ほとんどの工業用および商業用プロジェクトでは、グリコールチラーは、必要な冷却負荷、出口および入口温度、グリコール液の種類と濃度、設計流量、放熱方法、材質、ポンプ能力、使用条件に基づいて選定する必要があります。チラーはシステムの一部に過ぎません。システムが過剰なポンプ動力、凍結リスク、または腐食を引き起こすことなく目標温度に達するように、流体、熱交換器、二次ループ、制御装置を1つのパッケージとして仕様化する必要があります。.
クイック回答：最初に仕様を決定すべき項目
サプライヤーへ送信する情報には、プロセスまたは室内の熱負荷、グリコール出口温度、入口温度、最低外気温または露出配管温度、流体の化学特性、必要流量、サイトの標高、利用可能な電源、放熱方法の希望、接続詳細を含めてください。また、用途、運転スケジュール、冗長性の要件、材質の制限、制御インターフェースも追加してください。グリコール濃度と温度によって実際の伝熱量やポンプ能力が変化するため、これらの入力情報は、公称チラー能力（トン数）の提示要求よりもはるかに有用です。.
食品、飲料、医薬品、または偶発的な接触の可能性があるその他の用途では、インヒビター（防錆剤）添加プロピレングリコールが必要かどうかを確認してください。屋外配管の場合は、通常の出口温度だけでなく、想定される最低の流体温度に対して凍結防止対策を選定してください。サプライヤーは、見積書上で設計点、圧力損失、予想される出口温度、安全制限値を示す必要があります。.
グリコールチラーの役割
グリコールチラーは、密閉式または半密閉式のループ内にある水とグリコールの混合液から熱を取り除きます。冷却された混合液は、プロセス機器、エアクーラー、ジャケット付きタンク、低温室のコイル、またはその他の熱交換器へと送られます。そこで熱を吸収し、チラーへと戻ります。冷凍サイクルは、空冷凝縮器、水冷凝縮器、またはその他の承認された放熱システムを通じて、その熱を外部に放散します。.
二次ループにより、冷媒を多くの使用地点から分離することができます。これにより、人がいるエリアでの冷媒配管を削減し、複数の負荷制御を容易にし、冷媒の直接漏洩からプロセスを保護することができます。一方で、ポンプ、膨張タンク、液量、圧力損失が追加されることになります。したがって、設計においては、安全性、温度安定性、エネルギー使用量、メンテナンス性のバランスを明確に取る必要があります。.
チラーを最終決定する前に流体を選定する
プロピレングリコールまたはエチレングリコール
プロピレングリコールは、急性毒性が低いこと、食品加工や偶発的接触の要件が重要視される場面で好まれることがよくあります。エチレングリコールは優れた低温性能を提供できますが、その毒性プロファイルには慎重な現場管理と地域の法令遵守の確認が必要です。流体サプライヤー、機器メーカー、およびプロジェクトの安全チームは、製品およびインヒビターパッケージについて合意する必要があります。自動車用不凍液は、書面による適合性の証拠がない限り、設計された熱媒体の代替品として使用すべきではありません。.
| 選定項目 | プロピレングリコール | エチレングリコール | 購入者チェック |
|---|---|---|---|
| 一般的な選定理由 | 急性経口毒性がより低く、食品または飲料への適合性の検討が必要な場合 | 設計によっては粘度が低く、優れた低温性能を発揮する場合 | プロジェクトの安全性および規制要件を確認する |
| 濃度の基準 | 流体サプライヤーのデータシートに基づく体積または質量パーセンテージ | 流体サプライヤーのデータシートに基づく体積または質量パーセンテージ | 体積パーセントと質量パーセントを混同しないでください |
| インヒビターパッケージ | 密閉式ループにおける腐食制御に必要 | 密閉式ループにおける腐食制御に必要 | インヒビターおよび保守手順を請求してください |
| 熱伝達効果 | 濃度が高くなると、通常、粘度と圧力降下が増加します | また、濃度が上昇するにつれて、粘度とポンプの負荷も増加します | 実際の設計濃度でポンプのサイズを選定してください |
| 適合性 | 銅、真鍮、ステンレス鋼、エラストマー、シールを確認してください | 銅、真鍮、ステンレス鋼、エラストマー、シールを確認してください | 書面による材質適合性リストを入手してください |
凍結防止と破裂防止を個別に設定してください
凍結防止とは、指定温度での氷結晶の発生を防ぐことです。破裂防止とは、コンポーネント内で水が凍結した場合の機械的損傷を防ぐための、より低い濃度目標です。これらは互換性はありません。DowのDOWFROST技術データには、凍結防止と破裂防止の異なる濃度が示されており、予想される最低温度よりも低い設計マージンを追加する必要があることが記載されています。Traneのチラーアプリケーションガイドも、アプリケーションに必要な量を超えるグリコールの添加はチラーの効率を低下させると警告しています。.
