Расчет охлаждения и подбор чиллера онлайн

project

Почему так важен правильный подбор чиллера?

Малейшее отклонение от температурных норм на стадии литья или выдува, а также закалки готовых изделий неизменно ведет к браку. Охлаждение термопластавтомата подразумевает подачу холодной воды к гидравлической системе, термостатам и калибрующим валам. Помимо этого закалке подвергается и продукция, выходящая с экструзионной линии или из пресс-формы. Температура в обоих случаях разная – в пределах +150С для оборудования и до +50С для изделий.

Стоимость не является определяющим фактором при выборе охлаждающей установки. Она должна обеспечивать постоянную температуру в заданном диапазоне и работать с нужным хладоносителем. При литье пластмасс и алюминия в этом качестве используется вода. Ее объем должен быть достаточным, а температура оптимальной. Обеспечивать охлажденной водой весь производственный процесс может только правильно подобранный и эффективно работающий чиллер.

Компания КМО производит подбор чиллера для ТПА и пресс-форм с предварительным расчетом охлаждения и оптимальной мощности. Мы представляем продукцию турецкого бренда AYTEK – промышленные чиллеры для термопластавтомата, экструзионных линий, литья пластмасс и алюминия. Их стабильность обеспечивает правильный режим работы термопластавтомата и литьевых машин.

Зачем нужно регулярное сервисное обслуживание чиллеров?

Сервисное обслуживание — это широкий спектр работ, ряд из которых производится один раз в год, а некоторые до 4 раз. Невнимание к их работе или игнорирование сигналов о сбоях чревато полной остановкой выдувной машины, что недопустимо в условиях беспрерывного цикла.

Типовой перечень работ по обслуживанию чиллеров для экструзионных линий и выдувных машин выглядит следующим образом.

№ пп Наименование работ Периодичность (в год)
1. Настройка параметров, общий контроль, регулировка 2-3 раза
2. Диагностика фреонового контура, своевременное обнаружение и устранение протечек, контроль давления в охлаждающем контуре До 3 раз
3. Регулярный осмотр теплообменников, контроль теплоизолирующего контура 3 раза
4. Анализ перегревов, контроль ТРВ Каждые 3 месяца
5. Тестирование контактов силовых магнитных пускателей Весной и осенью
6. Осмотр и подтяжка соленоидных вентилей В периоды пиковых нагрузок
7. Контроль работы гидромодуля, промывка и замена фильтров Не реже 1 раза каждые 3 месяца
8. Полный слив воды, продув и промывка этиленгликолем 1 раз
9. Тестирование ТЭН испарителя До 2 раз
10. Чистка и мойка конденсатора До 4 раз

 

Стоимость услуг по обслуживанию холодильных установок для литься пластмасс и алюминия зависит от состава и периодичности работ, а также мощности – от 500 до 1000 кВт.

Где востребованы промышленные чиллеры?

Области применения драйкулеров и чиллеров многочисленны:

  • Пищевая промышленность. Производственные циклы мясо- и молокоперерабатывающих комбинатов, изготовление алкогольной продукции, мороженого, шоколада, другой кондитерки, полуфабрикатов, газированных напитков, растительного масла.
  • Медицина. Поддержание оптимального микроклимата в помещениях, лабораториях, хранилищах крови, для вибростендов, томографов.
  • Химическая промышленность. Изготовление лако-красочных материалов, переработка полимеров: термоусадочные, стрейч, экструзионные пленки; литье пластмасс под давлением; выдув ПЭТ, литье алюминия, производство линолеума.
  • Охлаждение реакторов.
  • Промышленное кондиционирование. Поддержание оптимального микроклимата серверных, торговых и развлекательных центров, заводских комплексов, общественных зданий и учреждений.
  • Нефтегазовая сфера. Обессоливание и обезвоживание нефти, снижение температуры  керосиновой, дизельной и бензиновой фракции, переработка сжиженного нефтяного газа.
  • Полиграфия. Охлаждение печатных машин, линий подачи краски.
  • Заливка и поддержание ледовых арен и катков.
  • Обеспечение оптимального микроклимата в бассейнах и купелях.
  • Технологические процессы. Охлаждение литьевых машин, лазерного и печатного оборудования.

Значение охлаждения для термопластавтомата?

ТПА представляет собой машину для выпуска изделий из полимеров, принимающих вязкое состояние при нагревании и твердое при охлаждении. Способов их получения немного: литье под давлением посредством пресс-формы и экструзия. В первом случае получаются штучные изделия, во втором погонные.

В обоих вариантах для завершения технологического процесса – отвердения, а также поддержания рабочих температур оборудования используется охлажденная вода. Один и тот же чиллер может обеспечивать холодом выдувную машину или пресс-форму и линию закалки готовой продукции. Остудить последнюю можно двумя способами:

  • Погружением в охлажденную до 150С ванну. Этот вариант подходит для экструзионных линий – погонаж в горячем виде погружается в ванну с холодной водой.
  • Помещением в резервуар для опрыскивания все той же водой. Используется для литья под давлением – пресс-форма опрыскивается, и изделие из нее выходит уже отвердевшим.

Поскольку для производства нужен высокий нагрев, а процесс формирования требует точности, малейшее превышение температурных параметров   термопластавтомата приводит к браку. Охлаждение – единственный способ обеспечить оптимальный режим работы оборудования и закалки. Как раз за него и отвечает чиллер. Расчет его холодопроизводительности требует особой тщательности и точности.

Разновидности промышленных чиллеров

Каждый процесс, в котором задействовано охлаждение, требует соблюдения ряда условий. Универсального оборудования на все случаи не существует. Чиллер подбирается и настраивается индивидуально.

Принцип действия прост. Доведенный до газообразного состояния хладагент (фреон) подается в компрессор, где сжимается и переходит в конденсатор. На этой стадии он отдает накопленное тепло – оно отводится наружу, а сам охлаждается. В таком виде хладагент попадает с испаритель, а оттуда опять в рабочий цикл. Процесс повторяется бесконечно.

Таблица отличительных характеристик холодильных машин

№ пп Идентифицирующие характеристики Расшифровка
1. Тип монтажа В помещении или на улице (внутренний или наружный)
2. Размещение конденсатора Отдельно или моноблоком
3. Вид конденсации Водяная или воздушная
4. Расположение гидромодуля Отдельно стоящий или встроенный
5. Тип компрессора Спиральный, поршневой, винтовой или турбо
6. Вентиляторы Центробежные или осевые
7. Хладагент Аммиак или фреон
8. Доп. функции Теплонасос, фрикулинг

Наружное размещение

kryshnyj

Такие установки комплектуются встроенным воздушным конденсатором – моноблок: все в одном. Лучшее место для них – крыша, уличные площадки рядом с производственным помещением. Главное условие – свободная циркуляция воздуха.

Недостаток – необходимость слива воды на зимний период и ее замена на гликоль или солевой раствор. При эксплуатации только в весенне-летний период проводится зимняя консервация.

Внутри помещения

Отдельный конденсатор

Холодильная машина с двумя узлами: блоком с компрессором и испарителем и вторым, в котором расположен конденсатор. Между собой они соединены трассой с хладоносителем. Обычно первый блок размещают в цеху, второй снаружи.

Недостаток – удаленное расположение конденсатора и большая протяженность фреоновой трассы увеличивает нагрузку на компрессор, повышая его энергопотребление. Для внутреннего блока необходимо достаточно места в помещении. Есть и еще минусы – необходимость постоянного контроля давления и температуры охлажденной рабочей жидкости. В силу большой протяженности холодильного контура эти параметры нестабильны без дополнительного контроля.

Встроенный конденсатор

Моноблок средней мощности не требует слива воды на зиму и не страдает снижением холодопроизводительности – все элементы в одном коробе. Единственное, что потребуется дополнительно – система вентиляции для отвода тепла от конденсаторов. Это наиболее простой в эксплуатации и доступный по стоимости вид чиллера.

Недостаток: ограничение по холодопроизводительности.

Чиллер с воздушным охлаждением (пример: Novatech)

В конденсаторах с воздушным охлаждением главными рабочими элементами являются вентиляторы. Прогоняя воздушный поток через теплообменник, они выводят избыток тепла на улицу. Охлажденный воздух конденсируется в жидкость.

Недостаток: крупногабаритная конструкция. Чем больше ее рабочая поверхность, тем выше эффективность. Для ее размещения требуется много места (преимущественно на крыше) и система трубопроводов для подключения к чиллеру.

Чиллер с водяным охлаждением (пример: Mastertech-w)

По габаритам водяные модели меньше воздушных. Они предназначены для процессов рекуперации тепла. Комплектуются пластинчатыми или кожухотрубными теплообменниками. Наиболее частое применение – градирни. Их побочный продукт – теплая или горячая техническая вода. Для производств, использующих ее в большой объеме – это идеальный вариант.

Недостаток: громоздкость и необходимость регулярного обслуживания.

С встроенным гидромодулем

Подобные установки подразумевают моноблок с накопительными и смесительными емкостями, насосами и расширительными баками. Насос качает охлажденную воду к потребителю и доставляет ее обратно в бак для освобождения от принятого на себя тепла и повторного охлаждения. Такой агрегат может снабжать несколько станков или ТПА водой разной температуры – каждый бак охлаждается до своих заданных параметров и возврат отработки производится строго по своему трубопроводу. Работу встроенного  гидромодуля можно регулировать в зависимости от нагрузки – пиковый производственный сезон или спад.

Недостаток – большая нагрузка на компрессор при изменении режима работа, что влечет его быстрый выход из строя.

С выносным гидромодулем

Система накопительных емкостей, насосов, аккумулирующих баков устанавливается отдельно от блока с компрессором и испарителем. Такой вариант подходит для производства с большой потребностью в холодной воде постоянного объема.  Разбивка на два модуля: гидро- и базовый позволяет рационально использовать место внутри помещения, а также снабжать работающий на улице чиллер. В последнем случае слив на зиму не нужен.

Недостаток: требует много места для размещения обоих блоков рядом, нужен трубопровод большой протяженности для подачи охлажденной жидкости к потребителю.

По типу компрессора

Компрессоры различаются по мощности и подираются в зависимости от расчетной холодопроизводительности чиллера.

  • Спиральные и поршневые – до 500 кВт.
  • Винтовые – в пределах 2 мВт.
  • Турбокомпрессоры – от 1,5-2 мВт.

Аммиак или фреон

Большинство холодильных агрегатов малой и средней производительности работают на фреоне. Мощные установки, нацеленные на стабильную выработку большого объема холода, используют аммиак.

Недостаток: аммиак более агрессивен, чем фреон. Требуется не только регулярное обслуживание со своевременным ремонтом и заменой комплектующих, но и получение лицензии и постановка такого чиллера на учет.

По типу вентиляторов

Осевыми вентиляторами комплектуются машины с воздушными конденсаторами с прямым отводом тепла. Более мощные центробежные встраиваются в системы с протяженными вентиляционными коробами, через которые под напором отобранное тепло отводится наружу.

Как подобрать чиллер для охлаждения ТПА

Определяющим параметром является холодильная мощность, которую принято называть холодопроизводительностью. Единицей ее измерения является кВт. Числовое значение этого показателя равноценно объему тепла, которое чиллер способен нейтрализовать.

Формулы расчета холодопроизводительности

№ пп Методы расчета Формулы
1. По электрической мощности Qобщ =0,5∙Qэлек
2. По методу аппроксимации  Qобщ =Qгидр + Qпресс; соотношение Qгидр / Qпресс = 80/20 Þ Qобщ =  1,25 * Qгидр.
3. По типу материалов и характеристикам ТПА Qгидр = (0,35 / 0,4)* Qэлек;

Qпресс = Р*С* DT

 3600

4. По расходу теплоносителя Qобщ = G * (Тнж – Ткж) * 1,163

Где,

Qобщ – холодопроизводительность в кВт,

Qэлек – общая электрическая мощность ТПА,

Qгидр – мощность охлаждения гидравлической системы ТПА,

Qпресс – мощность охлаждения пресс-формы,?

Р – производительность ТПА кг/ч,

С – коэф-т теплоемкости используемого для отливки материала,

DT – температурная разница расплавленного и отвердевшего изделия,

G – расход теплоносителя в м3/ч,

Тнж и Ткж – температура на входе и выходе из чиллера,

1,163 – корректирующий коэффициент для перевода в систему СИ, отражающий теплоемкость и плотность.

Для расчета первым методом требуется знания электрической мощности, подведенной к термопластавтомату.

