Система непосредственного охлаждения обязательно включает компрессорный
агрегат и один или несколько воздухоохладителей, размещаемых в камерах
хранения. Кроме того, в зависимости от того, как подается жидкий хладагент в
испарительные батареи, системы непосредственного охлаждения подразделяют на
насосные и безнасосные. В безнасосных системах жидкость поступает в батареи под
действием разности давлений конденсации и кипения хладагента, а в насосных она
подается специальным насосом. Насосные системы применяют главным образом на
крупных холодильниках.

В качестве охлаждающей среды в системе непосредственного охлаждения
применяется хладагент (фреон или аммиак), который при кипении в
воздухоохладителе забирает тепло из окружающей среды. При выборе между фреоном
и аммиаком учитывают следующие соображения: преимущества использования в
качестве хладагента аммиака (R717) обусловлены тем, что он обладает
термодинамическими и теплофизическими характеристиками, позволяющими получать
высокий к.п.д. в холодильных установках, химически нейтрален по отношению к
большинству конструкционных материалов холодильных установок, не растворяется в
смазочных маслах, применяемых в конструкциях холодильных установок, за
исключением меди и сплавов на ее основе, не чувствителен к влаге и легко
обнаруживается в случае утечки, не способствует созданию парникового эффекта,
имеет невысокую стоимость (не более 2200 руб./т) и легко доступен на рынке.

Вместе с тем у аммиака есть ряд серьезных недостатков. В частности, это
вещество высокотоксичное (считается, что предельно допустимая концентрация
аммиака в рабочих помещениях должна быть не выше 20 мг/м3, но даже при более
низкой концентрации характерный запах аммиака в случае его появления вызывает
сильную панику; при более высоких концентрациях появляются серьезные
затруднения дыхания вплоть до удушья; смертельная концентрация аммиака – 30
г/м3), оно взрывоопасно (при концентрации в воздухе 200…300 г/м3 возникает
угроза самопроизвольного взрыва; температура самовоспламенения равна 650 °С),
создает опасность ожогов при растворении в воде, поскольку этот процесс
сопровождается выделением значительного количества тепла, а кроме того, имеет
высокую температуру нагнетания при сжатии в холодильных компрессорах.

Указанные недостатки аммиака приводят к возникновению серьезных
организационно-технических и юридических проблем при проектировании, монтаже и
эксплуатации аммиачных холодильных установок. В связи с этим в последние
10…15 лет при решении вопроса о выборе холодильного агента предпочтение все
чаще отдается галогенсодержащим углеводородам – хладонам, или, как их принято
называть в обиходе, фреонам. Из них наиболее широко в настоящее время
применяется хладон (фреон) R22. Этот хладагент нетоксичен и взрывобезопасен, у
него низкая температура нагнетания при сжатии в компрессорах, хорошие (по
сравнению с другими хладонами) теплофизические и термодинамические
характеристики, он химически нейтрален к большинству конструкционных
материалов, имеет довольно низкий озоноразрушающий потенциал (ОРП = 0,05; по
этому показателю данный R22 близок к аммиаку), в больших количествах
производится в России, а стоимость его приемлемая.

К преимуществам системы непосредственного охлаждения относятся: простота
конструкции холодильной установки; быстрое охлаждение камер, которое начинается
сразу после пуска компрессора; возможность применения более высоких температур
кипения для поддержания требуемых температур в охлаждаемом объеме по сравнению
с другими способами охлаждения, что делает систему непосредственного охлаждения
в эксплуатации наиболее выгодной, особенно для камер с низкими температурами
(морозильных). Недостатками системы непосредственного охлаждения являются:
опасность проникновения в охлаждаемые помещения хладагента, например аммиака,
запах и концентрация которого может отрицательно повлиять на качество
охлаждаемого продукта и здоровье людей, эксплуатирующих оборудование;
увеличенная опасность в пожарном отношении (при работе с горючими
хладагентами); сложность регулирования работы компрессора, особенно при наличии
нескольких камер с разными температурами.

