Как правильно выбрать промышленный охладитель для охлаждения производственного процесса

Линия гальванического покрытия, на которой постоянно отбраковываются детали, обычно берет свое начало с одного дня. Во время второй смены коллектор охлажденной воды превысил заданное значение на 1,5 К, выпрямитель отключился из-за перегрева, и линия остановилась на четыре часа. Холодильник не был неисправен. Он был куплен только с учетом тоннажа, без учета баланса тепловой нагрузки, расчетных условий окружающей среды и данных о частичной нагрузке, лежащих в основе этого решения.

Начните с баланса тепловой нагрузки, а не с предположения о тоннаже

Выбор промышленного чиллера начинается с баланса тепловой нагрузки, выраженного в кВт или БТЕ/ч, поскольку тоннаж – это всего лишь преобразование единиц измерения: 1 тонна охлаждения равна 12 000 БТЕ/ч, или 3,517 кВт. Машина, заказанная по преобразованным номинальным значениям паспортной таблички, а не по измеренному технологическому теплу, будет неправильна в обоих направлениях одновременно: завышенный размер для обычного дня и заниженный для худшего.

Создайте баланс между каждым источником тепла в контуре, а не только из очевидного:

• Потери в приводе и двигателе, которые попадают в технологическую жидкость, а не в готовую деталь.
• Сопротивление или экзотермическое тепло от выпрямителей, индукционных катушек, лазеров и сварочного оборудования.
• Загрузка продукта, рассчитанная как массовый расход, умноженный на удельную теплоемкость, умноженный на требуемый перепад температуры.
• Энергия насоса, которая полностью поглощается контуром, поэтому циркуляционный насос мощностью 15 кВт добавляет 15 кВт тепла.
• Защита окружающей среды через стенки резервуаров, неизолированные коллекторы, гибкие шланги и открытые технологические ванны.

Запас от 10% до 15% покрывает загрязнение конденсатора, будущую модернизацию инструмента и разрыв между расчетным и измеренным коэффициентом усиления. Если превысить 20%, маржа начнет работать против завода. Компрессор работает чаще, испаритель теряет стабильность при низкой нагрузке, а температура воды на выходе колеблется сильнее, чем раньше, без всякого запаса.

Выберите метод отвода тепла перед моделью

В номинальных условиях AHRI 550/590 винтовой охладитель с водяным охлаждением, заявленный при мощности 0,55–0,70 кВт/тонну, потребляет примерно на 35–50 % меньше мощности при полной нагрузке, чем машина с воздушным охлаждением, заявленная при мощности 1,05–1,25 кВт/тонну. Эти цифры означают лишь что-то помимо номинальных условий, стоящих за ними: 6,7 C на выходе охлажденной воды, 29,4 C на входе воды в конденсатор для агрегатов с водяным охлаждением и 35 C в окружающем воздухе для агрегатов с воздушным охлаждением.

Там, где технологический контур должен оставаться чистым, а контур конденсатора открыт для атмосферы, изолирующий теплообменник между двумя контурами стоит оценить одновременно, поскольку он защищает испаритель от накипи и биологических загрязнений, переносимых из башни. А необслуживаемый водяной теплообменник это один из вариантов этой границы.

Машина с воздушным охлаждением остается правильным решением для установки без башни, установки, работающей 2000 часов в год, или установки, на которой невозможно надежно управлять очисткой воды. Пакеты с воздушным охлаждением в Производители промышленных холодильных машин с воздушным охлаждением Shanghai Soouney Hydraulic Equipment Co., Ltd. — крупное и среднее высокотехнологичное предприятие в секторе холодильного оборудования Шанхая, объединяющее исследования, разработки... Посмотреть продукт → Диапазон охватывает эти случаи без водяного контура конденсатора.

Эффективность при частичной нагрузке решает счет за электроэнергию

Технологический охладитель на двухсменной установке работает на мощности ниже 50% большую часть своего срока службы, поэтому интегрированное значение частичной нагрузки гораздо лучше прогнозирует счет за электроэнергию, чем значение кВт/тонна полной нагрузки, указанное на первой странице таблицы данных. AHRI 550/590 взвешивает точки частичной нагрузки как 1% при нагрузке 100%, 42% при нагрузке 75%, 45% при 50% и 12% при нагрузке 25%, что означает, что 87% нагрузки приходится на нагрузку 75% или ниже.