Пример. Рассчитаем холодопроизводительность охладителя для выдувной машины, работающей от 220 кВт.

Qобщ =0,5∙Qэлек = 0,5 * 220 = 110 кВт.

Для расчета вторым методом необходимо использовать данные по отношению усилия смыкания к мощности охлаждения. Под усилием смыкания понимается максимальное усилие оборудования при удержании пресс-формы во время впрыска. Его отношение к холодильной мощности зафиксировано в таблице, данные которой составлены опытным путем.

Таблица соотношения усилия смыкания и холодильной мощности

Tablitsa sootnosheniya usiliya smykaniya i holodilnoj moshhnosti

Пример. Для ТПА с усилием смыкания 100т мощность охлаждения гидравлики равна 11 кВт. Соответственно Qобщ = 1,25 * 11 = 13,75 кВт. Для ТПА с усилием смыкания 2000т холодильная мощность для гидравлики равна 121 кВт. Следовательно, Qобщ = 1,25 * 121 = 151кВт.

Для расчета третьим методом используются данные из таблицы с популярными материалами, рассчитанными опытным путем.

 

Материал Коэф-т теплоемкости (С) t расплава t отвердения
PET genenc 1,4 300 120
PET preform 1,4 310 15
PVC 1,5 От 180 до 215 20
PC 1,5 От 290 до 320 80
ABS 1,6 От 220 до 260 50
SB 1,7 250 45
CA 1,8 От 170 до 200 40
РММА 1,8 От 220 до 260 70
РОМ 1,8 От 180 до 225  85
PS 1,8 От 180 до 215 20
SAN 1,8 От 220 до 270 50
PA6 2 От 250 до 270 50
PUR 2 225 20
РР 2,4 От 200 до 270 30
PE HD 2,5 От 190 до 280 30

 

Пример. Расчет холодопроизводительности для термопластавтомата с электрической мощностью гидравлики 100 кВт, объемом производства 80 кг/ч и работающей с PVC.

Qгидр = (0,35 / 0,4)* Qэлек = 0,4 * 100 = 40 кВт;

Qпресс = Р*С* DT  = 80 * 1,5 * 178 = 5,93

 3600              3600

Qобщ = 40 + 5,93 = 45,93 кВт.

 

Для расчета четвертым методом формула используется следующим образом.

Пример. Необходим холодильный агрегат для доведения воды с 60 до 100С для работы выдувной машины. Расход теплоносителя – 1,5 м3/ч.

Qобщ = G * (Тнж – Ткж) * 1,163 = 1,5 * (60 — 10) * 1,163 = 1,5 * 50 * 1,163 = 87,23 кВт

 

Варианты охлаждения ТПА

Обеспечение нормального рабочего режима термопластавтомата  или экструзионной линии возможно двумя способами.

  • Одноконтурная система. Вода из чиллера поступает в рубашку ТПА и подводится к  его рабочим элементам. Ее температура зависит от состава, используемого для литья материала и характеристик литьевой машины.
  • Двухконтурная система. Один и тот же чиллер подает охлажденную воду к гидравлической системе и калибровочным валам. Каждый элемент охлаждается до своей температуры, поэтому подводка осуществляется по раздельным трубопроводам.

Литье алюминия, меди, цинка, олово-свинцового сплава производится при невысоких температурах. Важно соблюсти баланс между климатическими параметрами плавления и отвердения. Для этой цели используются термоконтроллеры, предназначенные для литья под давлением.

Общая холодильная мощность установки для литья пластмасс и алюминия распределяется следующим образом:

  • Около 80% — на гидравлику;
  • Около 20% — на калибровочные валы или пресс-формы.

Каждый производственный процесс требует своей температуры. Например, к нагретым пресс-формам подается вода 10-150С, к рабочим частям дробилок, пил, резаков в 18-200С. Делается это посредством подачи хладоносителя к внутренним полостям оборудования. Одна и та же установка может обеспечить холодом одновременно несколько станков. В этом случае подключаются дополнительные емкости и насосы, каждый из которых качает хладоноситель к своему агрегату.

Наши специалисты рассчитают и сделают подбор чиллера для конкретного производственного процесса с учетом возможностей по размещению, энерго- и водоснабжению.

 

Обратитесь к нашим специалистам за расчетом или консультацией: