Промишлено хладилно оборудване

Промишленото хладилно оборудване е неизменна част от редица производствени предприятия. Това важи в особена сила за предприятията от хранително-вкусовата промишленост, където наличието на подобно оборудване е наложително както при преработката, така и при съхранението на хранителните продукти. По този начин се гарантира запазването на техните качества за продължителен период от време. Освен в хранително-вкусовата промишленост, хладилното оборудване е широко използвано и в други отрасли на промишлеността предимно за охлаждане на течности и други материали като пластмаса, например.

Принципно, предназначението на хладилните машини е да отвеждат топлината от охлажданите тела при температура по-ниска от температурата на обкръжаващата среда. С тях могат да се постигнат температури от 10 °С до -150 °С. Принципът им на работа се основава на отнемане на топлината от охлажданото тяло, която, за сметка на изразходването на механична, топлинна или друг вид енергия, се предава на охлаждащата среда.

Промишлените хладилни машини
са едни от най-разпространените и универсални източници на студ, които могат да осигурят студопроизводство в интервала от неколкостотин вата до няколко мегавата.
Обикновено, към промишленото хладилно оборудване се причисляват хладилните складове, които са широко използвани в хранително-вкусовата промишленост и химическата промишленост; чилърите, които представляват автоматизирани машини проточен тип, предназначени за охлаждане на вода до +2 - +4 °С или незамръзващ студоносител до -20 °С. Ледената вода се явява един от най-често използваните и безопасни студоносители в предприятията от хранително-вкусовата, фармацевтичната и химическата промишленост. Към промишленото хладилно оборудване се включват и хладилните агрегати, предназначени за бързо замразяване и съхраняване на изходното състояние на хранителните продукти в продължение на дълъг период от време. В тях замразяването на продуктите протича за много кратък период от време в поток от студен въздух. Характерно за тези хладилни машини е високата студопроизводителност и наличието на ефективна вентилация. По този начин се осигурява бързо замразяване на продуктите в потока студен въздух. Тъй като от скоростта на проникване на студа в замразявания продукт зависи степента на запазване на целостта на неговите тъкани и, съответно, степента на неговото възстановяване при размразяване, бързото или шоковото замразяване се осъществява за минимално кратко време. По този начин значително се съкращава активният период на бактериалната среда.

В групата на промишленото хладилно оборудване влизат и ледогенераторите, използвани за производство на изкуствен воден лед и други.

Използваното промишлено хладилно оборудване често бива класифицирано и в зависимост от предназначението. Например, в предприятията от хранително-вкусовата промишленост то се използва за продължително съхраняване на хранителните продукти в промишлените центрове, при обработката и транспортирането на продуктите и т. н. Това обяснява и широкия кръг използвани хладилни съоръжения  - производствени, разпределителни, транспортни и т. н.

Производствените хладилници се използват предимно за технологични процеси. Техни основни функции са охлаждане, замразяване и кратковременно съхраняване на суровини и готова продукция. Редица производствени хладилници са оборудване с мощни хладилни машини, но имат и голям обем на камерата за съхранение. Сред най-разпространените са производствените хладилници с вместимост на камерата от 500 до 5000 тона и фризери с капацитет от около 20 докъм 100 тона на ден. Мощността на подобни хладилни системи е значителна, тъй като те осигуряват студ, не само за охладителните камери, камерите за замразяване и съхраняване, но и за други производствени процеси в технологичната верига.

Първоначалната хладилна обработка на продуктите обикновено се извършва в т. нар. подготвителни хладилници. Те се използват и за кратковременно съхранение на продуктите преди тяхното по-нататъшно дистрибутиране към потребителите.
Разпределителните хладилници се използват предимно за съхранение на сезонни и текущи запаси на хранителни продукти, постъпващи от производствените и подготвителните хладилници. Обикновено те са с вместимост от около 500 докъм 35 000 тона.