Этот вес объясняет, почему технология компрессора имеет большее значение, чем номинальная мощность. Три очка решают исход:

• Винтовые компрессоры с золотниковым клапаном или приводом с регулируемой скоростью удерживают эффективность при нагрузке примерно до 25%, в то время как спиральные банки с фиксированной скоростью теряют позиции, когда ступени начинают циклично работать.
• Затопленный испаритель немного повышает давление всасывания и повышает эффективность в каждой точке нагрузки по сравнению с испарителем прямого расширения той же номинальной производительности.
• Температура на подходе к конденсатору, а не размер компрессора, часто объясняет, почему агрегат с номинальной мощностью 0,60 кВт/тонну в процессе эксплуатации обеспечивает мощность 0,72 кВт/тонну.

Для нагрузок, мощность которых превышает 300 кВт в течение большей части года, эталоном эффективности для этой категории обычно является винтовая машина с водяным охлаждением. Такое оборудование, как Чиллер с винтовым затоплением и водяным охлаждением Электронный расширительный клапан Электронный расширительный клапан имеет технологию пропорционального интегрального регулятора, позволяющую лучше управлять кондиционерами и снижать эксплуатационные расходы. Посмотреть продукт → Линия строится вокруг этого профиля обязанностей.

Хладагент, заданное значение и совместимость жидкостей

Выбор хладагента влияет на класс безопасности, доступность обслуживания и будущие затраты больше, чем на производительность, и перед размещением заказа его следует подтвердить на соответствие стандарту ASHRAE 34. R-134a и R-513A относятся к группе безопасности A1, а R-32 и R-454B — к группе A2L, что накладывает дополнительные ограничения на заправку и требования к вентиляции для внутренних машинных помещений.

На вторичной стороне концентрация гликоля влияет как на защиту от замерзания, так и на мощность насоса. 30-процентный раствор этиленгликоля защищает контур при температуре примерно до -15°C, но увеличивает мощность насоса на 10–20 % по сравнению с простой водой, поскольку смесь более плотная и вязкая. Чрезмерная концентрация гликоля ради безопасности стоит денег за каждый час работы установки.

Укажите уставку с допуском, например, 7 C с плюсом или минусом 0,5 K, и никогда не указывайте температуру ниже, чем требуется для процесса. Каждый 1 К ненужного переохлаждения испарителя увеличивает мощность компрессора примерно на 2–3 %, поэтому установка заданного значения на 3 К ниже требуемого может добавить около 10 % к годовому счету за электроэнергию.

Электроснабжение, площадь и доступ к услугам

Перед размещением заказа подтвердите фактические характеристики источника питания, будь то трехфазное напряжение 380–415 В, 50 Гц, трехфазное напряжение 440–460 В, 60 Гц или однофазное напряжение 220 В для небольших корпусов, поскольку другое напряжение или частота не являются модернизацией на месте. Машина, рассчитанная на частоту 50 Гц, не будет обеспечивать свою номинальную мощность при питании с частотой 60 Гц на той же скорости, а перемотка или замена компрессора после поставки обходятся дороже, чем первоначальная разница в цене.

В каждом предложении присутствуют три электрических показателя: минимальная токовая нагрузка цепи, максимальная защита от перегрузки по току и ток с заторможенным ротором. Затем метод запуска определяет защиту восходящего потока. Прямой пуск потребляет ток полной нагрузки примерно в шесть-восемь раз, звезда-треугольник снижает перенапряжение примерно в 2,5 раза, устройство плавного пуска замыкает примерно в три-четыре раза, а привод с регулируемой скоростью удерживает пусковой ток примерно в 1,5-2 раза. На станциях со слабым трансформатором или источником питания от генератора эта разница определяет, сможет ли вообще запуститься охладитель.

Сертификация должна соответствовать рынку назначения: UL 1995 для Северной Америки, IEC 60335-2-40 для большинства других регионов. Физически оставьте не менее 1 м свободного пути воздуха на стороне конденсатора агрегата с воздушным охлаждением; рециркуляция горячего нагнетаемого воздуха может снизить полезную мощность более чем на 10% в спокойный день. Уточните также маршрут такелажа, поскольку 20-тонный винтовой агрегат с водяным охлаждением не пройдет через стандартную дверь для персонала, как бы ни устроена площадка.

Десятилетние затраты: энергия, вода и техническое обслуживание

Энергия доминирует в десятилетней стоимости технологического охладителя. При нагрузке 100 кВт, что составляет 28,4 тонны, и 4000 часов работы в год, агрегат, работающий на 0,20 кВт/тонну хуже альтернативы, потребляет примерно на 22 700 кВтч больше в год. При цене 0,10 доллара США за кВтч это составляет примерно 2270 долларов США в год, или около 22700 долларов США за десятилетие, без учета единого счета за обслуживание.

