Industrielle Kälteanlagen verfügen über drei Kreislaufsysteme, wobei Ablagerungen in verschiedenen Systemen – Kältemittelkreislauf, Wasserkreislauf und elektronischer Steuerung – häufig auftreten. Für einen stabilen Betrieb ist ein reibungsloses Zusammenwirken der verschiedenen Kreislaufsysteme erforderlich.
Daher ist es notwendig, jedes System im normalen Betriebsbereich zu halten. Obwohl die Leistung verschiedener im Inland hergestellter industrieller Kälteanlagen relativ stabil ist, führt eine längere Unterlassung der notwendigen Wartung und Instandhaltung unweigerlich zu erheblichen Ablagerungsproblemen. Dies führt nicht nur zu Verstopfungen der Anlagen, sondern beeinträchtigt auch den Wasserdurchfluss.
Kalkablagerungen beeinträchtigen die Gesamtleistung von Industriekälteanlagen erheblich und verkürzen sogar deren Lebensdauer. Daher ist die rechtzeitige Entfernung von Kalkablagerungen für Industriekälteanlagen von großer Bedeutung.
1. Warum hat der Kühlschrank eine Waage?
Die Hauptbestandteile der Ablagerungen im Kühlwassersystem sind Calcium- und Magnesiumsalze, deren Löslichkeit mit steigender Temperatur abnimmt; wenn das Kühlwasser mit der Oberfläche des Wärmetauschers in Kontakt kommt, lagern sich Ablagerungen auf der Oberfläche des Wärmetauschers ab.
Es gibt vier Arten von Kühlschrankverschmutzungen:
(1) Kristallisation von Salzen in einer übersättigten Lösung mit mehreren Komponenten.
(2) Ablagerung von organischen Kolloiden und mineralischen Kolloiden.
(3) Bindung fester Partikel bestimmter Stoffe mit unterschiedlichem Dispersionsgrad.
(4) Elektrochemische Korrosion bestimmter Substanzen und mikrobielle Vermehrung usw. Die Ausfällung dieser Gemische ist der Hauptfaktor für die Kesselsteinbildung. Die Bedingungen für die Bildung fester Ausfällungen sind: Die Löslichkeit bestimmter Salze nimmt mit steigender Temperatur ab, z. B. Ca(HCO₃)₂, CaCO₃, Ca(OH)₂, CaSO₄, MgCO₃, Mg(OH)₂ usw. Zweitens steigt mit der Verdunstung des Wassers die Konzentration der gelösten Salze und erreicht einen Übersättigungsgrad. Im erhitzten Wasser findet eine chemische Reaktion statt, oder bestimmte Ionen bilden andere, unlösliche Salzionen.
Bei bestimmten Salzen, die die oben genannten Bedingungen erfüllen, lagern sich zunächst Knospen auf der Metalloberfläche ab und bilden dann allmählich Partikel. Sie besitzen eine amorphe oder latente Kristallstruktur und aggregieren zu Kristallen oder Clustern. Bicarbonatsalze sind die Hauptursache für Ablagerungen in Kühlwasser. Dies liegt daran, dass schweres Calciumcarbonat beim Erhitzen das Gleichgewicht verliert und sich in Calciumcarbonat, Kohlendioxid und Wasser zersetzt. Calciumcarbonat hingegen ist weniger löslich und lagert sich daher auf den Oberflächen von Kühlgeräten ab.
Ca(HCO3)2=CaCO3↓+H2O+CO2 ↑.
Die Bildung von Ablagerungen auf der Oberfläche des Wärmetauschers führt zu Korrosion des Geräts und verkürzt dessen Lebensdauer; außerdem behindert sie den Wärmeaustausch des Wärmetauschers und verringert dessen Effizienz.
2. Entfernen von Kalkablagerungen im Kühlschrank
1. Klassifizierung von Entkalkungsmethoden
Zu den Methoden zur Entfernung von Ablagerungen auf der Oberfläche von Wärmetauschern gehören die manuelle, die mechanische, die chemische und die physikalische Entkalkung.
Bei verschiedenen Entkalkungsmethoden. Physikalische Entkalkungs- und Antikalkungsmethoden sind ideal, aber aufgrund des Funktionsprinzips herkömmlicher elektronischer Entkalkungsgeräte gibt es auch Situationen, in denen die Wirkung nicht optimal ist, wie zum Beispiel:
(1) Die Wasserhärte variiert von Ort zu Ort.
(2) Da sich die Wasserhärte des Geräts während des Betriebs ändert, kann das elektronische Entkalkungsgerät für leichten Regen anhand der vom Hersteller zugesandten Wasserproben einen besser geeigneten Entkalkungsplan erstellen, sodass die Entkalkung nicht mehr durch andere Einflüsse beeinträchtigt wird;
(3) Ignoriert der Bediener die Abschlämmarbeiten, wird die Oberfläche des Wärmetauschers dennoch verkalken.
Die chemische Entkalkungsmethode kann nur dann in Betracht gezogen werden, wenn die Wärmeübertragungswirkung der Anlage schlecht und die Ablagerungen stark sind. Da sie jedoch die Anlage beeinträchtigt, ist es notwendig, Schäden an der Verzinkungsschicht und eine Beeinträchtigung der Lebensdauer der Anlage zu vermeiden.
