Разработка двух централей с выносной подачей холода на хладагенте R404a

Разработка двух централей с выносной подачей холода на хладагенте R404a

Введение

Сегодня многие торговые предприятия занимают первые этажи жилых зданий. Это связано с тем, что строительство отдельно стоящего торгового комплекса нуждается в больших инвестициях, и поэтому предприниматели стремятся размещать увеличивать торговые площади за счет реконструкции старых магазинов. Естественно, такие встроенно-пристроенные в жилые дома магазины при использовании в них холодильных систем со встроенными агрегатами создают свойственную для этого типа оборудования проблему - повышенный, а зачастую недопустимый уровень шума. По всей протяженности линии морозильных ванн и охлаждаемых стеллажей шум от встроенных агрегатов создает существенные проблемы для жильцов дома, посетителей и владельцев торгового предприятия. Использование систем выносного холода кардинально решает проблему: звук концентрируется в одном месте (машинное отделение) и его легче локализовать. Что касается стандартов, использование систем выносного холода позволяет не превышать уровень шума 40 дБа. Таким образом, повышается уровень комфорта торгового предприятия, что, несомненно, привлекает покупателей.

Другим существенным преимуществом использования систем выносного холода является отсутствие в торговом зале и подсобных помещениях теплоотдачи от работающих агрегатов. При работе большого количества встроенных агрегатов, в торговом зале неизбежно повышается температура воздуха. Особенно это заметно в летний период; когда температура воздуха в магазине может быть даже выше температуры воздуха на улице. Кроме отсутствия комфорта, повышение температуры воздуха вызывает нерациональный режим работы агрегатов, а иногда и их аварийную остановку. Можно, конечно, справиться с этой проблемой, затратив существенную сумму на покупку и оборудование торговых площадей дополнительными системами кондиционирования. Но, как правило, целесообразней использовать системы выносного холода, теплоотдача от которых происходит вне помещений магазина.

Центральные системы холодоснабжения рассчитаны на длительные сроки службы. Используемые в системах выносного холода компрессоры средней и повышенной мощности более устойчивы к напряженным режимам работы. Срок службы таких компрессоров составляет не менее 8-10 лет; встроенные малые холодильные агрегаты прослужат не более 4 - 5 лет. Стоимость систем выносного холода, безусловно, выше, тем не менее, все больше и больше владельцев торговых предприятий выбирают именно выносной холод, так как даже при более высоких первоначальных затратах они получают более надежное и качественное оборудование с высокой экспозиционной и загрузочной способностью, которое прослужит им долгое время.

Высокую надежность централизованных систем холодоснабжения обеспечивает резервирование холодильной мощности. «Горячее» резервирование мощности подразумевает ситуацию, когда по каким-то причинам один из компрессоров централи останавливается по аварийной защите. В этом случае остальные компрессоры продолжают работу, и остановка одного компрессора не сказывается на температурных режимах холодильного оборудования в торговом зале. Благодаря «горячему» резервированию мощности у специалистов сервисной службы появляется возможность устранить неполадки, не останавливая работу всего торгового предприятия. «Холодное» резервирование мощности предполагает установку в центральной системе дополнительного «резервного» компрессора. Эта мера, хоть и предполагает дополнительные финансовые затраты, позволяет иметь в резерве единицу мощности, которая может быть введена в эксплуатацию в экстренном случае, и обеспечивает тем самым стабильное функционирование всей холодильной системы. Резервные компрессоры устанавливаются, как правило, в централях, обслуживающих большие торговые площади, где даже небольшой простой части оборудования торгового зала сулит существенные финансовые потери от уменьшения торгового оборота, а, кроме того, вынужденная остановка работы магазина негативно влияет на имидж предприятия.

Как известно, чем выше мощность компрессора, тем выше его КПД. Используемые в центральных системах компрессоры обеспечивают заметно более высокий КПД, чем встроенные агрегаты. А это сулит существенную экономию в расходе электроэнергии и, соответственно в эксплутационных издержках.

Иногда, оборудуя предприятия торговли системами выносного холода, специалисты сталкиваются с рядом проблем. Одна из них - проблема размещения компрессорных централей в подсобных помещениях магазина. В ряде случаев недостаточно большие дверные проемы, коридоры, неудобные помещения, большие габаритные размеры самих централей и т.д. не позволяют установить централь в машинном помещении, не прибегая к ее частичной разборке. В таких случаях централь вносят в помещение по частям и собирают непосредственно на месте. Этот способ монтажа, конечно, не очень удобен: трудоемкость работ по сборке централи в незаводских условиях значительно выше. Известны случаи, когда для того, чтобы установить централь в подвальном помещении магазина, приходилось попросту разбирать часть стены подвала. В другом случае, монтаж централи был сопряжен с необходимостью ее подъема краном для размещения в чердачном помещении здания, что потребовало создания специальной рамной конструкции. Практика показала, что при проработке проекта универсама с системой централизованного холодоснабжения необходимо помнить, что помещение, куда предполагается установить централи, должно отвечать определенным требованиям.

Некоторые сложности возникают с техническим обслуживанием централизованных систем холодоснабжения в регионах, где недостаточно высококвалифицированных специалистов: надежная и безаварийная работа централей гарантируется не только тщательной проработкой всего проекта, качественным монтажом, но также и дальнейшим квалифицированным техническим обслуживанием. Поэтому специалисты рекомендуют приобретать такие системы в компаниях, располагающих значительным опытом и высококвалифицированным персоналом.

Централизованные системы холодоснабжения оснащены микропроцессорными блоками, которые управляют работой всей системы. Сбои в электропитании (рывки напряжения, «пропадание» фаз) централей могут привести к сбоям в работе блока управления. Поэтому очень важно, чтобы централь была подключена к линии электропитания со стабильным напряжением, соответствующим норме.

На практике в универсамах с торговой площадью до 800 мІ с коммерческой точки зрения выгоднее применять смешанные системы холодоснабжения. В таких системах оборудование со среднетемпературным режимом работы подключается к централизованной системе, а низкотемпературное - к одному или нескольким вынесенным локальным агрегатам. В ситуациях крайнего дефицита площадей используют «компаундные» централи, совмещающие на одной раме как средне-, так и низкотемпературные компрессоры, что позволяет в 2-2,5 раза уменьшить площадь машинного помещения.

И, конечно, немаловажным фактором при выборе типа оборудования являются вопросы собственности на помещения торгового предприятия. Оборудование со встроенными агрегатами, в случае окончания срока аренды помещения, легко демонтировать, перевезти и установить на новом месте, фактически за один - два дня. В случае же необходимости демонтажа и последующего монтажа оборудования с выносными агрегатами необходимо будет обратиться к платным услугам высококвалифицированных вспециалистов, и займет эта процедура значительно большее время. И, кроме того, новое помещение должно отвечать определенным требованиям.

1. Основные элементы холодильной машины и их назначение

1.1 Принципы агрегата

1)      Высокое качество всех компонентов.

2)      Долговечность и надежность в эксплуатации.

)        Полная комплектация опциями и компонентами, в соответствии с требованиями производителей.

)        Современный дизайн.

)        Удобства при сервисном и техническом обслуживании, проведении ремонтных работ.

)        Невысокая стоимость.

В составе всех холодильных агрегатов используются полугерметичные винтовые или поршневые компрессоры фирмы Bitzer (Германия).

Поставщики холодильной автоматики и арматуры - ведущие фирмы DANFOSS, ALCO, ОСТРОВ.

Пусковой электрический ток компрессора уменьшается посредством частичной обмотки (на компрессорах большой холодопроизводительности). Глушители вибрации обеспечивают уменьшение шума и вибрации агрегатов.

Компрессорная установка имеет большой сборник хладагента, что позволяет в любых условиях работы обеспечить достаточный запас жидкости для участка расширения.

1.2 Важнейшие элементы холодильных агрегатов, кроме компрессора

Р - система регулирования давления конденсации

Назначение: применяется для поддержания работоспособности холодильного агрегата при температуре воздуха на входе в конденсатор ниже +5 ⁰С.

Состав: регулятор давления конденсации, дифференциальный обратный клапан, обратный клапан, прессостат высокого давления на каждый вентилятор воздушного конденсатора.

О - отделитель жидкости на линии всасывания

Назначение: применяется для установок с большим внутренним объёмом испарительной части (например, торговое оборудование) и для систем, работающих при переменных нагрузках (например, водоохлаждающие установки, молокоохладители).

М - система отделения и возврата масла в компрессор

Назначение: применяется при большом удалении воздухоохладителя и при использовании нескольких воздухоохладителей, а также для установок с большим внутренним объёмом испарительной части (торговое оборудование).

Состав: маслоотделитель, смотровое стекло, трубопровод возврата масла, запорный вентиль, нагреватель, термостат.

1.3 Основные преимущества централей

 

Компрессоры, ресивер, система маслоотделения, приборы автоматики, запорная арматура, электрощит монтируют на общей прочной гальванизированной раме основания, обвязывают трубами и прокладывают кабели. Этот комплексный холодопроизводящий блок устанавливают в машинном отделении.

Вся имеющая отношение к холодильной технике автоматика и запорная арматура спроектирована и размещена таким образом, что обеспечивают оптимальную работу установки при всех режимах работы.

Для ремонта и обслуживания предусматривается индивидуальное запирание и независимая разборка всех компонентов системы. Все компоненты холодильной установки соединены между собой медными трубами, не подверженными окислению. Трубопроводы спроектированы в расчете на минимальные перепады давления и достаточную скорость потока для транспортировки масла.

Преимущества центральных многокомпрессорных холодильных станций по сравнению с одиночными компрессорами эквивалентной мощности:

1)      эффективное регулирование холодопроизводительности - включая / выключая один или несколько компрессоров (модуляция),

2)      повышенная надежность - меньшее количество пусков / остановов, чем у одиночных компрессоров, экономия электроэнергии,

)        повышенная долговечность - изменение последовательности работы компрессоров, одинаковые часы наработки,

)        уменьшение нагрузки при пуске, есть возможность запускать компрессоры с задержкой,

)        - резервирование - работа на частичную нагрузку при выходе из строя одного из компрессоров,

)        снижение стоимости замены - все компрессоры одного типа

)        возможность при необходимости увеличить холодильную мощность в одном из источников потребления,

)        экономия расходных материалов для монтажа,

)        компактность при монтаже и эксплуатации.

Многокомпрессорные установки особенно удобно применять как выносной холод в крупных магазинах. При этом устраняется шум от работы холодильных агрегатов и значительные тепловыделения в торговом зале

1.4 Диапазон работы

Компрессорные холодильные агрегаты предназначены для работы при температурах кипения от +7 до - 40 град. С и температурах конденсации до +45 град. С. Диапазон работы холодильного агрегата зависит от типа и модели компрессора, типа хладагента, средств регулирования и опций, а также от конкретных условий работы агрегата.

