відділення

Розвиток галузей технології холодильного машинобудування, компресоробудування та холодильної автоматики дозволив створити високонадійні холодильні машини, які можна експлуатувати без постійного обслуговуючого персоналу. Сучасні підприємства холодильного машинобудування різних країн, серед них і України, серійно виготовляють різноманітні комплектні, повністю автоматизовані моноблочні та двоблочні машини на температури випаровування 5...-40°С холодопродуктивністю 0,4...100кВт. До складу цих холодильних машин одноступеневого стиску входять поршневі або спіральні компресори, повітроохолодники з пластинчастим оребренням, повітряні або водяні конденсатори, допоміжні апарати та автоматичні прилади. Такі машини мають повну заводську готовність і, як правило, заповнені необхідною кількістю холодильного агенту.

Поява названих вище холодильних машин спричинила те, що на холодильних установках малої та середньої холодопродуктивності почали, замість традиційних компресорних цехів, створювати децентралізовані машинні відділення, які також мають назву децентралізовані системи холодозабезпечення. У таких випадках холодильна установка не має спеціальної будівлі, призначеної для розташування холодильного устаткування машинного відділення. Порівняно невеликі блочні холодильні машини розміщують безпосередньо біля охолоджуваних об'єктів (холодильних камер, технологічних апаратів тощо).

Останнім часом такі системи широко застосовують в усьому світі для холодозабезпечення підприємств харчової промисловості, торгівлі, громадського харчування, плодоовочесховищ, холодильників м'ясної та молочної промисловості місткістю до 500 тонн а іноді – до 2000 тонн.

При децентралізованому холодозабезпеченні кожна камера охолоджується окремою холодильною машиною. Проте для великих камер використовують 2...3 однотипні холодильні машини таким чином, що кожна з них охолоджує окрему зону камери (рис. 2.10).

 

 

Рис. 2.10. Камера холодильника, яка охолоджується вмонтованими у зовнішню стіну блочними холодильними машинами

Рис. 2.11. Холодильник з децентралізованим машинним відділенням, розташованим на антресолі:

1 - вентиляторна градирня; 2 - блочна холодильна машина;

3 - повітроохолодник; 4 - холодильна камера

Рис. 2.12. Холодильник з децентралізованим машинним відділенням, розташованим на покрівлі вантажної платформи:

1 - приміщення для машинного відділення; 2- зовнішня ізольованастіна холодильника; 3 - зовнішня стіна закритої вантажної платформи

Холодильне устаткування децентралізованих машинних відділень розміщують:

- у прибудовах до зовнішніх стін холодильних камер або технологічних приміщень;

- на відкритому повітрі, під навісом вздовж зовнішніх стін охолоджуваних приміщень;

- на антресолях понад вантажними коридорами та платформами одноповерхових холодильників (рис. 2.11);

- на даху над вантажними платформами холодильників (рис. 2.12);

- безпосередньо на даху охолоджуваних об'єктів (так звані «всепогодні агрегати»);

- безпосередньо у зовнішній стіні холодильної камери, як показано на рис. 2.10 (повітроохолодник розміщується всередині камери, решта частини моноблочної холодильної машини — зовні).

Останнім часом для децентралізованих машинних відділень виготовляють холодильні агрегатовані машини, які використовують R22 або нові озонобезпечні фреони та їх суміші. Проте з'явилися серійні автоматизовані машини з дозованим заправленням аміаку, наприклад, моноблочна аміачна холодильна машина ВJ-8 фірми «ЧКД-Хоцень», холодопродуктивністю 4...16кВт при температурі випаровування мінус 10°С. Ця машина, яка призначена для стаціонарних холодильних камер, не втрачає працездатності при температурі повітря, яке надходить у конденсатор до 40°С.

Для відведення теплоти конденсації агрегатованих холодильних машин використовують водяні або повітряні конденсатори. Деякі заводи-виробники, наприклад Мелітопольський «РЕФМА», комплектують виготовлені холодильні машини індивідуальними малогабаритними градирнями. Проте в малих холодильних машинах повітряні конденсатори успішно конкурують з водяними кожухотрубними. Відомі фірми «GRASSO», «YОRК», «Сореland», «Остров» виготовляють широку номенклатуру моноблочних та двоблочних фреонових холодильних машин та комплектують їх повітряними конденсаторами фірми Альфа Лаваль і LU-VЕ Соntardo (Італія).

