Што е систем за ладење со амонијак?

Што е систем за ладење со амонијак?

Систем за ладење со амонијак е индустриски систем за ладење кој користи амонијак (NH₃) како фреон. Тој го користи принципот дека амонијакот апсорбира голема количина топлина за време на испарувањето за да обезбеди ладење за индустриски производствени процеси кои бараат ниски температури (како што се замрзнување храна, ладење, хемиско производство, спортски објекти на мраз итн.).

Поради својата висока ефикасност, економска природа и фактот дека не ја оштетува озонската обвивка (ODP = 0), амонијакот е претпочитано средство за ладење во областа на големите индустриски и комерцијални системи за ладење.

Основен принцип на работа (едностепен циклус на ладење со компресија)

Работата на системот за ладење со амонијак го следи основниот циклус на ладење со компресија на пареа, кој главно се состои од четири процеси:

Компресија: Пареата од амонијак при ниска температура и низок притисок се влече во компресорот и се компресира, претворајќи се во прегреана пареа при висока температура и висок притисок.

Кондензација: Пареа од амонијак при висока температура и висок притисок влегува во кондензаторот, каде што се лади со вода или воздух за ладење, ослободувајќи топлина и кондензирајќи во течност од амонијак со висок притисок и нормална температура.

Пригушување: Течноста од амонијак под висок притисок поминува низ вентилот за пригушување (како што е вентилот за експанзија), а притисокот нагло паѓа. Дел од течноста испарува, претворајќи се во мешавина од нискотемпературна и низок притисок пареа и течност.

Испарување: Амонијакот со ниска температура влегува во испарувачот (како вентилатор за ладење или разменувач на топлина), ја апсорбира топлината од изладениот простор (ладилник) и целосно испарува во пареа со ниска температура и низок притисок. Оваа пареа потоа се рециклира од компресорот и го завршува циклусот.

Едноставна аналогија: Исто како што човечкото тело се поти за да се олади, кога потта (раствор од амонијак) испарува, таа апсорбира топлина од кожата (оладениот дел), правејќи ја кожата да се чувствува ладно.

Главни компоненти

Компресор: „Срцето“ на системот. Вообичаени типови вклучуваат клипен, завртен и центрифугален. Завртните компресори се најшироко користени во модерните средни и големи системи поради нивната висока ефикасност и флексибилно прилагодување на капацитетот.

Кондензатор: „Разменувач на топлина“ на системот. Ја отстранува топлината од компримираниот амонијачен гас. Поделен е на тип со водено ладење (висока ефикасност, бара ладилна кула) и тип со испарувачко ладење (заштеда на вода, широко користен).

Уред за гас: како што се експанзионен вентил, пловачки вентил. Го контролира протокот и притисокот на амонијачната течност што влегува во испарувачот.

Испарувач: „Крајот за ладен излез“ на системот. Инсталиран во просторијата за ладно складирање или обработка, амонијакот испарува и апсорбира топлина во него. Вообичаени типови вклучуваат воздушни ладилници (со принудна конвекција) и спирални цевки (со природна конвекција).

Резервоар за складирање на течност: Складира течен амонијак по кондензацијата, балансирајќи ја понудата и побарувачката на системот.

Сепаратор за масло и колектор за масло: Одвојте и обновете го маслото за подмачкување што го испушта издувниот систем на компресорот, со што се обезбедува ефикасно работење на системот.

Сепаратор на гас-течност: Го заштитува компресорот со спречување на влегување на неиспарената амонијачна течност и предизвикување „удар на течноста“.

Контролен систем: „Мозокот“ на модерните системи. Вклучува PLC-уреди, сензори, актуатори итн., и е одговорен за постигнување автоматска контрола, безбедносна заштита и регулирање на енергијата.

Главни видови на системи

Систем за директна експанзија: Амонијакот директно испарува во испарувачот за да се постигне ладење. Има највисока ефикасност, но бара исклучително строго запечатување на цевките, а неговата примена е намалена.

Индиректен систем за ладење:

Систем за амонијак/солен раствор: Амонијакот прво ја лади солената вода (како што е растворот на калциум хлорид), а потоа солената вода со ниска температура се испраќа до секоја точка за ладење со пумпа. Безбедносното растојание е големо, но енергетската ефикасност е релативно ниска.

Каскаден систем на амонијак/јаглерод диоксид: Тековен тек и тренд. Амонијакот работи во фазата на висока температура во циклусот, кондензирајќи јаглерод диоксид; јаглерод диоксидот работи во фазата на ниска температура испарувајќи за ладење. Комбинирајќи ја високата ефикасност на амонијакот и безбедноста на јаглерод диоксидот (нетоксичен на ниски температури и умерен притисок), тој е претпочитаното решение за големи постројки за ладење и замрзнување.

