Apakah sistem penyejukan ammonia?

Apakah sistem penyejukan ammonia?

Sistem penyejukan ammonia ialah sistem penyejukan perindustrian yang menggunakan ammonia (NH₃) sebagai bahan pendingin. Ia menggunakan prinsip bahawa ammonia menyerap sejumlah besar haba semasa penyejatan untuk menyediakan penyejukan bagi proses pengeluaran perindustrian yang memerlukan suhu rendah (seperti pembekuan makanan, penyejukan, pengeluaran kimia, tempat sukan ais, dsb.).

Disebabkan kecekapannya yang tinggi, sifat ekonomi dan fakta bahawa ia tidak merosakkan lapisan ozon (ODP = 0), ammonia merupakan bahan pendingin pilihan dalam bidang penyejukan perindustrian dan komersial berskala besar.

Prinsip kerja teras (kitaran penyejukan mampatan satu peringkat)

Operasi sistem penyejukan ammonia mengikuti kitaran penyejukan mampatan wap asas, yang kebanyakannya terdiri daripada empat proses:

Mampatan: Wap ammonia pada suhu rendah dan tekanan rendah disedut masuk oleh pemampat dan dimampatkan, bertukar menjadi wap panas lampau pada suhu tinggi dan tekanan tinggi.

Pemeluwapan: Wap ammonia pada suhu dan tekanan tinggi memasuki kondenser, di mana ia disejukkan oleh air atau udara yang menyejukkan, melepaskan haba dan terkondensasi menjadi cecair ammonia bertekanan tinggi dan bersuhu normal.

Pendikitan: Cecair ammonia bertekanan tinggi melalui injap pendikitan (seperti injap pengembangan), dan tekanan menurun dengan mendadak. Sebahagian daripada cecair tersebut mengewap, bertukar menjadi campuran wap dan cecair bersuhu rendah dan bertekanan rendah.

Penyejatan: Ammonia suhu rendah memasuki penyejat (seperti kipas penyejuk atau penukar haba), menyerap haba dari ruang yang disejukkan (penyimpanan sejuk), dan meruap sepenuhnya menjadi wap suhu rendah dan tekanan rendah. Wap ini kemudiannya dikumuhkan semula oleh pemampat dan melengkapkan kitaran.

Analogi mudah: Sama seperti bagaimana tubuh manusia berpeluh untuk menyejukkan badan, apabila peluh (larutan ammonia) menyejat, ia menyerap haba dari kulit (bahagian yang disejukkan), menjadikan kulit terasa sejuk.

Komponen Utama

Pemampat: "Jantung" sistem. Jenis biasa termasuk omboh, skru dan emparan. Pemampat skru adalah yang paling banyak digunakan dalam sistem bersaiz sederhana dan besar moden kerana kecekapannya yang tinggi dan pelarasan kapasiti yang fleksibel.

Kondenser: "Penukar haba" sistem. Ia menyingkirkan haba daripada gas ammonia termampat. Ia dibahagikan kepada jenis penyejukan air (kecekapan tinggi, memerlukan menara penyejuk) dan jenis penyejukan penyejatan (penjimatan air, digunakan secara meluas).

Peranti pendikit: seperti injap pengembangan, injap apungan. Ia mengawal kadar aliran dan tekanan cecair ammonia yang memasuki penyejat.

Penyejat: "Hujung output sejuk" sistem. Dipasang di kawasan penyimpanan sejuk atau pemprosesan, ammonia menyejat dan menyerap haba di dalamnya. Jenis biasa termasuk penyejuk udara (dengan perolakan paksa) dan paip gegelung (dengan perolakan semula jadi).

Tangki simpanan cecair: Menyimpan cecair ammonia selepas pemeluwapan, mengimbangi bekalan dan permintaan sistem.

Pemisah minyak dan pengumpul minyak: Asingkan dan dapatkan semula minyak pelincir yang dibawa oleh ekzos pemampat, memastikan operasi sistem yang cekap.

Pemisah gas-cecair: Melindungi pemampat dengan menghalang cecair ammonia yang tidak tersejat daripada memasuki dan menyebabkan "kesan cecair".

Sistem kawalan: "Otak" sistem moden. Ia merangkumi PLC, sensor, penggerak, dll., dan bertanggungjawab untuk mencapai kawalan automatik, perlindungan keselamatan dan pengawalaturan tenaga.

Jenis-jenis sistem utama

Sistem pengembangan langsung: Ammonia disejat secara langsung dalam penyejat untuk mencapai penyejukan. Ia mempunyai kecekapan tertinggi, tetapi memerlukan pengedap paip yang sangat ketat, dan aplikasinya telah berkurangan.

Sistem penyejukan tidak langsung:

Sistem air ammonia/masin: Ammonia menyejukkan air masin (seperti larutan kalsium klorida) terlebih dahulu, dan kemudian air masin suhu rendah dihantar ke setiap titik penyejukan oleh pam. Jarak keselamatannya jauh, tetapi kecekapan tenaganya agak rendah.

Sistem Lata Ammonia/Karbon Dioksida: Arus Perdana dan Trend Semasa. Ammonia beroperasi pada peringkat suhu tinggi dalam kitaran, memeluwap karbon dioksida; karbon dioksida beroperasi pada peringkat suhu rendah yang menyejat untuk penyejukan. Menggabungkan kecekapan ammonia yang tinggi dan keselamatan karbon dioksida (tidak toksik pada suhu rendah dan tekanan sederhana), ia merupakan penyelesaian pilihan untuk loji penyejukan dan pembekuan berskala besar.

Sistem bekalan cecair graviti: Ia membekalkan cecair kepada penyejat dengan menggunakan tekanan statik turus cecair. Ia stabil dan boleh dipercayai, tetapi memerlukan sejumlah besar suntikan ammonia, dan biasanya dilihat dalam sistem lama.

Sistem bekalan pam cecair: Pam ini digunakan untuk mengangkut cecair ammonia tekanan rendah secara paksa ke penyejat. Ia mempunyai kecekapan pertukaran haba yang tinggi dan bekalan cecair yang seragam, dan digunakan secara meluas.

Menonjolkan kelebihan

Kecekapan tinggi dan penjimatan tenaga: Nilai haba pendam ammonia adalah tinggi, dan ia menggunakan kurang elektrik bagi setiap unit kapasiti penyejukan, menghasilkan kos operasi yang rendah.

Perlindungan alam sekitar: ODP = 0, GWP = 0 (Potensi Pemanasan Global), ia merupakan bahan pendingin mesra alam secara semula jadi.

Ekonomi: Harga rendah, mudah didapati.

Prestasi pemindahan haba yang sangat baik: Kecekapan pertukaran haba yang tinggi dengan dinding paip logam.

Pengesanan kebocoran mudah: Ia mempunyai bau yang kuat dan tajam, malah sedikit kebocoran pun boleh dikesan.

Cabaran dan pertimbangan keselamatan (yang paling penting!)

Ammonia adalah toksik (Kelas 2) dan mudah terbakar (Kelas B2L), jadi keselamatan adalah prinsip utama dalam reka bentuk, pemasangan dan operasi.

Ketoksikan: Kebocoran boleh menyebabkan kerosakan teruk pada mata dan sistem pernafasan manusia. Kepekatan yang tinggi boleh membawa maut.

Kemudahbakaran: Apabila kepekatan di udara mencapai 15% hingga 28%, ia boleh meletup apabila terkena api.

Langkah-langkah keselamatan:

Pengasingan bilik komputer: Peralatan utama seperti pemampat dan tangki simpanan cecair hendaklah diletakkan di dalam bilik komputer yang berasingan dan mempunyai pengudaraan yang baik.

Pengesanan kebocoran dan penggera: Pengesan kepekatan ammonia mesti dipasang dan dihubungkan dengan sistem pengudaraan kecemasan dan pemercik.

Peralatan pelindung: Di dalam bilik komputer, peralatan kecemasan seperti topeng gas, gogal dan pakaian pelindung mesti disediakan.

Injap keselamatan dan pelega tekanan: Bekas tekanan mesti dilengkapi dengan injap keselamatan, dan paip pelega tekanan hendaklah diarahkan ke kawasan selamat di luar.

Peraturan yang ketat: Reka bentuk dan pembinaan mesti mematuhi piawaian mandatori seperti "Kod Reka Bentuk Penyimpanan Sejuk" (GB50072) dan "Spesifikasi Pembinaan dan Penerimaan untuk Pemasangan Sistem Penyejukan Ammonia" yang dikeluarkan oleh kerajaan.

Operasi profesional: Pengendali mesti memegang sijil yang berkaitan dan menjalani latihan keselamatan yang kerap.

Medan aplikasi utama

Industri makanan: Pembekuan dan penyejukan daging, makanan laut, buah-buahan dan sayur-sayuran; pemprosesan produk tenusu; pembuatan bir.

Kejuruteraan Kimia dan Farmasi: Penyejukan proses, tindak balas suhu rendah, pencairan gas.

Logistik dan pergudangan: Pusat logistik rantaian sejuk berskala besar, kemudahan penyimpanan sejuk suhu tinggi.

Tempat ais dan salji: gelanggang ais tiruan, pusat peranginan ski.

Lain-lain: Penyaman udara pusat (penyejukan kawasan), penyelidikan dan pembangunan ketenteraan, dsb.

Trend Pembangunan

Pengurangan dan pengecilan ammonia: Dengan mengoptimumkan reka bentuk (seperti menggunakan penukar haba plat) dan melalui penggunaan bahan pendingin seperti karbon dioksida dalam sistem lata, jumlah ammonia dalam sistem dikurangkan, lantas meluaskan aplikasinya di kawasan berhampiran komersial seperti pasar raya dan kedai serbaneka.

Automasi dan Kecerdasan: Penggunaan teknologi PLC dan IoT yang meluas untuk mencapai pemantauan jarak jauh, diagnosis kerosakan, pengurusan kecekapan tenaga dan penyelenggaraan ramalan.

Pengoptimuman penyepaduan sistem: Menggalakkan pemampat skru yang cekap dan teknologi pemulihan haba (memulihkan haba pemeluwapan untuk menghasilkan air panas), meningkatkan kecekapan tenaga keseluruhan.

Piawaian keselamatan sentiasa bertambah baik: Peraturan dan piawaian menjadi semakin ketat, memacu ke arah reka bentuk dan aplikasi teknologi yang lebih selamat dan lebih andal.

Ringkasan

Sistem penyejukan ammonia merupakan tulang belakang penyejukan perindustrian, menyediakan sokongan untuk rantaian sejuk yang luas dan industri asas dengan kecekapan tenaga yang luar biasa dan ciri-ciri mesra alam. Walau bagaimanapun, "kecekapan dan risiko wujud bersama" adalah ciri yang paling ketara. Perkembangan teknologi penyejukan ammonia moden sedang menuju ke arah "keselamatan yang lebih tinggi, keramahan alam sekitar yang lebih tinggi, dan kecerdasan yang lebih tinggi", dan terutamanya sistem lata ammonia/CO2 menjadi standard emas yang diiktiraf dalam industri.