Cách chọn máy làm lạnh nước cho nhà máy: Hướng dẫn lựa chọn đầy đủ

Nếu máy làm lạnh của nhà máy quá nhỏ, bạn sẽ thấy nhiệt độ quy trình thay đổi vào mỗi buổi chiều. Nếu nó quá lớn, máy nén quay quá thường xuyên, hiệu suất tải từng phần giảm và thiết bị bay hơi có thể bị đóng băng. Đó là lý do tại sao bước đầu tiên không phải là chọn nhãn hiệu hoặc mức mã lực mà là xác định tải nhiệt và nhiệt độ nước rời bằng các con số.

Hướng dẫn này đưa ra bảy quyết định để xác định xem máy làm lạnh nước có phù hợp với nhà máy hay không: tải nhiệt, nhiệt độ nước rời, nguồn làm mát bình ngưng, loại máy nén, lưu lượng và áp suất, môi trường vận hành và bảo trì.

1. Bắt đầu với tải nhiệt thực

Công suất làm mát cần thiết là lượng nhiệt phải được loại bỏ khỏi nước xử lý mỗi giờ. Tính toán nó từ dòng chất lỏng trong quá trình và chênh lệch nhiệt độ: kW = lưu lượng (m3/h) x chênh lệch nhiệt độ (°C) x 1,16 . Trong các đơn vị đế quốc: tấn = GPM x chênh lệch nhiệt độ (° F) / 24 .

Không chỉ tính kích thước từ lưu lượng tối đa của máy bơm. Một máy bơm có thể cung cấp 20 m3/h trong khi quy trình chỉ loại bỏ 15 m3/h và lượng nước bổ sung sẽ che khuất tải trọng thực sự. Cách tiếp cận an toàn hơn là đo chênh lệch nhiệt độ trong toàn bộ quy trình trong quá trình sản xuất hoàn chỉnh, sau đó thêm hệ số an toàn 10–20%. Tránh quá khổ trên 30%; nó làm tăng chi phí đầu tiên và làm cho máy làm lạnh không ổn định khi tải nhẹ.

2. Quyết định nhiệt độ và dung sai của nước rời

Yêu cầu quy trình của bạn xác định nhiệt độ nước rời (LWT), chứ không phải máy làm lạnh. Hầu hết các quy trình chung của nhà máy đều chạy với LWT trong khoảng từ 7°C đến 12°C. Nếu bạn chỉ cần làm mát dầu thủy lực hoặc khuôn, LWT ở mức 15–18°C sẽ hiệu quả hơn. Nếu quy trình sử dụng nước muối hoặc glycol, LWT có thể ở -5°C đến 5°C.

• 15°C đến 25°C: làm mát khuôn, dầu thủy lực, thợ hàn, và làm mát thoải mái.
• 7°C đến 12°C: nước xử lý chung, lò phản ứng và vòng lặp HVAC công nghiệp.
• -5°C đến 5°C: vòng glycol hoặc nước muối cho lò phản ứng nhiệt độ thấp và kho lạnh.

Sau khi bạn sửa LWT, hãy kiểm tra xem nó phải được giữ chặt như thế nào. Một quy trình cần /-0,5°C sẽ cần một bể đệm và một van tiết lưu được điều chỉnh chính xác chứ không chỉ là một máy làm lạnh lớn hơn. Một bể đệm có kích thước phù hợp với lưu lượng bơm từ 3–5 phút là một cách đơn giản để giảm thời gian chu kỳ ngắn.

3. Chọn bình ngưng làm mát bằng không khí hoặc làm mát bằng nước

Bình ngưng là nơi máy làm lạnh thải nhiệt ra bên ngoài. Máy làm mát bằng không khí dễ lắp đặt hơn và không cần xử lý nước. Máy làm mát bằng nước hoạt động hiệu quả hơn trong các nhà máy nóng và có thể kết hợp với tháp giải nhiệt hoặc vòng nước hiện có của nhà máy.

Nếu nhà máy có không khí bụi bặm, thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí hình chữ V có cánh được phủ thường dễ giữ sạch hơn so với thiết bị nằm ngang.

Bình ngưng làm mát bằng không khí loại V có cánh được phủ chống ăn mòn Bình ngưng làm mát bằng không khí hình chữ V này phù hợp với môi trường nhà máy bụi bặm, nơi việc vệ sinh là rất quan trọng. Cánh tản nhiệt được phủ và vỏ thép phốt phát được thiết kế để chống ăn mòn và đơn giản hóa việc bảo trì. Xem sản phẩm →

Nếu bạn quyết định sử dụng làm mát bằng nước, hãy chỉ định nhiệt độ nước ngưng tụ trong khoảng từ 25°C đến 32°C, đồng thời kiểm tra tốc độ dòng yêu cầu và độ giảm áp suất cho phép.