.5 Виды торгового оборудования и их применение

При организации выносного холода холодильная мебель подключается к выносным агрегатам либо к центральной системе холодоснабжения. Центральным выносной холод можно сделать, подключив холодильную мебель к холодильным машинам - централям (средне- и низкотемпературной). По температурному режиму оборудование условно делится на морозильное (-18 … -24°С), низкотемпературное (-9… - 18°С) и холодильное (0… - 10°С). По конструкции - на витрину, шкаф, ванну (бонету), охлаждаемый стеллаж и комбинации шкаф-ванна, стеллаж-ванна и др.

В большинстве супермаркетов холодильное оборудование представлено бонетами, холодильными стеллажами, витринами, шкафами.

Бонеты. Это морозильные ванны, предназначенные для продажи расфасованных замороженных полуфабрикатов, в основном в магазинах самообслуживания (температура хранения -18… - 24°С). Они размещаются либо в зале (островные), либо у стены (пристенные) и имеют разную емкость. В крупноформатной рознице используются бонеты с возможностью подключения к холодильной централи или выносному агрегату.

В большинстве моделей бонет предусмотрены крышки, но закрывают их только в ночное время. Впрочем, конструкция бонет такова, что несмотря на то, что они полностью открыты, холод из них «выливается» значительно меньше, чем из вертикальных конструкций - стеллажей, холодильных и морозильных шкафов. Давно стали редкостью бонеты закрытого типа (с крышкой). Наличие крышки сдерживает покупателя от совершения импульсивной покупки, поэтому использовать модели закрытого типа в магазинах самообслуживания не рекомендуется.

Хладопроизводительность агрегата для 1 пог. м бонет шириной 1,5 м составляет около 0,6 кВт. Кстати, после стеллажей бонеты на втором месте по потреблению электроэнергии. Чем ниже температура в бонете, тем выше энергозатраты. Для наиболее рационального использования бонет поставщики рекомендуют выдерживать температурный режим помещений, в которых они эксплуатируются. Оптимальной для помещений считается температура 25°С при относительной влажности не более 65%.

При расчете длины бонет следует помнить, что во время оттаивания испарителя, что автоматически происходит несколько раз в сутки, дополнительно расходуется электроэнергия. Необходимо учесть и то, что конденсатор холодильного агрегата выделяет много тепла. Поэтому подсобное помещение для агрегатов должно быть достаточно просторным. Если такого помещения в магазине нет, агрегат следует устанавливать на улице либо приобретать его с выносным конденсатором. При выборе места для размещения бонет в торговом зале также необходимо предусмотреть возможность подключения оборудования к канализации для слива конденсата и прокладки электрокабелей и труб для подачи фреона. Линия бонет набирается из секций длиной 2,5 м и 3,75 м. При приблизительно равных характеристиках бонет, как и в случае с другим холодильным оборудованием, поставщики рекомендуют отдавать предпочтение тем маркам, которые имеют широкий модельный ряд, возможность комплектации дополнительными аксессуарами. Наиболее важно, чтобы оборудование жестко выдерживало температурные режимы.

Холодильный стеллаж. Обеспечивает несколько температурных режимов хранения:

°С - для рыбных пресервов (очень важно, чтобы выдерживалась заданная температура, так как это очень капризный продукт);

…+2°С - для свежего мяса;

+2…+4°С - для молочных продуктов;

+4…+6°С - для колбасы;

+5…+7°С - для овощей.

При покупке оборудования поставщики рекомендуют помнить, что:

) холодильный стеллаж с температурным режимом +5…+7 ос нельзя перестроить на более низкую температуру;

) стеллаж поглощает больше электроэнергии, чем другие виды холодильного оборудования, поскольку по причине вертикальной конструкции из него легко «вытекает» холод;

) отдавать предпочтение следует тем стеллажам, из которых можно строить линии с разными температурными режимами.

Как и в случае с бонетами, придется решать вопрос размещения агрегатов, принудительной вентиляции помещения, где они будут установлены, слива конденсата и т.д. Линия стеллажей набирается из секций длиной 2,5 м и 3,75 м с шагом 1,25 м.

Производители комплектуют стеллажи множеством аксессуаров - крючками вместо полок, корзинками, подсветкой с выбором цвета, зеркалами, шторками, которые опускаются на ночь, чтобы сохранить холод и соответственно сэкономить электроэнергию.

Витрины. Любой магазин самообслуживания по-прежнему не может полностью отказаться от прилавочного обслуживания: мясная и рыбная гастрономия, дорогие сыры, полуфабрикаты, салаты - все это предлагается покупателю через прилавок. Витрины отличаются по назначению и бывают низкотемпературными - для замороженных продуктов и мороженого (-18… - 24°С); среднетемпературными - для колбасы, сыра и т.д. (от 0 до +8°С); горячими - для горячей готовой еды, выпечки (40-60°С); кондитерскими - для выпечки, тортов.

При подборе витрин поставщики рекомендуют:

) выбирать модели, которые можно вы страивать в ломаную линию, а также в линию с различными температурными режимами;

) обращать внимание на возможность комплектации витрин дополнительными аксессуарами

) при эксплуатации витрин не превышать объемы загрузки.

Холодильный шкаф. Чаще всего его используют для выкладки пива, безалкогольных напитков и кондитерских изделий; в единичных случаях - для хранения вина. Благодаря подсветке и стеклянным дверям товар в шкафу выглядит привлекательно и хорошо продается, однако и шкафы имеют свои недостатки. При частых покупках двери постоянно открываются / закрываются, что ведет к значительным теплопотерям.

Сколько оборудования покупать. Оптимальная площадь линий бонет, стеллажей и витрин в каждом отдельном случае рассчитывается ритейлором и поставщиком, прежде всего, исходя из формата, предполагаемого ассортимента и специализации магазина, а не его торговой площади. В каждой торговой сети свои особенности оснащения торгового зала. В одних магазинах товар в основном выкладывается на холодильные стеллажи, а горизонтальные холодильные витрины почти не используются. В другом магазине небольшой мясной цех - им достаточно для мясных полуфабрикатов одного стеллажа длиной 3,75 м. В магазинах формата cash & carry гастрономические витрины вообще не предусмотрены, а вместо охлаждаемых стеллажей часто используются комнаты-холодильники. Тратить деньги на приобретение холодильных шкафов для напитков, а также ларей для полуфабрикатов и мороженого владельцам магазинов можно в последнюю очередь, а можно и совсем не тратить. Пивные компании и производители безалкогольных и слабоалкогольных напитков, а в последнее время и производители соков раздают холодильные шкафы для своей продукции бесплатно. Вместе с продукцией предлагают морозильные лари и производители мороженого. В такой ситуации единственная необходимость приобретать самим шкафы - желание не ограничивать свой ассортимент продукцией нескольких производителей.

Холодильные шкафы бывают двух видов: с обдувом, в несколько раз повышающим скорость охлаждения (используются для хранения напитков и упакованной молочной продукции), и без обдува - для хранения любой другой продукции, включая колбасы, сыры и т.д. двери холодильного шкафа могут быть стеклянными (шкаф-витрина) или непрозрачными, обычной конструкции или раздвижными - «купе». Минимальный объем холодильного шкафа - около 200 л, максимальный - около 1400 л. Шкафы-витрины используют для демонстрации и хранения продукции в торговом зале, шкафы с непрозрачной дверью - для хранения товара в подсобном помещении. Первые несколько дороже.

Пристенные охлаждаемые стеллажи в небольших магазинах используют редко, поскольку они гораздо дороже холодильных шкафов, хотя функционально решают те же задачи. Кроме того, в магазине небольшой площадью с традиционной формой обслуживания холодильная горка за спиной продавца может причинить серьезный вред его здоровью, поскольку в течение рабочего дня он находится в зоне ее обдува.

Холодильная витрина «Аляска вентилируемая среднетемпературная» с принудительной циркуляцией воздуха предназначена для демонстрации и кратковременного хранения пищевых продуктов: мяса, рыбы, сыра, колбасных, молочных, гастрономических и кондитерских изделий.

Холодильная витрина «Аляска кондитерская среднетемпературная» предназначена для хранения и демонстрации кондитерской продукции. Удовлетворяет все специфические требования, предъявляемые к такому оборудованию, а именно: увеличенная площадь выкладки и ее наглядность, особый подход к сохранности продуктов.

Холодильная витрина «Аляска статическая среднетемпературная» с естественной циркуляцией воздуха предназначена для демонстрации и кратковременного хранения пищевых продуктов: мяса, рыбы, сыра, колбасных, молочных, гастрономических и кондитерских изделий.

Шкаф «Арктика купе» предназначен для хранения и демонстрации различных групп продовольственных товаров и напитков. Витрина рекомендуется для использования в магазинах, ресторанах.

Шкаф «Арктика стеклянный» предназначен для хранения и демонстрации различных групп продовольственных товаров и напитков. Витрина рекомендуется для использования в магазинах, ресторанах.

Низкотемпературная холодильная витрина островного типа «Токио» предназначена для демонстрации и кратковременного хранения замороженных пищевых продуктов. Витрина рекомендуется для использования в магазинах самообслуживания.

Рыбный холодильный прилавок «Корсика» предназначен для хранения свежей рыбы и других рыбных морепродуктов. «Корсика» полностью устраняет специфический рыбный запах, так как хранение и предпродажная демонстрация осуществляется путем выкладки продукта на лед. Витрина рекомендуется для использования в магазинах, ресторанах, рынках, рыбных рядах.

Модели «Прага» представляют собой пристенные среднетемпературные холодильные витрины с принудительной циркуляцией воздуха (вентилируемого типа) и выносным компрессорно-конденсаторным агрегатом и предназначена для кратковременного хранения, демонстрации и продажи предварительно охлажденных продуктов питания на предприятиях торговли.