Провідні фірми світу, які виготовляють блочні холодильні машини та агрегати з повітряними конденсаторами, обладнують їх системами підтримання оптимального тиску конденсації на базі електронних регуляторів швидкості обертання електродвигуна вентилятора конденсатора. Це забезпечує економію електроенергії та працездатність холодильних машин при низьких температурах зовнішнього повітря.

Переваги децентралізованих машинних відділень порівняно з компресорними цехами:

- відсутність спеціальних будівель під компресорні цехи;

- невелика довжина трубопроводів і, як наслідок, малі втрати при транспортуванні холоду;

- малий об’єм по холодильному агенту, особливо в холодильних машин з дозованим його заправленням;

- відсутність складних регулювальних та розподільних пристроїв, незначна кількість арматури;

- швидкість монтажу агрегатів – як результат максимальної заводської готовності;

- проста і надійна повна автоматизація;

- відсутність значного штату персоналу, який здійснює тризмінне обслуговування холодильної установки.

Як показала практика, децентралізовані машинні відділення можна надійно експлуатувати при їх періодичному обслуговуванні механіками-холодильщиками спеціалізованих організацій.

Недоліки децентралізованих машинних відділень:

- малі компресори, які застосовують у блочних холодильних машинах, мають гірші об'ємні та енергетичні показники порівняно з компресорами великої холодопродуктивності, які використовують у компресорних цехах;

- сумарна установлена холодопродуктивність холодильних машин при децентралізованому холодозабезпеченні багатокамерних холодильників значно вища, ніж спільна холодопродуктивність компресорів, які встановлюють у компресорних цехах.

Це пояснюються тим, що кожна холодильна машина децентралізованого машинного відділення розрахована на максимальне теплове навантаження камери, яку вона охолоджує. Холодильне устаткування компресорного цеху підбирають за максимальним тепловим навантаженням холодильника в цілому, яке значно менше, ніж сума максимальних теплових навантажень усіх камер.

Зазначені недоліки обмежують застосування децентралізованих машинних відділень у багатокамерних холодильниках середнього і особливо великого об’єму.

Централізовані машинні відділення

Централізовані машинні відділення високого ступеня заводської готовності призначені для холодильних установок малої та середньої холодопродуктивності і є компромісним рішенням між компресорними цехами та децентралізованими машинними відділеннями.

Існують два принципово різні конструктивні типи централізованих машинних відділень високого ступеня заводської готовності:

- блочні машинні відділення контейнерного типу;

- машинні відділення з мультикомпресорними агрегатами.

Стисло охарактеризуємо кожний з них.

Централізовані блочні машинні відділення контейнерного типу призначені для стаціонарного розміщення поруч з охолоджуваним об'єктом (холодильним складом об’ємом до 1000 тонн, апаратом для швидкого заморожування продуктив­ністю до 50т на добу тощо).

Машинні відділення такого типу складаються з двох блоків. Основним є компресорно-апаратний блок контейнерного типу повної заводської готовності. Залежно від прийнятої системи відведення теплоти конденсації, другим блоком може бути секційний повітряний конденсатор, випарний конденсатор або вентиляторна градирня. На будівельному майданчику обидва блоки встановлюють на заздалегідь підготовлені фундаменти, після чого їх з'єднують між собою трубопроводами та електричними кабелями. Повітряний конденсатор монтують на даху контейнерного блоку.

Охолоджувальні прилади, установлені у камерах холодильника та в іншому холодильно-технологічному устаткуванні, з'єднують з контейнерним блоком трубо­проводами та електричними кабелями.

Загальний вигляд машинного відділення контейнерного типу фірми YОRК показаний на рис. 2.13, а розміщення устаткування у ньому - на рис. 2.14.

Приміщення компресорно-апаратного блока, виготовлене зі сталевого листа і прокату, має антикорозійний захист, теплову ізоляцію, обладнане системами опалення, освітлення, вентиляції.

Всередині контейнерного блоку розміщені аміачні або фреонові мотор-компресорні чи компресорно-конденсаторні агрегати, лінійні, циркуляційні та дренажні ресивери, насоси для перекачування холодильного агенту і теплоносія, інші допоміжні апарати, а також прилади автоматики та електропускова апаратура.

Устаткування всередині компресорно-апаратних блоків розміщують дуже компактно, подібно до того як це роблять на рефрижераторному транспорті. При цьому забезпечують достатній доступ до компресорів, насосів, апаратів, арматури для їх обслуговування.

