Словом «воздухоохладитель» в Казахстане называют две разные машины. Первая — настольный испарительный охладитель воздуха: он мочит фильтр, гонит через него комнатный воздух, дает пару градусов прохлады и увлажнение воздуха, а холода не производит. Вторая живет внутри холодильной камеры: теплообменник с вентиляторами, он же испаритель. Ниже речь только о второй. Как она устроена, какие бывают, как подобрать по холодопроизводительности и шагу ребра, как оттаивать и где вешать.
Что такое воздухоохладитель камеры и в чем отличие от кондиционера
Промышленный воздухоохладитель — это ребристо-трубный теплообменник в корпусе с осевыми вентиляторами, внутри которого кипит хладагент. Крыльчатки протягивают воздух через оребрение, воздух отдает тепло, и температура внутри камеры опускается до заданной. Сам по себе такой блок ничего не охлаждает: ему нужен компрессор, конденсатор и терморегулирующий вентиль, то есть полный холодильный контур. Бытовой фреоновый охладитель воздуха или сплит-система собраны по той же схеме, но на другой режим.
Кондиционирование и бытовой охладитель решают другую задачу: микроклимат для людей. Промышленный испаритель держит режим для продукта, в том числе минус 25 °C и ниже, и рассчитан на непрерывную работу с обмерзанием и оттайкой.
| Признак | Бытовой испарительный охладитель | Кондиционер | Воздухоохладитель камеры |
|---|---|---|---|
| Принцип | испарение воды с фильтра | фреоновый контур, сплит | фреоновый или аммиачный контур |
| Что дает | снижение температуры воздуха на несколько градусов, рост влажности | комфортный воздух в помещении, +18…+28 °C | режим от +12 до −40 °C |
| Оттайка | нет | нет | обязательна ниже +2 °C |
| Где применяют | жилые и офисные помещения, компактный настольный прибор | помещения для людей, серверные | холодильные и морозильные камеры, туннели заморозки |
Дальше мы говорим только о воздухоохладителях для холодильных камер.
Как устроен воздухоохладитель: теплообменник, вентиляторы, оттайка
Внутри корпуса четыре узла. Батарея из медных труб с алюминиевыми ребрами, осевые вентиляторы, система оттайки и поддон для конденсата со сливом. По трубам через распределитель подается жидкий хладагент — R404A, R449A, углекислота или аммиак на крупных объектах. Кипение в трубах и есть источник холода. Жидкость испаряется и отбирает тепло у воздуха, который прогоняется между ребрами.
От крыльчаток зависят две вещи: расход воздуха и дальнобойность струи. У коммерческих серий крыльчатки небольшие, у промышленных диаметр доходит до 630 мм и больше, а число моторов в одном блоке — от одного до шести. Двигатели все чаще ставят EC-типа. Они снижают обороты по датчику температуры и экономят на холостом ходу.
Система оттайки — это ТЭНы в батарее и в поддоне либо трубопровод горячего газа. Поддон делают с уклоном к сливу, а сливную трубку на морозильных камерах обогревают кабелем, иначе конденсат замерзает в ней при первой же остановке.
Какие бывают воздухоохладители: кубические, двухпоточные, для шоковой заморозки
Воздухоохладители для холодильных камер делят по форме корпуса и направлению струи, а не по мощности. Форма решает, где блок повесить и как далеко он продует помещение. Кубический бьет одной струей вдоль камеры. Двухпоточный раскидывает воздух в две стороны вдоль потолка. Агрегат для шоковой заморозки продувает продукт со скоростью в несколько метров в секунду.
| Тип | Как движется воздух | Где ставят |
|---|---|---|
| Кубический | одна струя вдоль камеры, забор с тыльной стороны | камеры хранения любой длины, склады, туннели |
| Потолочный двухпоточный | две струи в стороны вдоль потолка, плоский корпус | низкие камеры при магазинах и кафе, где нельзя дуть на продукт |
| Для шоковой заморозки | мощная струя, скорость несколько метров в секунду | камеры и туннели шоковой заморозки при −35…−40 °C |
| Гравитационный | без вентиляторов, воздух движется за счет разности плотностей | неупакованное мясо и созревание сыров, где нельзя сушить продукт |
Отдельно стоят агрегаты для шоковой заморозки. У них увеличенный шаг ребра, усиленная оттайка и моторы, рассчитанные на сопротивление обмерзшей батареи. Как строится сам процесс и почему обычный блок для него не подходит — в статье что такое шоковая заморозка.
Как подобрать воздухоохладитель по холодопроизводительности и разности температур
Подбор воздухоохладителя начинается с теплопритоков, а не с каталожной цифры мощности. Цифра в каталоге привязана к стандартным условиям. В реальной камере блок отдаст меньше: другая температура кипения, другая разность температур, иней на ребрах. Поэтому мы считаем от объекта к каталогу, а не наоборот. Порядок такой:
- Посчитать тепловой баланс: через ограждения, от продукта, от людей, света и моторов. Методика — в статье расчет теплового баланса холодильной камеры.
- Назначить разность температур DT1 между воздухом на входе в блок и кипением хладагента. Стартовые значения: около 8 K для камеры 0 °C, 7 K для −18 °C, 6 K для −25 °C.
- Найти в каталоге производителя модель, у которой холодопроизводительность при вашей температуре кипения и вашей DT1 покрывает теплопритоки с запасом на оттайку.
- Проверить дальнобойность струи по длине помещения и число блоков.
После мощности главный параметр — разность температур. Чем меньше DT1, тем выше влажность внутри камеры и тем меньше усушка неупакованного мяса, овощей и сыра. Платить за это приходится большей поверхностью батареи и более дорогим блоком. Но усушка дороже. Для упакованного продукта и морозильных камер допускают DT1 8–10 K.
У каталожных условий есть стандарт. SC1 означает кипение 0 °C и DT1 = 10 K, SC2 означает кипение −8 °C и DT1 = 8 K при слегка заиндевевшей батарее. Разница между ними видна на любой модели. У коммерческого блока Alfa Laval Optigo CSEH303B с ребром 4 мм холодопроизводительность в точке SC1 равна 6,2 кВт, в точке SC2 всего 4,3 кВт. Минус треть на том же железе только из-за режима.
Мощность блока существует только вместе с температурой кипения и DT1. Сравнивать модели по цифре с наклейки без указания режима — сравнивать разные величины.
В паре с испарителем подбирают и компрессорно-конденсаторный блок, их характеристики сводят в одной рабочей точке. Как это делается — в материале как подобрать холодильный агрегат для камеры.
Какой шаг оребрения выбрать под продукт
Шаг ребра выбирают по температуре камеры и влажности продукта. Мелкое ребро дает больше поверхности в том же корпусе, но забивается инеем за часы. Крупное держит режим между оттайками дольше, но снимает меньше тепла. Поэтому один и тот же корпус выпускается с ребром 4, 6–7 и 10–12 мм. Выбор между ними — отдельное решение, а не опция.
| Режим | Шаг ребра | Область применения |
|---|---|---|
| 0…+20 °C, хранение и охлаждение | 4–4,5 мм | овощи, фрукты, молочная продукция, цеха |
| −16…−25 °C, морозильные камеры | 6–8 мм | замороженное мясо, рыба, полуфабрикаты |
| −25…−35 °C, шоковая заморозка | 10–12 мм | туннели и камеры заморозки |
| Предварительное охлаждение теплого продукта | 8–10 мм | мясо после убоя, овощи с поля |
У шага ребра измеримая цена. Тот же корпус Optigo CSEH303B с ребром 7 мм вместо 4 мм имеет поверхность 8,5 м² против 14,0 м². Холодопроизводительность в одной точке — 4,6 кВт против 6,2 кВт, на четверть меньше. Зато расход воздуха выше, дальнобойность 12,6 м вместо 11,3 м, а между оттайками блок работает дольше.
Под неупакованный продукт с высокой влажностью ребро берут крупнее, чем подсказывает температура. Камера созревания сыра при +4 °C с ребром 4 мм будет уходить в оттайку заметно чаще, чем с ребром 7 мм, и каждый цикл — это тепло, внесенное в камеру.
Оттайка воздухоохладителя: электрическая, горячим газом, водой
Без оттайки не обходится ни одна батарея, работающая ниже точки росы. Влага из воздуха намерзает на ребрах, перекрывает проход и режет теплообмен. Способов четыре, и выбирают их по температуре камеры и размеру системы. Выше +2 °C хватает остановки компрессора, ниже нужен внешний источник тепла.
| Способ | Как работает | Где оправдан |
|---|---|---|
| Естественная, воздухом | компрессор останавливается, крыльчатки гонят воздух камеры через батарею | камеры выше +2 °C |
| Электрическая, ТЭНами | нагреватели в батарее и поддоне, включение по таймеру, завершение по датчику батареи | средне- и низкотемпературные камеры с одним-двумя блоками |
| Горячим газом | пар с нагнетания компрессора подается в батарею и конденсируется в ней | централи с несколькими испарителями, морозильные камеры, туннели |
| Водой | батарея орошается водой с температурой выше нуля | цеха переработки, где есть вода и дренаж |
Электрическая оттайка проще всего в монтаже и дороже всего в эксплуатации. ТЭНы греют не только иней, но и воздух, и это тепло потом снимает компрессор. Горячий газ оттаивает быстрее и тратит тепло, которое система и так сбрасывает в конденсатор. Но он требует дополнительной обвязки и автоматики: клапанов переключения, задержек, контроля давления.
После цикла оттайки моторы запускают с задержкой. Пока батарея теплая, они разнесут по камере капли и пар, а тот осядет инеем на потолке.
Где разместить воздухоохладитель внутри камеры
От места блока зависит, будет ли в камере одинаковая температура или у двери окажется на несколько градусов теплее, чем у задней стены. Струя должна пройти всю длину помещения и вернуться к блоку вдоль пола. На пути ей не должны попасться ни дверь, ни штабель под потолок. На объектах, которые мы обследуем после чужого монтажа, первая находка — блок, направленный на дверь. Правила короткие:
- струя направляется вдоль длинной стороны, а дальнобойность из каталога должна покрыть эту длину; при нехватке ставят два блока, а не один крупнее;
- между тыльной стороной блока и стеной оставляют просвет не меньше высоты самого блока, иначе крыльчатки задыхаются;
- дуть на дверь нельзя: при открывании поток выбрасывает холод наружу и затягивает влажный воздух, который тут же намерзает на батарее;
- под блоком не ставят продукт: туда капает при оттайке, а слив нужен доступным для чистки;
- в морозильных камерах дренаж ведут с уклоном, обогревают кабелем и заканчивают сифоном снаружи.
При этом расход должен обновлять объем воздуха камеры 30–45 раз в час при скорости потока до 3 м/с. Схему расстановки блоков и трасс проверяют на этапе изготовления холодильных камер, а не после сборки панелей.
Типовые ошибки при подборе и монтаже
Испаритель холодильной камеры отказывает чаще из-за подбора, чем из-за брака. Пять ошибок из шести ниже закладываются на стадии проекта, когда блок выбирают по прайсу поставщика, а не по рабочей точке. Исправить их потом можно только заменой оборудования. Шестая эксплуатационная, и лечится она регламентом. Мы встречаем ее чаще всех.
- Подбор по цифре с наклейки. Блок на 6 кВт при SC1 в камере с кипением −8 °C отдаст около 4 кВт, в морозильной еще меньше, и компрессор будет работать без остановки.
- Мелкое ребро в морозильной камере. Батарея обрастает инеем за смену, оттайки учащаются, продукт получает тепловые качели.
- Большая DT1 на неупакованном продукте. Сухой воздух вытягивает влагу: мясо и овощи теряют вес и вид.
- Один блок вместо двух. Дальнобойности не хватает, у двери температура выше нормы.
- Слив без обогрева и сифона. Первая же оттайка при −18 °C заканчивается ледяной пробкой.
- Грязная батарея. Загрязнение испарителя снижает расход воздуха на 5–7% и эффективность на 2–4%, а каждый градус падения температуры кипения — плюс 2–3% к расходу энергии.
Последний пункт закрывается регламентом. Чистка оребрения, проверка ТЭНов и дренажа входят в обслуживание холодильных установок.
Частые вопросы
Чем воздухоохладитель отличается от испарителя холодильной камеры?
Ничем: один и тот же узел. «Испаритель» — название по функции в холодильном контуре, в нем испаряется хладагент. «Воздухоохладитель» назван по конструкции: теплообменник с вентиляторами для охлаждения воздуха. В каталогах и у монтажников оба слова означают блок в камере.
Сколько воздухоохладителей нужно на одну камеру?
Столько, чтобы суммарная холодопроизводительность в рабочей точке покрыла теплопритоки, а струи продули всю длину. Длинную камеру мы закрываем двумя-тремя блоками меньшей мощности вместо одного крупного. Температура выходит ровнее, а при отказе одного мотора режим удерживают остальные.
Почему воздухоохладитель быстро обмерзает?
Причин три. Слишком мелкий шаг ребра для режима, частое открывание двери с притоком влажного воздуха и большая DT1. Реже виноват недостаток хладагента или неверно настроенный терморегулирующий вентиль, из-за чего батарея работает частично.
Можно ли поставить бытовой охладитель воздуха в холодильную камеру?
Нет. Испарительный прибор не производит холод, а только снижает температуру за счет испарения воды и повышает влажность. В камере он добавит влаги и тепла от своего мотора, а режим не удержит. Для охлаждения воздуха ниже +10 °C нужен фреоновый контур с компрессором.
Где купить воздухоохладители для холодильной камеры в Казахстане?
У поставщика, который подбирает блок по рабочей точке, а не по каталожной мощности. Продажа холодильного оборудования без расчета теплопритоков и DT1 оборачивается заменой блока через сезон. Мы такие замены делаем регулярно. Итоговую стоимость определяют холодопроизводительность в рабочей точке, шаг ребра, число моторов, способ оттайки и материал корпуса. Считают ее по конкретной камере после обследования объекта, вместе с компрессорным блоком и монтажом холодильного оборудования.