実際の製品については、流体サプライヤーの表を使用してください。最低外気温、最も冷たい流体位置、保護目標、濃度測定方法、および許容範囲を文書化してください。配管が停滞する可能性がある場合や風にさらされる可能性がある場合は、チラーの出水温度設定値のみを使用するのではなく、それらの条件を評価してください。.
冷却能力、流量、温度差のサイジング
最初のサイジング確認は熱バランスです。単相液体ループの場合、有用な初期方程式は次のとおりです：
冷却能力 ＝ 質量流量 × 比熱 × 流体温度差。.
比熱と密度は、選択したグリコールの濃度と温度の物性です。したがって、水のみの計算では、必要な質量流量やポンプ揚程が過小評価される可能性があります。最終的な選定には、コイルまたは熱交換器の圧力降下、配管損失、制御弁の権威、ファウリングマージン、および必要な予備容量を含める必要があります。.
| 設計入力 | 提供すべきもの | グリコールチラーの選定が変わる理由 |
|---|---|---|
| 熱負荷 | kWまたはトン単位の通常、ピーク、プルダウン、および将来の負荷 | コンプレッサー、蒸発器、凝縮器の容量を設定します |
| 出口および戻り温度 | 目標温度とループ内の許容上昇温度 | 流体物性、流量、および熱交換器のアプローチを設定します |
| グリコールの種類と濃度 | 製品名、濃度基準、および設計マージン | 密度、比熱、粘度、および凍結防止を変更します |
| 流量と圧力損失 | 必要流量に加え、コイル、バルブ、配管の抵抗 | ポンプサイズ、モーター出力、および制御範囲を設定します |
| 周囲および設置条件 | 外気設計温度、標高、粉塵および騒音の制限 | 凝縮器の選定、ディレーティング、および筐体要件を設定します |
コンプレッサーの馬力だけで選定しないようにしてください。実際の出口温度、グリコール濃度、流入流体温度、および外気温度における正味の冷却能力を確認してください。プロセスに大きな間欠負荷がある場合、バッファータンクや多段コンプレッサーと、一日中オーバーサイズになっているチラーとを比較してください。.
空冷式または水冷式グリコールチラー
空冷式グリコールチラーは、屋外の空気に直接熱を放出します。通常、水処理が簡素化され冷却塔が不要になりますが、その能力と効率は外気温度、コイルの清浄度、および利用可能な風量に依存します。水冷式ユニットはプロセスエリアでより静かに稼働でき、すでに凝縮器用水が利用可能な場所で優れた性能を発揮しますが、信頼性の高い水ループ、処理、ろ過、およびアプローチ温度の確認が必要です。.
| 決定要因 | 空冷式グリコールチラー | 水冷式グリコールチラー | 見積依頼（RFQ）のための質問 |
|---|---|---|---|
| 熱放散 | フィン付きコイルとファンを通る外気 | 熱交換器を通る冷却水 | どのような外気または冷却水入口温度が使用されますか？ |
| ユーティリティ | 電力およびクリアな空気経路 | 電力、冷却水流量および水処理 | 冷却水は年間を通じて利用可能ですか？ |
| 保守 | コイルの清掃、ファンの保守、および凍結防止 | チューブまたはプレートの清掃、水質管理、およびポンプの保守 | 水処理と清掃は誰が所有（担当）しますか？ |
| 設置面積と騒音 | 屋外の設置面積とファンの騒音 | 冷凍機室および冷却水設備 | 現場の騒音およびアクセスの制限は何ですか？ |
| 部分負荷時の挙動 | ファンの段階制御または速度制御により消費電力を削減できます | 冷却塔と冷却水の制御は負荷に追従する必要があります | グリコール設計点における部分負荷データを提供してください |
一般的な効率の謳い文句ではなく、現場の状況から放熱方法を選択してください。冷却塔、ポンプ、水処理の負荷を含めると、水冷式オプションが自動的に効率的になるとは限りません。コイルが塩分、粉塵、または夏の高い外気に晒される場合、空冷式オプションが自動的にシンプルになるとは限りません。.
