Reliable chillers manufactured by NPF "Khimholodservis"

N. V. Tovaras; Товарас Н. В.; A. A. Makarov; Макаров А. А.; O. G. Voronkov; Воронков О. Г.; S. V. Khomenko; Хоменко С. В.; O. V. Lobov; Лобов О. В.; D. I. Rakitin; Ракитин Д. И.

doi:10.17816/RF101600

Reliable chillers manufactured by NPF "Khimholodservis"

Authors: Tovaras N.V., Makarov A.A., Voronkov O.G., Khomenko S.V., Lobov O.V., Rakitin D.I.
Issue: Vol 93, No 4 (2004)
Pages: 20-23
Section: Articles
URL: https://freezetech.ru/0023-124X/article/view/101600
DOI: https://doi.org/10.17816/RF101600
ID: 101600

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

NPF “Khimholodservis” is one of the few organizations in Russia dealing with refrigeration that create equipment and independently master its production. The development of new equipment is one of the main activities of the company. It is known that new products corresponding to the world technical level appear as a result of many years of work of scientists, researchers, designers, testers, technologists. the potential of our specialists, who went through a good school at VNIIholodmash, at the Kompressor plant, at the Turbokholod Research Institute, at Cryogenmash. At the same time, the contribution of VNIIholodmash and VNIHI to the development of general concepts for improving refrigeration and auxiliary equipment adopted by the company's employees should be noted. Starting with development of heat exchangers and having successfully mastered a number of samples, the company constantly expanded its own production. The global task solved by its specialists was the creation of a complete set of efficient refrigeration and auxiliary equipment for completing modern refrigeration plants. refrigerating ammonia and freon installations. According to the technical level, the equipment of "Khimholodservis" surpasses domestic analogues and is at the level of the best world samples.

Keywords

cold, refrigeration industry, development of heat exchangers

Full Text

В настоящее время производятся созданные фирмой девять типоразмеров аммиачных и фреоновых чиллеров с различной комплектацией теплообменной аппаратурой. При их разработке был решен комплекс научных, инженерных и технологических задач. Чиллеры спроектированы на базе винтовых компрессоров таких известных фирм, как Aerzen (Германия) и Howden (Шотландия), являющихся одними из наиболее крупных компаний в Европе по производству компрессоров. В чиллерах используются компрессоры модификаций: VMY046H, VMY046N, VMY146H, VMY146N, VMY246H, VMY246N, VMY346H, VMY346N фирмы Aerzen и XRV 163.165, XRV 165.193, XRV 204.110, XRV 204.145, XRV 204.165, XRV 204.193, WRV 255.110, WRV 255.130, WRV 255.145, WRV 255.165, WRV 255.193, WRV 255.220 фирмы Howden.

Все компрессоры имеют плавное регулирование производительности: от 20 до 100 % (Aerzen) и от 10 до 100% (Howden). Возможность подключения экономайзера через специальный порт в некоторых случаях позволяет повысить производительность компрессора до 25 % и холодильный коэффициент до 20 % в зависимости от хладагента и температурного режима. Это снижает капитальные и эксплуатационные затраты. НПФ “Химхолодсервис” разработан ряд открытых экономайзеров на различные мощности.

Выпускаются агрегаты и холодильные машины на базе винтовых компрессоров отечественного производства ВХ-350. Благодаря относительно низкой стоимости остается высоким спрос на агрегаты с отечественными компрессорами.

Группа разработки новой техники

Во всех агрегатах применяются высокоэффективные горизонтальные и вертикальные маслоотделители МОТ (со степенью отделения 5... 10 ppm) собственной разработки и производства. Масло охлаждается термосифонным, водяным или воздушным маслоохладителями. Для базовых моделей холодильных агрегатов используются водоохлаждаемые маслоохладители типа МОХ также собственной разработки и производства.

Испарительные блоки, входящие в состав чиллеров, разработаны на базе пластинчатых, пленочных, панельных и кожухотрубных испарителей как собственного, так и зарубежного производства. Они работают по схеме либо непосредственного кипения, либо с затопленным испарителем. В последнем случае подача хладагента осуществляется или под действием гравитации (принцип термосифона), или насосом. Схемы с испарителями непосредственного кипения в основном применяются при небольшой холодопроизводительности. В них, как правило, нет проблем с возвратом масла, которые имеются в схемах с затопленным испарителем.

Схемы возврата масла различаются в зависимости от его растворимости и плотности.

