Принцип

Промышленный охладитель — это теплообменное устройство, предназначенное для отвода тепла от горячих технологических материалов, жидкостей или газов и доведения их до желаемой более низкой температуры перед дальнейшей обработкой, упаковкой или транспортировкой. Принцип работы промышленного охладителя основан на теплопередаче — в основном, на конвективном и кондуктивном теплообмене между горячим веществом и охлаждающей средой, такой как воздух, вода или охлажденная жидкость. Охлаждающая среда поглощает тепло от продукта, снижая его температуру без изменения его состава.

Промышленные охладители играют важную роль в различных отраслях промышленности, таких как пищевая, химическая, фармацевтическая, производство удобрений, цементная и металлообрабатывающая, где материалы, выходящие из сушилок, реакторов или печей, должны быть охлаждены до безопасных или пригодных для использования температур. Охлаждение защищает оборудование, расположенное ниже по потоку, поддерживает качество продукции и обеспечивает безопасную обработку или упаковку.

Принцип действия

Основной принцип работы промышленного охладителя заключается в передаче тепла от нагреваемого продукта (твердого, жидкого или газообразного) к более холодной среде через поверхность или прямой контакт.

• В косвенных охладителях продукт и охлаждающая жидкость разделены металлической стенкой, а тепло передается путем проводимости и конвекции (например, кожухотрубный охладитель, роторный охладитель, винтовой охладитель).
• В охладителях прямого контакта воздух или вода непосредственно контактируют с продуктом, а тепло передается посредством конвективного теплообмена (например, в охладителях с псевдоожиженным слоем, роторных барабанных охладителях или охладителях с воздушной заслонкой).

Разница температур между продуктом и охлаждающей средой является движущей силой теплопередачи. Скорость охлаждения зависит от этого температурного градиента, площади поверхности, обрабатываемой теплом, и коэффициента теплопередачи, который, в свою очередь, зависит от скорости воздуха, турбулентности и физических свойств используемых материалов.

Строительство

Конструкция промышленного охладителя варьируется в зависимости от его типа (роторный, с псевдоожиженным слоем, кожухотрубный или винтовой), но большинство охладителей состоят из следующих основных компонентов:

• Охлаждающая камера или корпус:
  Основной корпус, в котором происходит охлаждение, называется охлаждающей камерой. Обычно она изготавливается из низкоуглеродистой стали или нержавеющей стали (SS304/SS316) в зависимости от области применения. Камера может быть цилиндрической (роторный или винтовой охладитель) или прямоугольной (охладитель с псевдоожиженным слоем или воздушный охладитель). Она спроектирована таким образом, чтобы обеспечить максимальное воздействие охлаждающей среды на горячий продукт, предотвращая при этом загрязнение или попадание пыли.
• Поверхность теплопередачи:
  В охладителях косвенного действия теплопередача происходит через металлические стенки или трубки. Площадь этих поверхностей рассчитана таким образом, чтобы обеспечить эффективный теплообмен. Например, в кожухотрубном охладителе горячая жидкость проходит через трубки, а охлаждающая вода обтекает их противотоком.
• Система охлаждения и распределения:
  В качестве охлаждающей среды может использоваться окружающий воздух, охлажденный воздух, охлаждающая вода или хладагент.
  • В воздухоохладителях центробежные или осевые вентиляторы продувают воздух над слоем готовой продукции или сквозь него.
  • В системах с водяным охлаждением трубопроводы или змеевики обеспечивают циркуляцию воды через рубашку или трубки теплообменника.
  • В специализированных холодильных установках для охлаждения при отрицательных температурах используются растворы гликоля или рассола.
    Конструкция обеспечивает равномерное распределение охлаждающей среды, чтобы избежать образования зон перегрева и обеспечить постоянную температуру по всему продукту.
• Системы подачи и выгрузки:
  Горячий материал подается в охладитель через шнековый питатель, ленточный конвейер или поворотный клапан, в зависимости от его физической формы. После охлаждения продукт выгружается через выходные отверстия или конвейеры, предназначенные для поддержания потока и предотвращения скопления продукта. Система выгрузки часто включает в себя датчики температуры, чтобы гарантировать, что продукт выходит при желаемой температуре.
• Приводной механизм (для охладителей с подвижным слоем):
  В роторных или шнековых охладителях двигатель и редуктор приводят в движение вращающийся барабан или шнековый конвейер. Вращение мягко перемешивает и перемещает материал внутри охладителя, обеспечивая равномерное воздействие охлаждающей среды и предотвращая агломерацию.
• Система вентиляции (для воздухоохладителей):
  Вентилятор обеспечивает необходимый поток воздуха. В некоторых конструкциях поток воздуха может быть прямоточным или противоточным по отношению к движению продукта для максимального рекуперации тепла. Для удаления мелких частиц из отработанного воздуха используются пылесборники, рукавные фильтры или циклоны.
• Приборы и средства управления:
  Современные промышленные охладители оснащены датчиками температуры, манометрами, расходомерами и автоматизированными системами управления. Панель ПЛК-ЧМИ позволяет операторам контролировать температуру на входе и выходе продукта, поток воздуха и скорость вращения двигателя. Защитные блокировки предотвращают перегрев, избыточное давление или механические неисправности.
• Опорный каркас и изоляция:
  Охлаждающий узел установлен на жесткой стальной раме с виброизоляторами для обеспечения устойчивости. В условиях высоких температур внешняя теплоизоляция минимизирует потери тепла и защищает операторов.