ラック冷凍システム ガイド: 設計、サイジング、および凝縮ユニット

ラックシステムを構成するコアコンポーネント

一般的な並列ラックは、定義された一連の部品から構築され、各部品が冷凍サイクル内で特定のジョブを実行します。

• コンプレッサー — 通常、2 ～ 8 台のレシプロ、スクロール、またはスクリュー コンプレッサーが共通の吸入ヘッダーに並列に配管されます。
• コンデンサー — 冷蔵空間から吸収された熱を拒否します。気候や水の利用状況に応じて、空冷、水冷、または蒸発式にすることができます。
• レシーバー — 液体冷媒を貯蔵し、負荷の変化に伴うシステム充電量の変動を緩衝します。
• オイルセパレーターとオイル管理システム - 共通のクランクケースまたはオイルリザーバーを共有するコンプレッサーに潤滑油を戻します。
• 吸入マニホールドと吐出マニホールド - すべてのコンプレッサーを同じ低圧側と高圧側の圧力に接続するスチール製ヘッダー。
• コントローラー — コンプレッサーのオンとオフを切り替え、ヘッド圧力を管理し、アラームを記録するマイクロプロセッサーまたは PLC。

コンデンサーと少なくとも 1 台のコンプレッサーが、ラック全体に分散されるのではなく、単一の密閉または半密閉ユニットとしてパッケージ化されると、その結果は業界で呼ばれるものになります。 凝縮ユニット — 単一の負荷に対して単独で使用することも、共有配管ネットワークに供給する他の凝縮ユニットと組み合わせることもできる内蔵型ブロック。

最新のラックで使用されるコンプレッサーの種類とその比較

コンプレッサーの選択は、騒音レベルからターンダウン能力、長期メンテナンスコストに至るまで、ラックに関するほぼすべての決定を決定します。現在構築されているほとんどの並列ラックは 3 つのコンプレッサー ファミリを利用しており、容量ステップと信頼性のバランスをとるために同じフレーム上でタイプを混合していることがよくあります。

レシプロコンプレッサー

レシプロ コンプレッサーはスクロール コンプレッサーよりも冷凍庫用途で見られる高い圧縮比に耐えられるため、低温ラックでは依然として一般的です。これらは機械的にシンプルで、広く整備されており、幅広い容量で入手可能ですが、スクロールの代替品よりも多くの振動と騒音が発生し、最終的には再構築が必要となるバルブやピストンなどの摩耗部品が多くあります。

スクロールコンプレッサー

スクロール コンプレッサーは、スーパーマーケットや小型業務用冷蔵倉庫の中温ラックで主流を占めています。旋回スクロール設計は、往復コンプレッサーよりも可動部品が少なく、動作音が静かで、液体のスラッギングに対する耐性が優れているため、霜取り移行中の致命的な故障が軽減されます。スクロール コンプレッサーは、デジタルまたは可変速モデルと組み合わせない限り、通常、固定容量ステップでステージングされます。

スクリューコンプレッサー

スクリューコンプレッサーは、特に総容量が数百トンに達する冷蔵倉庫や食品加工工場など、大型の産業用ラックに搭載されています。スライドバルブによる連続的な容量調整、全負荷時の高い信頼性、長いサービス間隔を提供しますが、初期費用が高くつき、スクリューコンプレッサーに関する特別なトレーニングを受けた技術者が必要です。

老朽化したラックを完全に交換するのではなく改造する

すべての老朽化したラックを取り壊す必要があるわけではありません。鉄骨フレーム、配管、および主要な構造コンポーネントが健全なままであれば、対象を絞って改修することで耐用年数を延長し、完全な交換コストの数分の一で効率を向上させることができます。

• 固定速度のコンプレッサーを 1 台の可変速ユニットまたはデジタル ユニットに置き換えることで、ラック全体を再構築することなく、部分負荷の効率が向上します。
• ラック コントローラーを最新のマイクロプロセッサ プラットフォームにアップグレードすると、リモート モニタリング、より優れた診断、より正確なヘッド圧力制御が追加されます。
• 老朽化したコンデンサーを高効率コイルと交換すると、コンプレッサー自体がそのままの場合でも、ヘッド圧力が低下し、コンプレッサーのエネルギー消費を削減できます。
• 古い冷媒の可用性が逼迫しているため、既存のコンポーネントと互換性がある場合、冷媒を GWP の低いブレンドに切り替えると、ラックの準拠した耐用年数を延ばすことができます。

改修評価は、常にコンプレッサーの稼働時間と配管の状態を正直に評価することから始める必要があります。これは、寿命が近づいているコンプレッサーを備えたラックの制御やコンデンサーのアップグレードに投資しても、収益が低いことが多いためです。