4.8. Агрегатные льдогенераторы

Агрегатные льдогенераторы – льдогенераторы, агрегатированные с холодильной машиной и с двигателем, а иногда и с льдохранилищем. Агрегатные льдогенераторы автономны и дают возможность получать требуемое количество льда по мере надобности на месте потребления. Конструкции их разнообразны и они только отчасти повторяют описанные выше льдогенераторы. В комплект льдогенераторы шкафного типа размерами 1060х680х2650 мм и массой 800 кг входят следующие основные механизмы и узлы:

Фреоновый компрессорно-конденсаторный агрегат производительностью около 5800 Вт при 1000 об/мин с электродвигателем мощностью 2, кВт; в этом агрегате змеевик конденсатора повернут на 180 градусов, а теплообменник и шкив электродвигателя компрессора заменены изготовленными по чертежам ВНИХИ.

Десятитрубный вертикальный испаритель, терморегулирующим вентилем и шестью соленоидными вентилями; ресивер, коллектор и трубопроводы.

Центробежный насос производительностью 1,5 л/ч с электродвигателем мощностью 0,4 кВт, оросителем и приемным баком для циркулирующей воды;

Шнековая льдодробилка с универсальным приводом.

Реле времени, обеспечивающее автоматическое включение и выключение шести соленоидных вентилей и электродвигателей насоса и льдодробилки.

Рис. 15

Рис.15. Схема агрегатного льдогенератора

В период намораживания льда компрессорно-конденсаторный агрегат работает в качестве холодильной машины, а в период оттаивания льда – как тепловой насос. Намораживание на трубах и оттаявшие ледяные цилиндры подаются на шнек льдодробилки и измельчаются в скорлупы.

Характеристические свойства:

Результат: дробленый лед

Достоинство: агрегатные льдогенераторы автономны и дают возможность получать требуемое количество льда по мере надобности на месте потребления.

Недостаток: представляет собой установку шкафного типа 1060х680х2650 и массой 800 кг – что является слишком габаритной установкой.

Итог: агрегатный льдогенератор производит ледяные цилиндры, которые впоследствии измельчается в скорлупы. На выходе вместе с ледяными кристаллами оказываются капли воды, которых быть не должно. Очевидно, агрегатный льдогенератор не подходит для высотноклиматических сертификационных испытаний.

Существует множество различных способов получения льда без помощи льдогенератора. В ходе данной работы необходимо проанализировать некоторые из них.

4.9. Замораживание капель воды при распылении форсункой

При распылении воды с помощью пневматической форсунки путём регулирования давления воды и воздуха на входе в форсунку могут быть получены капли различных диаметров (Рис. 16). Двигаясь в охлаждённой воздушной среде, капли могут замерзать, образуя ледяные кристаллы. Преимущество данного метода состоит в том, что при генерировании капель с помощью форсунки образуются строго сферические частицы и имеется возможность управления размером этих частиц путём изменения параметров воды и воздуха, подаваемых на форсунку.

Рис. 16. Процесс замораживания капель воды при распылении форсункой.

Для реализации данного метода необходимо распыление воды проводить в охлаждаемом и осушаемом пространстве – в морозильной камере, снабжённой осушителем-вымораживателем. Можно поместить форсунку внутрь морозильной камеры так, чтобы генерируемые капли, двигаясь в охлаждаемом пространстве, замерзали.

На Рис 17 представлены результаты расчёта замерзания для капель диаметром 200, 400 и 1000 мкм. Из графика следует, что полное замерзание капель диаметром 200 мкм происходит на расстоянии 3,8м, а замерзание капель диаметром 400 и 1000 мкм на расстоянии 4 м от форсунки не происходит.

Рис. 17 Замерзание капель диаметром 200, 400 и 1000 мкм при движении в охлаждённом воздухе

Таким образом,анализируя график становится очевидно, что для генерации лк, удовлетворяющих нормам, необходим большой размер холодильной камеры, что не является практичным для использования в сертификационных испытаниях.