Растворимое масло, поступающее в контур испаритель-сепаратор, постепенно концентрируется в хладагенте по мере возвращения чистого пара хладагента из испарителя в компрессор. Из определенных точек этого контура отводится небольшая часть смеси масло-хладагент. При испарении ее в теплообменнике масло возвращается во всасывающую линию компрессора вместе с парами. Нерастворимое масло (аммиачные системы) собирается в нижней части контура и отводится оттуда.

Производственная база «Нахабино»

Разработанные фирмой устройства возврата масла функционируют в полностью автоматическом режиме. Наличие таких устройств очень важно: из-за их отсутствия на некотором оборудовании импортного производства ведущих зарубежных фирм приходится регулярно останавливать машины для удаления масла из аппаратов и возврата его в компрессор.

Фирма разработала и запатентовала аммиачные испарительные блоки БИА и БИТ с гравитационной системой питания. Конструктивно они выполнены в виде кожухотрубных (БИА) и пленочных трубно-змеевиковых (БИТ) аппаратов. В испарительный блок БИА входят кожухотрубный испаритель с системой равномерного распределения хладагента, отделитель жидкости, циркуляционный контур, уравнительная колонка с реле уровня и блок питания жидким аммиаком. Блоки БИА в составе наших чиллеров широко используются для охлаждения растворов хлористого кальция и пропиленгликоля на десятках предприятий России, таких, как Щелковский мясокомбинат, пивкомбинаты “Красный Восток”, “Витязь” и др.

Блок БИТ представляет собой единую конструкцию, включающую испарительные батареи, оросительный узел, жидкостный бак, отделитель жидкости и накопитель-питатель. Блоки БИТ для получения ледяной воды успешно эксплуатируются на многих хладокомбинатах и молокозаводах. Эти аппараты проходили многолетнюю экспериментальную проверку, прежде чем стали применяться в составе наших чиллеров. Аппараты высокоэффективны (на 70 % лучше традиционных испарителей) и удобны в эксплуатации.

Блоки с пластинчатыми теплообменными аппаратами применяются в машинах большой холодопроизводительности. Для охлаждения раствора хлористого кальция используют титановые испарители. Холодильная машина с титановым испарительным блоком установлена и прекрасно функционирует на катке “Зоркий”. Эти блоки имеют существенно более низкую заправку хладагентом (в 2-2,5 раза), чем блоки БИА, но и большую стоимость. Они позволяют снизить аммиакоемкость холодильных установок в 5-6 раз по сравнению с установкой на базе традиционных испарителей типа ИТГ.

Изготовляемые фирмой испарители с межтрубным кипением на базе труб с эффективным нарезным оребрением применяются во фреоновых установках с промежуточным хладоносителем (раствором хлористого кальция). В этих испарителях применяют толстостенные трубы, стойкие к коррозии.

Ресиверно-испарительные блоки с испарителями внутритрубного кипения импортного производства используют в холодильных установках с воздушными и испарительными конденсаторами. Систему питания, ресивер, запорную и регулирующую арматуру и, как правило, экономайзер разрабатывает и подбирает наша фирма.

Чиллеры, созданные НПФ “Химхолодсервис” на базе кожухотрубных испарителей, применяют для получения

искусственного льда на катках различных размеров. Например, уже около года в Ледовом дворце “Спартак” в Сокольниках успешно эксплуатируются четыре машины МВТ 420-2-3 для охлаждения раствора хлористого кальция. Они изготовлены на базе компрессоров Aerzen, испарителей собственного производства, воздушных конденсаторов и маслоохладителей. При их конструировании были решены вопросы возврата масла, его охлаждения и зимнего регулирования холодопроизводительности.

Чиллер для охлаждения раствора хлористого кальция

Для катков созданы также чиллеры с импортными кожухотрубными испарителями (хладоноситель этиленгликоль) и чиллеры на базе более дешевых и компактных бессальниковых компрессоров, практически не требующих обслуживания. Однако у последних чиллеров есть свои “минусы”: существенно более низкий по сравнению с сальниковыми компрессорами холодильный коэффициент, а также большая чувствительность к “влажному ходу" и малая ремонтопригодность. В результате срок службы бессальникового компрессора по сравнению с сальниковым, по данным исследований компании York, приблизительно в 4-5 раз меньше (см. журнал “Холодильная техника” № 12/2002).

Кроме Ледового дворца «Спартак», наши чиллеры различных типоразмеров для охлаждения раствора хлористого кальция успешно работают в течение 8 лет на Новоуральском электрохимическом комбинате.

Области применения чиллеров представлены в табл. 1, характеристики аммиачных компрессорных агрегатов в табл. 2.

