Охлаждение оборотной воды

Охлаждение оборотной воды очень важно в любом механизированном производстве, которое осуществляется при участии различных агрегатов и станков. Двигатели машин и другие их составляющие в процессе работы нагреваются, что сказывается на продолжительности их службы или нарушению производственного процесса.

Чиллер для охлаждения оборотной воды

Чиллер для охлаждения оборотной воды имеет очень широкую сферу применения в отличие от прочих охладителей жидкости. Его можно подключать напрямую для обслуживания компактных станков или использовать на производстве с большим количеством потребителей охлажденной воды. При этом могут использоваться разные схемы подключения и настройки параметров. Охлаждение воды требуется не только для станков и машин. Чиллеры – это необходимая часть комплексных систем вентиляции и кондиционирования, где они поддерживают необходимую температуру в бассейнах и купелях, принимают участие в создании и поддержании льда на катках и аренах.

1. Привлекательные цены и гибкая система скидок

1. Все необходимые сопровождающие документы

1. Гарантийное обслуживание приобретенного оборудования

1. Огромный выбор продукции

1. Высокое качество и самые кратчайшие сроки выполнения заказа

Охлаждение оборотной воды в различных охладителях

Модельный ряд подобных систем очень широк. При выборе нужно учитывать холодопроизводительность, тип исполнения, температурный уровень, условия размещения и схему подключения – с промежуточным устройством или прямого типа.

Разные типы охладителей занимают важное место в системах производственного оборотного водоснабжения.

Оборотные системы охлаждения разделяются на два типа по способу охлаждения:

1. Открытые, в которых охлаждение воды происходит при контакте с воздухом. Для этих целей могут использоваться пруды-охладители, градирни или брызгательные бассейны.
2. Закрытые системы, в которых вода не контактирует с воздухом, а ее охлаждение происходит через стенки теплообменных аппаратов.

Закрытые системы обладают небольшой мощностью, но сводят к минимуму потери воды. У открытых систем мощность выше, поэтому на предприятиях их можно встретить гораздо чаще. Однако при их использовании не удается избежать потерь воды, которое обусловлено испарением и уносом капель ветром.

В открытых системах вода охлаждается за счет тепло- и массообмена при контакте свободной поверхности с воздухом. При этом происходят следующие процессы:

• Охлаждение жидкости одновременно с испарением.
• Теплоперенос.
• Излучение тепла.

Процесс испарения можно назвать комплексным, так как в нем перенос теплоты происходит одновременно с переносом вещества.

Промышленные чиллеры с воздушным или водяным конденсатором

В последние годы связь с энергией воды была регулярной. Электростанции, которые питают большинство стран, потребляют много воды, прямо или косвенно.

Когда речь заходит о технико-экономическом обосновании холодильной установки, дискуссия о потреблении воды очень важна. В зависимости от результатов этого исследования будут выбраны промышленные чиллеры с водяным охлаждением или с воздушным охлаждением.

Что такое промышленный чиллер?

Это система, состоящая из этилена + воды (раствор этиленгликоля) и накопительной емкости с подающими и циркуляционными насосами — гидромодулем. Охлаждающая жидкость циркулирует из емкости в охлаждаемое оборудование.

Есть промышленные чиллеры с воздушным охлаждением, которые рассеивают тепло в окружающую среду вентиляторами. Это более современные и распространенные типы на электростанциях. В этой статье мы рассмотрим разницу между двумя технологиями, оставив вам право выбора, какой чиллер больше подойдет к вам на производство.

Драйкулер или сухая градирня

Эта система имеет несколько основных компонентов, включая:

• Драйкулер
• водяные насосы
• Чиллеры
• Накопительную емкость

В чем преимущества чиллера с водяным охлаждением?

чиллер принципы работы с водяным конденсатором

Торговые и бизнес центры охладаются с помощью чиллеров и фанкойлов. Вода поступает в фанкойл, нагревается от окружающего воздуха до +12 и возвращается в испаритель, где хладагент поглощает тепло и направляет его в конденсатор.

