Slide 2 Холодильные технологии и оборудование ALFA LAVAL – HELPMAN при проектировании фруктоовощехранилищ. - презентация

1

2 Slide 2 Холодильные технологии и оборудование ALFA LAVAL – HELPMAN при проектировании фруктоовощехранилищ

3 3 Slide 3 Что такое холодильные технологии ? ТЕХНОЛОГИЯ = КАЧЕСТВО = ПРИБЫЛЬ ! ЭКОНОМИЯ НА ТЕХНОЛОГИИ = УБЫТКИ !

4 4 Slide 4 Что такое холодильные технологии ? ЭКОНОМИЯ НА ТЕХНОЛОГИИ = УБЫТКИ ! ТЕХНОЛОГИЯ = КАЧЕСТВО = ПРИБЫЛЬ !

5 Что такое холодильные технологии ?

6 6 Slide 6 Пример: Холодильник 1000 тонн хранения яблок, без РГС !, т.е. без учета дополнительного периода хранения Без соблюдения холодильной технологии хранения, влажность ~ 89%: усушка от 5 до 7% При соблюдения холодильной технологии хранения, влажность ~ 95-98%: : усушка < 2 до 3% (max) Разница в ценах технологичных и нетехнологичных воздухоохладителей составляет всего около 4000 ЕВРО (4 шт. по 46 кВт каждый. х 1000 ЕВРО) Экономия от усушки за сезон около 40 тонн яблок или ~ 20 тыс. ЕВРО СРОК ОКУПАЕМОСТИ = 1 сезон (5 месяцев) и дальше чистая ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ прибыль в год минимум 20 тыс. ЕВРО ! Дополнительный эффект: более качественный и устойчивый к хранению и болезням продукт благодаря поддержанию высокой влажности ! Нет необходимости приобретать увлажнители воздуха ! Что такое холодильные технологии ?

7 7 Slide 7 Обмен веществ в овощах и фруктах после сбора урожая Кислород Выделяемое тепло Углекислый газ Вода C2H4C2H4

8 8 Slide 8 Выделение тепла в зависимости от продукта и температуры хранения

9 9 Slide 9 Требования к качеству Существенно сократить дыхание для того, чтобы поддерживать высокое качество продуктов и длительность хранения. После сборки урожая, фрукты и овощи должны как можно быстрее храниться при оптимальной температуре и уровне влажности для соответствующего продукта. Пример: в Голландии загрузка камер предохлаждения яблок после сбора урожая происходит в течение считанных часов и не более 24 часов: 1 камера = 1 грузовик

10 Slide 10 Два вида хранения Краткосрочное хранение При краткосрочном хранении несколько видов продуктов может храниться в одном помещении при сравнительно высоких температурах Длительное хранение Длительное хранение включает особенно высокие требования к холодильной системе. Как температура, так и влажность воздуха, должны быть оптимальными для соответствующей продукции.

11 Slide 11 Эмпирические значения Чем меньше разница температур, тем меньше усушка продуктов и выше относительная влажность. Разница температур 4 º C может быть достигнута только с помощью электронного ТРВ. Предупреждение: Убедитесь, что холодильная мощность подобрана правильно, чтобы соответствовать этой низкотемпературной разнице !!!

12 Slide 12 Необходимая холодильная мощность Холодильная мощность, кВт Дни 10 ЗагрузкаДолгосрочное хранение Теплота теплопроводности Теплота вентиляции Теплота воздухообмена Теплота дыхания Тепло урожая Освещение, подъемные устройства, персонал Теплота дыхания при загрузке

13 Slide 13 Тепло, которое должно отводиться испарителем Теплопритоки от дыхания Теплопритоки от продуктов и тары Теплопритоки от двигателей вентиляторов Теплопритоки от дверей Теплопритоки от конвекции Теплопритоки от вентиляции Теплопритоки от света Теплопритоки от воздухообмена Теплопритоки от персонала и погрузочных средств

14 Slide 14 Параметры подбора воздухоохладителей, поддерживающих технологию хранения Параметры подбора являются чрезвычайно важными, т.к. воздухоохладители в большей мере «отвечают» за потери влаги (усушку) фруктов и таким образом и за качество продукта Критерии подбора: Поверхность охлаждения должна быть достаточно большой : в идеале это 0,5 -0,7 м2 / 1 м3 объема камеры Расстояние между ребрами : минимум 6 мм Дельта Т минимальна ( максимум 2,5 - 3 ° C в период хранения ) например для яблок / винограда

