Теоретическая часть. Учебно-методическое пособие к лабораторной работе № 3

ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ

АККУМУЛЯТОРА ХОЛОДА

Учебно-методическое пособие к лабораторной работе № 3

по дисциплине "Холодильное и вентиляционное

оборудование" направление «Агроинженерия»

Ижевск 2010 г.

Учебно-методическое пособие составлено к.т.н., доцентом каф. ТОППП Сергеевым А.А.

Рецензент - к.т.н., доцент каф. ТМППЖ Васильченко М.Ю.

Рассмотрено и рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА протокол №___ от «___» ________20__.

Учебно-методическое пособие предназначено для выполнения лабораторной работы по дисциплине «Холодильное и вентиляционное оборудование» студентами всех форм обучения по направлению «Агроинженерия»..

Содержание

Цель работы

Ознакомление с работой аккумулятора холода. Изучение процесса таяния льда в аккумуляторе холода. Определение коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи от воды к хладагенту.

Теоретическая часть

При проведении многих технологических процессов на предприятиях пищевой и перерабатывающей промышленности, в сельском хозяйстве на молочно-товарных фермах и в фермерских хозяйствах при первичной приемке молока и во многих других случаях требуется применение промежуточных хладоносителей имеющих температуру 1…3 ⁰С. Применение хладоносителей с отрицательными температурами ограничено недопустимостью подмораживания или замораживания перерабатываемых продуктов, так как могут быть частично или полностью утрачены ценные свойства продукта. К хладоносителям предъявляются определенные требования. Наиболее важные из них следующие. Они должны быть

- нетоксичными,

- недорогими,

- нелетучими,

- неагрессивными,

- иметь приемлемые теплопередающие свойства и низкую вязкость

Наиболее полно этим требованием отвечает обыкновенная вода. Для получения наибольшей разности температур при охлаждении жидкостей температура воды должна быть максимально низкой, т.е. иметь температуру, близкую к температуре замерзания (1…3 ⁰С). По совокупности свойств, предъявляемых к охлаждающим жидкостям: малая вязкость, большая плотность, высокие теплопроводность и теплоемкость, безопасность и безвредность, химическая стойкость, инертность по отношению к металлам, недефицитность и дешевизна вода – это идеальный хладоноситель. Однако температурная область применения воды весьма ограничена: при отрицательных температурах кипения хладагента в испарителе возникает опасность ее замерзания и повреждения теплообменного оборудования. Риск выхода из строя испарителей проточного типа (кожухотрубных, пластинчатых, “труба в трубе” и т.п.) при охлаждении воды до температур, близких к температуре кристаллизации, делает их применение нежелательным, а зачастую невозможным. Этого недостатка лишены испарители погружного типа – панельные и змеевиковые, использование которых позволяет получать воду с температурой до 1…3 ⁰С.

Предприятия по переработке молока и мяса, заводы по производству пива, системы кондиционирования воздуха и другие технологические процессы характеризуются значительной неравномерностью тепловой нагрузки в течение суток – зачастую, максимальные тепловые потоки могут иметь место в течение всего лишь нескольких часов в сутки. Охлаждение таких теплопритоков холодильным оборудованием, подобранным по максимальной нагрузке, приводит к работе оборудования с неполной нагрузкой в течение длительного времени, и к существенному увеличению капитальных затрат на создание холодильных установок.

Использование аккумуляторов холода позволяет выбирать необходимую холодопроизводительность оборудования не по максимальной тепловой нагрузке, а по значительно меньшей, порядка 30-50% от той, которая была бы необходима для компенсации максимального теплопритока. В периоды небольших тепловых нагрузок (обычно это ночное время), избыточная холодопроизводительность оборудования расходуется на аккумулирование холода в виде льда, намораживаемого на поверхности погруженного испарителя. При увеличении тепловых потоков до максимальных значений, когда холодильной мощности оборудования становится недостаточно для охлаждения поступающего потока воды до требуемой температуры, недостаток холода восполняется таянием льда.

Итак, аккумулятор холода – это аппарат, который накапливает холод в виде водного льда. Лед намораживается на поверхности змеевикового или панельного испарителя, размещенного в теплоизолированном баке с водой. При интенсивном таянии льда в периоды пиковой тепловой нагрузки образуется ледяная вода с температурой около 1^оС, которая используется для быстрого охлаждения продукта.

Основные преимущества аккумуляторов холода:

– возможность получения ледяной воды и поддержание ее температуры в диапазоне от 1 ⁰С до 3 ⁰С за счет таяния льда, при любых изменениях тепловой нагрузки;

– возможность быстрой компенсации пиковых теплопритоков;

– существенное снижение требуемой холодопроизводительности, а также установленной электрической мощности компрессорного и вспомогательного оборудования;

– уменьшение расхода электроэнергии на выработку холода, так как намораживание льда обычно происходит в ночные часы, когда оборудование работает при более низкой температуре конденсации;

– уменьшение эксплуатационных затрат: благодаря работе оборудования в ночное время используется льготный ночной тариф оплаты электроэнергии;

– повышение надежности и долговечности холодильной установки за счет более равномерного режима работы, связанного с выравниванием суточного графика теплопритоков.

Поиск по сайту: