Ледяная вода и аккумуляторы холода
На сегодняшний день ледяная вода широко используется в качестве хладоносителя в пищевой промышленности при переработке молока, производстве пива, кваса и т.п.
Под термином «ледяная вода» подразумевается вода с температурой близкой к 0С. Получение воды с такой температурой в пластинчатых или кожухотрубных теплообменниках сопряжена с риском ее замерзания и соответственно выходом из строя теплообменного оборудования. Этого недостатка лишены теплообменники/испарители пленочного или погружного типа, использование которых позволяет получать воду с температурой +0,5…+1 0 С без риска выхода их из строя. В свою очередь погружные теплообменники могут быть панельного или трубного (змеевикового) типа. Наибольшее распространение получили погружные испарители трубного типа.
Основными потребителями данной продукции являются молокоперерабатывающие предприятия. Но использование в качестве хладоносителя ледяной воды не единственная особенность холодопотребления этих предприятий. Еще одной их немаловажной особенностью является очень неравномерная тепловая нагрузку в течение суток. Максимальные пиковые тепловые нагрузки зачастую имеют место быть всего лишь один или несколько часов в сутки. И установка холодильного оборудования, подобранного на эти пиковые значения, нерентабельна. Решением данной задачи может служить аккумуляция холода. Вода как таковая мало подходит для этой задачи, а вот лед – идеальное решение. Как известно, для таяния льда необходимо очень много энергии, и к тому же пока он весь не растает, вода будет оставаться с температурой близкой к 0 0 С.
Использование льда в качестве аккумулятора холода позволяет иметь почти идеальный хадоноситель – воду (максимальная теплоемкость и теплопроводность, безопасна и безвредна, не токсична и не коррозионно активна, а главное дешева) и использовать холодильное оборудование мощностью 40-50% от максимальных значений тепловыделений.
Принцип работы оборудования с аккумуляцией льда сводится к его накоплению в период малых тепловых нагрузок и его стаиванию при повышенных теплопритоках, когда мощности холодильного оборудования недостаточно.
Основными преимуществами льдоаккумулятора являются :
" получение ледяной воды без риска выхода оборудования из строя,
" возможность быстрой компенсации пиковых тепловых нагрузок,
" стабильность температуры хладоносителя,
" уменьшение капитальных затрат на холодильное оборудование,
" уменьшение установленной мощности холодильного оборудования,
" уменьшение потребления электроэнергии в связи с тем, что основное время работы холодильного оборудования приходится на ночные часы, когда компрессоры работают при более низком давлении конденсации,
" уменьшение эксплуатационных затрат связанное с тем, что стоимость электроэнергии в ночное время значительно дешевле.
Льдоаккумулирующие секции

На рисунке медные трубопроводы (слева) и нержавеющие трубопроводы
Льдоаккумулятор представляет собой трубную решетку, которая погружается в воду. Внутри труб кипит хладагент при температуре -8 0 С, а на их поверхности намораживается лед. Процесс намерзания льда контролируется приборами автоматики. Максимальная толщина льда не должна превышать 3-3,5см. Намораживание большего кол-ва возможно, но уже не так выгодно с экономической точки зрения (увеличивается кол-во затрачива-емой электроэнергии на накопление единицы льда).
Для более интенсивного стаивания льда во время повышенных тепловых нагрузок и получения более равномерной температуры воды применятся ее перемешивание. Наиболее эффективным способом этого является ее барботирование. Снизу под льдоаккумулирующие секции, через распределительный коллектор, подается воздух, который, поднимаясь к поверхности, интенсивно перемешивает воду.
Для получения воды с наиболее низкой температурой необходимо, чтобы она как можно дольше соприкасалась с поверхностью льда. Поэтому, в зависимости от размеров льдоаккумулятора, применяют разные системы подачи отепленной воды в бак с льдоаккумулирующими секциями.
При небольших размерах льдоаккумулятора, у которого высота соизмерима с его длинной, целесообразно подавать отепленную воду через специальный коллектор, который обеспечивает равномерное распределение воды над всей поверхностью льдоаккумулятора. (см. рис.1).

