Optimization of refrigeration systems based on Alfa Laval heat exchange equipment

Full Text

С.К. Григорьев, ОАО «Альфа Лаваль Поток»

Вот уже более полувека международный промышленный концерн «Альфа Лаваль» является мировым лидером в создании технологий и производстве теплообменного оборудования, в частности, для холодильной техники промышленного и коммерческого применения. Сегодня на долю «Альфа Лаваль» приходится около 60% мирового рынка пластинчатых теплообменников, и эта доля продолжает расти. Теплообменники «Альфа Лаваль» широко применяются в холодильном оборудовании Sabroe, Mycom, Linde, Samifi, York, Grasso и других фирм.

Для решения задач холодоснабжения и кондиционирования в России компания «Альфа Лаваль» предлагает самый широкий спектр уникального теплообменного оборудования:

• полусварные пластинчатые теплообменники, рассчитанные на холодопроизводительность 50...8000 кВт, для аммиачных и фреоновых холодильных систем, причем в последних можно непосредственно охлаждать конечный продукт благодаря надежному отделению его от хладагента;
• цельносварные пластинчатые теплообменники (50... 3000 кВт) преимущественно для аммиачных холодильных систем;
• никельпаяные пластинчатые теплообменники (1...500 кВт), широко применяемые в аммиачных холодильных системах;
• меднопаяные (1...500 кВт) для фреоновых холодильных систем, в том числе непосредственного охлаждения. Спектр меднопаяных теплообменников в последнее время значительно расширяется благодаря созданию принципиально новых конструкций;
• разборные пластинчатые теплообменники, используемые в промежуточном контуре систем холодоснабжения и кондиционирования воздуха (производятся на собственном предприятии «Альфа Лаваль» в подмосковном Королеве).

Помимо пластинчатых теплообменников «Альфа Лаваль» предлагает в России широкий спектр воздушного теплообменного оборудования для систем холодоснабжения и кондиционирования воздуха:

• воздухоохладители (1...300 кВт) дифреоновых и аммиачных систем, в том числе с промежуточным рассольным охлаждением;

• воздушные конденсаторы и охладители жидкости (7...850 кВт).

Этот тип оборудования широко применяется в системах централизованного холодоснабжения и кондиционирования, что позволяет их оптимизировать и минимизировать затраты на эксплуатацию и обслуживание.

Особого внимания заслуживают полисварные пластинчатые теплообменники для систем холодоснабжения, которые позволяют поднять на принципиально новый уровень энергосбережение и экологическую безопасность технологий производства в целом. Эти аппараты прекрасно зарекомендовали себя в работе в качестве испарителей, конденсаторов, маслоохладителей, экономайзеров, охладителей перегретого парохладагента в системах холодоснабжения практически во всех отраслях промышленности. Они послужили базой для создания нового поколения холодильных машин, поскольку обладают существенными преимуществами по сравнению с традиционными кожухотрубными теплообменниками:

• коэффициент теплопередачи выше в 2-3 раза;
• масса меньше в 4-6 раз;
• потребность в хладагенте ниже в 10 раз (что особенно актуально для аммиачных систем);
• подверженность загрязнению меньше в 5-10 раз из-за высокой турбулентности потока в канале (Re > 10...30).

Кроме того, применение полусварных пластинчатых теплообменников дает возможность:

• снизить перепад температур между средами до 2 °С;
• уменьшить риск замерзания хладоносителя в каналах (которое снижает эффективность работы, хотя и не приводит к разрушению теплообменника);
• облегчить эксплуатацию и обслуживание (полную сборку и разборку теплообменника может произвести один человек);
• увеличить срок службы до 30 лет (кольцевые прокладки, контактирующие с аммиаком, заменяют каждые 5-7 лет, прокладки со стороны хладоносителя - каждые 15 лет).

Имеется разрешение Госгортехнадзора на использование полусварных пластинчатых теплообменников в аммиачных системах.

Представленные на рис. 1 и 2 сравнительные характеристики различных типов теплообменного оборудования по аммиакоемкости наглядно показывают преимущества пластинчатых аппаратов «Альфа Лаваль» нового поколения.