Bình ngưng làm mát bằng nước dạng vỏ và ống có phích cắm an toàn Nước chảy bên trong các ống đồng có ren ngoài trong khi chất làm lạnh ngưng tụ giữa chúng. Thiết kế nhỏ gọn này giúp trao đổi nhiệt hiệu quả và phích cắm cầu chì an toàn giúp bảo vệ giảm áp. Xem sản phẩm →

4. Điều chỉnh máy nén phù hợp với dải công suất

Máy nén của chiller nhà xưởng phải cung cấp công suất ổn định ở mức đầy tải và vẫn điều khiển trơn tru ở ca sản xuất thấp nhất. Máy nén cuộn phổ biến lên tới khoảng 30 tấn; máy nén trục vít đáp ứng hầu hết các ứng dụng 30–300 tấn; máy nén pittông bán kín cung cấp công suất linh hoạt và dịch vụ dễ dàng.

Đối với máy làm mát bằng nước, thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước được lắp ráp sẵn giúp tiết kiệm thời gian kỹ thuật vì máy nén, bộ điều khiển dầu, bộ điều khiển áp suất và bộ thu đã được khớp. Nó đặc biệt hữu ích khi bạn muốn có một bố cục thân thiện với việc bảo trì.

Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước với các thành phần phù hợp Bộ ngưng tụ làm mát bằng nước được lắp ráp sẵn này kết hợp máy nén, thiết bị bay hơi, van giãn nở và bộ điều khiển. Nó phù hợp cho các công trình lắp đặt cần khả năng làm mát mạnh mẽ và mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn. Xem sản phẩm →

Dù bạn chọn công suất nào, hãy yêu cầu dữ liệu hiệu suất ở điều kiện đánh giá tiêu chuẩn cũng như ở LWT thực tế và nhiệt độ môi trường. Một máy 100 tấn được đánh giá ở điều kiện AHRI chỉ có thể sản xuất 80 tấn vào buổi chiều nắng nóng nếu bình ngưng có kích thước nhỏ.

5. Xác minh lưu lượng bơm và giảm áp suất

Máy làm lạnh không chỉ là máy nén và bình ngưng; thủy lực quyết định xem bạn có đạt được điểm đặt hay không. Bạn cần đủ lưu lượng để tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ hợp lý, nhưng không quá nhiều đến mức thiết bị bay hơi bị thiếu hoặc bị xói mòn.

Sử dụng công cụ kiểm tra dòng chảy nhanh này cho nước: m3/h = kW yêu cầu / (chênh lệch nhiệt độ (° C) x 1,16) . Đối với tải 100 kW ở nhiệt độ delta-T 5°C, bạn cần khoảng 17,2 m3/h. Yêu cầu nhà cung cấp giảm áp suất phía nước của thiết bị bay hơi ở dòng chảy đó. Nếu mức giảm trên 70 kPa, chi phí lựa chọn máy bơm và đường ống của bạn bắt đầu tăng lên.

Đừng quên bể đệm. Nếu ca sản xuất nhỏ nhất tạo ra tải nhiệt nhỏ, máy làm lạnh sẽ hoạt động trong thời gian ngắn mà không có thể tích đệm. Một quy tắc đơn giản là lưu lượng bơm tối đa là 3–5 phút.

6. Kiểm tra môi trường hoạt động

Cùng một mẫu máy làm lạnh có thể hoạt động rất khác nhau ở hai nhà máy. Bình ngưng làm mát bằng không khí phải được lắp đặt ở nơi khí thải nóng không thể tuần hoàn. Trong nhà máy có mái thấp hoặc nhà xưởng khép kín, áp suất ngưng tụ tăng, công suất giảm và năng lượng trên mỗi tấn tăng lên.

• Môi trường xung quanh trên 40°C: giảm công suất làm mát bằng không khí hoặc chọn làm mát bằng nước.
• Độ cao trên 1.000 m: mật độ không khí thấp hơn làm giảm luồng không khí; điều chỉnh lựa chọn quạt và máy nén.
• Không khí hung hãn: muối ven biển, hơi hóa chất và dây chuyền mạ cần có vây được phủ và tấm chống ăn mòn.
• Lắp đặt trong nhà: kế hoạch cho ống xả hoặc bình ngưng từ xa.

Một bình ngưng loại V từ xa có thể được tách ra khỏi khu vực máy nén, điều này giúp ích khi sàn nhà xưởng thiếu không gian hoặc có nhiều bụi.

