Для большинства промышленных и коммерческих проектов выбор чиллера с гликолем должен осуществляться на основе требуемой холодопроизводительности, температуры на выходе и входе, типа и концентрации гликоля, расчетного расхода, метода отвода тепла, материалов, характеристик насоса и условий эксплуатации. Чиллер — это лишь часть системы. Жидкость, теплообменник, вторичный контур и средства управления должны быть специфицированы как единый комплект, чтобы система достигала целевой температуры без избыточной мощности насосов, риска замерзания или коррозии.
Краткий ответ: что указывать в первую очередь
Отправьте поставщику тепловую нагрузку процесса или помещения, температуру гликоля на выходе, температуру на входе, самую низкую температуру окружающей среды или открытого трубопровода, химический состав жидкости, требуемый расход, высоту над уровнем моря, доступную мощность, предпочтительный способ отвода тепла и данные о подключении. Укажите также область применения, график работы, требования к резервированию, ограничения по материалам и интерфейс управления. Эти данные гораздо полезнее, чем запрос на номинальную тоннаж-производительность чиллера, поскольку концентрация и температура гликоля влияют на реальный теплообмен и нагрузку на насос.
Для пищевой промышленности, производства напитков, фармацевтики и других сфер, где возможен случайный контакт, уточните, требуется ли ингибированный пропиленгликоль. Для наружных трубопроводов выбирайте защиту от замерзания, рассчитанную на самую низкую вероятную температуру жидкости, а не только на нормальную температуру на выходе. Поставщик должен указать в коммерческом предложении расчетную точку, падение давления, ожидаемую температуру на выходе и пределы безопасности.
Что делает чиллер с гликолем
Чиллер с гликолем удаляет тепло из раствора воды и гликоля в замкнутом или полузамкнутом контуре. Охлажденный раствор поступает к технологическому оборудованию, воздухоохладителю, резервуару с рубашкой, змеевику холодильной камеры или другому теплообменнику. Он поглощает тепло и возвращается в чиллер. Холодильный контур отводит это тепло через конденсатор с воздушным охлаждением, конденсатор с водяным охлаждением или другую одобренную систему отвода тепла.
Вторичный контур отделяет хладагент от множества точек потребления. Это позволяет сократить протяженность труб с хладагентом в обитаемых зонах, упростить управление несколькими нагрузками и помочь защитить технологический процесс от прямой утечки хладагента. Он также добавляет насос, расширительный объем, заправку жидкости и падение давления. Поэтому конструкция должна обеспечивать четкий баланс между безопасностью, стабильностью температуры, энергопотреблением и доступностью для обслуживания.
Выберите жидкость перед окончательным утверждением чиллера
Пропиленгликоль или этиленгликоль
Пропиленгликоль часто предпочтителен там, где важны низкая острая токсичность, требования пищевого производства или возможность случайного контакта. Этиленгликоль может обеспечить высокие характеристики при низких температурах, но его профиль токсичности требует тщательного контроля на объекте и проверки на соответствие местным нормам. Поставщик жидкости, производитель оборудования и команда по безопасности проекта должны согласовать продукт и пакет ингибиторов. Автомобильный антифриз нельзя заменять на техническую жидкость теплоносителя без письменного подтверждения совместимости.