.6 Технические характеристики оборудования

Таблица 1.1 «Прага фруктовая» пристенная горка

Стандартная комплектация
	1. Защитный бампер серого цвета 2. Нижняя и верхняя декоративные панели 3. Верхнее освещение 4. Внутренняя поверхность из оцинкованной стали с полимерным покрытием 5. Клапан ТРВ R-404А (или R-22) 6. Режим автоматической оттайки 7. Электронный блок управления температурным режимом с жидкокристаллическим дисплеем на каждой витрине а) шаровой вентиль на жидкостную линию (опция) б) смотровое окошко в жидкостной линии (опция) в) фильтр осушитель (опция) г) соленоидный вентиль д) шаровой вентиль на линии всасывания (опция) 8. Комплект для подключения дренажа 9. Пульт MASTER на каждой витрине 10. Вентилируемое охлаждение 11. 4 ряда полок без освещения шириной 500 мм + нижняя полка-хранилище+ зеркало 12. Полки укомплектованы пластиковыми или алюминиевыми ценникодержателями 13. Ночные шторки 14. Легкая упаковка
ПАРАМЕТРЫ	ЕД. ИЗМЕР.	ХОЛОДИЛЬНАЯ ВИТРИНА
		2500
Температура в витрине	С°	+2 +8
Площадь выкладки	МІ	6,89
Напряжение/частота	в / Гц	220/50
Холодопроизводительность при -10°С	ВТ	3800
Вентилятор испарителя «ELKO»	Шт. / Вт	4/30
Габаритные размеры (ш/в/д)	Мм	2154х916х2560
Вес витрины	кг	382

Таблица 1.2 «Прага гастрономическая» пристенная горка

Стандартная комплектация
	1. Защитный бампер серого цвета 2. Нижняя и верхняя декоративные панели 3. Верхнее освещение 4. Внутренняя поверхность из оцинкованной стали с полимерным покрытием 5. Клапан ТРВ R-404А (или R-22) 6. Режим автоматической оттайки 7. Электронный блок управления температурным режимом с жидкокристаллическим дисплеем на каждой витрине а) шаровой вентиль на жидкостную линию (опция) б) смотровое окошко в жидкостной линии (опция) в) фильтр осушитель (опция) г) соленоидный вентиль д) шаровой вентиль на линии всасывания (опция) 8. Комплект для подключения дренажа 9. Пульт MASTER на каждой витрине 10. Вентилируемое охлаждение 11. 5 рядов полок без освещения шириной 500 мм + нижняя полка-хранилище 12. Полки укомплектованы пластиковыми или алюминиевыми ценникодержателями 13. Ночные шторки 14. Легкая упаковка
ПАРАМЕТРЫ	ЕД. ИЗМЕР.	ХОЛОДИЛЬНАЯ ВИТРИНА
		2500	3750
Температура в витрине	С°	+2 +8	+2 +8
Площадь выкладки	МІ	8,14	12,21
Напряжение/частота	в / Гц	220/50	220/50
Холодопроизводительность при -10°С	ВТ	3800	6450
Вентилятор испарителя «ELKO»	Шт. / Вт	4/30	5/30
Габаритные размеры (ш/в/д)	Мм	2154х916х2560	2154х916х3790
Вес витрины	кг	382	600

Таблица 1.3 «Корсика» холодильный рыбный прилавок

В стандартную комплектацию модели входят:
	1. Рабочая поверхность из нержавеющей стали. 2. Прямое фронтальное стекло с подогревом (короткое). 3. Клапан ТРВ R-404А (или R-22) 4. Режим автоматической оттайки. 5. Электронный блок управления температурным режимом с жидкокристаллическим дисплеем на каждой витрине а) шаровой вентиль на жидкостную линию (опция) б) смотровое окошко в жидкостной линии (опция) в) фильтр осушитель (опция) г) соленоидный вентиль д) шаровой вентиль на линии всасывания (опция) 6. Пульт Master. 7. Комплект для подключения дренажа. 8. Статическое охлаждение витрины 9. Две стандартные боковые панели из нержавеющей стали заполненные пенополиуретаном. 10. Лотки выкладки из нержавеющей стали длиной 760 мм. 11. Легкая упаковка.
ПАРАМЕТРЫ	ЕД. ИЗМЕР.	ХОЛОДИЛЬНАЯ ВИТРИНА
		2400
Температура в витрине	C°	-1 +3
Площадь выкладки	МІ	1,83
Потребление льда (приблизительное)	Кг в сутки	110
Напряжение/частота	В / Гц	220/50
Холодопроизводительность при -15°C	Вт	1500
Оттаиваний в сутки	Раза	4
Мощность нагревателей против запотевания	Вт	60
Габаритные размеры (д/ш/в)	ММ	2486х1062х940
Вес витрины	Кг	150

Таблица 1.4 «Арктика стеклянный»

В стандартную комплектацию модели входят:
	1. Две стеклянные двери. 2. Светильник с люминисцентной лампой из нержавейки. 3. Клапан ТРВ R-404А (или R-22) 4. Автоматическое устройство для выпаривания конденсата. 5. Вентилируемое или статическое охлаждение. 6. Электронный блок управления температурным режимом с жидкокристаллическим дисплеем на каждой витрине а) шаровой вентиль на жидкостную линию (опция) б) смотровое окошко в жидкостной линии (опция) в) фильтр осушитель (опция) г) соленоидный вентиль д) шаровой вентиль на линии всасывания (опция) 7. Пульт Master на каждой витрине. 8. Сетчатые полки с полимерным покрытием. Легкая деревянная упаковка.
Параметры		Статический	Вентилируемый
Холодопроизводительность при температуре кипения = - 10°С, ватт		950	1000
Электродвигатель вентилятора, ватт		-	30
Освещение, ватт		36	36

Таблица 1.5 «Аляска» угловая среднетемпературная

Стандартная комплектация

1. Защитный бампер серого цвета 2. Передняя декоративная панель 3. Рабочая поверхность из нержавеющей декоративной стали шириной 300 мм, залитые пенополиуретаном 4. Внутренняя поверхность из оцинкованной стали с полимерным покрытием 5. Гнутое откидное стекло 6. Светильник с люминесцентной лампой из анодированного алюминия 7. Встроенный агрегат с применением хладагента R22 (или R 404) с усиленным пуском. 8. Режим автоматической оттайки 9. Электронный блок управления температурным режимом с жидкокристаллическим дисплеем 10. Статическое охлаждение витрин 11. 2 стандартные пластиковые боковины, залитые пенополиуретаном 12. Подогрев переднего стекла 13. Лотки выкладки из нержавеющей стали, длиной 760 мм 14. Отсек для хранения продуктов 15. Задние шторки из оргстекла 16. Легкая упаковка.

'Аляска' угловая наружная - схема

'Аляска' угловая внутренняя - схема

Параметры	Ед. измер.	Холодильная витрина
		1200
Температура в витрине	С°	+2 +8
Площадь выкладки	МІ	0,91
Компрессор «ASPERA»	К-во / марка	1/NE6210E
Хладагент	Марка / к-во	R22/0. 270
Напряжение/частота	В / Гц	220-240/50
Потребляемая мощность компрессора при -10°С	Вт	369
Холодопроизводительность при -10°С	Вт	627
Вентилятор конденсатора	шт. / Вт /об	1/30/1300
Оттаиваний в сутки	Раза	4
Уровень шума на расстоянии 1 м от источника	Д6	<50
Выделяемая теплота, не более	кВт	1,3
Габаритные размеры (ш /в/ д)	мм	330х1200х1150
Вес витрины	кг	130

Таблица 1.6 «Аляска» кондитерская

Стандартная комплектация
	1. Защитный бампер серого цвета 2. Передняя декоративная панель 3. Рабочая поверхность из нержавеющей декоративной стали шириной 300 мм, залитая пенополиуретаном 4. Внутренняя поверхность из оцинкованной стали с полимерным покрытием 5. Гнутое откидное стекло 6. Светильник с люминисцентной лампой из анодированного алюминия 7. ТРВ R404A (или R22) 8. Режим автоматической оттайки 9. Электронный блок управления температурным режимом с жидкокристаллическим дисплеем 10. Вентилируемое охлаждение витрин 11. Пульт MASTER 12. 2 стандартные пластиковые боковины залитые пенополиуретаном 13. Подогрев переднего стекла 14. Лотки выкладки из нержавеющей стали, длиной 870 мм 15. Отсек для хранения продуктов 16. Задние шторки из оргстекла Легкая упаковка
Параметры	Ед. измер.	Холодильная витрина
		1200
Температура в витрине	С°	+2 +8
Площадь выкладки	МІ	2,2
Компрессор «ASPERA»	К-во /марка	1/N В6165E
Хладагент	Марка/к-во	R22/0. 23
Напряжение/частота	В / Гц	220-240/50
Потребляемая мощность компрессора при -10°С	Вт	490
Холодопроизводительность при -10°С	Вт	454
Вентилятор конденсатора	шт. /Вт/об	1/20/1300
Оттаиваний в сутки	Раза	4
Уровень шума на расстоянии 1 м от источника	Д6	<50
Габаритные размеры (ш /в/д)	мм	1330х1365х1150
Выделяемая теплота, не более	кВт	0,9
Вес витрины	кг	140

Таблица 1.7 «Аляска»

Стандартная комплектация

1. Защитный бампер серого цвета 2. Передняя декоративная панель 3. Рабочая поверхность из нержавеющей декоративной стали шириной 300 мм, залитые пенополиуретаном 4. Внутренняя поверхность из оцинкованной стали с полимерным покрытием 5. Гнутое откидное стекло 6. Светильник с люминесцентной лампой из анодированного алюминия 7. Встроенный агрегат с применением хладагента R22 (или R 404) с усиленным пуском. 8. Режим автоматической оттайки 9. Электронный блок управления температурным режимом с жидкокристаллическим дисплеем 10. Статическое или вентилируемое охлаждение витрин 11. 2 стандартные пластиковые боковины, залитые пенополиуретаном 12. Подогрев переднего стекла 13. Лотки выкладки из нержавеющей стали, длиной 760 мм (стат.) и 870 мм (вент.) 14. Отсек для хранения продуктов 15. Задние шторки из оргстекла 16. Легкая упаковка.