二次グリコールループを設計する
ループには、チラー、ポンプ、膨張タンク、気水分離器、ストレーナー、遮断弁、ドレン、エア抜き、温度センサー、流量計測、および末端熱交換器を含める必要があります。膨張接続部は、ポンプの吸込側近傍、または水力学的設計で要求される位置に配置してください。チラーへのアクセスが妨げられないようにしながら、液体の充填、パージ、サンプリング、およびドレン抜きを行う手段を設けてください。.
ポンプ、流量、および圧力損失
ポンプの選定は、実際のグリコール粘度における設計流量および全揚程に基づきます。変速ポンプは負荷変動に追従できますが、最小流量時でも制御範囲が安定している必要があります。チラーの最小蒸発器流量、末端弁の権威、およびバイパス配置を確認してください。流量計または差圧測定ポイントは、試運転チームがシステムが提示された仕様通りに稼働していることを確認するのに役立ちます。.
膨張タンクとエア抜き
グリコールは温度上昇に伴い膨張します。膨張タンク、リリーフバルブ、気水分離器は、液体体積、作動温度範囲、および静圧からサイズ選定および配置を行う必要があります。エアがたまると、熱伝達の低下、騒音の発生、ポンプのキャビテーションを引き起こす可能性があります。高所に自動または手動のエア抜きを設け、充填圧力と冷間時運転圧力を記録する試運転手順を定めてください。.
| ループ構成機器 | 見積段階で指定 | 受入検査 |
|---|---|---|
| ポンプおよびモーター | 流量、揚程、グリコール粘度、モーター定格、および制御方法 | 設計速度および最小速度での測定流量と電流 |
| 膨張タンク | 有効容積、プレチャージ、最高圧力、および接続口径 | 冷間充填圧力、高温時圧力、およびリリーフ設定 |
| 気水分離器およびエア抜き | 接続口径、メンテナンスアクセス、およびエア抜き位置 | パージ後に持続的なエア騒音や流量低下がないこと |
| ストレーナーおよびフィルター | メッシュ、定格圧力、遮断およびドレンの配置 | 清浄なエレメント、差圧、および漏れのない稼働 |
| センサーと制御 | 供給および戻り温度、フロープルーフ、アラーム、インターフェース | センサー校正、アラームテスト、トレンド記録 |
二次グリコールループから恩恵を受ける用途
グリコールチラーは、プロセスタンク、飲料・食品ライン、レーザー・工作機械の冷却、冷蔵室、製氷、製薬ユーティリティ、その他1台のチラーで複数の熱負荷に対応する用途に使用されます。一般的な設計上の疑問は、単に流体が低温に到達できるかどうかだけではありません。チラーが最小流量、濃度、および運転限界内に収まりながら、すべての分岐に要求される流量を確実に供給できるかどうかです。.
食品および飲料プロジェクトでは、流体のグレード、シール、排水性、洗浄化学薬品、およびグリコールループと製品接触面との分離を確認してください。食品安全性の認められた流体であっても、接続されているすべての材質や熱交換器が食品接触適合品になるわけではありません。アセンブリ全体について、証明書と適合性宣言書を請求してください。.
冷蔵室については、風向・到達距離、コイルフィンピッチ、除霜方式、室内の湿度、扉の開閉、最低流体温度を確認してください。グリコール濃度は、水と比較してコイルの圧力損失を上昇させ、冷却能力を低下させる可能性があります。したがって、エアクーラーとチラーは組み合わせて選定する必要があります。.
材質、耐食性、およびメンテナンス性
熱交換器、コイル、ポンプシール、バルブ本体、ガスケット、配管の材質は、適合する組み合わせとして選定してください。塩化物、酸素の侵入、不十分なインヒビター制御、異種金属の接触は、腐食を加速させる可能性があります。流体の技術データシート、材質適合性リスト、インヒビターの限界値、ならびに濃度およびpHの試験方法を請求してください。青色の配管ジャケットやステンレス製のキャビネットがあるからといって、化学的適合性が証明されていると思い込んではいけません。.
メンテナンス時のアクセス性により、技術者がポンプの隔離、ストレーナーの清掃、流体のサンプリング、センサーの保守、必要に応じた熱交換器の取り外しを行えるようにする必要があります。グリコール濃度、pH、インヒビター残量、フィルター差圧、供給および戻り温度、ポンプ速度、アラーム履歴の記録を保持してください。小まめなログ記録により、プロセスのトリップが発生する前に、流量や熱伝達性能の緩やかな低下を検出することができます。.