Конденсатор. Хладагент поглощает тепло от воды в испарителе и проходит через конденсатор. После входа в конденсатор при температуре около 27°C (80,6 ° F) вода выходит при температуре 32 ° C (89,6 ° F) и направляется к градирне. Нагретая вода от конденсатора поступает в градирню и дальше рассеивается в окружающей среде.

Принципы работы с воздушным конденсатором

Разница заключается в том, что чиллеры с водяным охлаждением или, скорее, градирни используют влажный воздушный поток (поток окружающего воздуха + испариение воды — если это испарительная градирня), в то время, как чиллеры с воздушным охлаждением используют только окружающей воздух.

Обычно чиллеры с водяным охлаждением дешевле и эффективнее (за счет того, что охлаждение конденсатора водой более эффективно), но требуют большого количества потребляемой воды.

Преимущества использования промышленных чиллеров с воздушным охлаждением:

• Нет градирен
• Повышенная экологическая стабильность — отсутствие потерь воды
• Низкие эксплуатационные расходы
• Легче работать и контролировать замерзание мокрой градирни
• Нет трат на воду
• Никаких проблем с водой в случае протечки

Холодопроизводительность является основным ориентиром для выбора промышленного чиллера. Не менее важным является баланс между эксплуатационными расходами и капитальными затратами. Чтобы определить первоначальную стоимость каждого варианта, добавьте затраты на монтаж, первоначальную заправку водой/гликолем. Для чиллера с водяным охлаждением не забудьте добавить градирню и гидромодлуь на стороне градирни. Промышленные чиллеры с воздушным охлаждением не имеют потребления воды, поэтому они являются идеальной альтернативой в районах с дефицитом воды или районами с дешевой энергией, но дорогостоящими расходами на воду.

Промышленный чиллер – агрегат, обеспечивающий охлаждение или обогрев на специализированных производствах, в производственных, торговых и офисных помещениях, мощных системах централизованных климатических системах. Производство холода и тепла происходит при испарении и конденсации хладагента, циркулирующего в устройстве.

Виды чиллеров

Выбор необходимого типа зависит от необходимых на производстве режимов работы и параметров. Чаще всего применяются центробежные или винтовые компрессоры, некоторых случаях в чиллер устанавливается несколько спиральных устройств.

По типу охлаждения холодильные систем разделяются на две категории:

• с воздушным охлаждением – конденсатор охлаждается благодаря системе вентиляторов, устанавливаемых обычно вне помещения или со встроенным конденсатором и гидромодулем
• с водяным охлаждением – конденсатор охлаждается промежуточным теплоносителем, в некоторых случаях приточной системой водоохлаждения.
• Вид охлаждения определяет и тип размещения: выносные (когда конденсатор выведен на улицу) и встроенные.

Сферы применения промышленных чиллеров

В промышленности подобное оборудование применяется в следующих направлениях:

• в пищевом производстве – подачи промышленного холода на линии требуют технологии изготовления хлебобулочных и кондитерских изделий, мясной и молочной продукции, фасовки сиропов и соков, вина, других алкогольных напитков;
• при литье резины и пластмасс, изготовлении полиэтилена при помощи чиллеров охлаждаются пресс-формы, ТПА, экструдеры;
• в полиграфии холодильные установки необходимы для задействованной в производстве продукции воды;
• химическая промышленность использует технологии химических реакций, проведение которых невозможно без использования холодной воды;
• в машиностроении и металлургии холодильные чиллеры применяются при работе индукционных печей;
• в фармацевтической промышленности холодильные промышленные чиллеры применяются при изготовлении лекарственных средств;
• для создания и обслуживания аквапарков и ледовых арен, развлекательных площадок, спортивных комплексов, бассейнов;
• без холодильного оборудования невозможна работа торгового оборудования и демонстрации скоропортящихся продуктов в торговых точках;

Кроме того, холодильное оборудование применяется в:

• ювелирной промышленности;
• на машиностроительных и ракетных производствах;
• в компьютерных, оптических, лазерных технологиях;
• в медицине.

Приобретают промышленные чиллеры и научно-исследовательские институты для проведения исследовательских работ.

В связи с широким спектром сфер использования модели чиллеров могут иметь значительные конструктивные отличия, но их действие остается принципиально схожим.