| Параметр выбора | Пропиленгликоль | Этиленгликоль | Проверка покупателя |
|---|---|---|---|
| Типичная причина выбора | Более низкая острая пероральная токсичность и пригодность для пищевой промышленности и производства напитков | Более низкая вязкость и высокая производительность при низких температурах в некоторых конструкциях | Подтвердите требования безопасности проекта и нормативные требования |
| Основа для расчета концентрации | Процент по объему или массе согласно техническому паспорту поставщика жидкости | Процент по объему или массе согласно техническому паспорту поставщика жидкости | Не смешивайте объемные и массовые проценты |
| Пакет ингибиторов | Требуется для защиты от коррозии в замкнутом контуре | Требуется для защиты от коррозии в замкнутом контуре | Запросите ингибитор и инструкции по обслуживанию |
| Эффект теплопередачи | Более высокая концентрация обычно увеличивает вязкость и перепад давления | Также увеличивает вязкость и нагрузку на насос по мере роста концентрации | Подбирайте размер насоса исходя из фактической проектной концентрации |
| Совместимость | Проверьте медь, латунь, нержавеющую сталь, эластомеры и уплотнения | Проверьте медь, латунь, нержавеющую сталь, эластомеры и уплотнения | Получите письменный перечень совместимости материалов |
Устанавливайте защиту от замерзания и защиту от разрыва раздельно
Защита от замерзания означает предотвращение образования кристаллов льда при указанной температуре. Защита от разрыва — это целевой показатель более низкой концентрации, помогающий предотвратить механические повреждения при замерзании воды в компоненте. Они не взаимозаменяемы. Технические данные компании Dow по DOWFROST показывают разные концентрации для защиты от замерзания и разрыва, а также отмечают, что проектный запас следует добавлять ниже ожидаемой наименьшей температуры. Руководство по применению чиллеров Trane также предупреждает, что добавление большего количества гликоля, чем требуется для конкретного применения, снижает эффективность чиллера.
Используйте таблицу поставщика жидкости для конкретного продукта. Задокументируйте самую низкую температуру наружного воздуха, наиболее холодную точку расположения жидкости, целевой показатель защиты, метод измерения концентрации и допустимый диапазон. Если трубы могут находиться в неподвижном состоянии или подвергаться воздействию ветра, оценивайте именно эти условия, а не опирайтесь только на уставку температуры воды на выходе из чиллера.
Рассчитайте холодопроизводительность, расход и разницу температур
Первая проверка подбора размеров — это тепловой баланс. Для однофазного жидкостного контура полезное исходное уравнение:
Холодопроизводительность = массовый расход × удельная теплоемкость × разница температур жидкости.
Удельная теплоемкость и плотность являются свойствами выбранной концентрации гликоля и температуры. Таким образом, расчет исключительно для воды может занизить требуемый массовый расход или напор насоса. Окончательный выбор должен включать перепад давления в змеевике или теплообменнике, потери в трубопроводах, авторитет регулирующего клапана, запас на загрязнение и любую требуемую резервную мощность.
| Исходные данные конструкции | Что необходимо предоставить | Почему это меняет выбор гликолевого чиллера |
|---|---|---|
| Тепловая нагрузка | Нормальная, пиковая, пусковая (охлаждение до заданных параметров) и перспективная нагрузка в кВт или тоннах | Задает производительность компрессора, испарителя и конденсатора |
| Температура на выходе и обратная температура | Целевая температура и допустимое повышение в контуре | Задает свойства жидкости, расход и температурный напор теплообменника |
| Тип и концентрация гликоля | Наименование продукта, основа концентрации и проектный запас | Изменяет плотность, удельную теплоемкость, вязкость и защиту от замерзания |
| Расход и падение давления | Требуемый расход плюс сопротивление змеевика, клапана и трубопроводов | Задает типоразмер насоса, мощность двигателя и диапазон регулирования |
| Условия окружающей среды и площадки | Расчетная температура наружного воздуха, высота над уровнем моря, ограничения по пыли и шуму | Задает требования к выбору конденсатора, снижению номинальных характеристик и исполнению корпуса |
Избегайте выбора только по мощности компрессора в лошадиных силах. Запрашивайте чистую холодопроизводительность при фактической температуре на выходе, концентрации гликоля, температуре жидкости на входе и температуре наружного воздуха. Если технологический процесс имеет большую переменную нагрузку, сравните буферный бак или ступенчатые компрессоры с чиллером, имеющим запас по мощности на весь день.