В установках с косвенным (промежуточным) охлаждением используется жидкий
хладоноситель. Понижение температуры в холодильных камерах достигается за счет
теплообмена между охлаждаемой средой и холодным хладоносителем, циркулирующим в
теплообменных аппаратах. Хладоноситель в свою очередь охлаждается в испарителе
при кипении хладагента. Такая система состоит из двух холодильных контуров:
системы охлаждения жидкости (чиллера), работающей на хладагенте, и контура
промежуточного хладоносителя (воды, пропиленгликоля или формиатных
хладоносителей). Тепло окружающей среды в воздухоохладителях передается
промежуточному хладоносителю, с помощью которого оно переносится к хладагенту.

Преимущества системы охлаждения с промежуточным хладоносителем следующие:
исключается возможность проникновения хладагента непосредственно в охлаждаемую
среду (в охлаждаемый продукт); простота регулирования температуры охлаждаемой
среды в холодильных камерах, что достигается путем изменения количества
хладоносителя, направляемого в теплообменный аппарат охлаждаемой камеры. Однако
по сравнению с системой непосредственного охлаждения при охлаждении с
промежуточным хладоносителем требуются: дополнительные линейные компоненты –
теплообменный аппарат (испаритель), насос, запорная арматура; компрессор
большей хладопроизводительности, так как при наличии теплоносителя
(промежуточного хладоносителя) хладагент должен кипеть при более низкой
температуре, а при этом снижается как хладопроизводительность, так и
экономичность работы компрессора; большой расход электроэнергии на получение и
передачу холода.

Система непосредственного охлаждения может быть централизованной и
децентрализованной. В централизованной схеме в качестве холодильной машины
используется один многокомпрессорный агрегат, снабжающий хладагентом все
воздухоохладители. Децентрализованная схема состоит из нескольких локальных
холодильных систем, полностью независимых друг от друга. Централизованные
системы с многокомпрессорным агрегатом более удобны в управлении, чем
децентрализованные, поскольку управлять компрессорами, конденсаторами и
воздухоохладителями можно из одного места. Также более удобны обслуживание и
ремонт таких систем, ведь компрессорное оборудование и агрегаты
децентрализованной системы размещены, как правило, в разных частях склада, что
затрудняет их обслуживание. В свою очередь у децентрализованной системы
охлаждения есть свои преимущества:

• не требуется специальное помещение для многокомпрессорного агрегата, а к
монтажу небольших однокомпрессорных установок не предъявляется жестких
требований по площади;

• у небольших однокомпрессорных установок высокий коэффициент резервирования
(ремонт или замена одной из них не оказывает определяющего влияния на
производительность системы в целом);

• децентрализованная система охлаждения предполагает небольшую протяженность и
несложную систему разводки трубопроводов.

Как уже отмечено, в качестве жидкого хладоносителя в установках с косвенным
охлаждением могут использоваться различные жидкости. В температурном диапазоне
до +2 °С лучшим хладоносителем по теплофизическим, экономическим и
экологическим параметрам является вода. Ее недостатки – высокая коррозионная
активность по отношению к металлам и склонность к отложению солей на стенках
оборудования. При температуре от +2 до –20 °С по совокупности характеристик
теплофизических, экономических, токсикологических и органолептических,
толерантности к изменению условий эксплуатации, надежности и стабильности
лучшим для пищевых производств является хладоноситель на основе
пропиленгликоля. При температуре ниже –20 °С те преимущества, которые дает
пропиленгликоль, нивелируются повышением его вязкости, а на первый план выходят
формиатные хладоносители, которым присущи чрезвычайно привлекательные
теплофизические характеристики, практически не уступающие рассолу на основе
CaCl2 и лучшие, чем у многих других хладоносителей.

Однако их чувствительность к загрязнениям и кислороду воздуха сделала
возможным применение формиатных хладоносителей только в закрытых системах в
ограниченном интервале температур и с соблюдением целого ряда предосторожностей
и ограничений.

В заключение отметим, что строительный рынок складов-холодильников будет
развиваться в перспективе по двум направлениям: компании, которые позиционируют
себя в качестве оптовых трейдеров, предлагающих большой ассортимент
оборудования, разнообразие цен, несколько поставщиков с широким модельным
рядом; компании, выполняющие проекты «под ключ» – выяснение проблем заказчика,
разработка конкретного проекта, выбор необходимого оборудования и т. д. В любом
случае будущее за теми компаниями, которые смогут предоставить потребителю за
разумные деньги комплексное решение его задач и высокий уровень технической
поддержки и сервиса.

А. Рикошинский, www.lobanov-logist.ru