Weź pod uwagę kierownika zakładu, który musi dodać chłodzenie procesowe do nowej linii do formowania wtryskowego. Budynek nie ma wieży chłodniczej, zakład wodociągowy pobiera wysokie opłaty za wodę uzupełniającą, a konserwacja jest już napięta, czyszczenie filtrów siatkowych i dozowanie chemikaliów w istniejącym systemie chłodzonym wodą. Bezpośrednia odpowiedź jest prosta: agregat chłodzony powietrzem całkowicie eliminuje system odprowadzania ciepła po stronie wodnej. Zamiast przepychać ciepło z czynnika chłodniczego do pętli wodnej, a następnie do wieży chłodniczej, odrzuca ciepło bezpośrednio do powietrza zewnętrznego. Ta zmiana konstrukcyjna obniża całkowite obciążenie elektryczne, skraca listę konserwacji i często powoduje niższe koszty operacyjne niż instalacja chłodzona wodą, w której pompy i wentylatory wieżowe pracują przez całą dobę.
Co należy mierzyć jako wydajność chłodzenia
Przed porównaniem projektów warto określić, co oznacza wydajność w kontekście chłodzenia przemysłowego. Wartość na poziomie maszyny to współczynnik efektywności energetycznej (EER), który jest użyteczną mocą chłodniczą w kilowatach podzieloną przez sprężarkę i wejście sterujące w określonych warunkach otoczenia. Wartość na poziomie systemu dodaje do tego samego równania moc wentylatora skraplacza i wszelkich urządzeń po stronie wodnej. Agregat chłodniczy o imponującym współczynniku COP przy pełnym obciążeniu może nadal być instalacją nieefektywną, jeśli wymusza pracę pompy wodnej o stałej prędkości i wentylatora wieży chłodniczej przez 8000 godzin rocznie. Uczciwy sposób porównania opcji chłodzonych powietrzem i wodą polega na obliczeniu całkowitego zużycia energii w obiekcie dla oczekiwanego profilu obciążenia, a nie tylko parametrów znamionowych sprężarki.
Skąd właściwie bierze się wzrost wydajności
Jeden stopień odrzucania ciepła zamiast dwóch
Systemy chłodzone wodą odprowadzają ciepło w dwóch etapach. Skraplacz przekazuje ciepło z czynnika chłodniczego do wody skraplacza, a następnie wieża chłodnicza odrzuca ciepło tej wody do atmosfery. Każdy etap zużywa energię: pompa wody skraplacza musi pokonać tarcie w rurze i wysokość wieży, podczas gdy wentylator wieżowy tłoczy dużą ilość powietrza. Agregat chłodzony powietrzem kompresuje proces do jednego etapu. Gorący gaz chłodniczy wchodzi do skraplacza chłodzonego powietrzem, wentylatory zasysają powietrze z otoczenia przez wężownicę, a ciepło opuszcza system bezpośrednio. Po zniknięciu pętli wodnej znikają także pompa, wentylator wieżowy, zawór wody uzupełniającej i sprzęt do dozowania chemikaliów.
Pętla wodna, której już nie ma
Praktyczny efekt widać w rachunku za prąd. Pętla wodna skraplacza nie jest swobodna w działaniu. Typowa instalacja obsługująca obciążenie chłodnicze o mocy 300 kW obejmuje pompę skraplacza o mocy od 5 do 10 kW i wentylator wieżowy o podobnej wielkości. Razem te urządzenia pomocnicze mogą zwiększyć pobór energii przez sprężarkę o 10–20 procent w sezonie chłodniczym. Ten sam agregat chłodniczy ze skraplaczem chłodzonym powietrzem zastępuje to wszystko wentylatorami skraplacza, które pobierają znaczną moc tylko wtedy, gdy wymagają tego temperatura otoczenia i ciśnienie robocze. Nawet jeśli obie maszyny mają podobny współczynnik COP przy pełnym obciążeniu, rozwiązanie chłodzone powietrzem często odnotowuje mniejsze całkowite zużycie energii w obiekcie.
