การเลือกใช้คอมเพรสเซอร์ระบบทำความเย็นอุณหภูมิต่ำและการจับคู่อุณหภูมิการระเหยสำหรับกระบวนการผลิตอาหารแช่แข็ง

การเลือกใช้คอมเพรสเซอร์ระบบทำความเย็นอุณหภูมิต่ำและการจับคู่อุณหภูมิการระเหยสำหรับกระบวนการผลิตอาหารแช่แข็ง

การเลือกใช้คอมเพรสเซอร์ระบบทำความเย็นอุณหภูมิต่ำที่ไม่เหมาะสมเป็นสาเหตุหลักของความล้มเหลวในระบบทำความเย็นสำหรับกระบวนการผลิตอาหารแช่แข็งถึง 55% โดยเฉพาะเมื่อต้องการอุณหภูมิการระเหยต่ำกว่า -30°C จำเป็นต้องใช้โครงสร้างการบีบอัดสองขั้นตอนเพื่อให้การทำงานมีเสถียรภาพในอุณหภูมิระเหยที่ต่ำมาก คอมเพรสเซอร์แบบหนึ่งขั้นจะเผชิญกับอัตราส่วนความดันเกิน 8 ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิการปล่อยก๊าซสูงเกินขีดจำกัดปลอดภัยที่ 120°C คอมเพรสเซอร์แบบสกรูครอบครองตลาดสายการผลิตอาหารแช่แข็งขนาดใหญ่ที่ใช้ระบบทำความเย็นอุณหภูมิต่ำ แบบสกรูสองขั้นสามารถรักษาประสิทธิภาพปริมาตรได้อย่างมีเสถียรภาพแม้ในอุณหภูมิระเหยต่ำถึง -42°C ภายใต้การทำงานต่อเนื่อง 24 ชั่วโมง ส่วนคอมเพรสเซอร์แบบพิสโตนถูกนำมาใช้ในห้องเย็นขนาดเล็กที่ใช้ระบบทำความเย็นอุณหภูมิต่ำ หน่วยพิสโตนแบบสองขั้นขนาดเล็กมีต้นทุนเริ่มต้นต่ำกว่า แต่ต้องตรวจสอบทุก 8,000 ชั่วโมงทำงาน เนื่องจากชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวสลับกันมีความเสื่อมสภาพ เมื่อใดก็ตามที่ชิ้นส่วนอะไหล่สำหรับคอมเพรสเซอร์ระบบทำความเย็นมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความน่าเชื่อถือของระบบที่ใช้ระบบทำความเย็นอุณหภูมิต่ำ ชิ้นส่วนเฉพาะทางสำหรับคอมเพรสเซอร์อุณหภูมิต่ำมีระยะเวลาการจัดส่งที่ยาวนานกว่าสต็อกอะไหล่ท้องถิ่นสามารถลดเวลาหยุดทำงานจาก 72 ชั่วโมงเหลือเพียง 12 ชั่วโมงได้ การใช้พลังงานของระบบทำความเย็นจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิการระเหยลดลง ทุกๆ 5°C ที่อุณหภูมิการระเหยลดลง จะทำให้การใช้กำลังไฟฟ้าของระบบเพิ่มขึ้นประมาณ 22% ในกรณีที่ต้องการโหลดความเย็นเท่ากัน วงจรการบำรุงรักษาคอมเพรสเซอร์ระบบทำความเย็นจะสั้นลงในสภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำ เครื่องทำความเย็นอุณหภูมิต่ำจำเป็นต้องตรวจสอบระหว่างกลางทุก 6,000 ชั่วโมงการทำงาน เพื่อตรวจสอบความดันระหว่างขั้นและช่องว่างของโรเตอร์ ช่วงความดันในการทำงานของคอมเพรสเซอร์ระบบทำความเย็นมีกว้างขึ้นสำหรับระบบที่ทำงานที่อุณหภูมิต่ำสองขั้น ความดันระหว่างขั้นจะถูกควบคุมไว้ระหว่าง 0.25 MPa ถึง 0.4 MPa เพื่อปรับสมดุลอัตราส่วนการอัดของขั้นความดันต่ำและขั้นความดันสูง การคำนวณกำลังการผลิตของคอมเพรสเซอร์ระบบทำความเย็นต้องมีระยะปลอดภัยเพื่อการแปรรูปอาหารแช่แข็ง แนวปฏิบัติทางวิศวกรรมแนะนำให้เพิ่มกำลังการผลิตเพิ่มอีก 10–15% เพื่อรองรับภาระความร้อนของผลิตภัณฑ์และการเปิดประตูห้องเย็นบ่อยครั้ง มาตรฐานการทดสอบคอมเพรสเซอร์ระบบทำความเย็น ISO 917 ครอบคลุมการตรวจสอบประสิทธิภาพในอุณหภูมิต่ำผู้ผลิตเครื่องอัดน้ำยาเย็นที่ได้รับอนุญาต ดำเนินการทดสอบประสิทธิภาพภายใต้สภาวะอุณหภูมิระเหยต่ำที่จำลองขึ้น แบบเครื่องอัดน้ำยาเย็นสำหรับอุณหภูมิต่ำจำเป็นต้องใช้น้ำมันหล่อลื่นที่พัฒนาเฉพาะ ซีรีส์เครื่องอัดน้ำยาเย็น Xiteliduo สำหรับอุณหภูมิต่ำใช้น้ำมันหล่อลื่นป้องกันการตกตะกอนของเวกซ์ เพื่อป้องกันการเกิดเวกซ์ที่อุณหภูมิระเหย -40°C โดยทั่วไปแล้ว เครื่องอัดน้ำยาเย็นเชิงพาณิชย์ไม่เหมาะสำหรับสถานการณ์อุณหภูมิต่ำมาก ส่วนใหญ่เครื่องอัดน้ำยาเย็นเชิงพาณิชย์ถูกออกแบบมาเพื่อทำงานในช่วงอุณหภูมิระเหยจาก 0°C ถึง -18°C และไม่สามารถทำงานอย่างมั่นคงได้เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า -25°C ระดับเสียงของเครื่องอัดน้ำยาเย็นในระบบสองขั้นตอนที่อุณหภูมิต่ำจะสูงกว่าแบบหนึ่งขั้นตอนเล็กน้อย เนื่องจากการอัดก๊าซสองชั้นทำให้เกิดคลื่นพัลส์ที่ส่งผลให้เกิดเสียงสูงขึ้นประมาณ 2–4 dB(A) การออกแบบตัวแยกน้ำมันของเครื่องอัดน้ำยาเย็นจึงปรับให้เหมาะสมกับความหนาแน่นของก๊าซที่อุณหภูมิต่ำ ก๊าซที่อุณหภูมิต่ำมีความหนาแน่นสูงขึ้น จึงต้องมีแผ่นกั้นภายในที่ได้รับการออกแบบมาอย่างเหมาะสม เพื่อรักษาอัตราการนำน้ำมันลงด้านในให้อยู่ต่ำกว่า 3 ppm นอกจากนี้ ความเสี่ยงในการกลับคืนของสารทำความเย็นในรูปแบบของระบบทำความเย็นอุณหภูมิต่ำยังสูงกว่ามาก38% ของกรณีที่คอมเพรสเซอร์อุณหภูมิต่ำเสียหายเกิดจากการไหลของของเหลวเนื่องจากของเหลวเคลื่อนย้ายระหว่างช่วงปิดเครื่อง จึงต้องเพิ่มกำลังให้กับเครื่องทำความร้อนในกระบอกสูบของคอมเพรสเซอร์ระบบทำความเย็นสำหรับห้องเครื่องที่อุณหภูมิต่ำ เครื่องทำความร้อนกระบอกสูบ 150W สามารถรักษาอุณหภูมิของน้ำมันให้สูงกว่า 10°C และลดการเจือจางของสารหล่อลื่นโดยสารทำความเย็นได้ถึง 47% การรั่วซึมภายในคอมเพรสเซอร์ระบบทำความเย็นมีผลกระทบมากยิ่งขึ้นเมื่ออุณหภูมิการดูดต่ำ หากรอตของรั่วซึมภายในเกิน 7% จะทำให้ประสิทธิภาพปริมาตรลดลงอย่างมากในอุณหภูมิระเหยต่ำกว่า -30°C จึงต้องควบคุมการสูญเสียความดันในท่อส่งอากาศเข้าของคอมเพรสเซอร์ระบบทำความเย็นอย่างเข้มงวดในระบบที่อุณหภูมิต่ำ การลดลงของความดันเกิน 0.02 MPa จะทำให้ความสามารถในการทำความเย็นจริงลดลง 6% และเพิ่มอัตราส่วนการอัด ระบบปรับความถี่แบบแปรผัน (VFD) ของคอมเพรสเซอร์ระบบทำความเย็นช่วยเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานภายใต้โหลดบางส่วนสำหรับโรงงานผลิตอาหารแช่แข็ง การใช้งาน VFD สามารถลดการใช้พลังงานได้มากถึง 34% เมื่อความต้องการความเย็นลดลงเหลือ 50% ของกำลังการผลิต ระบบควบคุมการสั่นสะเทือนของฐานคอมเพรสเซอร์ระบบทำความเย็นมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับหน่วยสองขั้นตอน หากการเคลื่อนที่ของสั่นสะเทือนเกิน 0.12 มม. จะทำให้เกิดรอยแตกในรอยเชื่อมท่อเร็วขึ้นหลังจากดำเนินการต่อเนื่องเป็นเวลา 12 เดือนการเลือกความหนืดของน้ำมันหล่อลื่นสำหรับคอมเพรสเซอร์ระบบทำความเย็น ต้องคำนึงถึงข้อกำหนดอุณหภูมิต่ำ โดยทั่วไปจะใช้น้ำมันหล่อลื่น ISO VG100 สำหรับคอมเพรสเซอร์ระบบทำความเย็นที่อุณหภูมิต่ำ เพื่อรักษาฟิล์มน้ำมันที่เพียงพอในช่วงอุณหภูมิการทำงานต่ำ สำหรับการตั้งค่าวาล์วความปลอดภัยของคอมเพรสเซอร์ทำความเย็นนั้น พิจารณาจากรายงานความดันสองขั้น ภาชนะความดันขั้นสูงและขั้นต่ำจะมีวาล์วความปลอดภัยแยกกัน ตั้งค่าที่ 1.1 เท่าของความดันทำงานสูงสุดที่อนุญาตได้ของแต่ละขั้น