Холодильные аппараты

      - повышение эффективности технологических процессов обработки и оборудования;

      - применение в холодильных системах экологически безопасных холодильных агентов и, в первую, очередь природных рабочих веществ – аммиака, воды, воздуха, углеводородов и диоксида углерода;

      - повышение промышленной безопасности холодильных систем [41, с. 204].

      Спрос на низкотемпературные склады ежегодно растет на 15–30% и далее будет увеличиваться, поскольку действующие хладокомбинаты не в состоянии обеспечить нарастающую  потребность импортеров, производителей и операторов оптовой торговли.

      Только  в Московском регионе дефицит  площадей низкотемпературных складов  составляет от 190 до 230 тыс. тонн единовременного  хранения. Потенциальный спрос на холодильные склады по России в два раза больше, чем объем строительства в настоящее время. Помимо потребности в площадях, возросли требования к их качеству и комплексу предоставляемых услуг.

      Девяносто процентов ныне действующих на территории России хладокомбинатов, построенных 30–50 лет назад, не соответствует современным требованиям. Износ оборудования составляет от 50% до 70% [28, с. 93].

      Построенные с целью долгосрочного хранения продукции многоэтажные хладокомбинаты советских времен не имеют возможности  оперативно размещать груз. Большая трудоемкость подъема товара на этажи с помощью лифтов, недостаточное количество погрузочных эстакад и отсутствие наклонных платформ усложняет проведение погрузочно-разгрузочных работ, возникает простой транспорта в ожидании выгрузки товара.

      Холодильные и морозильные камеры старого образца, хладообразующим элементом которых служит аммиак, не позволяют поддерживать стабильный температурный режим, что приводит к потере качества продукции.

      Большим недостатком действующих хладокомбинатов  является отсутствие офисных помещений. Стремление арендаторов складских помещений иметь свой офис на территории складского комплекса обусловлено необходимостью присутствия своего представителя в момент поступления и отгрузки товара, а также оперативного управления бизнесом.

      Например, московские хладокомбинаты, при кажущемся  преимуществе месторасположения, имеют  ряд недостатков: высокие коммунальные платежи, большой земельный налог, загруженность московских дорог  в дневное время, когда осуществляется большинство перевозок.

      Из  представленных минусовых емкостей хладокомбинатов по оценке «Росмясомолторга» только 60–70% приходится на хранение мяса [34, с. 55].

      На  рисунке 1 представлены доли распределения  холодильных емкостей по федеральным  округам.

      

Рисунок 1 - Доли распределения холодильных сооружений по общей емкости по федеральным округам

      Наибольшую  долю в распределении холодильных  сооружений по грузовой емкости занимает Центральный федеральный округ  – 29% [34, с. 59].

      На  рисунке 2 представлено распределение  хладокомбинатов по общей емкости хранения продуктов.  

      

      Рисунок 2 - Распределение хладокомбинатов по общей емкости хранения по РФ 

      Анализ  рисунка показывает, что наибольшее число хладокомбинатов имеет  общую емкость хранения продуктов 3–5 тыс. т (21% от общего количества хладокомбинатов РФ), а также 7–10 тыс. т (19%) и 10–13 тыс. т. Количество хладокомбинатов, имеющих общую емкость хранения свыше 30 тыс. тонн, минимально. Данные хладокомбинаты расположены в Москве, Санкт-Петербурге и Новосибирске. Эти регионы являются не только крупнейшими потребителями мясомолочной продукции, но и значительными перевалочными пунктами, из которых продукция российских и импортных производителей транспортируется в другие регионы [29, с. 78].

      На  рисунке 3 представлено распределение  хладокомбинатов по минусовой емкости хранения продуктов.  

        

      Рисунок 3 - Распределение хладокомбинатов по минусовой емкости хранения продукции по РФ 

      Анализ  рисунка показывает, что большинство  хладокомбинатов имеет минусовую  емкость хранения 3–5 тыс. т (25% от общего числа хладокомбинатов РФ) и 7–10 тыс. т (21%). Количество комбинатов, имеющих минусовую емкость хранения свыше 20 тыс. т составляют всего 3% от общего числа хладокомбинатов РФ [33, с. 116].

      Холодильники  вместимостью свыше 4 тыс. т, в основном (свыше 90%), располагают камерами емкостью более 400 т.

      В связи с нехваткой холодильных  емкостей  необходимо модернизировать  имеющиеся хладокомбинаты для увеличения их площади и качества хранения и  часть холодильных сооружений реконструировать в распределительные центры.

      Основных  арендаторов хладокомбинатов можно  разбить на следующие основные группы:

      - компании, арендующие складские и офисные помещения, в т. ч. импортеры продукции питания из дальнего и ближнего зарубежья;

      - региональные предприятия мясной промышленности и зарубежные компании, реализующие продукцию на территории России через дилерскую сеть;

      - бюджетные организации, хранящие резервы замороженной продукции на долгосрочной основе. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. КЛАССИФИКАЦИ, КОНСТРУКЦИИ  И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ  ОСНОВНЫХ АППАРАТОВ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН 

     Назначение  теплообменных аппаратов состоит  в том, чтобы между потоками сред, имеющих разные исходные температуры, осуществить передачу тепловой энергии. Участвующие в теплообмене среды  являются газообразными или жидкими. Теплообмен в аппаратах может осуществляться конвекцией, массопереносом, лучистым теплообменом, теплопроводностью и при фазовом переходе.