- Коллектор отепленной воды
- Коллектор подачи воздуха
- Теплообменная рештка
- ТРВ
При применении нескольких льдоаккумулирующих секций необходимости в применении распределительного коллектора нет, главное обеспечить максимальную протяженность соприкосновения воды со льдом. Эта задача может быть успешно решена разделением в емкости аьдоаккумулирующих секций перегородками и увеличением таким образом пути прохождения отепленной воды вдоль этих секций (см. рис.2).

Предлагаемые системы.
Наша компания может предложить льдоаккумулирующее оборудование в нескольких исполнениях.
Небольшие системы с намораживанием льда до 2,5 тонн мы готовы предложить с теплоизолированной емкостью для воды, насосом и воздушным компрессором агрегатированными на общей раме.
При потребности в более крупном оборудовании мы предлагаем отдельные льдоаккумулирующие секции, которые должны быть размещены в емкость с водой на месте размещения оборудования.
Льдоаккумулирующие секции могут быть выполненные из медных или нержавеющих труб. Каркас трубных систем в обоих вариантах выполняется из нержавеющей стали, а трубный пучек выполнен либо из медной трубы, либо из трубы из нержавеющей стали. При применении медных труб их ложементы выполнены из пластика во избежание возможного их перетирания. Размеры, а соответственно и мощность секций могут быть изменены в соответствии с техническими условиями и индивидуальными потребностями заказчика.
Примерный вариант расчета льдоаккумулятора и выбора холодильного оборудования.
Исходные данные.
" Приемка молока утренняя с 8.00 до 12.00. 20 тонн молока с температурой +20 0 С.
" Пастеризация молока с 13.00 до 15.00. 10 тонн. Охлаждение с +35 0 С.
" Сливочные ванны. С 14.00 до 16.00. 2 тонны. Охлаждение с +35 0 С.
" Вечерняя приемка с 16.00 до 18.00. 10 тонн молока с температурой +20 0 С .
" Танки хранения. Круглосуточно. 10 тонн. Поддержание температуры +5 0 С
На основе этих исходных данных составляется суточный график тепловой нагрузки.

Исходя из этого графика суммарная тепловая нагрузка за сутки составляет
1242 кВт*час (это сумма всех почасовых тепловых нагрузок).
Для определения минимально допустимой холодопроизводительности оборудования необходимо разделить суммарную тепловую нагрузку на 24 часа:
1242/24=52кВт.
К этому значению необходимо прибавить 10%, которые учитывают в себе различные потери холода.
52+10%=57кВт – это минимальная холодопроизводительность оборудования, при которой возможно компенсировать суточную тепловую нагрузку.
Теперь необходимо рассчитать кол-во льда необходимое, чтобы компенсировать тепловую нагрузку превышающую мощность холодильного оборудования.
Для этого необходимо просуммировать нагрузку превышающую 57кВт.
После сложения получаем 549кВт*час.
Теперь необходимо перевести кВт*час в кг льда.
Для этого переводим кВт*час в кДж:
549*3600=1976400 кДж.
Зная теплоту плавления льда, которая составляет 333кЖд/кг, рассчитываем требуемую массу льда:
1976400/333=5935кг.
После расчетов мы получили, что для данного молочного производства потребуется оборудование холодопроизводительностью не менее 57кВт и льдоаккумулятор на 6 тонн льда.
Компрессорное оборудование на данную холодопроизводительность необходимо подбирать при температуре кипения -8/-10 0 С.
В зависимости от конкретных условий возможно увеличение холодопроизводи-тельности оборудования и уменьшение количества льда.
Специалисты ООО «Вактех-Холод» всегда готовы предложить Вам холодильное оборудование рассчитанное в соответствии в Вашими технологическими требованиями.
На главную: чиллер купить
|