Чиллер с гликолем воздушного или водяного охлаждения
Чиллер с гликолем воздушного охлаждения отводит тепло непосредственно в наружный воздух. Он обычно упрощает водоподготовку и исключает градирню, но его производительность и эффективность зависят от температуры наружного воздуха, чистоты змеевика и доступного воздушного потока. Установка водяного охлаждения может работать тише в рабочей зоне и хорошо проявлять себя там, где уже доступна вода для конденсатора, но она требует надежного водяного контура, обработки, фильтрации и анализа температурного напора.
| Фактор принятия решения | Чиллер с гликолем воздушного охлаждения | Чиллер с гликолем водяного охлаждения | Вопросы для запроса коммерческого предложения (RFQ) |
|---|---|---|---|
| Отвод тепла | Наружный воздух через ребристый змеевик и вентиляторы | Вода конденсатора через теплообменник | Какая температура наружного воздуха или поступающей воды в конденсатор используется? |
| Коммунальные услуги | Электропитание и чистая траектория воздушного потока | Электропитание, расход и обработка воды конденсатора | Доступна ли вода для конденсатора круглый год? |
| Обслуживание | Очистка змеевиков, обслуживание вентиляторов и защита от замерзания | Очистка труб или пластин, химический состав воды и обслуживание насосов | Кто отвечает за водоподготовку и очистку? |
| Занимаемая площадь и уровень шума | Занимаемая площадь на открытом воздухе и шум вентилятора | Помещение чиллера плюс оборудование для воды конденсатора | Каковы ограничения объекта по уровню шума и доступу? |
| Работа при частичной нагрузке | Управление ступенями или скоростью вентиляторов позволяет снизить энергопотребление | Системы управления градирней и водой конденсатора должны отслеживать нагрузку | Предоставьте данные для частичной нагрузки в расчетной точке гликоля |
Выбирайте метод отвода тепла исходя из условий объекта, а не на основе общих заявлений об эффективности. Вариант с водяным охлаждением не всегда автоматически эффективнее, если учитывать нагрузки на градирню, насосы и систему водоподготовки. Вариант с воздушным охлаждением не всегда автоматически проще, если теплообменник подвержен воздействию соли, пыли или высокой температуры окружающей среды летом.
Спроектируйте вторичный контур гликоля
На схеме должны быть показаны чиллер, насос, расширительный бак, воздухоотводчик, сетчатый фильтр, запорная арматура, дренажи, вантузы, датчики температуры, расходомеры и теплообменники потребителей. Расположите место подключения расширительного бака вблизи всасывания насоса или в точке, требуемой гидравлическим проектом. Предусмотрите возможность заполнения, продувки, отбора проб и слива жидкости так, чтобы это не затрудняло доступ к чиллеру.
Насос, расход и перепад давления
Выбор насоса зависит от расчетного расхода и общего динамического напора при фактической вязкости гликоля. Насос с регулируемой скоростью может отслеживать изменения нагрузки, но диапазон регулирования должен оставаться стабильным при минимальном расходе. Подтвердите минимальный расход испарителя чиллера, авторитет концевых клапанов и схему байпаса. Расходомер или точка измерения перепада давления помогают пусконаладочным бригадам убедиться, что система работает с заявленной производительностью.
Расширительный бак и удаление воздуха
Гликоль расширяется при повышении температуры. Расширительный бак, предохранительный клапан и воздухоотделитель должны быть подобраны по размеру и расположены с учетом объема жидкости, диапазона рабочих температур и статического давления. Скопившийся воздух может ухудшить теплопередачу, создать шум и вызвать кавитацию насоса. Предусмотрите автоматические или ручные клапаны выпуска воздуха в верхних точках и процедуру пусконаладки, фиксирующую давление заправки и давление при холодной работе.