Dopasowanie przy częściowym obciążeniu, które oszczędza energię przez cały rok
Obciążenia produkcyjne zmieniają się w zależności od zmiany, pory roku i asortymentu produktów, a stała pętla wodna nie zmienia się wraz z nimi. Dlatego też straty energii gromadzą się poza warunkami szczytowymi. Agregaty chłodnicze chłodzone powietrzem można zbudować z wieloma obwodami czynnika chłodniczego, sprężarkami stopniowanymi i wentylatorami o zmiennej prędkości. Gdy obciążenie cieplne procesu spada, układ sterowania wyłącza obwód, odciąża sprężarkę lub spowalnia wentylatory, aby utrzymać ciśnienie skraplania. Ta etapowa reakcja zapobiega krótkim cyklom pracy i utrzymuje stabilną temperaturę zasilania wodą lodową, na czym właśnie zależy inżynierom procesu.
Chłodzenie powietrzem a chłodzenie wodą: uczciwe porównanie
Wybór nie dotyczy tego, która technologia jest lepsza w ujęciu abstrakcyjnym; chodzi o to, który pasuje do witryny. Poniższa tabela podsumowuje różnice związane z wydajnością, które powinny wpłynąć na decyzję.
| Czynnik | Agregat chłodniczy chłodzony powietrzem | Agregat chłodniczy chłodzony wodą |
|---|---|---|
| Etapy odrzucania ciepła | Czynnik chłodniczy do powietrza w jednym etapie | Czynnik chłodniczy do wody, następnie woda do powietrza przez wieżę |
| Energia pomocnicza | Tylko wentylatory skraplacza | Pompa skraplacza, wentylator wieżowy i sprzęt dozujący |
| Zużycie wody | Brak dla normalnej pracy | Ciągłe uzupełnianie i przedmuch |
| Obciążenie konserwacyjne | Czyszczenie cewki i kontrola wentylatora | Czyszczenie wypełnienia wieży, dozowanie środków chemicznych, uszczelnienia pomp |
| Wydajność przy pełnym obciążeniu w wysokich temperaturach otoczenia | Spada wraz ze wzrostem temperatury powietrza | Trzyma się lepiej, ponieważ woda w wieży utrzymuje się w pobliżu temperatury mokrego termometru |
| Zachowanie przy częściowym obciążeniu | Obwody stopniowane i wentylatory o zmiennej prędkości | Zależy od sterowania wieżą i strategii pompy |
| Elastyczność lokalizacji | Dach lub podwórko, blisko procesu | Wymaga lokalizacji wieży, przebiegu rur i zaopatrzenia w wodę |
Kiedy system chłodzony wodą nadal ma sens
Agregaty chłodnicze chłodzone wodą sprawdzają się w dużych zakładach, w których obciążenie chłodnicze jest duże i ciągłe, gdzie istnieje już wieża i gdzie wysokie temperatury otoczenia w lecie zmniejszają wydajność skraplacza chłodzonego powietrzem. W takich warunkach sprężarka może pobierać o kilka punktów procentowych mniej energii, co może pokryć koszty wyposażenia po stronie wodnej. Decyzja zmienia się szybko, jeśli jakość wody jest zła, wieża jest za mała lub pętla wodna pracuje nadal, gdy agregat chłodniczy nie pracuje. System chłodzony powietrzem nie ma równoważnych ukrytych strat.