7. So sánh hiệu suất tải một phần, không chỉ tải trọng đầy tải

Các nhà máy hiếm khi chạy 100% tải cả năm. Một máy làm lạnh có công suất 0,9 kW/tấn ở mức đầy tải nhưng khả năng kiểm soát bộ dỡ tải kém có thể tiêu thụ nhiều năng lượng hơn so với một thiết bị đầy tải thấp hơn một chút và theo dõi tốt tải từng phần. So sánh IPLV khi có sẵn và yêu cầu dữ liệu ở mức tải 25%, 50%, 75% và 100%.

Chi phí vận hành trong 5 năm thường lớn hơn nhiều so với giá mua đầu tiên. Biểu đồ dưới đây cho thấy sự phân chia chi phí điển hình trong 10 năm cho một máy làm lạnh nước tại nhà máy.

Sử dụng sự phân chia này để biện minh cho việc sử dụng bình ngưng có hiệu suất cao hơn hoặc máy bơm có tốc độ thay đổi nếu thời gian hoàn vốn dưới hai hoặc ba năm.

8. Kế hoạch kiểm soát và bảo trì

Máy làm lạnh nước tại nhà máy thường chạy không cần giám sát, vì vậy các bộ phận bảo vệ sẽ quyết định xem một lỗi nhỏ có dẫn đến hỏng máy nén hay không. Công tắc dòng chảy, bộ điều khiển áp suất cao/thấp, bộ điều nhiệt chống đóng băng và bộ theo dõi pha phải là tiêu chuẩn. Hành vi áp suất ngưng tụ thấp vấn đề vào mùa đông, vì máy làm lạnh không tải có thể mất dầu hồi và đóng băng thiết bị bay hơi.

Sự tắc nghẽn trong bộ lọc khô, van giãn nở hoặc đường hồi dầu là những nguyên nhân phổ biến gây giảm hiệu suất. Chẩn đoán một cách có hệ thống tắc nghẽn đường ống nhanh hơn việc thay đổi các bộ phận một cách ngẫu nhiên. Đối với hệ thống làm mát bằng nước, chương trình bảo trì nên bắt đầu bằng việc xử lý nước chứ không phải rò rỉ chất làm lạnh.

Danh sách kiểm tra lựa chọn cuối cùng

Trước khi bạn yêu cầu báo giá, hãy điền các số sau vào một bảng thông số kỹ thuật:

1. Công suất yêu cầu tính bằng kW hoặc tấn, bao gồm hệ số an toàn 10–20%.
2. Để lại nhiệt độ nước và dung sai cho phép.
3. Loại bình ngưng: làm mát bằng không khí, làm mát bằng nước hoặc ngưng tụ từ xa.
4. Loại máy nén và định mức ở điều kiện vận hành thực tế của bạn.
5. Tốc độ dòng bay hơi và giảm áp suất tối đa.
6. Thể tích bể đệm và đầu bơm.
7. Hệ số độ cao và nhiệt độ thiết kế xung quanh.
8. Hiệu suất tải một phần và số giờ hoạt động dự kiến ​​hàng năm.

Máy làm lạnh nước là một tài sản lâu dài. Khi bạn ghi lại những chi tiết này, nhà cung cấp có thể báo giá thiết bị tương thích và bạn có thể so sánh dựa trên chi phí vòng đời thay vì chỉ giá mua.

Câu hỏi thường gặp

Tôi cần máy làm lạnh nước cỡ nào cho nhà máy?

Đo tải nhiệt thực tế của quy trình với lưu lượng x chênh lệch nhiệt độ, sau đó thêm 10–20% độ an toàn. Theo nguyên tắc chung, 1 tấn làm mát tương đương với khoảng 3,5 kW. Để làm mát bằng thủy lực, hãy sử dụng lượng điện năng đầu vào của động cơ chuyển thành nhiệt.

Nên chọn máy làm lạnh làm mát bằng không khí hay làm mát bằng nước?

Làm mát bằng không khí đơn giản hơn và chi phí lắp đặt ít hơn. Làm mát bằng nước hiệu quả hơn trong các nhà máy lớn hoặc nơi có khí hậu nóng, nhưng nó đòi hỏi tháp giải nhiệt, xử lý nước và bảo trì đường ống nhiều hơn.

Thiết bị ngưng tụ có thể được sử dụng để xây dựng máy làm lạnh nước nhà máy không?

Đúng. Một thiết bị ngưng tụ với thiết bị ngưng tụ và thiết bị bay hơi làm mát bằng nước phù hợp là cốt lõi của máy làm lạnh. Yêu cầu nhà sản xuất đánh giá thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay hơi và bộ điều khiển cùng nhau ở nhiệt độ nước rời của bạn.