Журнал: №2(131) Март 2025
Рубрика: Компрессоры
Автор: Анатолий Спасский, anatoly@inref.su (ООО «ИНРЕФ»), Иван Спасский, info@fusheng.su (ООО «ИНРЕФ»)
Преимущества применения полугерметичных двухступенчатых винтовых компрессоров FUSHENG в процессах заморозки.
При производстве и хранении свежезамороженной пищевой продукции и медицинских препаратов основными критериями эффективности являются: энергозатраты на производство единицы продукции, время производства единицы продукции, её качество, сроки хранения, затраты на хранение и минимизация изменения качества на протяжении всего срока хранения.
На всех этапах производства и хранения такой продукции применяются различные холодильные агрегаты. Наибольшее распространение в настоящее время получили фреоновые парокомпрессионные установки на базе спиральных, поршневых и винтовых компрессоров с одноступенчатым или двухступенчатым сжатием. Какие установки обеспечат более высокое качество продукции при более низких энергозатратах?
Применение схем с двухступенчатым сжатием актуально при низких и сверхнизких температурах кипения фреона от –30°C до –60°C, что обеспечивает температуру воздуха в охлаждаемых помещениях и аппаратах от –25°C до –55°C. При этом очевидность эффективности двухступенчатого сжатия можно проиллюстрировать следующим выражением:
При одноступенчатом сжатии эффективность рассчитывается по формуле:
при двухступенчатом сжатии:
Реализация схем двухступенчатого сжатия возможна с применением двух спиральных компрессоров, двух поршневых, двух винтовых. Или же — одного двухступенчатого поршневого компрессора или одного двухступенчатого винтового.
Парокомпрессионный цикл с одноступенчатым сжатием
Парокомпрессионный цикл с двухступенчатым сжатием
Технологическая схема парокомпрессионной установки на базе одноступенчатого винтового компрессора
Технологическая схема парокомпрессионной установки на базе двухступенчатого винтового компрессора
Самым эффективным является применение двухступенчатого винтового компрессора с двумя парами роторов низкого и высокого давления, приводимых в движение синхронно одним двигателем.
Его эффективность достигается за счёт уменьшения общего гидравлического сопротивления системы, отсутствия «мёртвых объёмов» и применения высокоточной муфты, которая обеспечивает плавность работы при различных режимах эксплуатации.
Параметрами оптимизации при использовании двухступенчатых винтовых компрессоров могут быть:
При определяющем размере 3 см., скорости движения воздуха 3 м/с и температуре воздуха –30°C время замораживания мясных и рыбных продуктов составит около 1 часа. Потребная холодопроизводительность установки для замораживания 1300 кг. продукции в час составит 120 кВт. Использование централей на поршневых или спиральных компрессорах при таких холодопроизводительностях нецелесообразно из-за большого количества компрессоров в одной централи.
Самым дешёвым вариантом будет применение однокомпрессорной установки на базе полугерметичного винтового компрессора со встроенным или отдельным маслоотделителем. Энергопотребление компрессорного агрегата на фреоне R507 с экономайзером на базе одноступенчатого полугерметичного компактного винтового компрессора FUSHENG BSR 413 холодопроизводительностью 126 кВт при температуре кипения –36°C и температуре конденсации +45°C составит 115 кВт.
Аналогичный агрегат на базе двухступенчатого винтового компрессора FUSHENG SRT 324, будет иметь холодопроизводительность 123 кВт и энергопотребление 89 кВт.
Агрегат же на базе двухступенчатого компрессора FUSHENG SRT 413 при энергопотреблении 110 кВт будет выдавать холодопроизводительность 151 кВт. То есть при том же энергопотреблении, что и у одноступенчатого компрессора, производительность морозильного агрегата может быть увеличена с 1300 до 1600 кг в час.
Таким образом, применение двухступенчатых винтовых компрессоров позволяет снизить удельный расход электроэнергии с 88 до 68 Ватт на выпуск одного килограмма продукции.
Ещё одним положительным моментом применения агрегатов на базе двухступенчатых винтовых компрессоров может быть понижение температуры кипения хладагента до –60°C, и тем самым — снижение температуры воздуха в морозильном аппарате до –50 ÷ –55°C.