Это далеко не полный список направлений, в которых эксплуатируются охладительные чиллеры. Развитие технологий, появление новых производств, усовершенствование промышленных линий вызывает дальнейшее распространение промышленных чиллеров.

Выбор промышленного чиллера

Так самыми удобными для монтажа и более простыми в обслуживании являются моноблочные промышленные чиллеры, оснащенные воздушными строенными конденсаторами. Такое оборудование полностью комплектуется на заводе-производителе, полностью готово к запуску и требует небольшого объема подготовительных работ, которые заключаются в присоединении трубопроводов, которые будут подводить к водоохладителю хладоноситель и отводить охлажденную жидкость, а так же подключения к источнику электроснабжения.

Для работы воздушных конденсаторов требуется наличие градирни или проточной воды.

Подключение чиллеров с воздушным выносным конденсатором потребует дополнительных финансовых и временных затрат, так как может выполняться только профессиональными мастерами-холодильщиками.

Если же рассматривать характеристики самого холодильного оборудования, самыми важными параметрами, которые рассчитываются исходя из необходимых для конкретного производства требований, являются:

• холодопроизводительность или мощность установок;
• вид охлаждаемой жидкости;
• уровень энергосбережения;
• расчетная температура воздуха;
• температура жидкости (и на входе, и на выходе);
• уровень шума и вибрации при эксплуатации;
• габариты конструкций;
• наличие защитной и контролирующей автоматики.

Следует учитывать и то, что холодильные контуры промышленных чиллеров используют компрессоры различных типов: роторные винтовые, спиральные, поршневые. Для чиллеров со средней или низкой холодопроизводительностью наиболее часто применяют спиральные или поршневые (как герметичные, так и полугерметичные) компрессоры. Усиление мощности охлаждения достигается соединением нескольких компрессоров в единую параллель. А крупные, от 300 кВт, чиллеры работают чаще всего с винтовыми компрессорами.

Принципы работы чиллеров

Чиллер — это промышленный водяной охладитель, применяемый для охлаждения теплоносителя.

В качестве теплоносителя обычно используется вода и водные растворы на основании этиленгликоля и пропиленгликоля, в концентрации от 20 до 50%. Температура теплоносителя в большинстве процессов находится в диапазоне от 7 до 150°С, однако, не редки и случаи, когда температура теплоносителя составляет 50°С или же 250°С.

По типу чиллеры делятся на:

• Чиллер с воздушным охлаждением конденсатора
• Чиллер с водяным охлаждением конденсатора
• Чиллер с выносным конденсатором

Внутри промышленного водяного охладителя (чиллера) находится охлаждающий газ (хладагент), в качестве которого используется фреон.

Принцип работы чиллера базируется на цикле Карно. В процессе сжатия фреона в компрессоре происходит его нагрев. Далее разогретый фреон попадает в конденсатор, где происходит его охлаждение и конденсация. Далее фреон в жидком состоянии попадает к ТРВ и далее в испаритель чиллера, где происходит его нагрев (передача тепла от более нагрето теплоносителя к менее нагретому теплоносителю (Фреон)). Затем газообразный фреон попадает в компрессор, где он сжимается, и цикл повторяется. Важную роль в данном цикле исполняет ТРВ (терморегулирующий вентиль), он дозирует необходимое количество фреона в испаритель и препятствует попаданию жидкой фракции в компрессор.

Чиллер с воздушным охлаждением конденсатора

Чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора (обычное такие называют моноблочным) могут быть установлены как на улице, так и в помещении. Также они могут быть оборудован встроенным циркуляционным насосом и накопительным баком, представляя собой решение полностью готовое к эксплуатации решение.

Для реализации энергосбережения в некоторых сериях чиллеров с воздушным охлаждением конденсатора существует встроенная батарея естественного охлаждения (фрикуллинг). Фрукулинг позволяет выключить компрессоры чиллера в зимний период времени, охлаждения теплоносителя осуществляется за счет отвода тепла в окружающую среду. Данные линейки чиллеров достаточно хорошо себя зарекомендовали, благодаря высокой энергоэффективности, компактности и простоты эксплуатации.