Блоки машинних відділень високого ступеня заводської готовності мають обмежену масу, яка дозволяє доставляти їх у зібраному вигляді залізничним та автомобільним транспортом від заводу-виробника до місця встановлення. Достатньо великі машинні відділення такого типу компонують з двох-трьох компресорно-апаратних блоків безпосередньо на будівельному майданчику.

Рис. 2.13. Холодильник з машинним відділенням

контейнерного типу:

1 - трубопроводи та електричні кабелі; 2 - повітряний конденсатор;

3 - компресорний блок

Рис. 2.14. Розташування устаткування у машинному відділенні контейнерного типу:

1 - щит автоматики; 2 - маслозбірник; 3 - лінійний ресивер з повітровіддільником; 4 - контейнер; 5 - щит манометровий;

6 - циркуляційний ресивер; 7 – агрегат-мотор компресорний;

8 - маслозбірник змійовиковий; 9 - аміачний насос

Централізовані холодильні машинні відділення з мультикомпресорними агрегатами застосовуються у світовій практиці лише протягом 20 останніх років. Холодильні установки з такими машинними відділеннями дозволяють підтримувати заданий температурний режим у декількох автономних споживачів холоду з різними законами зміни впродовж часу їх теплових навантажень. Машинні відділення з мультикомпресорними агрегатами широко застосовують для холодозабезпечення продовольчих складів, плодоовочесховищ, підприємств харчової промисловості, супермаркетів тощо.

Мультикомпресорні агрегати містять у собі декілька (від 2 до 8) фреонових або аміачних компресорів, розташованих на спільній рамі і включених паралельно зі спільними всмоктувальними та нагнітальними колекторами.

Залежно від холодопродуктивності та призначення агрегатів у них використовуються герметичні і безсальникові поршневі компресори, а також спіральні та гвинтові компресори. Картери всіх встановлених на рамі компресорів з'єднані зрівняльними мастильними та паровими трубопроводами. Компресори забезпечені індивідуальними або груповими масловіддільниками з автоматичним поверненням масла у картери.

У складі мультикомпресорних блоків можуть знаходитися кожухотрубні конденсатори, лінійні ресивери, фільтри-осушувачі та інші допоміжні елементи, а також автоматичні прилади та шафи керування.

На рис. 2.15 наведено зовнішній вигляд машинного відділення децентралізованої холодильної установки льодяної арени (фірма YОRК).

У холодильниках великих супермаркетів розповсюджені мультикомпресорні агрегати малої та середньої холодопродуктивності, які містять 2...6 спіральних компресорів. При необхідності ці агрегати встановлюють всередині шумопоглинальних чохлів поблизу холодильних камер та інших споживачів холоду. Постачальником компресорних агрегатів для супермаркетів в Україні є фірма «Остров».

Рис. 2.15. Машинне відділення мультикомпресорної

холодильної установки

 

Мультикомпресорні агрегати дозволяють використовувати теплоту конденсації для потреб опалення та підігріву технічної води. При отриманні низьких температур у таких агрегатах використовують гвинтові компресори з економайзерами. Це дозволяє скоротити енергоспоживання холодильної установки.

Регулювання холодопродуктивності у мультикомпрссорних агрегатах ступеневе, відповідно до кількості компресорів. До того ж мікропроцесорний пристрій, який регулює холодопродуктивність, забезпечує рівномірне напрацювання часу кожним компресором.

Як правило, мультикомпресорні агрегати розміщують всередині будівель, проте деякі агрегати пристосовані до розташування на відкритому повітрі під навісом.

У централізованих машинних відділеннях з мультикомпресорними агрегатами теплоту перегріву та конденсації пари відводять так само, як у децентралізованих машинних відділеннях.

Переваги централізованих машинних відділень високого ступеня заводської готовності:

- швидкість монтажу устаткування;

- висока надійність експлуатації;

- можливість зменшення до 20% встановленої холодопродуктивності агрегатів порівняно з децентралізованим холодозабезпеченням;

- економія електричної енергії на виробництво холоду завдяки автоматичному регулюванню холодопродуктивності шляхом відключення одного чи кількох компресорів;

- рівномірний виробіток ресурсу компресорів (стосується мультикомпресорних агрегатів);

- як і устаткування децентралізованих машинних відділень, контейнерні та мультикомпресорні блочні холодильні машини відзначаються малою місткістю за холодильним агентом, компактністю і простотою обслуговування.