Эффективность применения льдоаккумулятора холода при переменной тепловой нагрузке. Схема модели панельного льдоаккумулятора холода

Введение

На многих предприятиях пищевой промышленности существует потребность в получении и использовании для технологических целей воды, охлажденной до температуры около 1° С – ледяной воды. Охлаждение воды на предприятиях мясной и молочной промышленности производится обычно в кожухотрубных или панельных испарителях. В то же время потребность в ледяной воде в течение суток различна и тепловая нагрузка на испарители характеризуется значительной неравномерностью. Это приводит к тому, что для снятия пиковых нагрузок необходимо использовать мощное холодильное оборудование. В период снижения тепловой нагрузки мощности холодильного оборудования остаются невостребованными. Подбор холодильного оборудования по максимальной тепловой нагрузке приводит к его нерациональному использованию, снижению коэффициента рабочего времени компрессоров, повышению первоначальных капитальных вложений.

Более рациональный режим работы холодильного оборудования может быть обеспечен при использовании аккумуляторов холода, в частности, панельных льдоаккумуляторов, нашедших широкое применение на предприятиях пищевой промышленности. Применение льдоаккумулятора позволяет производить накопление холода в виде льда на панелях в период минимальной нагрузки и снимать пиковые нагрузки за счет таяния накопленного льда. Нагрузка на компрессор в течение суток остается практически неизменной, а холодопроизводительность компрессора может быть значительно ниже максимальных пиковых значений.

Цель работы:

Обосновать эффективность применения льдоаккумулятора холода при переменной тепловой нагрузке. Произвести испытания модели панельного льдоаккумулятора холода, расчет и подбор компрессоров, исходя из тепловой нагрузки, создаваемой нагревательными элементами без учета аккумулирующей способности водного льда, сопоставить характеристики подобранных компрессоров с характеристиками компрессоров, использующихся в лабораторном стенде.

Методика выполнения работы.

Перед тем как приступить к выполнению лабораторной работы, студенты должны ознакомиться с правилами техники безопасности в лаборатории «Холодильные установки» и инструкцией по технике безопасности при работе с лабораторным стендом «Модель панельного льдоаккумулятора холода».

Выполнение лабораторной работы студенты начинают с изучения лабораторного стенда, рисунок 1.

Стенд состоит из трех холодильных агрегатов, использующихся в бытовых холодильниках. Холодильный агрегат включает в себя хладоновый герметичный компрессор малой производительности, змеевиковый воздушный конденсатор с естественной циркуляцией воздуха, панельный испаритель, дроссельное устройство. Холодильные агрегаты имеют раздельное электропитание, с возможностью работы как в группе, так и по отдельности.

Рисунок 1 – Схема модели панельного льдоаккумулятора холода

КД1– воздушный конденсатор первой холодильной установки; КД2 – воздушный конденсатор второй холодильной установки; КДЗ – воздушный конденсатор третьей холодильной установки; КМ1 – герметичный компрессор первой холодильной установки; КМ2 – герметичный компрессор второй холодильной установки; КМЗ –герметичный компрессор третьей холодильной установки; ДУ1 – дроссельное устройство первой холодильной установки; ДУ2 – дроссельное устройство второй холодильной установки; ДУЗ – дроссельное устройство третьей холодильной установки; И1 – панельный испаритель первой холодильной установки; И2 –панельный испаритель второй холодильной установки; ИЗ – панельный испаритель третьей холодильной установки; Б – бак с водой: Н – водяной насос; Те –термосистема; ТЭ1 – первый термоэлемент; ТЭ2 – второй термоэлемент.

Бак представляет собой термоизолированную емкость, наполненную водой, которая охлаждается посредством теплообмена с кипящим хладагентом в панельных испарителях холодильных установок, установленными внутри бака. При работе холодильных установок, при отсутствии тепловой нагрузки, на панелях испарителей образуется слой льда (ледяная шуба). В период тепловой нагрузки, т.е. при подаче в бак отепленной воды за счет таяния льда _? происходит охлаждение воды и снимаемаемая тепловая нагрузка может значительно превышать холодопроизводительность холодильной установки.

Водяной насос стенда обеспечивает циркуляцию воды в цепи: водяной бак –насос – термосистема – водяной бак.

Термосистема состоит из герметичной емкости, через которую при помощи водяного насоса проходит поток воды. Здесь же помешены два нагревательных элемента для искусственного создания скачкообразной тепловой нагрузки. Мощность, подаваемая на нагревательные элементы, может регулироваться плавно в диапазоне 0..220 Вт с помощью электротрансформатора типа ЛАТР или ступенчато. Действительная подводимая мощность определяется по ваттметру, входящему в состав термосистемы. Выключатель №1 подает питание на электротрансформатор и включает в работу первый нагреватель. Выключатель №2 подает питание, снимаемое с электротрансформатора на второй нагреватель.

Управление стендом льдоаккумулятора холода централизовано, с главного пульта управления и контроля. Здесь находятся пускатели компрессоров и насоса, блок включения термонагревателей, а также сюда через пакетный переключатель выведены концы термопар, расположенных в ключевых точках схемы.

Для обеспечения безопасной работы стенда все холодильные агрегаты имеют в своем составе термореле, которые обесточивают компрессоры холодильных установок при повышении температуры выше установленного предела, например, при утечке из системы холодильного агента.

Все оборудование стенда размещено на едином каркасе из металлических уголков. В качестве термоизоляции используется пенопласт (ПСБ-С).

Подготовка к проведению испытаний

1.3а два часа до начала проведения измерений производится намораживание льда на панелях испарителя.

2.В период намораживания льда студенты изучают экспериментальный стенд и знакомятся с имеющейся на нем информацией.

3.Составляют протокол испытаний.

4.Составляют схему лабораторного стенда.