Чиллер с водяным охлаждением конденсатора

Принцип работы чиллера с водяным охлаждение конденсатора ничем не отличается от принципа работы воздухоохлаждаемого чиллера, однако, конденсация фреона осуществляется за счет его охлаждения вторичным теплоносителем. В качестве вторичного телпоносителя может применятся вода, либо расторы гликоля. Вода может быть оборотной или проточной.

Чиллеры с водяным охлаждением конденсатора устанавливаются внутри помещения. Также допускается их установка в отапливаемый контейнер. Конденсатор чиллера охлаждают с помощью драйкулеров (сухих охладителей жидкости), мокрых градирен или воды из скважин. Последний способ самый не благоприятный, связанный с большим количеством оборотной воды.

При использовании драй-кулера для охлаждения конденсатора чиллера можно также реализовать систему энергосбережения. При этом в летний период времени драй-кулер будет работать на конденсацию фреона, а в зимний период времени драй-кулер будет работать на охлаждения потребителя (компрессоры чиллера при этом будут выключены), то обеспечит энергосбережение.

В зависимости от мощности охлаждения, некоторые модельные ряды чиллеров с водяным охлаждения конденсатором могут быть оборудованы встроенным циркуляционным насосом и накопительным резервуаром контура потребителя.

Чиллер с выносным охлаждением

Вспомогательное оборудование для систем охлаждения

Насосные станции

Насосная станция состоит из одного или нескольких циркуляционных насосов, накопительного бака и расширительного бака. На циркуляционных насосах может быть установлен частотный преобразователь, для плавной регулировки производительности. Для предотвращения передавливания насосов в процессе работы, на подаче установлены обратные клапана. Накопительный бак служит для компенсации температурных колебаний. Расширительный бак служит для компенсации температурных расширений теплоносителя. Циркуляционные насосы устанавливаются на раму. Насосная станция может быть оборудована коллекторами из пластика, стали или нержавеющей стали. Также устанавливается панель управления, для управления работой циркуляционных насосов.

Работа насосной станции

Работа насосной станции основывается на поддержании необходимого расхода жидкости и напора. Давление в контуре поддерживается в автоматическом режиме путем введения уставки на контроллере насосной группы. Станция оснащается двумя датчиками давления (на входе и на выходе). В связи с этим, можно выбрать различные алгоритмы работы:

• Работа на поддержание давления на выходе (работа по датчику на нагнетании).
• Работа на поддержание постоянства перепада давления в системы (идет сравнение сигнала обоих датчиков и поддержание в контуре перепада давления).

Насосную станцию можно подключить двумя способами:

1. Установка на нагнетании на потребитель
2. Установка на обратном трубопроводе с потребителя

Выбор способа подключения зависит от принципиальной схемы охлаждения, требования по параметрам давления на потребителе, типа контура.

Пластинчатый теплообменник принцип работы

Принцип работы пластинчатого теплообменника базируется на правилах термодинамики: передачи тепла от более нагретого тела менее нагретому телу. Жидкости циркулируют через пластины. И не перемешиваются между собой.

Основные части пластинчатого теплообменника:

• Пластины
• Уплотнения
• Станина
• Порты для подключения

Типы промежуточных теплообменников и их назначение

Промежуточные теплообменники разделяются по принципу:

Теплообменники вода-воздух применяются в системах кондиционирования, для охлаждения складов и холодильных камер. Где холод от теплоносителя передается воздуху (происходит охлаждение воздуха)

Теплообменники вода-вода подразделяются на следующие типы:

• Паяный теплообменник (не разборный)- теплообменники малой мощности, применяются в чистых средах
• Пластинчатый разборный теплообменник- теплообменники малой и большой мощности, широко применяются в промышленности и на производстве. Благодаря разборной конструкции осуществляется прочистка и возможность увеличения мощности охлаждения, путем добавления пластин.
• Кожухотрубный теплообменник- теплообменники применяющиеся на производстве. По кожуху циркулирует охлаждаемая среда. По рубкам охлаждающая. Данный тип теплообменников получил широкое применение в отраслях промышленности, где необходимо охлаждать теплоноситель с включениями.