Выбор компрессора для низкотемпературной холодильной установки и соответствие температуры испарения при переработке замороженных продуктов
Неправильный выбор компрессора для низкотемпературной холодильной установки является основной причиной отказов в 55 % систем охлаждения при переработке замороженных продуктов, особенно когда требуемая температура испарения опускается ниже -30 °C. Для стабильной работы при сверхнизкой температуре испарения необходима двухступенчатая конструкция компрессора. Одноступенчатые компрессоры сталкиваются с давлением более 8, что приводит к повышению температуры выпуска выше безопасного предела в 120 °C. В крупных линиях по производству замороженных продуктов преобладают винтовые холодильные компрессоры. Двухступенчатые модели винтовых компрессоров способны поддерживать стабильную объемную эффективность при температуре испарения до -42 °C при непрерывной работе 24 часа в сутки. Для малых низкотемпературных холодильных камер применяются поршневые компрессоры. Малые двухступенчатые поршневые устройства имеют меньшие первоначальные затраты, но требуют проверок каждые 8000 рабочих часов из-за усталости колеблющихся деталей. Поддержание запасных частей для холодильных компрессоров имеет решающее значение для надежности низкотемпературных систем. Специализированные компоненты для компрессоров низкотемпературных систем имеют более длительные сроки поставки;Местные запасы запасных частей могут сократить простои с 72 часов до 12 часов. Потребление энергии холодильной системы резко возрастает по мере снижения температуры испарения. Каждое снижение температуры испарения на 5 °C увеличивает потребление мощности системы примерно на 22% при одинаковом требовании к охлаждению. Циклы технического обслуживания компрессоров холодильной системы становятся короче при низких рабочих температурах. Установки для низких температур требуют промежуточного осмотра каждые 6000 рабочих часов для проверки давления между ступенями и зазора ротора. Диапазон рабочего давления компрессоров холодильной системы шире для двухступенчатых систем с низкой температурой. Давление между ступенями контролируется в диапазоне от 0,25 МПа до 0,4 МПа, чтобы обеспечить баланс соотношения сжатия между низким и высоким давлением. Расчет мощности компрессора холодильной системы должен предусматривать запас прочности для переработки замороженных продуктов. Инженерная практика рекомендует добавлять 10–15% дополнительной мощности, чтобы учесть тепловую нагрузку продукта и частые открытия дверей холодильной камеры. Стандарт тестирования компрессоров холодильной системы ISO 917 охватывает проверку производительности при низких температурах.Авторизованные производители холодильных компрессоров проводят испытания на работоспособность в условиях имитации низких температур испарения. Модели холодильных компрессоров для низких температур требуют специального смазочного материала. Низкотемпературная серия холодильных компрессоров Xiteliduo использует анти-восковый смазочный материал, чтобы избежать выпадения воска при температуре испарения -40 °C. Коммерческие холодильные компрессоры, как правило, не подходят для ультра-низких температур. Большинство коммерческих компрессоров оптимизированы для диапазона испарения от 0 °C до -18 °C и не могут обеспечивать стабильную работу при температурах ниже -25 °C. Уровень шума двухступенчатых низкотемпературных холодильных компрессоров немного выше, чем у одноступенчатых моделей. Двухступенчатые устройства создают на 2–4 дБ(А) больше шума из-за двойной пульсации газового сжатия. Конструкция маслоприемника холодильного компрессора адаптирована под низкую плотность газа при низких температурах. При низких температурах плотность газа повышается, что требует оптимизации внутренних перегородок для поддержания уровня переноса масла ниже 3 ppm. Риск попадания жидкого хладагента обратно в циркуляцию значительно возрастает в системах рефрижерации с низкой температурой.38% случаев выхода из строя компрессоров низкотемпературных систем вызваны жидкостным сгущением, возникающим при миграции жидкости во время остановки оборудования. Для машинных помещений с низкой температурой необходимо увеличить мощность нагревателя картера компрессора холодильной установки. Нагреватель картера мощностью 150 Вт поддерживает температуру масла выше 10 °C и снижает разбавление хладагента в смазочном материале на 47%. Внутреннее утечка в компрессоре холодильной установки оказывает более серьёзное воздействие при низком всасывающем давлении. Утечка внутренней части свыше 7% приводит к значительному снижению объёмного КПД при температуре испарения ниже -30 °C. Для низкотемпературных систем необходимо строго контролировать потери давления в всасывающей трубопроводной системе компрессора. Падение давления свыше 0,02 МПа снижает фактическую охлаждающую способность на 6% и повышает степень сжатия. Регулирование частоты вращения переменного тока (VFD) улучшает энергоэффективность при частичной нагрузке для предприятий по производству замороженных продуктов. Работа с помощью VFD может сократить потребление электроэнергии до 34%, когда требование охлаждения снижается до 50% от номинальной мощности. Контроль вибрации основания компрессора имеет решающее значение для двухступенчатых установок. Отклонение вибрации более 0,12 мм приведёт к ускоренному образованию трещин в сварных соединениях трубопровода после 12 месяцев непрерывной работы.Выбор вязкости смазочного материала для холодильного компрессора определяется требованиями к низким температурам. Для компрессоров холодильной техники с низкими температурами обычно используется смазочный материал ISO VG100, который обеспечивает достаточную масляную пленку при низких рабочих температурах. Устройство предохранительного клапана холодильного компрессора учитывает двухступенчатую иерархию давления. В сосудах высокого и низкого давления установлены отдельные предохранительные клапаны на 1,1 раза выше их максимальных допустимых рабочих давлений
