Охлаждение компрессора

Охлаждение компрессора

Компания StarKraft представляет своим клиентам полный комплекс услуг. К примеру, продажа поршневых компрессоров сопровождается квалифицированной консультативной помощью, обеспечением полного комплекса мероприятий по монтажу и запуску оборудования. Также мы предлагаем услуги по сервисному гарантийному и послегарантийному обслуживанию. Компания работает со всеми моделями компрессорного оборудования. Мы обслуживаем оборудование любого типа и всех моделей – компрессоры винтовые и поршневые.

На нашем сайте вы также можете найти полезную информацию о правилах по выбору и эксплуатации компрессорных станций. В этом материале мы остановимся на таком важном вопросе, как охлаждение компрессора. Система охлаждения зависит от модели установки, и может быть воздушной или водяной.

Методы охлаждения (утилизации тепла) на производстве

Для каждой отрасли разработаны индивидуальные технологические приемы охлаждения производственных процессов. В зависимости от специфики оборудования и объема удаляемой тепловой энергии охлаждение может выполняться водой, воздухом или маслом.

Охлаждение водой

Выступая в роли хладагента, вода поглощает избыточную тепловую энергию – для повторного использования жидкость необходимо охладить. Способы охлаждения технической воды в системах оборотного водоснабжения зависят от специфики производства и необходимых параметров среды.

Одним из наиболее распространенных является открытый способ охлаждения в градирнях (башенного типа, драйкулерах, эжекционного типа) – температура воды снижается за счет контакта с окружающим воздухом.

Минусы подобных установок – большие габариты, зависимость от метеоусловий, недостаточная регулируемость.

Закрытые способы охлаждения позволяют добиться более точных результатов и снизить температуру воды до минимальных значений:

для охлаждения воды до температуры +0,5 — +2°С используются холодильные установки открытого типа: испарители орошаемого типа, погружные испарители, льдоаккумуляторы;

для охлаждения воды до температурных значений выше +2°С применяются закрытые холодильные установки – пластинчатые испарители, кожухотрубные испарители.

Охлаждение воздухом

Использование водяных теплообменников требует интеграции множества дополнительных инженерных решений (подключение к сетям водоснабжения и водоотведения, по необходимости – дополнительным фильтрам).

Поэтому для некоторых точек и участков, где необходимо отведение тепла не более 16330 КДж/ч более уместным будет использование воздушного теплообменника.

В ряде случаев технологический цикл предусматривает только воздушное охлаждение (например, экструзия алюминия, пластика и т.д.). В этом случае оборудование или продукт охлаждается воздухом, предварительно охлажденным в чиллере посредством воды или фреона.

Также для поддержания комфортной температуры на производстве применяют промышленные вентиляторы.

К примеру наиболее популярные вентиляторы Rosenberg, ebmpapst используют в системах кондиционирования в 80 странах мира.

Охлаждение маслом и СОЖ

Масло, смазочно-охлаждающая, закалочная жидкость используется преимущественно для смазки и охлаждения движущихся деталей (подшипники и пр.).

Масло забирает на себя избыточную тепловую энергию и снижает трение деталей.

Для охлаждения масла используются специальные кожухотрубные теплообменники – маслоохладители.

В роли хладагента для масла используется преимущественно вода. Также для охлаждения масла применяют воздушные конденсаторы, которые менее эффективны в сравнении с жидкостными теплообменниками.

Оборудование с охлаждаемым гидравлическим контуром требует особого контроля температурного режима т.к. при повышении температуры происходит перегрев и износ оборудования.

Особенности применения систем туманообразования для больших пространств

Системы туманообразования можно устанавливать во внутренних дворах ресторанов, кафе, возле бассейнов. С помощью данного оборудования можно охлаждать открытие веранды, находящиеся на территории гостиниц, стадионов. При их использовании формируется оптимальный микроклимат. Если охлаждать воздух с помощью мелкодисперсной жидкости, посетители заведения положительно оценят поддержание температуры на одном уровне.

Работа системы туманообразования не может вызвать недовольства, в отличие от применения кондиционеров. Создание оптимального микроклимата позволяет не только привлечь посетителей, но и обеспечить улучшение показателей работы персонала в теплое время года. Туманообразующие системы позволяют не только охладить пространство, но и снижают уровень запыленности, не позволяют приближаться летающим насекомым к конкретному объекту.

Важно! Системы туманообразования помогают быстро снизить температуру, а современное переключение мощностей позволяет избежать резких колебаний тепловых показателей в особенно жаркое время дня. Как посетители, так и персонал избегают перегрева, из-за чего сохраняют позитивное настроение.

Установка и монтаж

В вентиляционную систему монтировать оборудование следует в несколько этапов

Установка корпуса

• Обычно корпус производится стандартным, подходящим по размеру с воздуховодами. К системе вентиляции корпус крепится с помощью болтовых фланцев. Минимально возможное расстояние до ближайших элементов в системе вентиляции, не должно меньше размеров самого охладителя.
• Установка проводится так, чтобы идущий поток воздуха одинаково распылялся на всей территории охладителя В воздухе не должно быть волокнистого, клейкого вещества, частиц, агрессивной примеси, вызывающих коррозию. В этом случае уместным будет установить фильтр.
• Расстояние между канальным охладителем и вентилятором не должно быть менее 1.5 метра.

Подведение хладоносителя

• Специально для подведения хладагентов к теплообменникам имеется входные и выходные патрубки.
• Теплообменник необходимо подсоединять по принципам противотока, так холодопроизводительность будет максимально эффективной.
• Патрубки и основная магистраль припаяны и прикреплены резьбовыми соединениями. Патрубки располагаются по правую и левую сторону.

Отвод конденсата

• Скопившаяся жидкость выводится через канализацию и на улицу с помощью специальной трубки, присоединенной к патрубку.
• На трубке прикрепляется сифон, который не дает посторонним запахам проникать сквозь дренаж, осуществляя функцию гидрозатвора сечения. От того насколько высоким будет давление, зависит и размер сифона. Как только произведен монтаж в сифон нужно залить воду

Управление и регулировка

Холодопроизводительность регулируется как вручную, так и автоматически.

Ручная система управления осуществляется регулировкой поточных масс хладагента с помощью дроссельных или трехходовых клапанов.

Автоматическую систему используют, когда необходимо обеспечить бесперебойный и безопасный способ управления. Автоматика осуществляет не только контролирование, но и регулирование охладительного агрегата, а также управление всем вентиляционным оборудованием в комплексе.

Управление в автоматизированном режиме способствует:

• осуществлению контроля за температурными показателями в здании и на основании полученных сведений автоматически регулировать холодопроизводительность
• реализации защиты от перемораживания (особенно важно для наружной системы) актуально для наружных систем с водяным охлаждение

ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ — ЧИЛЛЕРЫ СЕРИИ ХМ

Основные области применения серии ХМ

охлаждение воды в контуре оборотного водоснабжения. Вода с заданной температурой подается для охлаждения технологического оборудования.

охлаждение водного раствора гликолей, используемого затем для охлаждения.

Отличительные особенности холодильных установок ХМ

наличие гидроблока, встроенного в установку. В стандартном исполнении применена однонасосная схема с байпасным клапаном; двухнасосная схема является опцией, что необходимо указать при заказе. Однонасосную схему рекомендуется применять для установок холодопроизводительностью менее 100 кВт; двухнасосная схема предпочтительна для систем с очень большим колебанием тепловой нагрузки, а также для всех систем холодопроизводительностью более 100 кВт.

использование мощного конденсатора, рассчитанного на работу в режиме с температурой выхода воды до +20°С.

Жидкостное охлаждение воздушных компрессоров является более эффективным способом снижения тепловой нагрузки, чем воздушный способ. Этим фактом объясняется сфера применения компрессоров с водяным охлаждением – их используют в крупных технологических процессах, на химических заводах, предприятиях металлургии, и других производствах, где необходимо стабильное получение сжатого воздуха в больших объемах. Именно там используют винтовые компрессоры, которые отличаются высокой производительностью, низким уровнем шума, длительным сроком эксплуатации, и которые могут работать на постоянной основе.

Однако работа любого мощного компрессора требует обязательной вентиляции помещения, в котором он расположен. В таком случае винтовые компрессоры с водяным охлаждением значительно снижают требования к системе вентиляции, так как в охлаждающей воде в форме тепла содержится приблизительно 90% энергии, потребляемой электродвигателем.

• Открытые системы водяного охлаждения без циркуляции воды, в которых реализовано подключение к внешней сети водоснабжения;
• Градирня – открытые системы с циркуляцией воды.
• Закрытые системы с циркуляцией воды, в которых реализовано подключение к внешнему теплообменнику (радиатору).

Рассмотрим их подробнее

Открытая система без циркуляции воды

Принцип работы. В систему охлаждения без циркуляции рабочая жидкость поступает из внешнего источника. Это может быть водоем, муниципальный водопровод, скважина. После прохождения через компрессорную установку отработанная жидкость выводится в виде стоков.

Особенности. Чтобы поддерживать требуемый температурный режим и не допускать перегрев компрессора в такой системе обязательно должен быть установлен термостат. Открытая система без циркуляции отличается простотой исполнения и невысокой стоимостью реализации. Однако ее эксплуатация влечет за собой высокие расходы воды (в случае использования муниципальной водопроводной сети, а также плату за стоки в систему городского водоотведения). Использование воды из рек или озер также потребует дополнительных расходов на ее фильтрацию, так как применение неочищенной воды в системе компрессоров не желательно.

Открытая система с циркуляцией воды

Принцип работы. Данная система использует замкнутый цикл использования воды, при которой охлаждающая вода в компрессоре повторно охлаждается в градирне. Вода каплями стекает в камеру, через которую проходит поток воздуха в противоположном направлении, и частично испаряется. Температура оставшейся влаги понижается до уровня, пока не достигнет значения, при котором она будет на 2 градуса меньше температуры окружающей среды.

Особенности. Такая система охлаждения компрессорных установок используется на производствах, где затруднителен или ограничен допуск к воде из внешних источников. Открытые системы охлаждения компрессора с циркуляцией воды имеют значительный недостаток – охлаждающая вода постоянно загрязняется окружающим воздухом. Это особенно критично для пыльных и загрязненных производств – текстильных фабрик, мебельных фабрик и т.д. Кроме того, из-за постоянного испарения требуется регулярное добавление новой воды в такую систему. Это также требует дополнительных расходов на очистные фильтры, так как обычная водопроводная или техническая вода содержит соли и кальций, которые могут откладываться на горячих металлических поверхностях теплообменника в виде наростов. В результате работа градирни нарушается, ухудшаются теплопроводные характеристики. Также, потребуется добавление реагентов, предотвращающих рост микроорганизмов и разрастание водорослей.

Еще один минус данного способа охлаждения компрессора заключается в том, что если система не используется в холодное время года, то потребуется слив воды из градирни, или постоянный ее подогрев, чтобы исключить замерзание воды.

Закрытая система с циркуляцией воды

• окружающим воздухом. Потребуется радиатор.
• с помощью внешнего водяного контура воды. В таком случае необходима установка дополнительного пластинчатого теплообменника.

Особенности. Данный способ подходит для предприятий, где ограничена стабильная подача воды.

Решения

Итак, как охладить погреб?

Очевидное решение – бытовой прибор для поддержания комфортной температуры, кондиционер. Он представляет собой тепловой насос, машину для перекачки тепловой энергии из одной точки в другую. Поскольку электроэнергия тратится лишь на работу компрессора, полезная тепловая мощность кондиционера (то количество киловатт тепла, которое устройство способно транспортировать за единицу времени) существенно превышает его электрическую мощность.

Однако вот печаль: абсолютный минимум, который можно задать для поддержания бытовым кондиционерам – 16 градусов.

Нам нужна существенно более низкая температура. Как ее можно обеспечить?

Холодильная установка

Промышленно производимые устройства этого типа представляют собой все тот же тепловой насос.

Как они работают?

• Компрессор сжимает газообразный фреон. При сжатии тот, помня про физические законы, послушно нагревается; избыток тепла отдается радиатору и сдувается с него большим вентилятором.
• Пройдя радиатор конденсационной части устройства, жидкий фреон подается через расширительный клапан в трубку существенно большего диаметра. Давление падает, и жидкость тут же переходит в газообразное состояние. При этом она, в полном согласии с пресловутыми законами физики, охлаждается; обдув радиатора испарителя резко увеличивает количества тепла, который фреон отбирает у окружающей среды.

Разумеется, у специализированной холодильной установки для погреба есть некоторые отличия от бытового кондиционера.

1. Диапазон температур смещен ближе к нижней части столбика термометра. Обычно поддерживается температура от -5 до +12 градусов.
2. Внешнему оформлению агрегата уделяется существенно меньше внимания, поскольку он ориентирован на промышленные условия. Многие холодильные установки лишены корпусов; компрессор и конденсатор с принудительным обдувом монтируются на стальную раму, конструкция которой предусматривает установку на отдельный фундамент. Испаритель представляет собой отдельное устройство, подключаемое медными магистралями.

Тепловая мощность промышленных установок может составлять десятки киловатт.

Очумелые ручки

Холодильное оборудование для погреба может быть не только промышленным, но и изготовленным своими руками.

Автору встретился весьма любопытный отчет о конструировании и эксплуатации такого устройства.

• Донором компрессора и радиаторов стал старый холодильник. Корпус был аккуратно вскрыт, трубочки для фреона перекушены.
• Компрессор и конденсатор разместились выше уровня погреба, в построенном над ним сарае. Испаритель – в самом охлаждаемом помещении. Был организован принудительный обдув обоих теплообменников.

• Новые медные трубки соединили компоненты системы при участии специалиста по ремонту холодильников. Он же заполнил систему фреоном.
• Отвод конденсата был осуществлен простейшим способом – шлангом в 20-литровую канистру.
• Для регулировки режима работы был использован простейший таймер. Для устройства задан режим, в котором час непрерывной работы компрессора сменялся часовым простоем.

На что оказалась способна конструкция, цена которой составила с учетом оплаты услуг специалиста не более двух тысяч рублей?

Температура в погребе, по словам конструктора, в самые жаркие дни не поднималась выше +9 градусов.

Погреб полностью просох благодаря конденсации воды на испарителе. Конденсат на стенах подвального помещения забыт, как страшный сон. Если в первое время 20-литровая канистра наполнялась за неделю, то на момент публикации отчета ее приходилось опорожнять лишь раз за сезон.

Водяное охлаждение

Изучение средневекового строительства на Ближнем Востоке принесло любопытное открытие: оказывается, системам кондиционирования куда больше лет, чем принято думать. Так называемые “ловцы ветра”, башни, внешне очень напоминающие дефлекторы на дымовых трубах, служили для охлаждения воздуха внутри здания.

Как работает такая схема?

• При ветре в башне создается разрежение. Механизм, если автору не изменяет память, описывается законом Бойля – Мариотта: в движущемся потоке газа или жидкости давление ниже, чем в статичной среде.
• В результате возникает тяга, причем воздух по пути к башне проходит последовательно через подземный канал с водой и жилые помещения над ним. Вода благодаря контакту с грунтом на заметной глубине имеет достаточно низкую температуру; испарение дополнительно снижает ее, увлажняя и охлаждая воздух.

Как можно реализовать этот механизм в погребе, расположенном недалеко от колодца? Всего лишь поставить вытяжную вентиляционную трубу для подвала с дефлектором; приток воздуха организуется через вторую трубу, уложенную в грунт и открывающуюся в колодце чуть выше верхнего уровня зеркала воды.

Нюанс: дефлектор эффективен лишь при ветре.
В безветренную погоду вентиляция будет осуществляться за счет естественной разницы в плотности между теплым и холодным воздухом; скорость воздухообмена будет заметно ниже.

Полезные мелочи

Какие еще хитрости могут помочь нам организовать достаточно холодный погреб?

• Теплоизоляция его верхней части. Способ – на ваше усмотрение: это может быть оклейка пенопластом изнутри или укладка утепленной стяжки снаружи.
• Утепление двери или люка в погреб.

• На стадии строительства – максимальное заглубление, причем в первую очередь заглубление верхнего перекрытия.

С чем связана инструкция? Все с той же постоянной температурой грунта ниже уровня промерзания. Если потолок глубже этой отметки, а вход качественно теплоизолирован, температура в вашем хранилище никогда не превысит заветные 12 градусов.