Рис. 1. Сравнение различных типов теплообменников по заправке аммиаком

Рис. 2. Усредненные характеристики аммиакоемкости теплообменников, применяемых в российской холодильной промышленности: I — полусварные пластинчатые «Альфа Лаваль»; II — воздухоохладители «Альфа Лаваль»; III — кожухотрубные горизонтальные; IV — воздухоохладители ВО, Я, TХ; V — капельные и испарительные; VI — кожухотрубные вертикальные

За рубежом реализован ряд проектов систем холодоснабжения с применением теплообменного оборудования «Альфа Лаваль», что позволило оптимизировать их работу и решить проблемы энергосбережения. Заслуживает внимания опыт шведских инженеров компании Idustry&Marinkyl, реализовавших свои решения в проекте холодоснабжения ледового катка в г. Мальмо. В предложенной ими аммиачной холодильной установке (с двумя промежуточными контурами хладоносителя) на базе двух компрессоров компании Мусоm использовано теплообменное оборудование концерна Alfa Laval - полусварные пластинчатые конденсатор, форконденсатор, испаритель, меднопаяный пластинчатый теплообменник нагрева воды для технологических нужд, воздушные охладители жидкости.

Полусварной теплообменник серии МК15

При суммарной холодопроизводительности 1 МВт аммиакоемкость системы составляет 70 кг, при этом она обеспечивает не только требуемое качество льда, но и обогрев воздуха над ледовым полем. Кроме того, высокоэффективная полностью автоматизированная холодильная установка позволила максимально реализовать режим энергосбережения. Система холодоснабжения ледового катка в г. Мальмо подробно описана в статье «Теплообменники «Альфа Лаваль» экономят энергию» («Холодильная техника», № 1/2001.)

Сегодня в России многие крупные холодильные установки работают на аммиаке и альтернативы этому хладагенту пока нет: до сих пор вне конкуренции остаются его экологические и технико-экономические показатели.

К сожалению, техническое состояние многих работающих аммиачных холодильных установок, введенных в эксплуатацию 20-30 лет назад, можно оценить как опасное. Предложения компании «Альфа Лаваль» по модернизации таких установок с использованием полусварных пластинчатых теплообменников заслуживают внимания как производителей холодильных машин, так и эксплуатирующих их организаций.

В России уже появились первые производители аммиачных холодильных машин малой заправки. Это завод «Компрессор», который создал холодильные машины типоразмерного ряда от МКТ-40 до МКТ-410 с пластинчатыми теплообменниками «Альфа Лаваль».

Больших успехов в модернизации аммиачных холодильных установок с применением пластинчатых теплообменников в качестве испарителей и конденсаторов добилась компания «Урал-Холод» (Екатеринбург).

Специалистами российской компании «Альфа Лаваль Поток», являющейся составной частью концерна «Альфа Лаваль», накоплен значительный опыт в реализации проектов систем холодоснабжения с использованием теплообменного оборудования собственного производства.

Заказчики «Альфа Лаваль» всегда могут положиться на опыт компании, которая с первого же контакта активно и конструктивно сотрудничает с ними, чтобы найти лучшее из возможных решений независимо от того, идет ли речь о заказе отдельного оборудования или о полномасштабном проекте.

About the authors

S. K. Grigoriev

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. S.K. Grigoriev, OAO Alfa Laval Potok

Download (393KB)

Indexing metadata

3. Fig. 1. Comparison of different types of heat exchangers by ammonia filling

Download (1016KB)

Indexing metadata

4. Fig. 2. Average characteristics of ammonia capacity heat exchangers used in Russian refrigeration industry: 1 - Alfa Laval semi-welded plate heat exchangers; II - Alfa Laval air coolers; III - shell-and-tube horizontal; IV - air coolers BO, Ya, TKh; V - drip and evaporative; VI - shell-and-tube vertical

Download (420KB)

Indexing metadata

5. MK15 series semi-welded heat exchanger

Download (992KB)

Indexing metadata