Czynniki rzeczywiste, które decydują o tym, czy oszczędności się zmaterializują
Projektowa temperatura otoczenia
Skraplacze chłodzone powietrzem są zwykle przystosowane do pracy w temperaturze zewnętrznej 35°C zgodnie z powszechnymi referencjami branżowymi, takimi jak AHRI 550/590. W wielu regionach przemysłowych temperatura maksymalna w lecie przekracza 38°C. Ponieważ skraplacz chłodzony powietrzem odrzuca ciepło w stosunku do temperatury powietrza, sprężarka pracuje ciężej, a wydajność spada w momencie, gdy proces może tego najbardziej potrzebować. Odpowiedzialny dobór określa wymaganą wydajność przy lokalnej temperaturze projektowej w lecie i dodaje niewielki margines na zanieczyszczenie wężownicy. Jest to najczęstsza przyczyna stosowania zbyt małych instalacji chłodzonych powietrzem.
Stan i umiejscowienie wężownicy skraplacza
Powietrze, które nie przepływa przez wężownicę, nie jest w stanie usunąć ciepła. Kurz, włókna, pyłki i spaliny z pobliskich urządzeń suszących zakrywają żebra i zwiększają ciśnienie skraplania. Wężownice z większym rozstawem lamel i powłokami odpornymi na korozję są warte dodatkowych kosztów w środowiskach przybrzeżnych lub przemysłowych. Umiejscowienie ma znaczenie tak samo. Wlot skraplacza umieszczony blisko ściany lub na dziedzińcu, gdzie następuje recyrkulacja gorącego powietrza wylotowego, powoduje wzrost temperatury powietrza na wlocie, a każdy dodatkowy stopień temperatury powietrza na wlocie zmniejsza zarówno wydajność, jak i wydajność.
Technologia kompresorowa dla zakresu wydajności
Mniejsze agregaty chłodnicze zazwyczaj korzystają ze sprężarek spiralnych, ponieważ tolerują cykliczne zmiany i dobrze radzą sobie ze zmiennymi obciążeniami. Powyżej około 150 do 200 kW chłodzenia, sprężarki śrubowe stają się lepszym wyborem, ponieważ działają nieprzerwanie przez długi czas, oferują wielostopniową lub bezstopniową regulację wydajności i utrzymują wysoką wydajność przy stałym obciążeniu. W przypadku zakładu obsługującego formowanie wtryskowe, reaktory chemiczne lub źródła laserowe praktycznym wyborem jest często: chłodzony powietrzem agregat śrubowy z pojedynczą lub podwójną sprężarką . Kupujący, którzy chcą zrozumieć granicę między typami maszyn, mogą przeczytać nasze porównanie chłodzony powietrzem agregat śrubowy w porównaniu z agregatem odśrodkowym .
Hurtownia ciepła kriogeniczna pojedyncza sprężarka podwójna sprężarka chłodzona powietrzem śrubowa C Shanghai Soouney Refrigeration Equipment Co., Ltd. to chińska hurtownia ciepła, kriogeniczna, pojedyncza sprężarka, podwójne sprężarki, chłodzony powietrzem... Zobacz produkt → Gdzie agregaty chłodnicze chłodzone powietrzem zapewniają najwyższy zwrot
Korzyści w zakresie wydajności konstrukcji chłodzonych powietrzem przekładają się na rzeczywiste oszczędności w określonych warunkach panujących w miejscu pracy:
- Miejsca bez wieży chłodniczej, miejsca na nią lub władz wodnych ograniczających wodę wydmuchową i uzupełniającą.
- Zakłady, w których przestoje w uzdatnianiu wody zakłócają produkcję; systemy chłodzone powietrzem nie mają napełniania wieży, dozowania chemikaliów ani monitorowania jakości wody.
- Instalacje na zewnątrz lub na dachu, gdzie skraplacz ma niezakłócony przepływ powietrza, a przewody wody lodowej biegną bezpośrednio do obszaru technologicznego.
- Procesy, które wymagają wody zasilającej o temperaturze niższej od standardowych temperatur zapewniających komfort chłodzenia i w przeciwnym razie wymagałyby skomplikowanego układu strony wodnej.