15 Slide 15 Параметры подбора воздухоохладителей, поддерживающих технологию хранения Вентиляторы должны быть с двойной скоростью вращения или контролироваться частотным преобразователем Требуется максисимум рециркуляции воздуха во время процесса охлаждения Требуется обеспечить скорость движения воздуха через фрукты не менее 0,5 м/сек

16 Slide 16 Определение размера холодильной камеры Размеры холодильной камеры зависят от: Системы рециркуляции воздуха Холодильные камеры должны иметь прямоугольную форму по возможности (отношение длины к ширине = 3:2) Высота холодильной камеры зависит от складирования. Примечание: высота штабелирования плюс 10% от общей высоты комнаты.

17 Slide 17 Допуски при проектировании камеры хранения 60 cм 25 cм Высота складирования = 525 cм Высота ящика = 75 cм

18 Slide см 35 cм Допуски для пологих крыш

19 Slide 19 Типовое вычисление камеры хранения на 250 т яблок Определяем размер холодильной камеры –Упаковочные ящики (дерево, 60 кг) вмещает 300 кг яблок –Размеры Д x Ш x В = 1 x 1.2 x 0.75 м Количество ящиков –250,000 кг : 300 кг в ящике = 840 ящиков Размещение ящиков –Упакованы по 7 ящиков в высоту, на уровне пола 10 x 12 ящиков –Расстояние между ящиками = 5 cм –Расстояние между стенами = 10 cм

20 Slide 20 Размер холодильной камеры Длина 12 x 1 =12.00 m +11 x 0.05=0.55 m +2 x 0.10=0.20 m Внутр. длина=12.75 m Ширина 10 x 1.2 =12.00 m +9 x 0.05=0.45 m +2 x 0.10=0.20 m Внутр. ширина =12.65 m Высота 7 x 0.75 =5.25 m +min. 10%=0.75 m Внутр. высота =6.00 m

21 Slide 21 План для размещения ящиков с яблоками Размеры в cм

22 Slide 22 Расчет воздухоохладителя, хранение яблок Пребуемая мощность 46 кВт Разница температур дельта T 7 K Площадь теплопередачиA = Q / K x TD = / 24 x 7 = 273 m 2 Требуемая кратность воздухообмена объемов комнаты (968 m3) Вибран тип воздухоохладителя THOR-F Мощность 46 кВт Объем воздуха 36,000 м 3 /ч Площадь теплопередачи 284 м 2 Расстояние между ламелями 7 мм Кратность воздухообменаобъем воздуха/объем комнаты = 36,000 / 968 = 37

23 Slide 23 Технология ULO (Низкий уровень кислорода) – потери на усушку около 1% в год (9-10 месяцев хранения) Conversion of O 2 to CO 2 ca 1% every 24 h O2O2 CO 2 O 2 & CO 2 анализатор CO 2 CO 2 Скрубер O2O2 N 2 генератор N2N2 Воз дух O2O2 Воздух Vacuum safety valve Предохранительный клапан

24 Slide 24 Воздухоохладители HELPMAN серий THOR-F и LFX для овоще- и фруктохранилищ Модели от 3 до 8 вентиляторов Шаг оребрения 7 мм Мощность от 7 до 52 кВт Рабочий диапазон температур от +5 до - 10°C LFX модели всегда в наличии на складе – срок поставки 1 неделя !

25 Slide 25 Производительность / соотношение объемов воздуха 50 kW Гладкие трубки + достаточно воздуха Конкуренты Оребренные трубки + недостаточно воздуха

26 Slide 26 Вход +1 °C Выход -1 °C Температура испарения -6 °C Поверхность 284 м 2 Значение K теплопередачи 24 Воздухоохладители на продув или на нагнетание +1 °C+2 °C -1 °C+1 °C-2 °C-1 °C на продув на нагнетание Температура воздуха °C 8 K5 KΔT 1,2 = LOG ΔT = 6.9 Мощность = m 2 x K value x LOG ΔT = 284 x 24 x 6.9 = Вт Температура воздуха °C 7 K4 KΔT 1,2 = LOG ΔT = 5.98 Мощность = m 2 x K value x LOG ΔT = 284 x 24 x 5.98 = Вт

27 Slide 27 Относительная влажность для ВО на нагнетание (вентиляторы спереди) Воздух на выходе -1 °C 89% отн. влажность +1 °C -1 °C

28 Slide 28 ВЫВОД: Helpman предпочитает ВО на продув (вентиляторы сзади)! Воздух проходит прямо по всей ширине блока змеевиков и таким образом обеспечивает равномерность подачи потока воздуха в камеру. Микротурбулентность в змеевиках Визуальный контроль льдообразования на змеевиках Нет конденсации на внутренней панели, где расположены вентиляторы Ниже фактор обмерзания т.к. ниже скорость воздуха ВО на продув ~ на 14% эффективней чем ВО на всасывание при прочих равных условиях! Обеспечение поддержания высокой влажности до 98% ! без дополнительных устройств

29 Slide 29 Относительная влажность для ВО на продув (вентиляторы сзади) Воздух на выходе 0 °C 98% отн.влажность (нагнетание: 89% необходимы дополнительно увлажнители воздуха) +1 °C -1 °C

30 Slide 30 Относительная влажность как функция DT1 (разность между Т воздуха в камере и Т кипения)

31 Slide 31 Зависимость скорости вентиляторов от относительной влажности

32 Slide 32 Extract of hx diagram at mbar Отн.влажность: 90% Температура [°C] abs. humidity x [measured: H20/kg dry air] Твозд. на входе в ВО t L1 = 2°C rel. humidity = 92% Т средн. блока поверх.охл t surface = - 4.1°C Δt 1 =11K VL= 50% (n=50%) Т средн. блока поверх.охл. T surface = - 0.9°C Δt 1 = 6K VL= 100% (n=100%) Абсолютное осушение Вент.ВО n= 50% Абсолютное осушение Вент.ВО n=100% x=0,5 [g/kg] x=1.3 [g/kg] 100% Относительная влажность при высокой (n=100%) и низкой (n=50%) скорости вентиляторов

33 Slide 33 Конфигурация (расположение) змеевиков

34 Slide 34 Сравнение конфигурации змеевиков Система A гладкие трубы ø 16 мм 50 x 50 мм квадратный 50

35 Slide 35 Система B волнистое оребрение ø 12 мм 38 x 33 мм треугольная Сравнение конфигурации змеевиков

36 Slide 36 Система C волнистое оребрение ø 12 мм 50 x 25 мм треугольная Сравнение конфигурации змеевиков

37 Slide 37 Сравнение конфигурации змеевиков Холодопроизводительность: 28 кВт Расстояние между ламелями: 7 мм Температура кипения: t 0 = -5 °C Температура воздуха в камере хранения: +2 °C Поверхность теплопередачи: A) ø16, 50x50 мм, 12 труб H, 6 труб T, 2.4 м длина змеевиков = 130 м 2 B) ø12, 38x33 мм, 16 труб H, 5 труб T, 2.5 м длина змеевиков = 72 м 2 C) ø12, 50x25 мм, 12 труб H, 6 труб T, 2.6 м длина змеевиков = 92 м 2

38 Slide 38 Средняя температура поверхности - 5°C Система A (ø 16 мм) Расстояние между трубами: 50 - (2x8) = 34 мм Система B & C (ø 12 мм) Расстояние между трубами: B: 38 - (2x6) = 26 мм C: 50 - (2x6) = 38 мм - 4°C - 3°C - 4°C - 4° - 4.5°

39 Slide 39 Потери мощности вследствие нарастания инея Система A Площадь 130 м 2, объем воздуха м 3 /ч Система B (~C) Площадь 72 м 2, объем воздуха м 3 /ч

40 Slide кВт Объем инея в дм 3 (время зависит от расстояния между ламелями) Мощность, кВт Система A (50 x 50 мм квадрат, площадь130 м 2 ) Система B (38 x 33 мм треугольник, площадь 72 м 2 ) система C (50 x 25 мм треугольник, площадь 92 м 2 ) 7.0 кВт (24.5 %) Потери мощности в результате нарастания инея 7.2 кВт (25.3 %) 14.5 кВт (50.8 %)

41 Slide 41 Зачем увеличивать площадь теплопередачи ? У воздухоодладителей с большей поверхностью теплопередачи, как правило больше расстояние между ламелями Дополнительная поверхность охлаждения дает в результате более высокую холодильную мощность при условиях замерзания или загрязнения змеевиков Охладители с дополнительной поверхностью нуждаются в меньшем периоде оттайки и следовательно имеют более длинный холодильный цикл работы Увеличенная площадь теплопередачи охладителей имеет более высокую среднюю температуру ламелей, по сравнению воздухоохладителями с меньшей поверхностью. Более высокая температура ламелей – меньше усушка : лучше качество продуктов!!!

42 Slide 42 EFLO система охлаждения Разработана и зарегистрирована компанией Helpman Более равномерный период замораживания Длиннее холодильный цикл Короче время оттайки

43 Slide 43 1 Температура хладагента на входе 2Начало перегрева паров хладагента 3Температура кипения (t 0 ) соответствующая давлению кипения на выходе испарителя 4Температура перегрева 5Температура воздуха на входе 6Температура воздуха на выходе

44 Slide 44 1 Температура хладагента на входе 2Начало перегрева паров хладагента 3Температура кипения (t 0 ) соответствующая давлению кипения на выходе испарителя 4Температура перегрева 5Температура воздуха на входе 6Температура воздуха на выходе

45 Slide 45 Эффективность холодильного цикла Охлаждение Оттайка Среднее значение кВт Время

46 Slide 46 Движение и распределение воздуха

47 Slide 47 Движение и распределение воздуха -Определить направление потока воздуха воздуха Задачи: - Расчет потока воздуха - Расчет потока воздуха - Тип вентиляторов - Тип вентиляторов - Продув или напор - Продув или напор - Давление на выходе - Давление на выходе -Факторы, которые влияют на поток воздуха на поток воздуха -Высота комнаты и воздухообмен -Ограничения в покрытии -Ограничения в покрытии

48 Slide 48 Как определить поток воздуха 0.3 м/с Больше всего источников рекомендуют теоретическую скорость воздуха 0.3 м/с в конце комнаты. Это чистая теория, однако любой воздушный поток менее чем 0.5 м/с уменьшен и становится непрактичным для охлаждения.

49 Slide 49 Расчет потока воздуха Эмпирическая формула: A= Коефициент, давление/продув (зависит от типа вентилятора и конструкции воздухоохладителя) V eo = Скорость воздуха на выходе из испарителя (м/с) W s = масса воздуха 1.2 Поток воздуха = A x V eo 2 x WsWs

50 Slide 50 Тип вентиляторов Воздух распределен Выгодный по цене Высокий объем воздуха Низкое дополнительное давление ( Pa) Воздух направлен Более дорогой Высокий объем воздуха Высокое дополнительное давление ( Pa) Пропеллерный вентилятор Осевой вентилятор

51 Slide 51 Продув или нагнетание ? Турбулентный поток воздуха Высокая скорость на выходе Ламинарный поток в теплообменнике воздухоохладителя (-холодопроизводительность) Равномерное распределение воздуха в теплообменном блоке воздухоохладителя Ламинарный поток воздуха (непосредственно через ребра!) поддерживает эффект флотации Турбулентный поток в теплообменном блоке воздухоохладителя (+ холодопроизводительность). Более высокое ΔT выше теплообменного блока между температурой испарения и температурой воздуха ПродувНагнетание

52 Slide 52 Влияние на корректирующий коэффициент (A фактор) Скорость на выходе от 9 до 12 м/с: –Пропеллерный вентилятор Коэффициент A = –Пропеллерный вентилятор + кольцо вентилятора Коэффициент A = –Короткий кожух вентилятора Коэффициент A = –Длинный кожух вентилятора Коэффициент A = Скорость на выходе от 2.5 до 4 м/с –Коэффициент A = 1.5 –Длина ~ 22 м Включая диффузор: между 5 и 8 м/с –A фактор = 1.3 Высокая скорость вентилятора – Коэффициент A = Нагнетание Продув

53 Slide 53 Высота комнаты и кратность циркуляции Высота комнаты < 3м Сопротивление Создаваемое давление Высота комнаты: Комнаты с низкими потолками создают определенное сопротивление между двумя потоками воздуха. Давление создается в конце потоками. Воздухообмен: Чрезвычайно высокий воздухообмен заставляет создать давление на задней стенке охлаждаемого помещения. Оба этих фактора вызывают большую внутреннюю потерю давления и неблагоприятно воздействуют на воздушный объем.

54 Slide 54 Внешнее давление и объем воздуха Объем воздуха (м 3 /с) Внешнее давление (Па) Плотность воздуха1.2 кг/м3 Крыльчатка вентилятора 22° Уменьшение объема воздуха

55 Slide 55 Средняя величина воздухообмена Длительное хранение (замороженные продукты) 5-10 Хранение яблок (с низким содержанием кислорода) Быстрое охлаждение до 150 Шоковая заморозка до 300

56 Slide 56