'Аляска' среднетемпературная статическая - схема

'Аляска' среднетемпературная вентилируемая - схема

«Аляска» статическая
Параметры	Ед. измер.		Холодильная витрина
			1500
Температура в витрине	С°		+2 +8
Площадь выкладки	МІ		1,14
Компрессор «ASPERA»	К-во / марка		1/NE6210E
Хладагент	Марка / к-во		R22/0. 300
Напряжение/частота	В / Гц		220-240/50
Потребляемая мощность компрессора при -10°С	Вт		369
Холодопроизводительность при -10°С	Вт		627
Вентилятор конденсатора	шт. / Вт /об		1/30/1300
Оттаиваний в сутки	Раза		4
Уровень шума на расстоянии 1 м от источника	Д6		<50
Выделяемая теплота, не более	кВт		1,3
Габаритные размеры (ш /в/ д)	мм		1630х1200х1150
Вес витрины	кг		160
«Аляска» вентилируемая
Параметры	Холодильная витрина
		1800	2400
Температура в витрине	С°	+2 +8	+2 +8
Площадь выкладки	МІ	1,65	2,2
Компрессор «ASPERA»	К-во / марка	1/ N Е9213E	1/NE 9213E
Хладагент	Марка / к-во	R22/0.330	R22/0.380
Напряжение/частота	В / Гц	220-240/50	220-240/50
Потребляемая мощность компрессора при -10°С	Вт	484	484
Холодопроизводительность при -10°С	Вт	902	902
Вентилятор конденсатора	шт. / Вт /об	1/30/1300	1/30/1300
Вентилятор испарителя	шт. / Вт	2х30	3х30
Оттаиваний в сутки	Раза	4	4
Уровень шума на расстоянии 1 м от источника	Д6	<50	<50
Выделяемая теплота, не более	кВт	1,8	1,8
Габаритные размеры (ш /в/ д)	мм	1930х1200х1150	2530х1200х1150
Вес витрины	кг	195	255

Таблица 1.8 «Токио» низкотемпературная бонета

Стандартная комплектация
	1. Защитный бампер серого цвета 2. Клапан R-22 (или R404А) 3. Режим автоматической электрической оттайки 4. Электронный блок управления температурным режимом с жидкокристаллическим дисплеем на каждой витрине а) шаровой вентиль на жидкостную линию (опция) б) смотровое окошко в жидкостной линии (опция) в) фильтр осушитель (опция) г) соленоидный вентиль д) шаровой вентиль на линии всасывания (опция) 5. Автоматическое выпаривание талой воды 6. Пульт Slave или Master 7. Две стандартные боковины «СЭНДВИЧ» (оцинковка с полимерным покрытием, заполненные пенополиуретаном) 8. Регулируемые по высоте сетки 9. Проволочные корзины с полипропиленовым покрытием 10. Теплоизолирующие ночные крышки 17. Легкая упаковка
Параметры		Ед. измер.	Холодильная бонета
			2500	3750
Температура в бонете		С°	-18. -24	-18. -24
Площадь выкладки		МІ	4,10	6,15
Напряжение/частота		В / Гц	220-240/50	220-240/50
Холодопроизводительность при -30°С		Вт	2420	3630
Габаритные размеры (ш /в/ д)		мм	2628*2035*900	3878*2035*900
Вес витрины		кг

2. Расчет холодопроизводительности централей

.1 Перечень используемого среднетемпературного оборудования:

Модель	Кол-во	Холодо - производительность при -10°С, Вт	Диапазон температур
Прага 2500 ф	2	3800	+2 +8
Прага 2500 г	1	3800	+2 +8
Прага 3750 г.	3	6450	+2 +8
Арктика вент 1400	4	1000	+2 +8
Аляска угол 1200	2	627	+2 +8
Аляска 1200 конд.	2	454	+2 +8
Аляска стат. 1500	1	627	+2 +8
Аляска вент. 1800	5	902	+2 +8
Аляска вент. 2400	4	902	+2 +8
Корсика 2400	1	1500	-1 +3

холодильный централь торговля оборудование

2.2 Перечень используемого низкотемпературного оборудования

Модель	Кол-во	Холодо - производительность при -10°С, Вт	Диапазон температур
Токио 3750	2	3630	-18 -24
Токио торцевая 2500	2	2420	-18 -24

.3 Расчет общей холодопроизводительности централи

Расчетные нагрузки на компрессор  по каждой из выбранных температур кипения, полученные при расчете теплопритоков, являются исходными для определения необходимой холодопроизводительности при рабочих условиях. Но на пути от охлаждаемых объектов к машинному отделению возникают потери давления и дополнительные теплопритоки через наружную поверхность холодных трубопроводов, аппаратов стороны низкого давления. В расчетах они учитываются коэффициентом потерь при транспортировании агрегатов. Расчетная холодопроизводительность должна быть в ряде случаев повышена и по другой причине. На установках с относительно равномерной в течение длительного времени суточной тепловой нагрузкой для осуществления кратковременных перерывов в работе холодильных агрегатов в целях их технического обслуживания нередко предусматривают продолжительность их работы только 16-22 ч в сутки.

Немаловажным является вопрос и о числе устанавливаемых холодильных агрегатов (машин) на каждую температуру кипения. Необходимую холодопроизводительность для данной температуры кипения можно сосредоточить в одном агрегате или разделить на несколько агрегатов. Общим правилом является выбор агрегатов возможно большей производительности, поскольку крупные агрегаты имеют не только лучшие объемные и энергетические коэффициенты, благодаря чему они работают экономичней, но и меньший расход металла. Установка меньшего числа более крупных агрегатов уменьшает первоначальные затраты на строительство здания и оборудования. А так же упрощают эксплуатацию. Правильный выбор числа агрегатов и необходимого резерва должен быть связан с характером изменения нагрузки в течении е суток и года.

Возможным решением является резервирование с кратность меньше единицы. Если требуемое значение безотказной работы компрессорных агрегатов выше показателя выбираемых агрегатов, то необходимо выбрать несколько одинаковых агрегатов, часть которых будут резервными. Рассмотренные положения относятся к выборы к поршневых и винтовых компрессорных агрегатов.

, (2.1)

где

 - холодопроизводительность i - того потребителя

 - коэффициент рабочего времени (1,2-1,25)

 - коэффициент, учитывающий потери в трубопроводах (1,03-1,08)

 - коэффициент одновременной работы оборудования

Среднетемпературные - 0,8-0,85

Низкотемпературные - 0,9-0,95

Для среднетемпературных:

 (2.2)

Для низкотемпературных:

 (2.3)

.4 Выбор хладагента

Выбор хладагента для конкретной холодильной установки в общем случае предполагает учет ее назначения, условий эксплуатации, структуры, а также свойств хладагента. Включая влияние на глобальное потепление климата и разрушение озонового слоя Земли.

Хладагент R-404A - это гидрофторуглеродное соединение (HFC) с термодинамическими свойствами, сравнимыми со свойствами хлорфторуглеродного (CFC) хладагента R-502. R-404A имеет нулевой озоноразрушающий потенциал (ODP=0) и повсеместно считается одним из лучших заменителей хладагента R-502.

R-404A особенно хорошо работает в установках с низкой температурой кипения, но также может использоваться в агрегатах со средней температурой кипения. Хладагент R-404A это смесь хладагентов, он имеет небольшое температурное «скольжение» и поэтому должен заправляться в жидкой фазе, но во всех других случаях «скольжением можно пренебречь. Благодаря небольшому температурному «скольжению» хладагент R-404A часто называют квазиазеотропной смесью.

3. Расчет основных термодинамических параметров холодильных агрегатов

В качестве хладагента холодильного агрегата централей применяется хладон R-404.

3.1 Определение параметров расчетного режима среднетемпературной централи

Принимаем температуру наружного воздуха равную значению расчетной летней температуре г. Красноярска:

 (3.1)

Температура воздуха в охлаждаемом объеме витрины:

 (3.2)

Температура конденсации хладагента для холодильной установки с воздушным охлаждением конденсатора:

 (3.3)

Температура кипения хладагента при непосредственном охлаждении:

 (3.4)

Перегрев пара в испарителе и трубопроводе принимаем не выше 5єС.

На диаграмме изотерма , соответствующая температуре конденсации, пересечения с пограничной кривой дают точки 3 и 4.

Изотерма , соответствующую температуре кипения холодильного агента, пересечение с пограничной кривой дает точку 7.

Пересечение продолжения изотермы  с изотермой , в области перегретого пара дает точку 1, характеризующую начало процесса сжатия в компрессоре.

Движение от точки 1 по изотерме (S=const) до пересечения с продолжением изотермы , в области перегретого пара, дает точку 2. Точка 2 характеризует окончание адиабатного процесса сжатия холодильного агента в компрессоре.

Точка 3, характеризующая начало процесса дросселирования в ТРВ, лежит на пересечении продолжения изотермы , в области жидкости, с линией постоянной энтальпии .

Таблица 3.1 Параметры узловых точек теоретической холодильной vfibys

Параметр	1	2	2’	3’	3	4	1’
Я, кДж/кг	369,34	412,49	380,37	259,21	251,04	251,04	360,05
р, МПа	4,34	18,18	18,18	18,18	18,18	4,34	4,34
t, оС	0	64,97	40	39,65	34,65	-10,37	-10
v, мі/кг	47,99	12,34	9,87	-	-	17,53	45,33

Процессы, протекающие с холодильным агентом в регенеративном холодильном цикле:

процесс 1-2 - сжатие холодильного агента в компрессоре;

процесс 2-2’ - охлаждение хладагента в конденсаторе до температуры конденсации t_к;

процесс 2’-3’ - конденсация холодильного агента в конденсаторе при постоянном давлении р_к;

процесс 3’ - 3 - переохлаждение жидкого хладагента поступающего из конденсатора парообразным хладагентом, всасываемым компрессором;

процесс 3-4 - дросселирование холодильного агента, протекающего при i = const.

процесс 4-1’ - кипение и испарение хладагента в испарителе;

процесс 1’ - 1 - процесс перегрева хладагента на входе во всасывающий патрубок компрессора;

Определяем основные параметры теоретического и реального цикла, требуемую объемную производительность компрессора.

Удельная массовая холодопроизводительность холодильной машины:

q_о = i_1’ - i₄, (3.5)_о = 360,05-251,04 = 109,01 кДж/кг. (3.6)

Удельная работа сжатия в компрессоре:

l_Т = i₂ - i₁, (3.7)_Т = 412,49 - 369,34 = 43,15 кДж/кг. (3.8)

Удельная тепловая нагрузка на конденсатор:

q_к = i₂ - i_3’, (3.9)_к = 412,49 - 259,21 = 153,28 кДж/кг. (3.10)

Теоретический холодильный коэффициент:

е , (3.11)

е 2,53. (3.12)

Массовый расход циркулирующего холодильного агента, требуемый для отвода теплопритоков:

m_км ,123,5 (3.13)

m_км  0,566 кг/с. (3.14)

Теоретическая (изоэнтропная) мощность агрегата:

N_Т = m_км∙l_Т, (3.15)

N_Т = 0,566∙43,15∙10³ = 24434,55 Вт. (3.16)

Действительная объемная производительность агрегата:

V_км = m_км∙v_вс, (3.17)

V_км = 0,566∙47,99 = 27,17 мі/с. (3.18)

Степень повышения давления в агрегате:

р  , (3.19)

р  4,19 (3.20)

Коэффициента подачи компрессора, при относительной величине мертвого пространства С = 0,065 (4≤р ≥ 5):

л = 1 - с∙[(р)^1/n -1],

где принимается n = 1 для фреоновых компрессоров (n = 1,1 для компрессоров аммиачных холодильных установок),

л = 1 - 0,065∙(4,19¹ - 1) = 0,793. (3.21)

Требуемая теоретическая объемная производительность агрегата (объем, описываемый поршнем компрессора за единицу времени) при величине коэффициента подачи, определенного ранее в расчете, л = 0,793

V_Т , (3.22)

V_Т 34,26 мі/с. (3.23)

Действительная (индикаторная) мощность компрессора, затрачиваемая на преодоление внутренних потерь, при индикаторном КПД для малых компрессоров з_i = 0,8:

N_i , (3.24)

N_i  30543,2 Вт (3.25)

Эффективная мощность (мощность, подводимая к агрегату) агрегата:

, (3.26)

где з_мех - механический КПД компрессора значение которого зависит от отношения давлений р_к / р_о

 (3.27)

Электрическая (потребляемая электродвигателями агрегата из сети) мощность, при КПД электродвигателя з_эл = 0,9 (для электродвигателей малых компрессоров):

N_эл , (3.28)

N_эл  (3.29)

По результатам проведенного расчета принимаем компрессор марки 4TCS-8.2Y-40P, фирмы BITZER.