     Различия  в энергетических уровнях теплообменивающихся  сред, их теплофизических и химических свойствах определяют конструкцию аппаратов. Особая специфика конструкций и условий теплообмена свойственна теплообменным аппаратам холодильных машин.

     В холодильной технике в большинстве  типов теплообменников среды, обменивающиеся теплом, не находятся в непосредственном контакте, исключение составляют процессы теплообмена между несмешивающимися жидкостями, жидкостью и газом или газом и подвижным твердым материалом. При теплопередаче между средами, разделенными стенкой, потоки веществ движутся одновременно и непрерывно.

     Основными теплообменными аппаратами в холодильной машине являются испаритель и конденсатор.

     Несмотря  на схожесть функционального назначения теплообменников, их конструкции даже внутри одного вида существенно отличаются.

     Испарители  - это теплообменные аппараты, в которых происходит теплообмен между охлаждаемой средой и кипящим холодильным агентом. При этом температура охлаждаемой среды понижается или поддерживается на определенном уровне, а холодильный агент меняет фазовое состояние.

     Испарители  классифицируют по следующим признакам:

      - по виду холодильного агента: хладоновые, аммиачные;

      - по виду охлаждаемой среды: для охлаждения воздуха, рассола, воды;

      - по конструктивному исполнению: листотрубные, трубчато-змеевиковые, кожухотрубные, кожухозмеевиковые и др.;

      - по циркуляции охлаждаемой среды: с естественной и принудительной циркуляцией;

      - по характеру заполнения жидким холодильным агентом: сухого типа и затопленного.

     Конденсатор - это теплообменный аппарат, в котором охлаждаются и конденсируются пары холодильного агента за счет нагревания теплоносителя - охлаждающей воды или воздуха.

     Конденсаторы классифицируются по следующим признакам:

      - по виду охлаждающей среды: конденсаторы водяного, воздушного и водо-воздушного охлаждения;

      - по конструктивному исполнению: кожухотрубные горизонтальные и вертикальные, кожухозмеевиковые, элементные, двухтрубные;

      Конденсаторы  воздушного охлаждения подразделяют на:

      - конденсаторы с естественной циркуляцией воздуха;

      - конденсаторы с принудительной циркуляцией воздуха.

      Конденсаторы  водо-воздушного охлаждения подразделяют на:

      - оросительные;

      - испарительные. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.1. Конденсаторы 

Конденсаторы  воздушного охлаждения

Конденсаторы  с естественной циркуляцией воздуха.

Рисунок 4 – Конденсаторы бытовых холодильников

1 — проволочно-трубный, 2 — листотрубный щитовой, 3 — листотрубный прокатносварной 

     Представляют  собой змеевик, у которого увеличена  площадь контакта с воздухом за счет: дополнительных проволочных ребер, металлического листа. Листотрубный конденсатор  изготавливают аналогично испарителю, но используют при этом стальные листы.

Рисунок 5 – Конденсаторы с принудительной циркуляцией воздуха 

     Такие конденсаторы чаще всего применяют  в малых холодильных агрегатах, в которых водяное охлаждение нецелесообразно, так как усложняет  и удорожает эксплуатацию, а также вызывает необходимость монтажных работ по подводу и отводу воды.

     Конденсаторы  с воздушным охлаждением представляют собой ряд плоских вертикальных змеевиков из медных или стальных труб, в которых протекает холодильный агент. Наружную поверхность змеевиков, обмываемую воздухом, делают ребристой. Для оребрения применяют пластинчатые стальные или алюминиевые ребра. Для создания контакта между ребрами и трубами практикуют раздачу труб: в каждой трубе протягивают шарик или цилиндр, диаметр которого на 0,5 мм больше внутреннего диаметра труб. Применяют также гидравлический способ раздачи труб.

     Он  состоит из шести плоских змеевиков, изготовленных из красномедных труб диаметром 12х1 мм. На горизонтальные трубы надеты 90 общих стальных пластинчатых ребер с шагом между ребрами 4,5 мм. Оребренные трубы соединены в змеевик калачами. Для защиты от коррозии и надежного контакта применяют омеднение ребер и гальваническое лужение аппарата в собранном виде.

     Конденсатор закреплен в кожухе, который имеет диффузор для равномерного направления воздуха при обдувании секций.

      Пары  фреона подаются через верхний коллектор и расходятся по змеевикам, а жидкий фреон отводится снизу, через коллектор. Непосредственно за змеевиковым конденсатором устанавливают ресивер для сбора, образовавшейся в конденсаторе жидкости. Охлаждающий воздух прогоняется через конденсатор вентилятором.  

Конденсаторы  водяного охлаждения

     Эти конденсаторы наиболее компактны и  менее металлоемки. Масса горизонтальных кожухотрубных и кожухозмеевйковых конденсаторов с водяным охлаждением составляет 40—45 кг на 1 м² площади поверхности теплообмена.

       

     Рисунок 6 – Горизонтальные кожухотрубные конденсаторы

     а – аммиачный;

     б – фреоновый; 1 – кожух; 2 – трубные  решетки; 3 – крышки; 4 – оребренные теплообменные трубки; 5 – ресивер; 6 – спускной клапан; 7 – предохранительный клапан;

     в – профиль накатки труб.