W przypadku procesów wymagających niższych temperatur zasilania, an Agregat chłodniczy kriogeniczny chłodzony powietrzem w temperaturze otoczenia rozszerza to samo jednostopniowe odprowadzanie ciepła do niższych wartości zadanych bez dodawania oddzielnej pętli wodnej. Jeżeli powierzchnia podłogi jest ograniczona, a kompaktowy agregat chłodniczy chłodzony powietrzem pakuje sprężarkę, parownik i skraplacz w jedną ramę, co skraca czas instalacji i ogranicza liczbę połączeń zewnętrznych, które wykonawca musi wykonać na miejscu.
Hurtowi dostawcy agregatów chłodniczych kriogenicznych chłodzonych powietrzem w temperaturze otoczenia, Compan Shanghai Soouney Refrigeration Equipment Co., Ltd. to chińska hurtownia kriogenicznych agregatów chłodniczych chłodzonych powietrzem w temperaturze otoczenia, dostawcy... Zobacz produkt → 
Hurtowi dostawcy kriogenicznych agregatów chłodniczych chłodzonych powietrzem w temperaturze otoczenia, firma, E Shanghai Soouney Refrigeration Equipment Co., Ltd. to chińska hurtownia kriogenicznych agregatów chłodniczych chłodzonych powietrzem w temperaturze otoczenia, firma... Zobacz produkt → Zakłady, które potrzebują kilkuset kilowatów niezawodnego chłodzenia procesu, powinny zbadać pełna gama przemysłowych agregatów chłodniczych , w tym pakiety śrubowe do pracy ciągłej.
Lista kontrolna wyboru dla kupujących skupiających się na wydajności
Porównując oferty, użyj tych sześciu kontroli. Odróżniają maszynę, która działa w terenie, od tej, która działa tylko na papierze.
- Sprawdź wydajność chłodzenia w lokalnej projektowej temperaturze otoczenia w lecie, a nie w katalogowym punkcie znamionowym.
- Porównaj EER i IPLV; zintegrowana wartość obciążenia częściowego jest lepszym predyktorem rocznego zużycia energii.
- Policz obwody czynnika chłodniczego i stopnie sprężarki; więcej stopni oznacza lepszą kontrolę przy częściowym obciążeniu.
- Sprawdź typ wentylatora skraplacza; Wentylatory EC z regulacją prędkości na podstawie ciśnienia oszczędzają energię w chłodne dni.
- Sprawdź układ fizyczny, w tym prześwit wężownicy, dostęp serwisowy i położenie, które utrzymuje gorące powietrze wylotowe z dala od wlotu.
- Przed wyceną należy potwierdzić wymagany zakres temperatur wody lodowej u producenta, ponieważ wymagania niskotemperaturowe wpływają na wybór sprężarki i dobór parownika.
Aby uzyskać szerszy obraz interakcji obciążeń chłodniczych i warunków w miejscu pracy w różnych branżach, przeczytaj nasz przewodnik, jak to zrobić wybierz przemysłowe agregaty chłodnicze do różnych zastosowań w chłodnictwie przemysłowym .
Konkluzja
Agregat chłodniczy chłodzony powietrzem poprawia wydajność chłodzenia z powodów praktycznych: usuwa pętlę wodną wraz z pompami, wentylatorami, wodą uzupełniającą i obróbką chemiczną oraz odrzuca ciepło bezpośrednio do otaczającego powietrza. Oprócz oszczędności konstrukcyjnych, stopniowane sprężarki i wentylatory o zmiennej prędkości pozwalają maszynie śledzić obciążenie procesu zamiast pracować cyklicznie w oparciu o stały obieg wody. Pozostałe zmienne, lokalna temperatura w lecie, czystość cewki i realistyczna ocena przy częściowym obciążeniu, określają, jaka część tej korzyści pojawi się na miesięcznym rachunku za energię elektryczną.
Rozpocznij wybór od wymaganej wydajności i aktualnego profilu otoczenia obiektu. Od tego momentu decyzja dotyczy głównie dopasowania odpowiedniej konfiguracji sprężarki i skraplacza do procesu.