Тепловая нагрузка на конденсаторы агрегата без учета потерь в процессе сжатия хладагента (изоэнтропное сжатие холодильного агента):

Q_к = m_км∙(i₂ - i_3’) = m_км∙q_к, (3.30)_к = 0,566 ∙153,28∙10³=86797,87 Вт. (3.31)

Действительная тепловая нагрузка на агрегат с учетом потерь в процессе сжатия хладагента:

Q_к^{действ.} = Q_о + N_i, (3.32)

Q_к^{действ.} =  + 30543,2= 92272,76 Вт. (3.33)

Действительный холодильный коэффициент (отношение холодопроизводительности агрегата к мощности, потребляемой агрегатом из электрической сети):

е^{действ.} , (3.34)

е^{действ.}  (3.35)

 

Результаты термодинамического расчета параметров агрегата среднетемпературной централи заносим в таблицу 3.2:

Таблица 3.2 Термодинамический расчет среднетемпературной централи

Параметры		Величина
Наименование	Обозначение
Теоретическая мощность агрегата	NТ	24434,55 Вт
Индикаторная мощность агрегата	Ni	30543,2 Вт
Эффективная мощность агрегата	Ne	Вт
Электрическая мощность электродвигателя	Nэл	Вт
Теоретический холодильный коэффициент	е	2,67
Действительный холодильный коэффициент	едейств.	1,66
Требуемая теоретическая объемная производительность компрессора	VT	34,26 мі/с
Тепловая нагрузка на конденсатор без учета потерь в процессе сжатия	Qк	86797,87 Вт
Тепловая нагрузка на конденсатор с учетом потерь в процессе сжатия	Qкдейств.	92272,76 Вт

3.2 Определение параметров расчетного режима низкотемпературной централи

Принимаем температуру наружного воздуха равную значению расчетной летней температуре г. Красноярска:

 (3.36)

Температура воздуха в охлаждаемом объеме витрины:

 (3.37)

Температура конденсации хладагента для холодильной установки с воздушным охлаждением конденсатора:

 (3.38)

Температура кипения хладагента при непосредственном охлаждении:

 (3.39)

Перегрев пара в испарителе и трубопроводе принимаем не выше 5єС.

На диаграмме изотерма , соответствующая температуре конденсации, пересечения с пограничной кривой дают точки 3 и 4.

Изотерма , соответствующую температуре кипения холодильного агента, пересечение с пограничной кривой дает точку 7.

Пересечение продолжения изотермы  с изотермой , в области перегретого пара дает точку 1, характеризующую начало процесса сжатия в компрессоре.

Движение от точки 1 по изотерме (S=const) до пересечения с продолжением изотермы , в области перегретого пара, дает точку 2. Точка 2 характеризует окончание адиабатного процесса сжатия холодильного агента в компрессоре.

Точка 3, характеризующая начало процесса дросселирования в ТРВ, лежит на пересечении продолжения изотермы , в области жидкости, с линией постоянной энтальпии .

Таблица 3.3 Параметры узловых точек теоретической холодильной машины

Параметр	1	2	2’	3’	3	4	1’
Я, кДж/кг	357,27	423,82	380,37	259,21	251,04	251,04	348,89	2,04	18,18	18,18	18,18	18,18	2,04	2,04
t, оС	-20	74,63	40	39,65	34,65	-30,36	-30
v, мі/кг	98,86	13,11	9,87	-	-	45,85	93,83

Процессы, протекающие с холодильным агентом в регенеративном холодильном цикле:

процесс 1-2 - сжатие холодильного агента в компрессоре;

процесс 2-2’ - охлаждение хладагента в конденсаторе до температуры конденсации t_к;

процесс 2’-3’ - конденсация холодильного агента в конденсаторе при постоянном давлении р_к;

процесс 3’ - 3 - переохлаждение жидкого хладагента поступающего из конденсатора парообразным хладагентом, всасываемым компрессором;

процесс 3-4 - дросселирование холодильного агента в капиллярной трубке, протекающее при i = const.

процесс 4-1’ - кипение и испарение хладагента в испарителе;

процесс 1’ - 1 - процесс перегрева хладагента на входе во всасывающий патрубок компрессора;

Определяем основные параметры теоретического и реального цикла, требуемую объемную производительность компрессора.

Удельная массовая холодопроизводительность централи:

q_о = i_1’ - i₄, (3.40)

q_о = 348,89-251,04=97,85 кДж/кг. (3.41)

Удельная работа сжатия в компрессоре:

l_Т = i₂ - i₁, (3.42)_Т = 423,82 - 357,27 = 66,55 кДж/кг. (3.43)

Удельная тепловая нагрузка на конденсатор:

q_к = i₂ - i_3’, (3.44)_к = 423,82 - 259,21 = 164,61 кДж/кг. (3.45)

Теоретический холодильный коэффициент:

е , (3.46)

е 1,47. (3.47)

Массовый расход циркулирующего холодильного агента, требуемый для отвода теплопритоков:

m_км , (3.48)

m_км  0,15 кг/с. (3.49)

Теоретическая (изоэнтропная) мощность агрегата:

N_Т = m_км∙l_Т, (3.50)

N_Т = 0,15∙66,55∙10³ = 9982,5 Вт. (3.51)

Действительная объемная производительность агрегата:

V_км = m_км∙v_вс, (3.52)

V_км = 0,15∙98,86 = 14,8 мі/с. (3.53)

Степень повышения давления в агрегате:

р  , (3.54)

р  8,91 (3.55)

Коэффициента подачи компрессора, при относительной величине мертвого пространства С = 0,04 (8≤р ≥ 10):

л = 1 - с∙[(р)^1/n -1], (3.56)

где принимается n = 1 для фреоновых компрессоров (n = 1,1 для компрессоров аммиачных холодильных установок),

л = 1 - 0,04∙(8,91¹ - 1) = 0,68. (3.57)

Требуемая теоретическая объемная производительность агрегата (объем, описываемый поршнем компрессора за единицу времени) при величине коэффициента подачи, определенного ранее в расчете, л = 0,605

V_Т , (3.58)

V_Т 21,76 мі/с. (3.59)

Действительная (индикаторная) мощность компрессора, затрачиваемая на преодоление внутренних потерь, при индикаторном КПД для малых компрессоров з_i = 0,9:

N_i , (3.60)

N_i  11091,66 Вт (3.61)

Эффективная мощность (мощность, подводимая к агрегату) агрегата:

, (3.62)

где з_мех - механический КПД компрессора значение которого зависит от отношения давлений р_к / р_о

 (3.63)

Электрическая (потребляемая электродвигателями агрегата из сети) мощность, при КПД электродвигателя з_эл = 0,9 (для электродвигателей малых компрессоров):

N_эл , (3.64)

N_эл  (3.65)

По результатам проведенного расчета принимаем компрессора марки 4DC-5.2Y-40S, фирмы BITZER.

Тепловая нагрузка на конденсаторы агрегата без учета потерь в процессе сжатия хладагента (изоэнтропное сжатие холодильного агента):

Q_к = m_км∙(i₂ - i_3’) = m_км∙q_к, (3.66)_к = 0,15 ∙164,61∙10³=24732,65 Вт. (3.67)

Действительная тепловая нагрузка на агрегат с учетом потерь в процессе сжатия хладагента:

Q_к^{действ.} = Q_о + N_i, (3.68)

Q_к^{действ.} =  + 11091,66 = 25793,16 Вт. (3.69)

Действительный холодильный коэффициент (отношение холодопроизводительности агрегата к мощности, потребляемой агрегатом из электрической сети):

е^{действ.} , (3.70)

е^{действ.}  (3.71)

Результаты термодинамического расчета параметров агрегата среднетемпературной централи заносим в таблицу 3.4:

Таблица 3.4. Термодинамический расчет низкотемпературной централи

Параметры		Величина
Наименование	Обозначение
Теоретическая мощность агрегата	NТ	9982,5 Вт
Индикаторная мощность агрегата	Ni	11091,66 Вт
Эффективная мощность агрегата	Ne	Вт
Электрическая мощность электродвигателя	Nэл	Вт
Теоретический холодильный коэффициент	е	1,47
Действительный холодильный коэффициент	едейств.	1,09
Требуемая теоретическая объемная производительность компрессора	VT	21,76 мі/с
Тепловая нагрузка на конденсатор без учета потерь в процессе сжатия	Qк	24732,65 Вт
Тепловая нагрузка на конденсатор с учетом потерь в процессе сжатия	Qкдейств.	25793,16 Вт

4. Подбор элементов холодильных централей

При разработке централи и подборе компрессоров я использую программу Bitzer-Sofware.

 

Таблица 4.1 Исходные данные для подбора компрессоров

№№	Параметр	Среднетемпературная централь	Низкотемпературная централь
1	Назначение оборудования	Среднетемпературное холодоснабжение оборудования торгового зала	Низкотемпературное холодоснабжение оборудования торгового зала
2	Расчетная холодопроизводительность, кВт	20,6	4,9
3	Хладагент	R404A	R404A
4	Температура испарения, 0С	-10	-30
5	Температура конденсации, 0С:	+40	+40
6	Переохлаждение, 0К	5	5
7	Перегрев всасываемых паров, 0К	10	10
8	Темп, используемый в расчете	Средняя температура	Средняя температура
9	Тип компрессора	Одиночный	Одиночный
10	Холодопроизводительность 1 среднетемпературного компрессора
13	Количество компрессоров	3	3

4.1 Технические характеристики компрессоров

Рис. 4.1 Чертеж среднетемпературного компрессора фирмы BITZER 4TCS-8.2Y-40P

Рис. 4.2 Чертеж низкотемпературного компрессора фирмы BITZER 4DC-5.2Y-40S

Таблица 4.2 Технические характеристики компрессоров

Технические данные	Среднетемпературный компрессор BITZER 4TCS-8.2Y-40P	Низкотемпературный компрессор BITZER 4DC-5.2Y-40S
Объёмная произ-ть (1450 об/мин 50Гц)	41,33 mі/h	26,84 mі/h
Число цилиндровЧДиаметрЧХод поршня	4Ч60mmЧ42mm	4 x50mm x39,3mm
Напряжение мотора (др. по запросу)	380-420 V PW-3-50 Hz	380-420V Y-3-50 Hz
Максимальный рабочий ток	17.0А	13.5 A
Соотношение обмоток	50/50	-
Пусковой ток (ротор блокирован)	49.0А Y/81.0A YY	62.2 A
Вес	134 kg	85,5 kg
Максимальное избыточное давление (НД/ВД)	19/28 bar	19 / 28 bar
Присоединение линии всасывания	35 mm - 1 3/8''	28 mm - 1 1/8''
Присоединение линии нагнетания	28 mm - 1 1/8''	22 mm - 7/8''
Тип масла для R404A	tc<55°C: BSE32 / tc>55°C: BSE55 (Option)
Заправка масла	2,60 dmі	2,00 dmі
Подогреватель масла в картере	0..120 W PTC (Option)
Защита мотора	SE-B1	SE-B1
Класс защиты	IP65	IP65
Регулирование производительности	100-50% (Option)
Дополнительный вентилятор	Option	Option
CIC система	Option	-
Антивибрационные демпферы	Standard
Уровень звуковой мощности (+5°C/50°C) @50Гц	-	-
Уровень звуковой мощности (-10°C/45°C) @50Гц	74,5 dB(A)	72,0 dB(A)
Уровень звуковой мощности (-35°C/40°C) @50Гц	79,0 dB(A)	74,0 dB(A)
Уровень звукового давления @1 м (+5°C/50°C) @50Гц	-	-
Уровень звукового давления @1 м (-10°C/45°C) @50Гц	66,5 dB(A)	64,0 dB(A)
Уровень звукового давления @1 м (-35°C/40°C) @50Гц	71,0 dB(A)	66,0 dB(A)

.2 Основные элементы холодильной централи (кроме компрессора)

Таблица 4.3 Элементы среднетемпературной централи

Элементы	Среднетемпературная централь
	модель	количество (шт.)
Реле высокого давления	Danfoss KP-5	2
Реле низкого давления	Danfoss KP-1	1
Отделитель жидкости	Alco controls A17-642 (V=6.85 литров)	1
Запорные вентили от витрин и к витринам	На нагнетании Danfoss GVC22s	2
	На всасывании Danfoss GVC22s	4
Запорные вентили к компрессорам	На нагнетании Danfoss GBC35s	3
	На всасывании Danfoss GBC28s	3
Фильтр-осушитель	На нагнетании Danfoss DML166	1
	На всасывании Danfoss DAS417SVV	2
Ресивер	ESK SCHULTZE SGS-40/22W-22V (объём 40 литров)	1
Конденсатор	ОСТРОВ КА-245-4	3
масляная линия
Регулятор уровня масла	Alco controls OMі-CUA	3
Запорные вентили	Danfoss BML6	3
Соленоидный вентиль	Danfoss EVR-3 6 мм	1
Маслосборник	ESK SCHULTZE SGS-7.5/16W-12V (объём 7,5 литров)	1
Смотровое окно	Danfoss SGI-19	1

Таблица 4.4 Элементы низкотемпературной централи

Элементы	Низкотемпературная централь
	модель	количество (шт.)
Реле высокого давления	Danfoss KP-5	2
Реле низкого давления	Danfoss KP-1	1
Отделитель жидкости	Alco controls A12-507 (V=3.29 литров)	1
Запорные вентили от витрин и к витринам	На нагнетании Danfoss BML12	2
	На всасывании Danfoss BML12	4
Запорные вентили к компрессорам	На нагнетании Danfoss GBC28s	3
	На всасывании Danfoss GBC22s	3
Фильтр-осушитель	На нагнетании Danfoss DML033	1
	На всасывании Danfoss DAS084SVV	1
Ресивер	ESK SCHULTZE SGS-40/22W-22V (объём 40 литров)	1
Конденсатор	ОСТРОВ КА-245-3	1
масляная линия
Регулятор уровня масла	Alco controls OMі-CUA	3
Запорные вентили	Danfoss BML6	3
Соленоидный вентиль	Danfoss EVR-3 6 мм	1
Маслосборник	ESK SCHULTZE SGS-7.5/16W-12V (объём 7,5 литров)	1
Смотровое окно	Danfoss SGI-10	1

5. Определение диаметров трубопроводов

Разобьем трубопроводы нагнетания и всасывания по участкам:

Таблица 5.1 Участки трубопроводов среднетемпературной централи

№ участка	Описание	Участок между агрегатом и Аляска 1200 конд
2	Участок между Аляска 1200 конд и Аляска 1200 конд
3	Участок между Аляска 1200 конд и соединением трубопровода к Арктика вент 1400
4	Участок между соединением трубопровода к Арктика вент 1400 и самой витриной
5	Участок между соединением трубопровода к Арктика вент 1400 и Аляска вент. 2400
6	Участок между Аляска вент. 2400 и Аляска вент. 1800
7	Участок между Аляска вент. 1800 и Аляска вент. 1800
8	Участок между Аляска вент. 1800 и соединением трубопровода к Арктика вент 1400
9	Участок между соединением трубопровода к Арктика вент 1400 и само витриной
10	Участок между соединением трубопровода к Арктика вент 1400 и Аляска вент. 1800
11	Участок между Аляска вент. 1800 и Аляска вент. 2400
12	Участок между Аляска вент. 2400 и Аляска угол 1200
13	Участок между Аляска угол 1200 и Аляска вент. 1800
14	Участок между Аляска вент. 1800 и соединением трубопровода к Арктика вент 1400
15	Участок между соединением трубопровода к Арктика вент 1400 и самой витриной
16	Участок между соединением трубопровода к Арктика вент 1400 и Аляска стат. 1500
17	Участок между Аляска стат. 1500 и соединением трубопровода к Арктика вент 1400
18	Участок между соединением трубопровода к Арктика вент 1400 и самой витриной
19	Участок между соединением трубопровода к Арктика вент 1400 и Аляска вент. 1800
20	Участок между Аляска вент. 1800 и Аляска угол 1200
21	Участок между Аляска угол 1200 и Аляска вент. 2400
22	Участок между Аляска вент. 2400 и Аляска вент. 2400
23	Участок между Аляска вент. 2400 и Корсика 2400
24	Участок между Корсика 2400 и Прага 3750 г.
25	Участок между Прага 3750 г. и Прага 3750 г.
26	Участок между Прага 3750 г. и Прага 3750 г.
27	Участок между Прага 3750 г. и Прага 2500 г
28	Участок между Прага 2500 г. и соединением трубопровода к Прага 2500 ф
29	Участок между соединением трубопровода к Прага 2500 ф и самой витриной
30	Участок между соединением трубопровода к Прага 2500 ф и Прага 2500 ф

Таблица 5.2 Участки трубопроводов низкотемпературной централи

№ участка	Описание
1	Участок между агрегатом и Токио торцевая 2500
2	Участок между Токио торцевая 2500 и Токио 3750
3	Участок между Токио 3750 и Токио 3750
4	Участок между Токио 3750 и Токио торцевая 2500

При проектировании трубопроводов приходится определять их размеры, т.е. длину, диаметр и толщину стенки трубы. Длину трубопровода находят по чертежу или по месту его установки, в зависимости от взаимного расположения элементов установки и от условий монтажа.

При подборе трубопровода или при расчете короткого трубопровода, когда можно пренебречь падением в нем давления, внутренний диаметр трубы d_вн для хладагента или других веществ может быть определен по оптимальной скорости движения w этой среды по трубе исходя из уравнения неразрывности потока, по которому максимальный объемный расход вещества, протекающего по трубе, , откуда

 (5.1)

В практике проектирования трубопроводов холодильных установок обычно принимают значения скорости для различных веществ, приведенные

Таблица 5.3 Скорость движения жидких и газообразных веществ в трубопроводах

Вещество	Скорость, м/с
	На стороне всасывания	На стороне нагнетания
Парообразные аммиак и пропан	10-25	15-30
Хладоны (фреоны)	8-15	10-18
Парообразный диоксид углерода	5-6	5-6
Жидкие хладагенты	0,15-0,50	0,50-1,25
Водоаммиачный раствор	0,15-0,25	0,70-1,25
Жидкие хладоносители и вода	0,50-1,00	0,80-1,30
Жидкие хладагенты при самотечном движении	0,15-0,50	0,15-0,50

Более высокие значения скорости из указанных в таблице принимают для труб большего диаметра, причем для труб диаметром свыше 100 мм можно взять и повышенные на 25 - 30% значения скорости. Низкие значения скорости жидких хладагентов и водоаммиачного раствора на стороне всасывания позволяют предупредить возможное парообразование в трубопроводе, вызванное падением давления из-за сопротивлений движению. Чем больше переохлаждена жидкость, тем больше может быть выбрана скорость в трубе.

Так как

, (5.2)

то

 (5.3)

Полученный расчетом внутренний диаметр трубы округляют до ближайшего стандартного размера.

Рассчитаем диаметры трубопроводов на стороне нагнетания в среднетемпературной централи по участкам:

 (5.4)

Расчет диаметра трубопровода уточняют по численному значению падения давления в трубопроводе из условия, чтобы оно не превышало допустимого. Последнее в определенных условиях является оптимальным, поскольку превышение допустимого падения давления вызывает излишний расход энергии, в то время как заниженное падение давления, достигаемое увеличением диаметра трубы или уменьшением скорости движения, приводит к излишнему расходу металла.

Падение давления в трубопроводе при движении в нем какой-либо среды складывается из потерь на трение по длине трубы, а также из потерь давления на преодоление местных сопротивлений (ими пренебрегаем), т.е.

 (5.5)

Падение давления, обусловленное трением в трубах,

 (5.6)

 (5.7)

где - коэффициент трения по длине трубы;  - длина трубопровода, м;  - плотность вещества, кг/мі.

Коэффициент трения  зависит от числа Рейнольдса и степени шероховатости внутренней поверхности трубы. Для гладких труб при турбулентном движении жидкости применяют формулу Блазиуса

 (5.8)

Расчет по формуле Блазиуса и аналогичным формулам, в которых коэффициент  сам зависит от диаметра трубы  всегда приводит к необходимости определять диаметр трубы методом последовательного приближения. Однако для многих практических задач можно пользоваться следующими приближенными значениями коэффициента трения :

для сухого насыщенного и перегретого пара - 0,025;

для влажного пара и жидких хладагентов - 0,030-0,035;

для воды и водных растворов солей - 0,04;

для жидкого R12 в смеси с 8-12% масла - 0,085.

Таблица 5.4 Значения диаметров трубопроводов для среднетемпературной централи на стороне нагнетания

№ участка	Длина , мХолодопроизводительность Скорость движения хладагентаПлотность хладагента Диаметр Падение давления
1	1,821	47157	14	101,3	0,020	32097,94
2	1,330	46703	14	101,3	0,020	23556,98
3	0,800	46249	14	101,3	0,020	14238,99
4	2,545	1000	14	101,3	0,003	308054,88
5	0,900	45249	14	101,3	0,019	16194,90
6	2,500	44347	14	101,3	0,019	45441,03
7	1,930	43445	14	101,3	0,019	35442,77
8	1,500	42543	14	101,3	0,019	27836,68
9	2,545	1000	14	101,3	0,003	308054,88
10	0,400	41543	14	101,3	0,019	7511,93
11	2,900	40641	14	101,3	0,018	55062,52
12	1,500	39739	14	101,3	0,018	28802,03
13	1,500	39112	14	101,3	0,018	29031,97
14	0,800	38210	14	101,3	0,018	15665,41
15	1,600	1000	14	101,3	0,003	193669,08
16	0,900	37210	14	101,3	0,018	17858,83
17	0,800	36583	14	101,3	0,017	16009,97
18	1,600	1000	14	101,3	0,003	193669,08
19	0,900	35583	14	101,3	0,017	18262,55
20	1,500	34681	14	101,3	0,017	30830,87
21	1,500	34054	14	101,3	0,017	31113,40
22	2,530	33152	14	101,3	0,017	53187,06
23	6,100	32250	14	101,3	0,016	130018,54
24	5,050	30750	14	101,3	0,016	110232,36
25	3,790	24300	14	101,3	0,014	93062,86
26	3,790	17850	14	101,3	0,012	108582,64
27	2,700	11400	14	101,3	0,010	96794,71
28	2,600	7600	14	101,3	0,008	114158,13
29	10,155	3800	14	101,3	0,006	630562,93
30	12,715	3800	14	101,3	0,006	789523,15

Таблица 5.5 Значения диаметров трубопроводов для низкотемпературной централи на стороне нагнетания

№ участка	Длина , мХолодопроизводительность Скорость движения хладагентаПлотность хладагента Диаметр Падение давления
1	1,780	12100	14	101,3	0,010	61939,49
2	2,300	9680	14	101,3	89480,92
3	3,878	6050	14	101,3	0,007	190840,45
4	2,300	2420	14	101,3	0,004	178961,85

Рассчитаем диаметры трубопроводов на стороне всасывания в среднетемпературной централи по участкам:

 (5.9)

Падение давления, обусловленное трением в трубах,

 (5.10)

 (5.11)

где - коэффициент трения по длине трубы;  - длина трубопровода, м;  - плотность вещества, кг/мі.

Таблица 5.6 Значения диаметров трубопроводов для низкотемпературной централи на стороне всасывания

№ участка	Длина , мХолодопроизводительность Скорость движения хладагентаПлотность хладагента Диаметр Падение давления
1	1,821	47157	11	92,59	0,023	15348,67
2	1,330	46703	11	92,59	0,023	11264,53
3	0,800	46249	11	92,59	0,023	6808,83
4	2,545	1000	11	92,59	0,003	147306,42
5	0,900	45249	11	92,59	0,023	7744,12
6	2,500	44347	11	92,59	0,023	21729,10
7	1,930	43445	11	92,59	0,022	16948,11
8	1,500	42543	11	92,59	0,022	13311,01
9	2,545	1000	11	92,59	0,003	147306,42
10	0,400	41543	11	92,59	0,022	3592,07
11	2,900	40641	11	92,59	0,022	26329,93
12	1,500	39739	11	92,59	0,021	13772,62
13	1,500	39112	11	92,59	0,021	13882,58
14	0,800	38210	11	92,59	0,021	7490,92
15	1,600	1000	11	92,59	0,003	92609,14
16	0,900	37210	11	92,59	0,021	8539,78
17	0,800	36583	11	92,59	0,020	7655,69
18	1,600	1000	11	92,59	0,003	92609,14
19	0,900	35583	11	92,59	0,020	8732,83
20	1,500	34681	11	92,59	0,020	14742,78
21	1,500	34054	11	92,59	0,020	14877,88
22	2,530	33152	11	92,59	0,020	25433,11
23	6,100	32250	11	92,59	0,019	62172,58
24	5,050	30750	11	92,59	0,019	52711,18
25	3,790	24300	11	92,59	0,017	44501,02
26	3,790	17850	11	92,59	0,014	51922,31
27	2,700	11400	11	92,59	0,011	46285,53
28	2,600	7600	11	92,59	0,009	54588,41
29	10,155	3800	11	92,59	0,007	301524,09
30	12,715	3800	11	92,59	0,007	377536,07

Таблица 5.7 Значения диаметров трубопроводов для низкотемпературной централи на стороне всасывания

№ участка	Длина , мХолодопроизводительность Скорость движения хладагентаПлотность хладагента Диаметр Падение давления
1	1,780	12100	11	92,59	0,012	29618,37
2	2,300	9680	11	92,59	0,011	42788,20
3	3,878	6050	11	92,59	0,008	91256,54
4	2,300	2420	11	92,59	0,005	85576,41

6. Экологическая часть

Фреоны широко применятся в холодильной промышленности в качестве хладагента для холодильного агрегата. С точки зрения экологии фреоны достаточно значимо воздействуют на озоновый слой. Путь молекул хлора в стратосферу занимает от 10 до 24 месяцев. Стратосферу достигают только химически стабильные молекулы, которые не разрушаются под действием солнечных лучей, в химических реакциях и не растворяются в воде. Такими качествами обладают молекулы ХФУ (время их существования более 100 лет). Под действием ультрафиолетового излучения от молекул ХФУ отделяется атом хлора, а оставшийся радикал окисляется, с образованием молекулы окиси хлора и нового радикала. Выделяемые атомы хлора многократно вступают в химическую реакцию с озоном, что приводит к его сокращению в атмосфере.

6.1    Экологические требования к хладагенту

Прежде чем рассматривать свойства хладонов, остановимся на основных требованиях, предъявляемых к ним. Требования к хладонам подразделяются на следующие группы:

экологические - озонобезопасность, низкий потенциал глобального потепления, негорючесть и нетоксичность; термодинамические - большая объемная холодопроизводительность; низкая температура кипения при атмосферном давлении; невысокое давление конденсации; хорошая теплопроводность; малые плотность и вязкость хладона, обеспечивающие сокращение гидравлических потерь на трение и местные сопротивления при его транспортировке; максимальная приближенность к заменяемым хладонам (для альтернативных озонобезопасных хладонов) по давлениям, температурам, удельной объемной холодопроизводительности и холодильному коэффициенту; эксплуатационные - термохимическая стабильность, химическая совместимость с материалами и холодильными маслами, достаточная взаимная растворимость с маслом для обеспечения его циркуляции, технологичность применения; негорючесть и невзрывоопасность; способность растворять воду, незначительная текучесть; наличие запаха, цвет и т.д.; экономические - наличие товарного производства, доступные (низкие) цены. хладоны, отвечающие перечисленным требованиям, найти практически невозможно, поэтому в каждом отдельном случае выбирают хладон с учетом конкретных условий работы холодильной машины, и предпочтение следует отдавать таким, которые удовлетворяют принципиальным и определяющим требованиям.

В соответствии с Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП) в 1987 г. вступил в действие «Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой» во исполнение Венской конвенции об охране озонового слоя 1985 г., предусматривающий постепенное сокращение производства и потребления ряда хлорфторуглеродов.

Сегодня 90% кондиционеров используют хладагент R22.

В качестве хладагентов, заменяющих R22, предлагаются R134а, R407с и R404.

Озоноразрушающая активность хладагентов оценивается величиной озоноразрушающего потенциала, который может принимать значения от 0 (для озонобезопасных хладагентов) до 13 (для озоноразрушающих).

Так озоноразрушающий потенциал R12 равен 1,0; R22 - 0,05; R134а - 0; R407C - 0.

Значит ли это, что проблема создания новых хладагентов решена и они отвечают всем предъявляемым требованиям.

К сожалению, идеального хладагента пока не существует, и если R134а не разрушает озоновый слой, что очень хорошо, то его термодинамические свойства далеки от совершенства.

Хладагент, являющийся рабочим телом кондиционера, выбирается разработчиками систем кондиционирования с учетом большого числа факторов: высокой эффективности работы оборудования, низкой стоимости, пожаробезопасности и токсичности. Требования к холодильным агентам постоянно пополняются и конкретизируются самой жизнью.

Свойства хладагентов зависят от структуры молекулы вещества, присутствия соотношения молекул фтора, хлора и водорода в его составе (рис. 6.1).

Рис. 6.1 Соотношение молекул фтора, хлора и водорода в хладагентах

Вещества с малым содержанием фтора обладают токсичностью и их применение ограничено санитарными нормами.

Вещества с малым содержанием водорода долго «живут» в атмосфере, не разлагаясь на части, поглощаются биосферой Земли и являются экологически нежелательными.

На рис. 6.1 указаны как «запретные» области по факторам горючести, токсичности и стабильности веществ в атмосфере, так и область допустимого состава для использования в качестве альтернативных хладагентов.

На диаграмме для группы метана (рис. 6.2) мы видим, что холодильные агенты R11 и R12 лежат в области экологически неблагоприятных хладагентов. Широко применяемый в настоящее время хладагент R22 хотя и лежит в области допустимой для применения, но все же содержит в своем составе атом хлора и поэтому является «озоноопасным». «Озоноопасность» R22 составляет всего 5% от «озоноопасности» хладагента R12, что нашло отражение в Монреальском протоколе в сроках реализации сокращения выпуска. На диаграмме веществ группы этана (рис. 3) интерес представляют хладагенты R134a и R125. R134a предложен как альтернатива традиционному хладагенту R12, широко используемому в холодильной технике и, в частности, в чиллерных системах.

Рис. 6.2 Группа метана

Рис. 6.3 Группа этана

С экологической точки зрения рекомендуются R134a или R404. Их минимальная опасность, касающаяся прямого воздействия на человека и живые организмы, соответствует их высокой цене. С глобальной точки зрения, так называемого воздействия на озоновые слоя атмосферы, фреоны опасны главное для последующих поколений.

6.2    Общее о фреонах

Фреоны, хладоны, фторсодержащие насыщенные углеводороды (главным образом производные метана и этана), используемые как хладагенты в холодильных машинах. Кроме атомов фтора, в молекулах фреоны содержатся обычно атомы хлора, реже - брома. Известно более 40 различных фреонов; большинство из них выпускается промышленностью.