Отвеждане на ненужната топлина
Чрез хладилното оборудване се отнема топлина от охлаждаемата среда, която топлина трябва да бъде отведена извън хладилната камера. В зависимост от мощността на системата, отвежданото количество топлина може да бъде значително. Тази топлина се явява отпадна от хладилния процес, но тя може да бъде използвана за други цели. Принципно се използват няколко решения за справяне с ненужната топлина. Едното от тях е отвеждането на тази топлина и изхвърлянето й към околното пространство. Това обикновено се реализира чрез изнесен кондензатор. При използването на подобно решение е добре да се вземе предвид дали е необходимо системата да работи и през студените месеци в годината и, съответно, предварително да се предвиди такава възможност.

Получената от хладилния процес топлина може да се разсейва и непосредствено в работното помещение. Подобно решение се допуска в случаите, когато разсейването на отделяната топлина не би предизвикало значително повишаване на температурата в помещението.

Друг използван метод е отвеждане на топлината към места, където тя може да бъде полезно използвана.

Избор на хладилно оборудване
При избора на промишлено хладилно оборудване специалистите съветват преди всичко да се определят задачите, които предстоят да бъдат решавани. Необходимо е да се вземат предвид редица фактори, които могат да повлияят на ефективността и работоспособността на системата.

От особена важност се явява и определянето на работния температурен диапазон. Обикновено се използват пет температурни диапазона: високотемпературен, когато температурата в камерата се поддържа в диапазона от +5 °С до +15 °С; среднотемпературен диапазон, който включва температури от -5 °С до +5 °С; нискотемпературен, когато температурата в камерата се поддържа в границите от -18 °С до -25 °С; поддържане на температурата в диапазона от -25 °С до -45 °С, характерен за фризерите и последният пети температурен диапазон е от +5 °С до -25 °С.

Преди да се пристъпи към избора е добре да се определи какви са максималното количество отделяна топлина, измененията на количеството отделяна топлина в рамките на работните цикли, хидравличното съпротивление на системата, необходимо е да се определи къде ще бъде отвеждана топлината, както и необходимостта от дублиране на системата. Според специалисти, в не малко случаи по-изгоден вариант се явява поставянето не на една хладилна машина, а на няколко с различна производителност. В този случай, при големи натоварвания могат да работят всички машини, но при спад в натоварването може да работят машини с по-ниска мощност, което от една страна оказва благоприятен ефект върху експлоатационните разходи, а от друга - повишава надеждността на системата.

Силно влияние върху избора на помпа за изпомпване на охлаждащата течност оказват разстоянието от хладилната машина до точката на потребление, необходимостта от издигане на охладителната течност на различна височина и диаметърът на тръбопроводите.

Ако става въпрос за промишлено оборудване, при което се използва електрозадвижване, то не се препоръчва при избора да се заложи на такова, чиято производителност превишава в немалка степен необходимата. Често срещана практика е да се избира оборудване с по-голяма производителност с оглед на предвиждането, че в бъдеще ще се появи необходимост от по-голяма производителност. В много случаи, обаче, това може да се окаже не особено добро решение. Например, ако е избран чилър със студопроизводство, превишаващо необходимото, то може да се стигне до ситуация, в която чилърът често да включва и изключва. За всяко оборудване с мощно електрозадвижване има определен предел на възможните стартирания в час. Това е свързано с факта, че при всяко пускане оборудването работи в максимално неблагоприятен режим. Пусковите токове могат да превишават номиналните до 10 пъти. Повишаването на силата на тока при пускане означава също повишаване на въртящия момент, т. е. при всяко пускане протича динамичен удар по съединителите, лагерите, вала. Естествено, при такова положение надеждността на оборудването значително пада, а експлоатационните разходи нарастват.

За оптимален се счита режим на работа, при който се осигурява непрекъсната работа на оборудването в продължение на всички работни цикли. Добре е също, оборудването да се избере така, че почти да покрива максималния топлинен поток. Освен точният избор на производителността на оборудването, съществува и способност за намаляване на честото пускане. На първо място, това е чрез увеличаване на топлинната инерция в системата за обратно водоснабдяване. В системата се въвежда резервоар със студоносител, който изпълнява функциите на акумулатор на студ, което позволява да се увеличат временните интервали между отделните включвания.