Поэтапное сокращение потребления гидрохлорфторуглеродов ГХФУ и стимулирование перехода на не содержащее
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Проектирование и подбор оборудования с учетом минимизации воздействия на климат
Продолжаем цикл статей, посвященных одному из аспектов проекта «Поэтапное сокращение потребления гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ) и стимулирование перехода на не содержащее ГХФУ энергоэффективное холодильное и климатическое оборудование в Российской Федерации посредством передачи технологий».
Применение передовых методов в проектировании и эксплуатации оборудования для снижения энергопотребления
В первой статье цикла уже говорилось, что наибольшее влияние на климат оказывают непрямые выбросы, связанные с потреблением электроэнергии в течение жизненного цикла оборудования. Это значит, что первостепенное значение для уменьшения негативного воздействия на окружающую среду имеет повышение энергоэффективности оборудования – в том числе и холодильных систем (рис. 1).
На энергоэффективность систем, принцип действия которых основан на использовании парокомпрессионного цикла, влияют следующие факторы:
- тепловая нагрузка (например, приток тепла в холодильный склад или шкаф), которая должна быть как можно ниже;
- разность температур конденсации и испарения (должна быть как можно меньше). Уменьшение этой разности на 1 °С сокращает стоимость эксплуатации на 2–4 %;
- минимальный перегрев и максимальное переохлаждение хладагента.
Рис. 1. Передовые методы повышения энергоэффективности холодильной системы
Ниже подробно рассматриваются способы практической реализации методов повышения энергоэффективности.
Снижение тепловой нагрузки
- Тепловые нагрузки, связанные с воздухообменом через двери склада и шкафа или крышки шкафа можно уменьшить, обеспечив плотную подгонку дверей и крышек, установив нащельники дверей таким образом, чтобы они закрывали весь проем и перекрывались. Кроме того, во избежание проникновения теплого воздуха внутрь шкафа следует установить ночные шторы так, чтобы зазор с каждого конца не превышал 1,5 см. Действенной мерой будет инструктаж по вопросам важности эффективного управления дверьми холодильного склада, чтобы свести к минимуму время, когда дверь открыта.
- Приток теплоты в охлаждаемое помещение или к продукту предотвращают, обеспечивая герметичность всех панелей и соединений на холодильных складах, секций шкафа, изолируя трубопровод вторичного хладагента. Также следует проинструктировать персонал о необходимости максимально сократить время присутствия людей внутри склада или шкафа.
- Вспомогательное оборудование (например, двигатели вентиляторов испарителя, оттаиватели, встроенные технологические охладители в пивных подвалах и насосы вторичного хладагента) удваивает расход энергии, не только напрямую потребляя электроэнергию, но и нагревая охлаждаемое помещение или жидкость, и тем самым увеличивая нагрузку. Предотвратить это можно, оттаивая систему не дольше или не чаще необходимого, а также отключая (при помощи контроллера) во время простоя все вентиляторы, за исключением установленного на испарителе.
- Изоляция линий всасывания предотвратит приток теплоты.
Уменьшение разности температур конденсации и испарения (поддержание высокой температуры испарения и низкой температуры конденсации)
- Необходимо обеспечить свободный приток или рециркуляцию воздуха (в конденсаторах с воздушным охлаждением), защитить сторону воздухозабора конденсатора с воздушным охлаждением от прямых солнечных лучей, обеспечить вращение вентиляторов конденсатора и испарителя в правильном направлении;
- Следует обеспечить свободный приток воздуха к испарителям, настроить систему оттаивания таким образом, чтобы периодичность и длительность ее работы обеспечивали минимальное образование инея;
- Так как нехватка хладагента в контуре приводит к понижению давление испарения и увеличению продолжительности работы компрессора, следует уменьшить возможность возникновения утечки, сократив число соединений и запаяв их. А перед заполнением системы хладагентом – провести испытания на прочность и герметичность;
- Для предотвращения попадания в контур воздуха и других неконденсируемых газов, повышающих давление конденсации, перед заполнением систему следует тщательно очистить (удалить воздух и азот);
- Установить минимально возможное давление на выходе, поддерживая давление на стороне нагнетания в требуемом диапазоне;
- Не следует загружать в систему слишком много хладагента, так как его избыток возвращается в конденсатор и повышает давление на выходе;
- Падение давления, в частности на всасывающей и жидкостной линии, повышает степень сжатия компрессора и снижает его производительность. Поэтому в местах соединений следует использовать криволинейные отводы, а трубопровод прокладывать так, чтобы уменьшить длину ветвей и число отводов;
- Необходимо обеспечить корректную работу средств управления, например, настроить реле температуры так, чтобы не допустить чрезмерного охлаждения продукта или вторичного хладагента. При регулировании давления в испарителе следует установить максимально высокие значения.
Перегрев и переохлаждение
- Перегрев на линии всасывания должен быть как можно более низким, а перегретый пар возвращаться в компрессор (как правило, для предотвращения попадания жидкости обратно в компрессор достаточной является разность температуры испарения и температуры на выходе испарителя, равная 5 °С);
- Переохлаждение жидкости должно быть максимально возможным. Для этого следует изолировать жидкостную линию, если она пролегает в области с высокой наружной температурой (например, внутри супермаркета). При использовании многоступенчатых испарителей размер и трассировка жидкостных линий должны обеспечивать достаточное заполнение хладагентом всех испарителей. В случае высокого вертикального подъема жидкостной линии необходимо предотвратить падение давления, вызванное попаданием дроссельного пара в терморегулирующий вентиль.
Размещение и установка оборудования
Как правило, местоположение оборудования определяет инженер проекта, однако следует убедиться в соблюдении перечисленных ниже условий:
- Наличие свободного доступа к оборудованию для монтажа, профилактического технического обслуживания и ремонта.
- Свободный приток воздуха к конденсаторам с воздушным охлаждением, испарительным конденсаторам и башенным градирням.
- Защита конденсатора от прямых солнечных лучей.
Установку компонентов производят, следуя инструкциям производителя. При этом выполняются основные правила:
- Компрессоры выравниваются по горизонтали и при необходимости устанавливаются на виброгасителях (например, пружинах). При необходимости с оснований компрессоров удаляют транспортные блокираторы.
- Если предусмотрено оснащение конденсатора кожухом, последний не должен препятствовать притоку воздуха. Во избежание рециркуляции воздуха зазоры между стороной воздухозабора конденсатора и кожухом должны быть устранены.
- При установке конденсаторов с водяным охлаждением предусматривают доступ для очистки труб. Отсутствие такого доступа может привести к постепенному засорению конденсатора, что повысит давление конденсации и снизит производительность системы.
- Терморегулирующие вентили располагают максимально близко к впуску испарителя, а термочувствительные баллоны размещают на горизонтальном отрезке трубопровода у выпуска испарителя. Баллоны не следует размещать ниже линии всасывания, в противном случае будет невозможна корректная работа клапана (рис. 2).
Рис. 2. Размещение термочувствительного баллона на линии всасывания
- Если баллон необходимо разместить на вертикальном отрезке всасывающей линии, капиллярную трубку размещают наверху баллона, чтобы избежать попадания в него хладагента.
- Необходимо изолировать баллон и использовать предусмотренную производителем прижимную планку, которая не передает тепло трубы баллону (не следует использовать пластиковые стяжки и другие средства!).
- При использовании ТРВ с внешним выравниванием линию выравнивания врезают в верхнюю часть линии всасывания, чтобы не допустить попадания масла в ТРВ.
- Следует обеспечить возможность демонтажа ТЭНа оттаивания испарителя.
Поддержание чистоты труб
Резка труб должна производиться соответствующим труборезом или цепной пилой, но ни в коем случае не ножовкой!
Продувка трубопровода небольшим количеством осушенного азота перед пайкой соединений предотвратит образование оксидов на внутренней поверхности труб, которые позже могут привести к засорению фильтров и клапанов и вывести из строя компрессоры.
Наиболее удобным способом является продувка трубопровода азотом через соединение на одном из концов отрезка трубы, как показано на рис. 3. На другой конец отрезка трубы надевается колпачок с небольшим отверстием. Также можно использовать пластиковый колпачок с отверстием для линии диаметром 1,4". Следует использовать азот без примесей кислорода или так называемый сверхчистый азот.
Рис. 3. Соединение и колпачок с отверстием для продувки трубопровода
На рис. 4 показаны разрезанные соединения в медных трубах. Слева находится соединение, обработанное осушенным азотом, справа — соединение без такой обработки. Фотография наглядно демонстрирует степень загрязнения внутренней поверхности трубы, наблюдаемую при пайке без использования азота. В дальнейшем это загрязнение засорит фильтры и мембраны расширительных клапанов, что снизит производительность системы.
Рис. 4. Внутренняя поверхность соединений медных труб
Уменьшение падения давления
Свести падение давления в трубопроводе к минимуму можно, используя как можно более короткие ветви трубопровода, заменяя прямоугольные соединения криволинейными отводами (это, к тому же, позволит уменьшить число соединений и облегчит изоляцию труб), а также применяя трубы максимального диаметра и поддерживая скорость потока хладагента, обеспечивающую возврат масла в компрессор.
Изоляция трубопровода
Для предотвращения нежелательного повышения температуры хладагента изолируют следующие детали:
- все всасывающие линии между испарителем и входным отверстием компрессора,
- жидкостные линии, оснащенные подогревателями воздуха или переохладителями (изолируются участки после указанных устройств),
- жидкостные линии, температура окружения которых выше температуры конденсации (изолируется жидкостная линия, проходящая в зоне высокой наружной температуры, а не снаружи). Это необходимо, если жидкостная линия проходит внутри отапливаемого здания (например, супермаркета), за исключением случаев установки очень высоких значений давления на выходе;
- линии оттаивания насыщенным или горячим паром.
Изоляционный материал нарезают по длине труб и закрепляют при помощи соответствующего клея и клейкой ленты. Перед закреплением изоляцию необходимо очистить. Чтобы соединение было надежным, изоляцию нарезают острым ножом и соблюдают инструкции по склеиванию. Соединения следует не натягивать, а сжимать вместе.
Изолирование трубопровода следует проводить до начала работы системы.