Компании «Алфа Контрактинг» — 25 лет!

Максим Перегудов, главный специалист ООО «Алфа Контрактинг», рассказывает о холодоснабжении предприятий по производству мороженого.

Холодоснабжение фабрик мороженого и хладокомбинатов. Температурные уровни

Технология производства мороженого требует обеспечения холодом на нескольких температурных уровнях. Важным является стабильность поддерживаемых температур как при максимальной производительности линии, так и при частичной загрузке. Для каждого этапа характерны свои температуры.

• Охладители смеси и танки хранения.  Охлаждение этих аппаратов, как правило, производится ледяной водой или хладоносителем на основе пропиленгликоля с температурой около 0°С.
• Фризеры.  К ним подаётся хладагент с температурой кипения -25…-30°С.
• Закалочные тоннели (морозильные шкафы).  Требуют самых низких температур кипения на уровне -40…-45°С.
• Камеры хранения холодильников. Для обеспечения в камере температуры не выше -25°С температура кипения хладагента поддерживается в диапазоне -30…-33°С.

Основные применяемые сегодня хладагенты — это NH₃,  CO₂,  R507а, хотя встречается и оборудование на фреонах R22, R404a.

Небольшие производства  часто имеют различное оборудование с индивидуальными холодильными агрегатами, подчас с различными хладагентами.

Для средних и крупных предприятий  предпочтительной является центральная система холодоснабжения. Это позволяет унифицировать оборудование и уменьшить его номенклатуру, обеспечить максимальную энергоэффективность, взаимное резервирование, упростить обслуживание и снизить эксплуатационные расходы.

Центральные холодильные установки для отрасли

В данной статье мы говорим, в основном, про средние и крупные предприятия, поэтому посмотрим на фабрики мороженого с точки зрения построения центральной холодильной установки.

Охлаждение ледяной воды или хладоносителя обеспечивается непосредственным испарением хладагента. Лучшим вариантом по энергетике является аммиачное охлаждение как в чисто аммиачной системе (отвод тепла обеспечивается работой компрессоров высокого давления), так и каскадной системе (отвод тепла обеспечивается верхней аммиачной ветвью каскада).

Для работы фризеров оптимальной также является работа с аммиаком в качестве хладагента. Насосная подача аммиака гарантирует стабильность температуры процесса в том числе и при переходных режимах подачи смеси. Система автоматического регулирования температуры проста в настройке и обслуживании.

Фризер

Линия приготовления смеси

Закалочный тоннель и фасовочная линия

При работе закалочных тоннелей требуется минимальная температура. В процессе охлаждения, при температуре -45°С, эффективность CO₂  и аммиака сравнима. Однако аммиак имеет преимущество при организации оттайки, так как допускает прямую подачу его горячих паров для оттаивания снеговой шубы аппаратов.

С вариантом CO₂  горячая оттайка возможна только с применением дополнительных «оттаечных» компрессоров. Или — с использованием промежуточного теплоносителя, нагреваемого за счет утилизируемого тепла. В любом случае применение CO₂  требует дополнительного оборудования для организации оттайки собственным теплом холодильной установки, без использования дополнительных электрических нагревателей.

В низкотемпературных камерах хранения, при t° кипения -30…-33°С, по энергетической эффективности аммиак выигрывает у CO₂.  Простота организации оттайки горячими парами также дает преимущество аммиаку перед CO₂.

Учитывая выше приведённые факторы, попробуем кратко охарактеризовать используемые сегодня холодильные агенты.

Аммиак — лучшее решение для средних и крупных предприятий

CO₂.  Прекрасный хладагент для низкотемпературного применения в составе каскадных установок (в паре с другими среднетемпературными хладагентами). Транскритические системы имеют высокие давления (100 бар и выше), что затрудняет их применение в крупных системах как из-за специальных требований к оборудованию, так и из-за более жестких требований промышленной безопасности к оборудованию, работающему под высоким давлением.

NH₃.  Остаётся лучшим решением для средних и крупных предприятий. Он эффективно применяется при температурах кипения до -50°С, а при температуре -45°С и выше аммиачная установка эффективнее каскада на CO₂.  До температуры -35°С можно использовать одноступенчатые компрессоры, при более низких температурах более эффективно двухступенчатое сжатие.

Доступность и цена аммиака вне конкуренции. Он может эксплуатироваться с минеральными маслами, чем не может похвастаться ни один другой хладагент.

Все крупные холодильные установки относятся к опасным производственным объектам. Но аммиачная установка может быть отнесена к ОПО низшего 4-го класса опасности.  А установки на большинстве фреонов и углекислоте относятся к 3-му классу опасности, так как имеют более высокие рабочие давления.

Необходимо помнить, что CO₂  может использоваться не только как хладагент, но и как хладоноситель. Начиная с 2000-х годов появились  блочные холодильные машины  с минимальной заправкой аммиака в холодильном контуре и CO₂  в качестве хладоносителя, подаваемого к воздухоохладителям холодильных камер. Сегодня такие системы есть в производственной линейке многих компаний: Mayekawa NewTon, SRM Nature, Moon Tech.

Mayekawa NewTon

SRM Nature

Moon Tech

Аммиак находится только в холодильной машине, что резко снижает объём заправки системы, а использование полугерметичных компрессоров позволяет максимально уменьшить возможные утечки и упростить обслуживание. CO₂  в качестве хладоносителя за счёт фазового перехода, обеспечивает минимальный объёмный расход, а значит — и минимальный расход электроэнергии на подачу хладоносителя к воздухоохладителям. Высокие коэффициенты теплоотдачи кипящего CO₂  позволяют снизить тепловые потери в воздухоохладителях, что также положительно сказывается на общей эффективности системы.

Данные системы хорошо зарекомендовали себя на низкотемпературных складах, в том числе и на складах мороженого.

Двухступенчатый аммиачный компрессорный агрегат, установленный Алфа Контрактинг на одном из хладокомбинатов

Отдельно скажем об автоматизации холодильной системы. Стандартным решением на рынке сегодня является  автоматизированная система холодоснабжения,  обеспечивающая поддержание заданных температурных режимов оптимальных рабочих параметров, регулирование производительности оборудования. Центральная система управления обеспечивает сбор данных о текущих параметрах работы оборудования, их обработку и анализ, выработку управляющих команд. Все это позволяет обеспечить работу системы без участия человека.

Российская нормативная база, унифицированная с нормативами ЕС, также позволяет эксплуатировать любые холодильные системы (на фреонах, на углекислоте, на аммиаке) в автоматическом режиме без постоянного присутствия обслуживающего персонала.

Аммиачные решения для небольших объектов

В статье мы акцентировали внимание на средних и крупных предприятиях индустрии мороженого. Однако и для небольших предприятий существует эффективные аммиачные решения, которые необходимо принимать во внимание при реконструкции или строительстве новых систем.

Для низкотемпературных холодильников с холодопотреблением от 200 кВт и более возможно применение бессальниковых полугерметичных аммиачных компрессоров. Они широко представлены на рынке, так как совмещают в себе удобство эксплуатации привычного полугерметичного компрессора с эффективностью и экологичностью природного хлад­агента — аммиака. Отсутствие сальника резко снижает вероятность утечки NH3 в окружающую среду, упрощает конструкцию машины, уменьшает объём технического обслуживания.

Применение установок с полугерметичными аммиачными компрессорами позволяет заказчику получить систему привычной конфигурации (аналогичную старой фреоновой системе) с более высокой энергоэффективностью при соответствии новым экологическим нормам.

Компания «Алфа Контрактинг» проектирует, поставляет, монтирует, и налаживает аммиачное оборудование как для новых, так и для реконструируемых холодильных установок на хладокомбинатах и фабриках мороженого.

ООО «Алфа Контрактинг»
+7 (499) 110-98-72
mail@alfacontracting.ru
alfacontracting.ru