Гравитациски систем за снабдување со течност: Тој снабдува течност до испарувачот со користење на статичкиот притисок на течната колона. Тој е стабилен и сигурен, но бара голема количина на инјектирање на амонијак и е вообичаено кај постарите системи.

Систем за снабдување со течност со пумпа: Пумпата се користи за присилно пренесување на течноста од амонијак под низок притисок до испарувачот. Има висока ефикасност на размена на топлина и рамномерно снабдување со течност, и е широко применета.

Истакнување на предностите

Висока ефикасност и заштеда на енергија: Латентната топлинска вредност на амонијакот е висока и троши помалку електрична енергија по единица капацитет за ладење, што резултира со ниски оперативни трошоци.

Заштита на животната средина: ODP = 0, GWP = 0 (Потенцијал за глобално затоплување), тоа е природно еколошки фреон.

Економичност: Ниска цена, леснотија на набавка.

Одлични перформанси на пренос на топлина: Висока ефикасност на размена на топлина со ѕидот на металната цевка.

Лесно откривање на протекување: Има силен остар мирис, па дури и мала количина на протекување може да се открие.

Предизвици и безбедносни аспекти (од најголема важност!)

Амонијакот е токсичен (класа 2) и запалив (класа B2L), па затоа безбедноста е примарен принцип во дизајнот, инсталацијата и работењето.

Токсичност: Истекувањето може да предизвика сериозно оштетување на очите и респираторниот систем кај луѓето. Високите концентрации можат да бидат фатални.

Запаливост: Кога концентрацијата во воздухот достигнува 15% до 28%, може да експлодира при контакт со пламен.

Безбедносни мерки:

Изолација на компјутерската соба: Главната опрема како што се компресорите и резервоарите за складирање течности треба да се смести во посебна, добро проветрена компјутерска соба.

Детекција на протекување и аларм: Детекторите за концентрација на амонијак мора да се инсталираат и да се поврзат со системи за вентилација во итни случаи и прскалки.

Заштитна опрема: Во компјутерската соба мора да се обезбеди опрема за итни случаи, како што се гас-маски, очила и заштитна облека.

Безбедносен вентил и ослободување на притисок: Садовите под притисок мора да бидат опремени со безбедносни вентили, а цевките за ослободување на притисок треба да бидат насочени кон надворешна безбедна зона.

Строги прописи: Дизајнот и конструкцијата мора да бидат во согласност со задолжителните стандарди како што се „Кодексот за дизајн на ладилници“ (GB50072) и „Спецификациите за конструкција и прифаќање за инсталација на систем за ладење со амонијак“ издадени од државата.

Професионално работење: Операторите мора да поседуваат соодветни сертификати и да поминуваат редовна обука за безбедност.

Главни полиња на примена

Прехранбена индустрија: Замрзнување и ладење на месо, морски плодови, овошје и зеленчук; преработка на млечни производи; производство на пиво.

Хемиско инженерство и фармација: Процесно ладење, нискотемпературни реакции, втечнување на гас.

Логистика и складирање: Логистички центри за ладење со големи размери, објекти за ладење на висока температура.

Места за мраз и снег: вештачко лизгалиште, скијачки центар.

Други: Централна климатизација (ладење на просторот), воено истражување и развој, итн.

Трендови во развојот

Намалување и минијатуризација на амонијак: Со оптимизирање на дизајнот (како што е користење на плочести разменувачи на топлина) и преку употреба на фреон како јаглерод диоксид во каскаден систем, количината на амонијак во системот се намалува, проширувајќи ја неговата примена во близу до комерцијалните области како што се супермаркетите и продавниците за храна.

Автоматизација и интелигенција: Широка употреба на PLC и IoT технологии за да се постигне далечинско следење, дијагностицирање на грешки, управување со енергетската ефикасност и предвидливо одржување.

Оптимизација на системската интеграција: Промовирање на ефикасни завртки-компресори и технологија за обновување на топлината (обновување на кондензациската топлина за производство на топла вода), подобрувајќи ја целокупната енергетска ефикасност.

Безбедносните стандарди постојано се подобруваат: Прописите и стандардите стануваат сè построги, водејќи кон побезбедни и посигурни дизајни и технолошки примени.

Резиме

Системот за ладење со амонијак е 'рбетот на индустриското ладење, обезбедувајќи поддршка за широкиот ланец на ладење и основните индустрии со својата извонредна енергетска ефикасност и еколошки карактеристики. Сепак, „ефикасноста и ризиците коегзистираат“ е неговата најзначајна карактеристика. Развојот на модерната технологија за ладење со амонијак се движи во насока на „поголема безбедност, поголема еколошка прифатливост и поголема интелигенција“, а особено каскадниот систем со амонијак/CO2 станува признат златен стандард во индустријата.