試運転および工場受入検査
起動前に、選択した流体に適合する手順に従って、ループの耐圧試験とフラッシングを実施してください。システムに充填する前に流体が要求濃度で混合されていることを確認するか、管理されたプレミックス製品を使用してください。ポンプの回転方向、フロープルーフ、センサー校正、膨張タンクの予圧、リリーフ保護、最小流量ロジックを検証してください。安定した負荷状態で、進入および退出するグリコールの温度を記録してください。.
工場またはサイトでの受入時には、カタログの定格値ではなく、テストポイントでのデータを求めてください。役立つ記録には、冷却能力、退出温度、進入温度、流量、圧力損失、周囲温度または冷却水の状態、電流、関連する場合の騒音レベル、アラーム応答が含まれます。サプライヤーが冷却能力の数値の根拠となる条件を明示できない場合、その数値を別の見積もりと公正に比較することはできません。.
グリコールチラーサプライヤー向けのRFQチェックリスト
管理された1つのRFQパッケージに以下の情報を含めてください：
- プロセスタンク、エアクーラー、冷蔵室、熱交換器などの用途およびエンドユース機器。.
- 通常およびピーク時の熱負荷、プルダウン時間、稼働時間、および将来の拡張を見込んだ余裕。.
- グリコールの種類、既知の場合は製品名、濃度基準、凍結防止目標、破裂防止目標、および流体温度範囲。.
- 退出温度および戻り温度、設計流量、許容圧力損失、および最小流量要件。.
- 空冷式または水冷式の選定希望、外気温度または冷却水のデータ、標高、騒音、および腐食環境。.
- 熱交換器の材質、接続サイズ、バルブ配置、ポンプ揚程、膨張タンク、気水分離器、フィルター。.
- 電源、制御プロトコル、アラーム、遠隔監視、および筐体または耐候性の要件。.
- レイアウト図面、メンテナンススペースの制限、搬入・吊り上げの制約、分割配送、予備品、試運転の範囲。.
Domiの冷凍エンジニアリングチームは、接続されるコイル、熱交換器、冷凍システムと合わせたグリコールチラーの要件を検討いたします。負荷プロファイル、流体データ、図面をお送りいただき、技術的な適合性をご確認ください。お見積りでは、モデル名だけでなく設計点を必ず明記してください。.
よくあるご質問
グリコールチラーは何に使用されますか？
グリコールチラーは、プロセス機器、エアクーラー、冷風室コイル、または熱交換器を循環する水とグリコールの混合液を冷却します。1つの冷凍プラントで複数の負荷に対応する場合や、各負荷に冷媒配管を引くのではなく二次ループが必要な場合に便利です。.
チラーにはどれくらいの量のグリコールを使用すべきですか？
想定される最低流体温度に対して、選択した流体メーカーが指定する必要な濃度を使用し、さらにメーカー推奨の設計マージンを追加してください。正しい値は、凍結防止、破裂防止、流体の種類、外気への露出、および現地の規制によって異なります。グリコールを増やせば粘度とポンプの消費電力が増加するため、自動的に良くなるわけではありません。.
冷凍において、プロピレングリコールはエチレングリコールよりも優れていますか？
プロピレングリコールは、食品、飲料、または低毒性が求められる要件に対してよく選ばれます。エチレングリコールは、その熱特性および水力特性が用途に適合し、サイト側で毒性を管理できる場合に検討されることがあります。選択にあたっては、流体データシート、材料適合性、およびプロジェクトの安全性レビューを添えて文書化する必要があります。.
グリコールチラーのサイズはどのように選定すればよいですか？
最大熱負荷、冷却水の出口・入口温度、グリコール濃度、設計流量から始めます。次に、熱交換器のアプローチ温度、配管の圧力損失、ポンプの性能、外気または冷却水条件、最小流量、および冗長性の要件を考慮します。それらの正確な条件での正味冷却能力を求めてください。.
空冷式と水冷式のグリコールチラーのどちらを選ぶべきですか？
屋外への排熱、設置面積、水資源の確保が可能な場合は空冷式をお選びください。信頼性の高い処理済み復水ループが利用可能で、そのポンプ、冷却塔、およびメンテナンスが許容される場合は水冷式をお選びください。チラー単体の効率を比較するのではなく、システム全体の電力、運転条件、保守アクセス、および設置場所の騒音を比較してください。.
グリコールチラーのRFQ（見積依頼書）には何を含めるべきですか？
用途、熱負荷、グリコール製品とその濃度、温度設定値、流量、圧力損失、排熱方法、周囲温度または冷却水データ、材質、接続仕様、電源、制御仕様、メンテナンス用スペース、受入試験条件を含めてください。図面と流体データシートを添付することで、確認にかかるやり取りの回数を減らすことができます。.