| Элемент контура | Укажите на этапе коммерческого предложения | Проверка приемки |
|---|---|---|
| Насос и электродвигатель | Расход, напор, вязкость гликоля, номинальные характеристики электродвигателя и способ управления | Измеренные расход и ток на расчетной и минимальной скорости |
| Расширительный бак | Полезный объем, предварительное давление, максимальное давление и размер подключения | Давление холодного заполнения, горячее давление и настройка предохранительного клапана |
| Воздухоотделитель и воздуховыпускные клапаны | Размер подключения, доступ для обслуживания и расположение клапана выпуска воздуха | Отсутствие постоянного шума воздуха или потери расхода после продувки |
| Сетчатый фильтр и фильтры | Размер ячейки сетки, номинальное давление, запорная арматура и устройство дренажа | Чистый элемент, перепад давления и работа без утечек |
| Датчики и средства управления | Температура подачи и обратки, подтверждение расхода, аварийные сигналы и интерфейс | Калибровка датчика, проверка аварийной сигнализации и запись трендов |
Области применения, где эффективен вторичный контур гликоля
Чиллеры на гликоле используются для технологических резервуаров, линий розлива напитков и пищевых продуктов, охлаждения лазеров или станков, холодильных камер, производства льда, фармацевтических установок и других применений, где один чиллер обслуживает несколько тепловых нагрузок. Общий вопрос проектирования заключается не просто в том, может ли жидкость достичь низкой температуры. Вопрос в том, может ли каждая ветвь получать требуемый расход, пока чиллер остается в пределах своих минимальных ограничений по расходу, концентрации и условиям работы.
В проектах пищевой промышленности и производства напитков проверяйте класс жидкости, уплотнения, возможность дренажа, чистящие химикаты и разделение между гликолевым контуром и поверхностями, контактирующими с продуктом. Пищевая жидкость не делает каждый подсоединенный материал или теплообменник пригодным для контакта с пищевыми продуктами. Запрашивайте сертификаты и заявления о совместимости для всей сборки в сборе.
Для холодильных камер проверяйте дальнобойность струи воздуха, шаг ребрения испарителя, метод оттаивания, влажность в помещении, открывание дверей и самую низкую температуру жидкости. Концентрация гликоля может увеличить падение давления в змеевике и снизить производительность по сравнению с водой. Поэтому воздухоохладитель и чиллер должны выбираться совместно.
Материалы, коррозия и ремонтопригодность
Выбирайте материалы теплообменника, змеевика, уплотнения насоса, корпуса клапана, прокладки и труб как совместимый комплект. Хлориды, проникновение кислорода, плохой контроль ингибиторов и смешанные металлы могут ускорить коррозию. Запросите технический паспорт жидкости, список совместимости материалов, пределы содержания ингибиторов и метод испытания на концентрацию и pH. Не предполагайте, что синяя оболочка трубы или шкаф из нержавеющей стали доказывают химическую совместимость.
Доступ для технического обслуживания должен позволять специалистам изолировать насос, очистить фильтр, взять пробы жидкости, обслужить датчики и при необходимости снять теплообменник. Ведите учет концентрации гликоля, pH, резерва ингибиторов, перепада давления на фильтре, температуры подачи и обратки, скорости насоса и истории аварийных сигналов. Небольшой журнал может выявить медленную потерю расхода или эффективности теплопередачи до того, как произойдет сбой технологического процесса.
Проверки при пусконаладочных работах и заводских испытаниях
Перед запуском проведите испытания под давлением и промойте контур, используя процедуру, совместимую с выбранной жидкостью. Убедитесь, что жидкость смешана до требуемой концентрации перед заполнением системы, или используйте готовый продукт контролируемого состава. Проверьте направление вращения насоса, реле потока, калибровку датчиков, предварительное давление расширительного бака, предохранительную защиту и логику минимального расхода. Запишите температуру гликоля на входе и выходе при стабильной нагрузке.
При приемке на заводе или объекте запрашивайте точку испытаний, а не номинальные данные из брошюры. Полезные записи включают производительность, температуру на выходе, температуру на входе, расход, падение давления, состояние окружающей среды или воды конденсатора, ток, уровень шума (где это применимо) и реакцию на аварийные сигналы. Если поставщик не может указать условия, стоящие за цифрой производительности, эту цифру невозможно честно сравнить с другим коммерческим предложением.
Контрольный список запроса коммерческого предложения (RFQ) для поставщика гликолевого чиллера
Включите следующую информацию в один контролируемый пакет запроса коммерческого предложения:
- Область применения и оборудование конечного использования, включая технологические резервуары, воздухоохладители, холодильные камеры или теплообменники.