Таблица 1

Области применения чиллеров

Основные параметры	Молочные и пивные комбинаты		Пивные комбинаты		Склады, камеры хранения		Спортивные катки	Низкотемпературные склады		Кондиционирование
Тип хладагента	NH₃	R22	NH,	R22	NH₃	R22	R22	NH₃	R22	R22
Температура конденсации*, °C	35		35		35		35	35		35
Температура кипения, °C	-2		-10		-12		-20	-30		+2
Тип хладоносителя	Вода		Пропиленгликоль		Пропиленгликоль		Этиленгликоль/ СаС1₂	Пропиленгликоль		Вода
Концентрация хладоносителя, %	100		30		36		40/25	50		100
Температура хладоносителя на входе/ выходе, °C	+7/+2		-1/-5		-5/-8		-12/-15	-23/-26		+ 12/ +7
Холодопроизводительность чиллеров на базе компрессоров Aerzen**, кВт	191... 2401	179... 2243	138... 1740	133... 1673	126... 1597	122... 1549	88... 1124	54... 686	57... 726	205... 2580
Холодопроизводительность чиллеров на базе компрессоров Howden**, кВт	457... 2678	440... 2442	325... 1925	322... 1782	297... 1768	297... 1649	211... 1180	126... 738	134... 731	510... 2811
* Возможна работа при температуре конденсации 45 °C (для R22). ** Сведения о применяемых компрессорных агрегатах см. в табл. 2.

Таблица 2

Характеристики аммиачных компрессорных агрегатов

Модель	Теоретическая объемная производительность, м³/ч	Холодопроизводительность 2₀, кВт	Мощность А, кВт
Модель	Теоретическая объемная производительность, м³/ч	при = —35 °C, /_к = +35 °C
Aerzen
RCU VMY046H	233	41,2	29,9
RCU VMY046N	355	62,8	45
RCU VMY146H	444	83,1	57,7
RCU VMY146N	678	126,4	87
RCU VMY246H	911	170	114,9
RCU VMY246N	1378	258	173
RCU VMY346H	1830	338	217
RCU VMY346N	2754	518	327
Howden
RCU XRV163-165	593	103,7	74,8
RCU XRVI63-193	710	125,9	89,6
RCU XRV204-110	798	152	108
RCU XRV204-145	1070	211	138
RCU XRV204-165	1219	233	156
RCU XRV204-I93	1348	258	174
RCU WRV255-110	1561	256	202
RCU WRV255-130	1725	305	224
RCU WRV255-145	2120	353	287
RCU WRV255-165	2358	392	306
RCU WRV255-193	2590	457	334
RCU WRV255-220	3145	527	415

Достижением НПФ “Химхолодсервис” стала разработка собственной системы управления и контроля всех параметров чиллера. Основная ее часть микропроцессорный пульт управления ПУМ2000 по отзывам специалистов иностранных и отечественных ведущих фирм находится на уровне лучших мировых аналогов по возможностям и надежности.

ПУМ2000 легко перепрограммируется под конкретные технологические задачи. Это обусловливает гибкость системы управления, возможность легко и быстро решать возникающие в процессе пусконаладочных работ вопросы путем изменения алгоритма программы. ПУМ2000 контролирует давления всасывания и нагнетания, давление в первой (до картриджей) и во второй (после картриджей) секциях маслоотделителя, потери давления на картриджах, давление масла до и после фильтра тонкой очистки масла, потери давления на фильтрах тонкой и грубой очистки масла; температуры всасывания, нагнетания, масла, Хладоносителя на входе и на выходе испарителя; величину силы тока электродвигателя.

Имеется возможность выбора автоматического или полуавтоматического режима работы ПУМа. В автоматическом режиме ПУМ управляет производительностью компрессора по уставке параметра регулирования, в полуавтоматическом нагрузкой компрессора управляет обслуживающий персонал. Параметром регулирования может быть давление всасывания или температура хладоносителя на входе и на выходе испарителя. При достижении определенных величин параметров (устанавливаемых заводом-изготовителем) ПУМ2000 выдает сигнал предупреждения, а при достижении аварийной уставки осуществляет аварийный останов агрегата и выдачу сигнала аварии. ПУМ2000 управляет также вентиляторами конденсатора (подавлению нагнетания), вентиляторами воздушного маслоохладителя, соленоидным вентилем подачи воды на водяной маслоохладитель, не допускает перегрузки электродвигателя, приостанавливая загрузку компрессора, а при необходимости самостоятельно снижая производительность (если нагрузка на электродвигатель продолжает расти). Его можно подключать и к персональному компьютеру.