Расходы на воду и химию соответствуют методу отвода тепла. Система с испарительным или башенным охлаждением потребляет подпиточную воду и химикаты для обработки и требует периодической продувки, но при этом снижает мощность компрессора примерно на 10–15 % по сравнению с машиной с водяным охлаждением и сухим конденсатором, поэтому этот метод подходит для установок с большим количеством часов работы в год. Установки с воздушным охлаждением полностью исключают использование воды и переносят нагрузку по техническому обслуживанию на очистку змеевика, которую на пыльных предприятиях следует планировать не реже двух раз в год.

Удобство эксплуатации обычно решает последнюю часть сравнения. Проверьте интервал анализа масла, можно ли чистить трубки конденсатора, не разрывая соединений хладагента, и предоставляет ли контроллер историю неисправностей, которая действительно необходима бригаде технического обслуживания. Такие варианты, как Низкие эксплуатационные расходы. Значительная экономия энергии. Винтовое водяное охлаждение. Испарительное охлаждение. Характеристики продукта · Теплообменные змеевики премиум-класса оптимально интегрированы в теплообменный слой и дополнены широкой поверхностью воздухозаборника. Это обеспечивает опти... Посмотреть продукт → Серия предназначена для предприятий, где время работы делает эксплуатационные расходы решающим фактором.

Контрольный список выбора для этапа предложения

Покупатели, проработавшие семь шагов, избегают большинства ошибок выбора, которые всплывают после ввода в эксплуатацию. Каждый шаг создает документ, а не разговор.

1. Зафиксируйте тепловую нагрузку в кВт и рядом с ней напишите расчетную температуру окружающей среды по сухому и смоченному термометру, чтобы можно было проверить мощность в реальных условиях.
2. Укажите требуемую температуру воды на выходе с допуском и обоснуйте любое значение ниже 7 C технологическими требованиями.
3. Подтвердите, какой метод отвода тепла доступен круглый год, включая наличие на самом деле конденсаторной воды и градирни.
4. Запросите данные о производительности в условиях площадки, а не при номинальных условиях, а также полную кривую частичной нагрузки.
5. Запросите MCA, MOP и пусковой ток и сопоставьте их с существующей мощностью панели и трансформатора.
6. Сравните IPLV по всем предложениям, переведя каждую цифру в кВт/тонну при одинаковых условиях AHRI 550/590.
7. В письменном виде согласуйте объем услуг: поддержка при вводе в эксплуатацию, наличие запасных частей и время реагирования на остановленную производственную линию.

Для предприятий, охлаждающих одновременно несколько различных установок, например, формовочную камеру вместе с лазерным резаком и гидравлической силовой установкой, полезно сравнить, как типы чиллеров ведут себя в этих смешанных профилях, прежде чем сужать список. Это руководство по выбору для различных задач промышленного охлаждения рассматривает это сравнение более подробно.

Решения, которые все еще сбивают с толку покупателей

Какой размер чиллера мне нужен для технологической нагрузки 500 кВт?

Разделите 500 кВт на 3,517, чтобы получить 142 тонны, затем добавьте запас от 10% до 15% на загрязнение и будущую нагрузку, которая составит около 160 тонн. Две 80-тонные установки обычно предпочтительнее, чем одна 160-тонная машина: они обеспечивают резервирование N 1, повышают эффективность частичной нагрузки и позволяют обслуживать одну единицу во время продолжения производства.

Всегда ли чиллер с водяным охлаждением является более эффективным выбором?

Нет. В условиях AHRI 550/590 винтовой охладитель с водяным охлаждением при производительности 0,55–0,70 кВт/тонну превосходит агрегат с воздушным охлаждением при производительности 1,05–1,25 кВт/тонну, но это сравнение предполагает наличие градирни, конденсаторных насосов и средств очистки воды. При примерно 2000 часах работы в год чиллер с воздушным охлаждением обычно выигрывает по общей стоимости установки.

Какую температуру воды на выходе следует указать?

Укажите требования процесса плюс допуск, например, 7 C плюс или минус 0,5 K, но никогда не ниже, чем действительно необходимо процессу. Каждое снижение температуры испарения на 1 К увеличивает мощность компрессора примерно на 2–3 %, поэтому уставка на 3 К холоднее, чем необходимо, может добавить около 10 % к годовому счету за электроэнергию.

Как сравнить предложения, в которых используются разные единицы эффективности?

Преобразуйте каждое предложение в кВт/тонну при тех же условиях AHRI 550/590, помня, что кВт/тонна равна 12, разделенному на EER, поэтому EER, равный 10, составляет 1,20 кВт/тонну. Затем проверьте минимальный уровень эффективности, который применяется на целевом рынке, например GB 19577 в Китае или ASHRAE 90.1 в США. Предложение, в котором указано EER нагрузки только 50 %, не может быть сопоставлено до тех пор, пока оно не будет конвертировано.