2. Schlammentfernungsverfahren
Schlamm besteht hauptsächlich aus Mikroorganismen wie Bakterien und Algen, die sich im Wasser lösen und vermehren. Vermischt mit Schlamm, Sand, Staub usw. bildet er weichen Schlamm. Dieser verursacht Korrosion in den Rohren, verringert die Effizienz und erhöht den Strömungswiderstand, wodurch der Wasserdurchfluss reduziert wird. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Schlamm zu bekämpfen. Man kann ein Koagulationsmittel hinzufügen, damit die Schwebstoffe im zirkulierenden Wasser zu losen Alaunblüten kondensieren und sich am Boden des Sammelbeckens absetzen. Diese können dann über die Abwasserentsorgung entfernt werden. Alternativ kann man ein Dispergiermittel hinzufügen, damit sich die Schwebstoffe im Wasser verteilen und nicht absinken. Die Schlammbildung kann durch zusätzliche Filtration oder durch die Zugabe von Medikamenten, die Mikroorganismen hemmen oder abtöten, unterdrückt werden.
3. Korrosionsentzunderungsmethode
Korrosion entsteht hauptsächlich durch Ablagerungen von Schlamm und Korrosionsprodukten an der Oberfläche der Wärmetauscherrohre. Dort bilden sich Sauerstoffkonzentrationszentren, die Korrosion begünstigen. Schreitet die Korrosion fort, werden die Wärmetauscherrohre beschädigt, was zu schwerwiegenden Ausfällen der Anlage und einem Abfall der Kühlleistung führt. Die Anlage muss unter Umständen verschrottet werden, was für die Nutzer erhebliche wirtschaftliche Verluste bedeutet. Im Betrieb der Anlage lässt sich die Korrosion im Wassersystem jedoch deutlich reduzieren, wenn die Wasserqualität effektiv kontrolliert, das Wassermanagement optimiert und die Bildung von Ablagerungen verhindert wird.
Wenn die Ablagerungen so stark sind, dass herkömmliche Methoden zur Bekämpfung nicht mehr ausreichen, können physikalische Entkalkungsanlagen zur Entkalkung und zum Schutz vor Ablagerungen eingesetzt werden, wie z. B. elektronische Entkalkungsanlagen, magnetische Vibrations-Ultraschall-Entkalkungsanlagen usw.
Nach der Anlagerung von Ablagerungen, Staub und Algen sinkt die Wärmeübertragungsleistung des Wärmetauscherrohrs rapide, was die Gesamtleistung des Geräts verringert.
Um Ablagerungen und das Einfrieren des Kältemittelwassers im Verdampfer während des Betriebs zu verhindern, gibt es zwei Arten von Kältemittelsystemen: offene und geschlossene Kreisläufe. Wir verwenden in der Regel geschlossene Kreisläufe. Da es sich um einen geschlossenen Kreislauf handelt, finden weder Verdunstung noch Konzentration statt. Gleichzeitig gelangen keine atmosphärischen Ablagerungen, Staub usw. in das Wasser, und die Ablagerungsbildung ist relativ gering. Hauptsächlich ist das Einfrieren des Kältemittelwassers zu berücksichtigen. Das Wasser im Verdampfer gefriert, weil die vom Kältemittel beim Verdampfen aufgenommene Wärme größer ist als die vom durchströmenden Kältemittelwasser abgegebene Wärme. Dadurch sinkt die Temperatur des Kältemittelwassers unter den Gefrierpunkt, und das Wasser gefriert. Die Bediener sollten während des Betriebs folgende Punkte beachten:
1. Es ist zu prüfen, ob der am Verdampfer einströmende Volumenstrom dem Nennvolumenstrom des Hauptmotors entspricht, insbesondere bei parallel geschalteten Kälteanlagen. Dabei ist zu untersuchen, ob ein Ungleichgewicht im Wasservolumen der einzelnen Anlagen besteht oder ob es zu einem Gleichlauf zwischen Anlage und Pumpe kommt. Dies kann ein Nebenschlussphänomen in der Maschinengruppe verursachen. Derzeit verwenden Hersteller von Bromkältemaschinen hauptsächlich Durchflussschalter, um den Wassereinstrom zu erkennen. Die Auswahl der Durchflussschalter muss dem Nennvolumenstrom entsprechen. Klimatisierte Anlagen können mit dynamischen Durchflussausgleichsventilen ausgestattet werden.
2. Die Hauptanlage der Bromkältemaschine ist mit einer Kältemittelwasser-Untertemperaturschutzvorrichtung ausgestattet. Sinkt die Kältemittelwassertemperatur unter +4 °C, schaltet sich die Anlage ab. Bei der ersten Inbetriebnahme im Sommer muss der Bediener jedes Jahr die Funktionsfähigkeit des Untertemperaturschutzes und die Richtigkeit des eingestellten Temperaturwerts überprüfen.
3. Sollte die Wasserpumpe der Brom-Kälteanlage während des Betriebs plötzlich ausfallen, ist der Hauptmotor unverzüglich abzuschalten. Fällt die Wassertemperatur im Verdampfer weiterhin rapide ab, sind Maßnahmen zu ergreifen, wie z. B. das Schließen des Kältemittel-Wasserauslassventils am Verdampfer und das ordnungsgemäße Öffnen des Ablassventils, um den Wasseraustausch zu gewährleisten und ein Einfrieren des Wassers zu verhindern.
4. Wenn die Bromkältemaschine stillsteht, ist gemäß den Betriebsanweisungen vorzugehen. Zuerst den Hauptmotor abstellen, mindestens zehn Minuten warten und dann die Kältemittelwasserpumpe abstellen.
5. Der Wasserdurchflussschalter in der Kälteanlage und der Niedertemperaturschutz des Kältemittelwassers können nicht nach Belieben entfernt werden.
Veröffentlichungsdatum: 09. März 2023