Микропроцессорный пульт управления ПУМ 2000

Несколько агрегатов, оборудованных ПУМами, можно объединить в локальную сеть с выводом информации на персональный компьютер. Это позволит управлять одним или несколькими компрессорами, регулируя холодопроизводительность по заданному параметру, останавливать компрессоры при снижении нагрузки, обеспечивать ротацию включения компрессоров по времени наработки.

Система диспетчеризации, созданная НПФ “Химхолодсервис” для работы с ПУМ2000, дает возможность взаимодействия не только с компрессорными агрегатами и машинами, но и со всеми элементами холодильного центра, т.е. обеспечивает мониторинг и контроль работы насосных групп, различной электромеханичекой арматуры (мотор-вентиль, соленоидный вентиль, датчики уровня и т.п.), оперативно поставляя информацию о температурных режимах, степени загрузки холодильных машин, предупреждающих сигналах и, что особенно важно, об аварийных ситуациях. Это позволяет быстро принимать меры для устранения аварии.

Технические характеристики ПУМ2000

Размеры металлического корпуса, мм	500x500x210
Вид климатического исполнения (по ГОСТ 15150-69)	УХЛ4
Условия эксплуатации: температура окружающего воздуха, °C	0...40
относительная влажность воздуха, %	45...80
атмосферное давление, кПа	84...107
Степень защиты корпуса ПУМ (по ГОСТ 14254-96)	IP54
Напряжение питания (при 50 Гц), В	187...242
Потребляемая мощность, Вт Число универсальных входов для подключения датчиков с релейным или универсальным	Не более 30
аналоговым (0...10 В; 0...5 мА; 4...20 мА) выходами Число универсальных выходов переменного тока	32
(семисторных)	24
Ток нагрузки выходов	0,05...1А.
Напряжение коммутации (фазное), В	220

Примечания. Выходы защищены от перегрузки по току предохранителями, от импульсных бросков напряжения варисторами.

Органы управления: переключатель “ВКЛ", кнопка "СТОП”, 17кнопочная специализированная клавиатура.

Устройства индикации: двухстрочный ЖКИ с 24 символами в каждой строке, четырехсимвольный семисегментный светодиодный индикатор текущего значения параметра регулирования, трехсимвольный семисегментный светодиодный индикатор производительности агрегата, 18 единичных встроенных в клавиатуру индикаторов.

Интерфейс связи с ПЭВМ RS-232S.

Полевая шина CAN 2.0В.

Силовые шкафы для холодильных агрегатов и машин собственного производства с плавным и разгруженным пусками электродвигателей различных мощностей разработаны НПФ “Химхолодсервис", исходя из особенностей отечественных энергосетей. Они успешно эксплуатируются в составе наших холодильных агрегатов и машин на Вологодском молочном комбинате, Щелковском мясокомбинате, Останкинском молочном заводе, катках “Зоркий”, “Сокольники”, “Рублевский лед”, Торки2” и на ул. Таллалихина, на Новоуральском электрохимическом комбинате.

Вся техническая документация на оборудование верифицирована Госгортехнадзором РФ, прошла экспертизу надзора Минатома. Технические условия зарегистрированы Госстандартом РФ.

Холодильные машины, агрегаты, микропроцессорный пульт управления холодильной машиной (ПУМ), теплообменное и вспомогательное оборудование сертифицированы в системе сертификации ГОСТ Р Гэсстандарта России. Сертификаты соответствия Гэсстандарта России выданы сроком на три года, что позволяет производить серийный выпуск нашей продукции.

Инспекционный контроль, проведенный органами сертификации Госстандарта России, подтвердил соответствие оборудования “Химхолодсервиса” требованиям ГОСТа и Правил Гэсгортехнадзора РФ. В частности, испытания, проведенные при инспекционном контроле ПУМа, подтвердили его соответствие не только требованиям ГОСТов, указанных в сертификате, но и более расширенной номенклатуре требований государственных стандартов в области электромагнитной совместимости, о чем имеется Решение органа по сертификации.

В настоящее время завершается процесс сертификации действующей на фирме системы качества на соответствие требованиям ГОСТ Р, ИСО 9001-2001.

Фирма постоянно осуществляет маркетинговые исследования, проводит конструирование, технологическую подготовку производства, контроль качества изготовления комплектующих изделий, необходимых для обеспечения жизненного цикла продукции.

В состав фирмы входит подразделение, обеспечивающее гарантийное и послегарантийное обслуживание поставленного оборудования.