Причём, снижения до –40°C при применении двухступенчатого компрессора можно достичь с таким же потреблением электроэнергии, как и у одноступенчатого винтового компрессора при обеспечении температуры воздуха в аппарате –30°C.
Так самый крупный в модельном ряду FUSHENG полугерметичный двухступенчатый винтовой компрессор FUSHENG SRT 415 при температуре кипения –46°C и температуре конденсации +45°C выдаст холодопроизводительность 118 кВт при энергопотреблении в 104 кВт.
Зависимость времени замораживания мясных и рыбных продуктов с определяющим размером 3 см. от температуры воздуха в морозильном аппарате:
В случае понижения температуры воздуха в морозильном аппарате с –30°C до –40°C при неизменной скорости движения воздуха для мясного или рыбного продукта с определяющим размером 3 см. время замораживания единицы продукции сократится на 20%, что существенно повлияет на её качество.
При более низких температурах значительно возрастает количество центров начала кристаллизации воды, и кристаллы в конце процесса имеют более мелкий размер. А это уменьшает повреждение клеточных структур продукта, также сокращается диффузия солей и микроэлементов в межклеточном и внутриклеточном пространстве.
Зависимость времени закалки мороженого с определяющим размером 10 см. от температуры воздуха в камере:
Для аппаратов закаливания мороженого снижение температуры воздуха с –30°C до –40°C при скорости движения воздуха 3 м/с и определяющем размере 10 см. позволяет сократить время закаливания единицы продукции с 0,9 до 0,6 часа, это обеспечивает значительное улучшение гомогенности продукта и увеличение его сроков хранения без потерь качества.
Очень важно то, что этого возможно достичь без увеличения удельных энергозатрат на единицу выпускаемой продукции.
Серия компрессоров SRT включает в себя восемь моделей с объемной производительностью первой ступени от 120 до 1416 и второй ступени от 50 до 515. Компрессоры предназначены для работы в диапазоне температур кипения от –25°C до –60°C с хладагентом R22 и от –25°C до –65°C для хладагентов R404A; R448A; R449A; R507A. Диапазон температуры конденсации от +20 до +55°C для всех указанных хладагентов.
Также в отдельную серию вынесены двухступенчатые компрессоры для работы с хладагентом R134a, применяемые в тепловых насосах, где требуется получение температуры конденсации до +85°C.
Все двухступенчатые винтовые компрессоры FUSHENG SRT в стандартной модификации идеально подходят для установки на рыболовецких судах для шоковой заморозки свежевыловленной рыбы.
В России нами реализовано множество объектов для пищевой промышленности, где в основе холодильных машин применены двухступенчатые винтовые холодильные компрессоры FUSHENG серии SRT. Проведены технические анализы работающего оборудования, подтверждающие экономику и надёжность применённых решений.
Примеры объектов пищевой промышленности, где задействованы двухступенчатые компрессоры FUSHENG серии SRT:
На некоторых объектах проведены замены одноступенчатых компрессоров на двухступенчатые компрессоры FUSHENG серии SRT (массогабаритные характеристики чаще всего оказываются близки), что позволило заказчикам поднять эффективность холодильных установок на 30-40%.
На всех этих объектах стоимость холодильного оборудования за счёт применения двухступенчатых холодильных компрессоров FUSHENG серии SRT оказалась сопоставима или ниже, чем стоимость с одноступенчатым компрессором. Обусловлено это не только ценовой политикой завода-изготовителя, но и меньшим энергопотреблением, как следствие — меньшими выделенными мощностями, меньшим маслоохладителем, а в ряде случаев и вовсе отсутствием его необходимости.
При всех очевидных плюсах, неоспоримым преимуществом является низкая себестоимость эксплуатации, связанная с меньшим энергопотреблением, легкостью проведения сервисного обслуживания.
На складе в Москве всегда поддерживается количественный запас компрессоров, запчасти и эксплуатационные материалы.
ООО «ИНРЕФ»
МО, г. Долгопрудный, Технопарк Лихачевский, Лихачевский проезд, д. 8, офис 216
8 (499) 394-19-92
info@fusheng.su
fusheng.ru
Журнал: №2(131) Март 2025
Рубрика: Компрессоры
Автор: Анатолий Спасский, anatoly@inref.su (ООО «ИНРЕФ»), Иван Спасский, info@fusheng.su (ООО «ИНРЕФ»)