Фреоны - бесцветные без запаха газы или жидкости, хорошо растворимые в органических растворителях, в воде - очень плохо. Наиболее распространены дифтордихлорметан CF₂CI₂, фтортрихлорметан CFCI₃ и дифторхлорметан CHF₂CI, их t кип - 29,8, - 23,8 и - 40,8°С соответственно. Фреоны не горят и взрывобезопасны даже при контакте с открытым пламенем, химически стойки к действию кислот и окислителей, не разлагаются в устройствах из обычных конструкционных материалов; хлор- и бромсодержащие фреоны при нагревании взаимодействуют с магнием, его сплавами и латунью, водородсодержащие фреоны - со щелочами.

В технике для обозначения фреоны приняты специальные названия, состоящие из буквы Ф и трёхзначного числа, последняя цифра которого равна числу атомов F, средняя - числу атомов Н плюс 1, первая - числу атомов С минус 1, например CF₂CI₂ обозначают как Ф-012 или Ф-12 (нуль обычно опускают), C₂F₃CI₃ - Ф-113.

Фреоны получают обычно действием фторирующих агентов на соответствующие полихлоруглеводороды, например четырёххлористый углерод CCl₄, хлороформ CHCl₃ (см. Свартса реакция), а также совместным действием фтористого водорода и хлора на парафины и олефины.

Кроме использования в различных видах холодильной техники, фреоны широко применяют как летучие компоненты (пропелленты) в аэрозольных упаковках (мировое производство их превысило 10 млн. в год) для косметики, пищевых продуктов, лекарственных средств, инсектицидов, красок, как газообразные диэлектрики, ингаляционные анестетики, пламягасительные смеси (трифторбромметан CF₃Br и тетрафтордибромэтан C2F₄Br₂, техническое название - Ф-13В1 и Ф-114В2 соответственно), как растворители для чистки одежды, металлических поверхностей, вспениватели при получении пенопластов и сырьё для получения некоторых фторорганических соединений, например тетрафторэтилена.

Фреоны, как правило, малотоксичные соединения с низкой биологической активностью. В организме фреоны не подвергаются метаболическим превращениям и выделяются через органы дыхания в неизмененном виде. Токсичность фреонов из групп метана и этана снижается с увеличением количества атомов фтора в молекуле фреона; введение атомов брома повышает токсичность фреонов. Более токсичны фреоны из группы пропана, например трифторхлорпропан. При нагревании свыше 200°С многие фреоны разлагаются с образованием высокотоксичных продуктов (перфторизобутилен C₄F₈, фторфосген CF₂O и др.). Для фреоновых групп метана и этана предельно допустимая концентрация в воздухе - 1-3 тыс. мг/мі для фреонов группы пропана - 1 мг/мі.

Таблица 6.1 Наиболее распространенные хладагенты

Номер	Название	Химическая формула
R12	дифтордихлорметан	CF2CCl2
R-14	тетрафторметан	-
R-21	фтордихлорметан	-
R-22	дифторхлорметан	CF2ClH
R-23	трифторметан	-
R-124	1,1,1,2 - тертафторхлорэтан	-
R-125	пентафторэтан	-
R-134a	1,1,1,2 - тетрафторэтан	CF3CFH2
R-142b	1,1 - дифтор-1-хлорэтан	-
R143a	1,1,1 - трифторэтан	-
R-401A	-	-
R-401B	-	-
R-402B	-	-
R-403B	-	-
R404A	R125/R134a/ R143а	-
R-407B	-	-
R-407C	-
R-408A	-	-
R-409A	-	-
R-502	R22/R115	-
R-507	-	-
R-600	изобутан	-

6.4    Экологическая целесообразность применения

Решения Монреальского протокола коренным образом изменили подход к традиционным озоноразрушающим хладагентам, и начиная с 90-х годов на одно из первых мест вышел вопрос об опасности изменения климата и сохранения эмиссии парниковых газов, вызванной применением таких хладагентов.

По степени озоноразрушающей активности озонового слоя Земли галоидопроизводные углеводороды разделены на три группы:

·              хладагенты с высокой озоноразрушающей активностью - это хлорфторуглероды (ХФУ) R11, R12, R13, R113, R114, R115, R502, R503, R12B1, R13B1 (или по международному обозначению CFC11, CFC12, CFC13 и т.д.) и др.;

·              хладагенты с низкой озоноразрушающей активностью - это гидрохлорфторуглероды (ГХФУ) R21, R22, R141b, R142b, R123, R124 (или по международному обозначению HCFC21, HCFC22, HCFC141b и т.д.) и др., в молекулах которых содержится водород. Для этих веществ характерно меньшее время существования в атмосфере по сравнению с ХФУ, и, как следствие, они оказывают меньшее влияние на разрушение озонового слоя. Ряд многокомпонентных рабочих тел, предлагаемых в качестве альтернативы ХФУ, содержат в своем составе ГХФУ, например R22;

·              хладагенты, не содержащие атомов хлора [фторуглероды ФУ (FC), гидрофторуглероды ГФУ (HFC), углеводороды (НС) и др.], считаются полностью озонобезопасными. Таковыми являются хладагенты R134, R134a, R152a, R143a, R125, R32, R23, R218, R116, RC318, R290, R600, R600a, R717 и др.

В качестве альтернативы запрещенным к производству хладагентам Монреальским протоколом рассматриваются следующие классы веществ:

·              гидрохлорфторуглероды (ГХФУ);

·              гидрофторуглероды (ГФУ);

·              природные хладагенты - аммиак, диоксид углерода, вода, углеводороды.

Известно, что непрерывное применение ХФУ в течение года по воздействию на окружающую среду эквивалентно 10…50 годам применения таких альтернативных хладагентов, как ГХФУ.

Для анализа экологической целесообразности применения хладагентов используют следующие параметры: потенциал разрушения озона OOP (Ozon Depletion Potential); потенциал глобального потепления (парникового эффекта) GWP (Global Warming Potential) или HGWP (Halocarlon Global Warming Potential).

Потенциал разрушения озона ODP определяется наличием атомов хлора в молекуле хладагента и принят за единицу для R11 и R12. Для хладагентов группы ХФУ потенциал разрушения озона ODP > или = 1, для ГХФУ ODP < 0,1, а для ГФУ ODP = 0.

Потенциал глобального потепления GWP принят за единицу для диоксида углерода (СО₂) с временным горизонтом 100 лет, а потенциал HGWP подсчитывают относительно значения этого параметра для R11, также принятого за единицу.

Согласно международным прогнозам при существующих темпax роста парникового эффекта средняя температура атмосферы земли к 2050 г. может увеличиться на 3…5 К, что может привести: увеличению уровня Мирового океана на 20 см и вызвать тем самым необратимые экологические последствия.

По оценке зарубежных специалистов, уровень безопасной эмиссии диоксида углерода равен 1,1 т в год на душу населения. В настоящее время уровень выбросов диоксида углерода в Европе на душу населения составляет 7,3 т в год.

6.4 Характеристики R-404

Смесь:

Форан 125 (пентафтороэтан CHF2-CF3) -44%

Форан 134a (1,1,1,2 - тетрафтороэтан CF3-CH2F) -4%

Форан 143a (1, 1,1 - трифтороэтан CH3-CF3) -52%404А (FX-70) имеет нулевой потенциал разрушения озона (ODP). Свойства этого продукта очень похожи на свойства R-12. Forane 404А представляет собой смесь, по составу близкую к азеотропной, хлорированных фторуглеродных холодильных агентов R-125, R-143a и R-134a. Свойства композиции Forane 404А близки к свойствам R-502, что позволяет успешно использовать эти композиции в различных охлаждающих системах, работающих при средних и низких температурах.

Новые системы404А одобрен большинством производителей компрессоров и охлаждающих систем для использования в новом охлаждающем оборудовании. Системы, в которых можно использовать R-404A, включают помещения для хранения продовольствия, холодильные камеры, льдогенераторы, а также различные процессы охлаждения.

Ретрофит существующего оборудования404А может быть использован для работы со многими системами, ранее использовавшими R-502. Физические и охлаждающие свойства смеси способствуют тому, что при использовании в существующих процессах она ведет себя подобно R-502; однако эта смесь не предназначена для прямого обслуживания R-502 систем без их соответствующей модификации.

Таблица 6.2 Сравнительные характеристики

Основные свойства	R-404А (FX 70)	R-134a
Средняя молекулярная масса	97,6	102,0
Температура кипения при 1 атм (оС)	-46,3	-26.0
Плотность насыщенных паров при температуре кипения (кг/мі)	5,3	5,1
Плотность насыщенной жидкости при 25оС (кг/дмі)	1,01	1,16
Критическая температура (оС)	72,0	101,1
Критическое давление (кг/смІ)	37,8	41,3
Скрытая теплота испарения при температуре кипения (БТЕ/фунт)	86,0	92,8
Удельная теплоемкость жидкости при 25оС (БТЕ/фунт. оФ)	0,39	0,34
Удельная теплоемкость паров при 1 атм. (БТЕ/фунт. оФ)	0,18	0,19
Температурный перепад (оС)	-16,9	-17,8
Пределы воспламенения на воздухе	Не воспламеняется	Не воспламеняется
Потенциал разрушения озона (ODP, для ХФУ 11 = 1,0)	0,000	0,000
Влияние галоидоуглерода на всеобщее потепление (HGWP, для ХФУ 11 = 1,0)	0,96	0,33
Группа безопасности по классификации ASHRAE	A1/A1	A1
Допустимое содержание паров в рабочем помещении (WEEL) (восьмичасовой рабочий день / средний вес)	1000 м.д.	1000 м.д.

6.5 Транспортировка и хранение

Заливают в железнодорожные цистерны, а также в баллоны, вместимостью от 32 до 120 дмі, в контейнеры и другие сосуды, рассчитанные на давление 2МПа. Коэффициент заполнения 1.0 кг продукта на 1 дмі вместимости сосуда.

Перевозят любым видом транспорта. Хранят в складских помещениях, обеспечивающих защиту от солнечных лучей.

Коэффициент безотходности:

Вывод

Фреон R-404 - малотоксичное соединение с низкой биологической активностью.

Потенциал разрушения озона (ODP, для ХФУ 11 = 1,0) - 0

Влияние галоидоуглерода на всеобщее потепление (HGWP, для ХФУ 11 = 1,0) - 0,96

Группа безопасности по классификации ASHRAE - A1/A1

Допустимое содержание паров в рабочем помещении (WEEL) (восьмичасовой рабочий день / средний вес) - 1000 м.д.

Выбранный мною фреон для проектируемых среднетемпературной и низкотемпературной централей для супермаркетов, общая площадь которых составляет более 800 мІ, вполне соответствует экологическим требованиям.