- Нормальная и пиковая тепловая нагрузка, время выхода на режим, часы работы и запас на будущее расширение.
- Тип гликоля, название продукта (если известно), основа концентрации, целевая температура замерзания, целевая температура разрушения и диапазон температур жидкости.
- Температура подачи и обратки, расчетный расход, допустимый перепад давления и требование к минимальному расходу.
- Предпочтение воздушного или водяного охлаждения, данные об окружающей среде на открытом воздухе или воде конденсатора, высоте над уровнем моря, шуме и воздействии коррозии.
- Материал теплообменника, размер соединения, схема клапанов, производительность насоса, расширительный бак, воздушный сепаратор и фильтры.
- Электропитание, протокол управления, аварийные сигналы, удаленный мониторинг и потребности в защите корпуса или от атмосферных воздействий.
- Монтажный чертеж, ограничения по зазорам для обслуживания, ограничения по подъему, разделение поставок, запасные части и объем пусконаладочных работ.
Инженерная группа по холодильному оборудованию Domi может совместно с вами рассмотреть требования к гликолевому чиллеру с учетом подключенного змеевика, теплообменника и холодильной системы. Отправьте профиль нагрузки, данные о жидкости и чертеж для технической проверки на совместимость. Коммерческое предложение должно подтверждать проектную точку, а не только название модели.
Часто задаваемые вопросы
Для чего используется гликолевый чиллер?
Гликолевый чиллер охлаждает раствор воды и гликоля, который циркулирует к технологическому оборудованию, воздухоохладителям, испарителям холодильных камер или теплообменникам. Это полезно, когда одна холодильная установка должна обслуживать несколько нагрузок или когда проект требует вторичного контура вместо прокладки трубопроводов с хладагентом к каждой нагрузке.
Сколько гликоля следует использовать в чиллере?
Используйте концентрацию, требуемую выбранным поставщиком жидкости для максимально низкой вероятной температуры жидкости, а затем добавьте рекомендованный поставщиком проектный запас. Правильное значение зависит от защиты от замерзания, защиты от разрыва, типа жидкости, условий воздействия и местных норм. Большее количество гликоля автоматически не означает лучше, так как это увеличивает вязкость и мощность насоса.
Лучше ли пропиленгликоль, чем этиленгликоль, для систем охлаждения?
Пропиленгликоль часто выбирают для пищевой, напиточной промышленности или при необходимости пониженной токсичности. Этиленгликоль может рассматриваться там, где его тепловые и гидравлические свойства соответствуют требованиям, а объект может контролировать его токсичность. Выбор должен быть задокументирован с помощью паспорта жидкости, проверки совместимости материалов и анализа безопасности проекта.
Как правильно подобрать размер гликолевого чиллера?
Начните с максимальной тепловой нагрузки, температуры подачи и возврата, концентрации гликоля и расчетного расхода. Затем учтите подход теплообменника, падение давления в трубопроводе, рабочие характеристики насоса, условия окружающей среды или воды конденсатора, минимальный расход и требования к резервированию. Запросите чистую производительность при этих точных условиях.
Следует ли выбрать гликолевый чиллер с воздушным или водяным охлаждением?
Выбирайте чиллер с воздушным охлаждением, если позволяют условия отвода тепла на открытом воздухе, занимаемая площадь и доступность воды. Выбирайте чиллер с водяным охлаждением, если имеется надежный контур охлажденной воды с обработкой, а затраты на его насосы, градирню и обслуживание являются приемлемыми. Сравнивайте общую потребляемую мощность системы, условия эксплуатации, доступ для обслуживания и уровень шума на объекте, а не только эффективность самого чиллера.
Что должно быть включено в запрос предложений (RFQ) на гликолевый чиллер?
Укажите область применения, тепловую нагрузку, марку и концентрацию гликоля, уставки температуры, расход, перепад давления, метод отвода тепла, данные об окружающей среде или воде конденсатора, материалы, патрубки, электропитание, средства управления, сервисные зазоры и условия приемочных испытаний. Чертеж и паспорт рабочей жидкости сокращают количество циклов уточнений.
