Ի՞նչ է ամոնիակային սառեցման համակարգը։

Ի՞նչ է ամոնիակային սառեցման համակարգը։

Ամոնիակային սառնարանային համակարգը արդյունաբերական սառնարանային համակարգ է, որն օգտագործում է ամոնիակը (NH₃) որպես սառնագենտ: Այն կիրառում է այն սկզբունքը, որ ամոնիակը գոլորշիացման ընթացքում կլանում է մեծ քանակությամբ ջերմություն՝ ցածր ջերմաստիճաններ պահանջող արդյունաբերական արտադրական գործընթացների սառեցումն ապահովելու համար (օրինակ՝ սննդի սառեցում, սառնարանային տնտեսություն, քիմիական արտադրություն, սառցե սպորտաձևերի վայրեր և այլն):

Բարձր արդյունավետության, տնտեսական բնույթի և օզոնային շերտը չվնասելու (ODP = 0) շնորհիվ, ամոնիակը նախընտրելի սառնագենտ է խոշորածավալ արդյունաբերական և առևտրային սառնարանային տնտեսությունների ոլորտներում։

Հիմնական աշխատանքային սկզբունքը (միաստիճան սեղմման սառնարանային ցիկլ)

Ամոնիակային սառեցման համակարգի աշխատանքը հետևում է գոլորշու սեղմման սառնարանային հիմնական ցիկլին, որը հիմնականում բաղկացած է չորս գործընթացից.

Սեղմում. ցածր ջերմաստիճանում և ճնշման տակ ամոնիակի գոլորշին ներծծվում է կոմպրեսորի կողմից և սեղմվում, բարձր ջերմաստիճանում և բարձր ճնշման տակ վերածվելով գերտաքացած գոլորշու։

Խտացում. Բարձր ջերմաստիճանի և բարձր ճնշման տակ գտնվող ամոնիակային գոլորշիները մտնում են խտացուցիչ, որտեղ դրանք սառեցվում են սառեցնող ջրով կամ օդով, անջատելով ջերմություն և խտանալով բարձր ճնշման, նորմալ ջերմաստիճանի ամոնիակային հեղուկի մեջ։

Գազի կարգավորիչ. Բարձր ճնշման ամոնիակային հեղուկը անցնում է գազային փականի միջով (օրինակ՝ ընդարձակման փականի), և ճնշումը կտրուկ ընկնում է: Հեղուկի մի մասը գոլորշիանում է՝ վերածվելով ցածր ջերմաստիճանի և ցածր ճնշման գոլորշու և հեղուկի խառնուրդի:

Գոլորշիացում. ցածր ջերմաստիճանի ամոնիակը մտնում է գոլորշիացնող սարք (օրինակ՝ սառեցման օդափոխիչ կամ ջերմափոխանակիչ), կլանում է ջերմությունը սառեցված տարածքից (սառնարան) և ամբողջությամբ գոլորշիանում է՝ վերածվելով ցածր ջերմաստիճանի և ցածր ճնշման գոլորշու: Այնուհետև այս գոլորշին վերափոխվում է կոմպրեսորի կողմից և ավարտում ցիկլը:

Պարզ անալոգիա. ճիշտ այնպես, ինչպես մարդու մարմինը քրտնում է սառչելու համար, երբ քրտինքը (ամոնիակի լուծույթը) գոլորշիանում է, այն կլանում է մաշկից (սառեցված մասից) ջերմություն, ինչի արդյունքում մաշկը զով է զգացվում։

Հիմնական բաղադրիչներ

Կոմպրեսոր. Համակարգի «սիրտը»։ Տարածված տեսակներից են մխոցային, պտուտակային և կենտրոնախույս։ Պտուտակային կոմպրեսորները ամենատարածվածն են ժամանակակից միջին և մեծ չափի համակարգերում՝ իրենց բարձր արդյունավետության և ճկուն հզորության կարգավորման շնորհիվ։

Խտացուցիչ. Համակարգի «ջերմափոխանակիչը»։ Այն հեռացնում է ջերմությունը սեղմված ամոնիակային գազից։ Այն բաժանվում է ջրով սառեցվող տիպի (բարձր արդյունավետություն, պահանջում է սառեցման աշտարակ) և գոլորշիացնող սառեցման տիպի (ջուր խնայող, լայնորեն օգտագործվող)։

Գազային սարք. օրինակ՝ ընդարձակման փական, լողացող փական։ Այն կարգավորում է գոլորշիչ մտնող ամոնիակային հեղուկի հոսքի արագությունը և ճնշումը։

Գոլորշիչ. Համակարգի «սառը ելքի ծայրը»։ Տեղադրված սառը պահեստավորման կամ մշակման տարածքում, ամոնիակը գոլորշիանում է և կլանում ջերմությունը։ Տարածված տեսակներից են օդային սառեցուցիչները (պարտադիր կոնվեկցիայով) և պարույրային խողովակները (բնական կոնվեկցիայով)։

Հեղուկի պահեստավորման բաք. Պահում է ամոնիակի հեղուկը խտացումից հետո՝ հավասարակշռելով համակարգի մատակարարումն ու պահանջարկը։

Յուղազատիչ և յուղհավաքիչ. Առանձնացնում և վերականգնում է կոմպրեսորի արտանետվող խողովակից դուրս եկող քսայուղը՝ ապահովելով համակարգի արդյունավետ գործունեությունը։

Գազ-հեղուկ բաժանիչ. Պաշտպանում է կոմպրեսորը՝ կանխելով չգոլորշիացված ամոնիակային հեղուկի ներթափանցումը և «հեղուկի հարվածի» առաջացումը։

Կառավարման համակարգ. Ժամանակակից համակարգերի «ուղեղը»։ Այն ներառում է PLC-ներ, սենսորներ, ակտուատորներ և այլն, և պատասխանատու է ավտոմատ կառավարման, անվտանգության պաշտպանության և էներգիայի կարգավորման համար։

Համակարգերի հիմնական տեսակները

Ուղղակի ընդարձակման համակարգ. Ամոնիակը անմիջապես գոլորշիանում է գոլորշիացուցիչում՝ սառեցման հասնելու համար: Այն ունի ամենաբարձր արդյունավետությունը, բայց պահանջում է չափազանց խիստ խողովակների կնքում, և դրա կիրառումը նվազել է:

Անուղղակի սառեցման համակարգ.

Ամոնիակ/աղի ջրային համակարգ. Ամոնիակը նախ սառեցնում է աղի ջուրը (օրինակ՝ կալցիումի քլորիդի լուծույթը), ապա ցածր ջերմաստիճանի աղի ջուրը պոմպի միջոցով ուղարկվում է յուրաքանչյուր սառեցման կետ: Անվտանգության հեռավորությունը մեծ է, բայց էներգաարդյունավետությունը համեմատաբար ցածր է:

Ամոնիակ/ածխաթթու գազի կասկադային համակարգ. ներկայիս հիմնական հոսանքը և միտումը: Ամոնիակը գործում է ցիկլի բարձր ջերմաստիճանի փուլում՝ խտացնելով ածխաթթու գազը, իսկ ածխաթթու գազը գործում է ցածր ջերմաստիճանի փուլում՝ գոլորշիանալով սառեցման համար: Ամոնիակի բարձր արդյունավետության և ածխաթթու գազի անվտանգության (ոչ թունավոր է ցածր ջերմաստիճաններում և միջին ճնշման դեպքում) համատեղելով այն՝ այն նախընտրելի լուծում է մեծածավալ սառնարանային և սառեցման կայանների համար:

Գրավիտացիոն հեղուկի մատակարարման համակարգ. Այն հեղուկ է մատակարարում գոլորշիչին՝ օգտագործելով հեղուկի սյան ստատիկ ճնշումը: Այն կայուն և հուսալի է, բայց պահանջում է մեծ քանակությամբ ամոնիակի ներարկում և հաճախ հանդիպում է հին համակարգերում:

Հեղուկի պոմպի մատակարարման համակարգ. Պոմպը օգտագործվում է ցածր ճնշման ամոնիակային հեղուկը գոլորշիչ սարք տեղափոխելու համար: Այն ունի բարձր ջերմափոխանակման արդյունավետություն և հեղուկի միատարր մատակարարում, և լայնորեն կիրառվում է:

Առավելությունների ընդգծում

Բարձր արդյունավետություն և էներգախնայողություն. Ամոնիակի թաքնված ջերմային արժեքը բարձր է, և այն սպառում է ավելի քիչ էլեկտրաէներգիա սառեցման հզորության մեկ միավորի համար, ինչը հանգեցնում է ցածր շահագործման ծախսերի:

Շրջակա միջավայրի պաշտպանություն. ODP = 0, GWP = 0 (գլոբալ տաքացման պոտենցիալ), այն բնականաբար էկոլոգիապես մաքուր սառնագենտ է։

Տնտեսություն՝ ցածր գին, հեշտ ձեռքբերման հնարավորություն։

Գերազանց ջերմափոխանակման կատարողականություն. Բարձր ջերմափոխանակման արդյունավետություն մետաղական խողովակի պատի շնորհիվ։

Հեշտ արտահոսքի հայտնաբերում. Այն ունի ուժեղ, կծու հոտ, և նույնիսկ փոքր քանակությամբ արտահոսք կարող է հայտնաբերվել։

Մարտահրավերներ և անվտանգության նկատառումներ (առավել կարևորագույն նշանակություն ունեցող):

Ամոնիակը թունավոր է (դաս 2) և դյուրավառ (դաս B2L), ուստի անվտանգությունը նախագծման, տեղադրման և շահագործման հիմնական սկզբունքն է։

Թունավորություն. արտահոսքը կարող է լուրջ վնաս հասցնել մարդկանց աչքերին և շնչառական համակարգին: Բարձր կոնցենտրացիաները կարող են մահացու լինել:

Դյուրավառություն. Երբ օդում կոնցենտրացիան հասնում է 15%-ից մինչև 28%, այն կարող է պայթել բոցի հետ շփման ժամանակ։

Անվտանգության միջոցառումներ՝

Համակարգչային սենյակի մեկուսացում. Հիմնական սարքավորումները, ինչպիսիք են կոմպրեսորները և հեղուկների պահեստավորման բաքերը, պետք է տեղադրվեն առանձին, լավ օդափոխվող համակարգչային սենյակում:

Արտահոսքի հայտնաբերում և ահազանգում. պետք է տեղադրվեն ամոնիակի կոնցենտրացիայի դետեկտորներ և միացվեն արտակարգ օդափոխության և ցողունային համակարգերի հետ։

Պաշտպանիչ սարքավորումներ. Համակարգչային սենյակում պետք է ապահովված լինեն արտակարգ իրավիճակների համար նախատեսված սարքավորումներ, ինչպիսիք են գազային դիմակները, ակնոցները և պաշտպանիչ հագուստը։

Անվտանգության փական և ճնշման թեթևացում. Ճնշման տակ գտնվող անոթները պետք է հագեցած լինեն անվտանգության փականներով, իսկ ճնշման թեթևացման խողովակները պետք է ուղղվեն դեպի բացօթյա անվտանգ տարածք։

Խիստ կանոնակարգեր. Նախագծումը և շինարարությունը պետք է համապատասխանեն պարտադիր չափանիշներին, ինչպիսիք են՝ «Սառը պահեստի նախագծման կանոնակարգը» (GB50072) և «Ամոնիակային սառնարանային համակարգի տեղադրման շինարարության և ընդունման տեխնիկական պայմանները», որոնք հրապարակվել են պետության կողմից։

Մասնագիտական ​​​​շահագործում. օպերատորները պետք է ունենան համապատասխան վկայականներ և անցնեն կանոնավոր անվտանգության դասընթացներ:

Հիմնական կիրառման ոլորտները

Սննդի արդյունաբերություն՝ մսի, ծովամթերքի, մրգերի և բանջարեղենի սառեցում և սառեցում, կաթնամթերքի վերամշակում, գարեջրի գարեջուր։

Քիմիական ճարտարագիտություն և դեղագործություն. Գործընթացային սառեցում, ցածր ջերմաստիճանային ռեակցիաներ, գազի հեղուկացում։

Լոգիստիկա և պահեստավորում. Մեծածավալ սառը շղթայի լոգիստիկ կենտրոններ, բարձր ջերմաստիճանի սառը պահեստավորման կառույցներ։

Սառույցի և ձյան մրցուղիներ՝ արհեստական ​​սառցադաշտ, լեռնադահուկային հանգստավայր։

Այլ՝ կենտրոնական օդորակում (տարածքի սառեցում), ռազմական հետազոտություններ և մշակումներ և այլն:

Զարգացման միտումներ

Ամոնիակի նվազեցում և մանրացում. Դիզայնի օպտիմալացման միջոցով (օրինակ՝ թիթեղային ջերմափոխանակիչների օգտագործում) և կասկադային համակարգում ածխաթթու գազի նման սառնագենտների օգտագործման միջոցով համակարգում ամոնիակի քանակը նվազում է, ընդլայնելով դրա կիրառումը մոտ առևտրային տարածքներում, ինչպիսիք են սուպերմարկետները և մթերային խանութները:

Ավտոմատացում և բանականություն. PLC և IoT տեխնոլոգիաների լայնածավալ կիրառում՝ հեռակա մոնիթորինգի, խափանումների ախտորոշման, էներգաարդյունավետության կառավարման և կանխատեսողական սպասարկման համար։

Համակարգի ինտեգրման օպտիմալացում. խթանել արդյունավետ պտուտակային կոմպրեսորների և ջերմության վերականգնման տեխնոլոգիայի (խտացման ջերմության վերականգնում՝ տաք ջուր արտադրելու համար) օգտագործումը, բարձրացնելով ընդհանուր էներգաարդյունավետությունը։

Անվտանգության չափանիշները անընդհատ կատարելագործվում են. կանոնակարգերն ու չափանիշները դառնում են ավելի խիստ՝ հանգեցնելով ավելի անվտանգ և հուսալի նախագծերի և տեխնոլոգիական կիրառությունների։

Ամփոփում

Ամոնիակային սառնարանային համակարգը արդյունաբերական սառնարանային համակարգի հիմքն է, որն իր ակնառու էներգաարդյունավետությամբ և շրջակա միջավայրի համար անվնաս հատկանիշներով աջակցություն է ցուցաբերում լայնածավալ սառը շղթային և հիմնական արդյունաբերություններին: Այնուամենայնիվ, «արդյունավետությունը և ռիսկերը համակեցության մեջ են»՝ սա է դրա ամենանշանակալի բնութագիրը: Ժամանակակից ամոնիակային սառնարանային տեխնոլոգիայի զարգացումը շարժվում է դեպի «ավելի մեծ անվտանգություն, ավելի մեծ շրջակա միջավայրի համար անվնասություն և ավելի մեծ ինտելեկտ» ուղղություն, և հատկապես ամոնիակ/CO2 կասկադային համակարգը դառնում է ոլորտում ճանաչված ոսկե ստանդարտ: