захоложенная вода что это

Методы получения захоложенной воды для промышленности

Ледяная, она же охлажденная, «захоложенная» вода или лед-вода, широко используется на предприятиях разных отраслей промышленности для охлаждения сырья, продукта и оборудования в процессе производства. Недорогая, нетоксичная и неагрессивная, экологически чистая, вода имеет отличные физико-химические показатели и теплофизические свойства, а также низкую вязкость, что делает ее практически идеальным хладоносителем, особенно для охлаждения пищевой продукции. Единственным недостатком воды является высокая температура замерзания (0°С), поэтому для приготовления лед-воды требуется применение специфического оборудования.

Промышленное использование ледяной воды:

1) на молокозаводах для охлаждения молока после приемки и пастеризации;

2) при изготовлении сыра для обеспечения дозревания его головок в холодильных камерах;

3) на птицефабриках для контактного охлаждения мяса птицы;

4) на рыбосольных заводах и предприятиях по переработке рыбы для охлаждения тузлука;

5) для охлаждения фруктов, овощей и ягод, их промывки, обработки и упаковки;

6) на пивзаводах для изготовления сырья для пива и поддерживания температуры, необходимой для его брожения;

7) в хлебобулочном и кондитерском производствах для замешивания и доведения теста до нужной консистенции;

8) в системах кондиционирования воздуха;

9) при производстве бетона и строительных смесей;

10) в технологическом цикле производства пластмасс и для других целей.

Холодильное оборудование для получения захоложенной воды

В зависимости от того, какой именно температуры должна быть вода, выбирается холодильное оборудование для ее получения захоложенной воды. В случае если к температуре воды нет жестких ограничений, то можно выбирать любые водоохлаждающие установки с аккумуляцией холода, ориентируясь на специфику технологического цикла предприятия.

Холодильное оборудование, которое может применяться для получения ледяной воды:

1) чиллеры для охлаждения воды (одно- или двухконтурные;

2) теплообменники закрытого типа;

3) пленочные испарители;

Основная опасность при приготовлении ледяной воды состоит в возможности размораживания теплообменников, если ее температура опустится слишком низко и в межтрубном пространстве станет намораживаться лед. Поэтому в качестве установки охлаждения воды практически до точки замерзания лучше брать теплообменник с открытой поверхностью, которую в случае чего легко можно очистить ото льда даже в процессе работы аппарата.

Водоохлаждающие установки для молокозаводов

Особенности работы молокозаводов, которые отличаются крайне неравномерной суточной нагрузкой, а также необходимость получения ледяной воды с температурой, максимально приближенной к точке замерзания, не переходя ее, требуют использования специфической установки охлаждения жидкости с возможности аккумуляции холода. Льдоаккумулятор представляет собой теплоизолированный бак, в котором теплообменный модуль вырабатывает лед, а вода, прокачиваясь сквозь него, охлаждается до низкой температуры (0,1…0,2°С). Использование льдоаккумулоторов позволяет при минимальном энергорасходе обеспечить эффективное охлаждение воды и нивелировать разницу в суточной нагрузке (в период низкой нагрузки лед накапливается, а при высокой загрузке тает, отдавая свою температуру поступающей воде).

Подбор чиллеров для охлаждения воды для промышленных предприятий в НПП «Холод»

Уже много лет работая на международном рынке промышленного холода, НПП «Холод» досконально разбирается в технологических особенностях предприятий разных отраслей народного хозяйства и может подобрать чиллер охлаждения с необходимыми характеристиками, а также специфическое холодильное оборудование. У нас вы можете купить чиллер для охлаждения воды ведущих производителей, который специалисты НПП «Холод» доставят на ваше предприятие, настроят и отладят, проконтролируют его работу и в случае необходимости обеспечат техническое обслуживание и ремонт. Также в компании «Холод» можно заказать компрессоры водоохлаждающих машин и другие узлы и комплектующие для вашего холодильного оборудования.

Источник

Мифы и доказанная реальность об абсорбционных холодильных машинах

Myths and Proven Facts About Absorption Refrigeration Machines

M. Kozlov, Head of Johnson Controls Representative Office in St. Petersburg and North-Western Region, L. Chemerchev, Candidate of Engineering, Head of Engineering and Technology Department at PAO Pigment

Keywords: absorption refrigeration machines, ARM, thermal power, refrigeration capacity, crystallization temperature

Absorption chillers have been around for 75 years already, and for 25 of them they are widely common in our country. Currently there are dozens of thousands of ARM units are installed and successfully operate all over the world. But still there is a number of traditional myths about the cost, operation and efficiency of this technology.

Aбсорбционные чиллеры существуют уже 75 лет, 25 из которых широко распространены в нашей стране. На данный момент десятки тысяч единиц АБХМ установлены по всему миру и успешно эксплуатируются. Но все же существует ряд устоявшихся мифов о стоимости, эксплуатации и эффективности данной технологии.

Мифы и доказанная реальность об абсорбционных холодильных машинах

М. Козлов, глава представительства Johnson Controls в Санкт-Петербурге и Северо-Западном регионе,

Л. Чемерчев, канд. техн. наук, начальник инженерно-технологического отдела ПАО «Пигмент»

Абсорбционные чиллеры существуют уже 75 лет, 25 из которых широко распространены в нашей стране. На данный момент десятки тысяч единиц АБХМ установлены по всему миру и успешно эксплуатируются. Но все же существует ряд устоявшихся мифов о стоимости, эксплуатации и эффективности данной технологии.

В данной статье мы попробуем развенчать эти укоренившиеся заблуждения и подробно рассмотрим отчет о внедрении энергосберегающих методов холодогенерации с использованием одноступенчатой АБХМ YORK в производстве смол и формалина на ПАО «ПИГМЕНТ» (Тамбов). Отчет, любезно предоставленный службой эксплуатации и на который я буду ссылаться, описывает причины, побудившие модернизировать систему холодоснабжения, выбор технологических решений и оборудования, а самое главное – достигнутые результаты за 2 года эксплуатации.

Для начала выбор в пользу АБХМ не всегда очевиден. Неоспоримым фактом является то, что стоимость одной единицы АБХМ всегда выше, а холодильный коэффициент ниже, и тут мы сталкиваемся с интересным фактом: затратив 1 кВт электрической энергии мы получаем 6,5 кВт холода на ПКХМ, а потратив 1 кВт тепловой энергии – всего 0,79 кВт холода на АБХМ. Но это – бросовое тепло, которое зачастую просто утилизируется в атмосферу и не используется. Аналогию можно привести с ветрогенераторами или солнечными батареями, которые используют «дармовую» энергию. Скептики меня остановят со словами «эти технологии применимы только в европейских странах, где стоимость ресурсов очень высока». С этим мнением инженеров и заказчиков мы также будем разбираться в этой статье, используя живой пример нашего российского завода, который столкнулся с вопросом наращивания производственных мощностей несколько лет назад. Модернизация и расширение производства идут за счет собственных средств, отсюда критерии оценки инвестиций, рисков и борьба за красоту решения.

Заказчик и эксплуатирующая организация: Завод по производству смол и формалина ПАО «Пигмент» (Тамбов).

Проектировщик: ООО «Завком-Инжиниринг» (Тамбов).

Ввод в эксплуатацию: декабрь 2017.

Базовая схема холодогенерации до реконструкции холодильных мощностей производства смол и формалина на ПАО «Пигмент»: два водяных фреоновых чиллера мощностью около 560 и 300 кВт по холодогенерации.

Стоимость холодогенерации (при условиях действующих цен на электрическую энергию 4 руб/кВт·ч): 1200–1250 руб/Гкал холода, или 240 руб/т готовой продукции.

Естественный рост производства смол и формалина в 2014–2015 гг. выявил недостаток холода для производства, проблема частично решалась оптимизацией буферных емкостей и перетоков захоложенной воды по цеху. В 2017 г. было принято решение о расширении холодопроизводства за счет внедрения дополнительных энергосберегающих решений. Выбор структуры схемы производства холода диктовался фактическими условиями энергетического хозяйства предприятия.

По факту на объекте имелись: собственный энергокомплекс на базе трех когенерационных установок для производства электрической энергии (мощностью по 2 МВт каждая), а также отдельные установки для производства тепла в виде пара и горячей воды для нужд технологии.

Тепловая энергия от когенерации в виде горячей воды полностью востребована в отопительный сезон, частично используется в межсезонье и является бросовой в теплый период года.

Мнемосхема установки, состоящая из оборудования зимнего и летнего контуров холодогенерации

Особенностью энергоснабжения комплекса является то, что есть доступ к сетевому электричеству, однако значительно выгоднее вырабатывать собственное, часть которого потребляется собственными нуждами, а часть – продается соседнему производству, график работы и электропотребления которого крайне нестабилен.

Очевидно, что в случае аварийных или запланированных остановок когенерационной установки вырабатываемого электричества может не хватить и выработка холода в этом случае не является приоритетной задачей, а требовалось обеспечить максимальную независимость и надежность схемы холодоснабжения при условии минимизации эксплуатационных затрат.

При этом нужно отметить особенности производства: непрерывный процесс производства формалина и периодические процессы производства смол (циклами по 28–30 часов). График работы завода: 24/7.

Существуют переменные: потребности по холоду производства, количество и температура бросовой горячей воды после когенерационных установок в зависимости от разбора электричества, количество и наличие технологического пара, а также свободных электрических мощностей для холодоснабжения.

Таким образом, с учетом имеющихся ресурсов и сложившихся условий их потребления была поставлена задача по переводу энергокомплекса на базу тригенерации: электрическая энергия + тепловая энергия + холодильная энергия – с обязательным условием гарантированного резервирования энергоносителей для производства смол.

Данная техническая задача была реализована проектными решениями инжиниринговой компании ООО «Завком-Инжиниринг», которая смогла максимально задействовать существующее инженерное оборудование и учесть неравномерность нагрузок.

Примененные решения

С целью максимально возможного снижения себестоимости холода в зимний период без значительных капитальных затрат было решено применить аппарат воздушного охлаждения мощностью 1000 кВт при температуре окружающей среды –5 °C. Итог: снижение себестоимости для производства холода с 1200–1250 до 340–360 руб/Гкал холода, т. е. приблизительно в 3 раза.

Для максимально эффективного использования бросовой тепловой энергии от трех когенерационных установок была подобрана АБХМ с обвязкой по горячей воде, позволяющей ее эксплуатировать в режимах:

Критерии окончательного выбора производителя для конечного потребителя:

Совокупность данных факторов и определила выбор одноступенчатой АБХМ обогреваемой горячей водой производства «HITACHI-YORK» модель YHAU-CL800EXW2ST мощностью 2000 кВт, поставка из Японии.

Итоговое снижение себестоимости генерации холода для летних условий – с 1200–1250 до 600– 650 руб/Гкал холода.

Данная модернизация позволила получить суммарный эффект по себестоимости смол и формалина около 15,5 млн руб/год при увеличении потенциальной мощности схемы с 35–38 до 80–85 тыс. т/год (без учета возможности задействовать резервные фреоновые чиллеры). (Данные основаны на системе мониторинга и учета службы эксплуатации ПАО «Пигмент».)

Расход горячей воды на входе в отделение АБХМ

Эксплуатационные характеристики схемы и выявленные особенности

Вода, охлажденная в АБХМ (температура от 6,5 до 9–10 °C), подается по общему коллектору на теплообменник для отвода тепла от установки производства формалина и в буферную емкость захоложенной воды для производства смол.

Температура горячей воды на входе в отделение АБХМ

Для обеспечения нормальной эксплуатации АБХМ в условиях переменных нагрузок по холоду и греющей горячей воде имеются контуры:

Расчетная тепловая мощность, отбираемая от контура горячей воды, производится на основании расхода, входной и выходной температуры горячей воды в отделение АБХМ (рис. 4).

Тепловая мощность, отбираемая из сети горячей воды (от 500 до 1500 кВт)

Итоговые параметры АБХМ приведены на рис. 5.

Холодопроизводительность АБХМ (от 400 до 1400 кВт)

Видно, что коэффициент полезной трансформации теплоты из горячей воды в холод захоложенной воды в среднем составляет от 80 до 83 %.

Надежность эксплуатации АБХМ на основании второго сезона работы пока абсолютная.

Схема холодоснабжения предусматривает использование существующих ПХМ (в виде резерва) и сухого охладителя (описано выше), а также позволяет сглаживать возможные пики температур захоложенной воды благодаря буферным бакам.

При данных показателях, учитывая увеличение объемов производства, наш заказчик окупит модернизацию системы холодоснабжения с применением АБХМ примерно за три года и далее получит ежегодную экономию на себестоимости готового продукта.

Самый главный вывод из опыта реальной эксплуатации АБХМ нашим заказчиком состоит в том, что утверждение о неэффективности и нерентабельности АБХМ неверно! В определенных условиях системы холодоснабжения с применением АБХМ на бросовом тепле или дешевом источнике энергии крайне эффективны и рентабельны.

Также можно развенчать миф о жестких эксплуатационных требованиях АБХМ. В последние годы гибкость технологии резко выросла, в частности, у АБХМ York появились следующие возможности:

Это правда, что абсорбционные чиллеры имеют более медленное время отклика из-за инерции раствора бромида лития при быстро изменяющейся нагрузке. Электрические чиллеры, безусловно, лучше реагируют на колебания нагрузки и быстрее выходят на проектную мощность, что делает их надежным выбором для критически важных объектов, например центров обработки данных. Использование абсорбционных чиллеров YORK на пассажирских судах наглядно иллюстрирует эволюцию технологии. Эти машины разработаны для преодоления качки и наклонов судна, демонстрируя истинную гибкость в эксплуатации.

Есть мнение о том, что абсорбционные чиллеры ненадежны из-за возможной кристаллизации LiBr. В действительности в правильно спроектированной системе машина не подвержена кристаллизации. В рабочем состоянии LiBr полностью растворяется в воде, но перегрев или переохлаждение определенных участков могут привести к его кристаллизации. Данный процесс чаще всего вызван низкой температурой воды на входе в конденсатор или наличием неконденсирующихся газов. Неконденсирующиеся газы в случае АБХМ York удаляются из машины благодаря полностью автоматической системе продувки. В штатном режиме органы управления чиллера и система автоматизации могут предотвратить перегрев/переохлаждение, однако нужно понимать, где именно таится опасность.

Предположим, АБХМ работает при полной нагрузке и содержит неконденсирующиеся газы, обычно это происходит из-за низкого уровня ингибиторов коррозии. Снижение температуры воды после градирни ниже критической приводит к переохлаждению агента и переходу в зону кристаллизации, а тут самое важное – это концентрация LiBr в воде. Значения концентрации солевого раствора напрямую влияют на температуру кристаллизации. Эту зависимость можно проследить в таблице 1.

Если температура раствора падает ниже температуры кристаллизации – раствор кристаллизуется.

57 %-ный раствор содержит 57 % соли и 43 % воды с температурой кристаллизации около –3 °C. 60 %-ный раствор имеет температуру, при которой происходит кристаллизация – около +10,5 °C. Разница лишь в 3 % содержания соли оказывает огромное влияние на температуру кристаллизации. Даже изменение от 0,5 до 1 % уже имеет большое значение. Риск кристаллизации обычно высок при полной или почти полной нагрузке и значительно меньше при частичной нагрузке, так как раствор при частичных нагрузках разбавленный. Чем ниже процентное содержание соли, тем лучше – потому что это означает, что температура кристаллизации ниже и температура, поступающая с градирни, может быть ниже. Однако эффективность АБХМ также снижается при уменьшении процентного содержания соли. Для производителей АБХМ это всегда делема: показать выше коэффициент эффективности и войти в зону риска или обезопасить процесс и гарантировать надежность машины.

Конечно, 57 %-ный раствор невозможно кристаллизовать в реальных условиях, потому что вода с градирни не будет опускаться до температуры кристаллизации до –3 °C. Однако если АБХМ спроектирован с высокой концентрацией в абсорбере в 63,5 % в случае двухступенчатого процесса, то температура кристаллизации такого раствора составляет +26 °C. Эта температура вполне возможна при повседневной работе, особенно если температура воды от градирни плохо контролируется. Данная зависимость хорошо видна на диаграмме Дюринга, где справа внизу находится зона кристаллизации и процесс проходит в пограничных зонах. Чем дальше от линии кристаллизации, тем лучше и безопаснее для АБХМ.

Конструкция АБХМ предусматривает работу при низком давлении, что также облегчает кипение раствора: не нужно нагревать его до очень высокой температуры, и автоматически низкая температура означает снижение коррозии (чем выше концентрация соли и выше температура раствора, тем агрессивнее процесс коррозии).

В АБХМ YORK предусмотрена механическая система перелива, которая защитит машину от роста концентрации раствора и от кристаллизации в любой ситуации, даже если органы автоматического управления не сработают. Комбинация низкого давления, низкой температуры и низкой концентрации обеспечивает превосходную защиту от кристаллизации и коррозии, а это напрямую влияет на надежность и продление срока службы оборудования, что является приоритетным для YORK.

Взвесьте все факторы

Пришло время развеять мифы о технологии абсорбционных чиллеров. Эти чиллеры надежны, гибки в использовании и безопасны. Они используют воду в качестве хладагента, приводятся в действие бросовым теплом, утилизируя избыточную энергию, или дешевым природным газом и бесшумно работают под вакуумом. Абсорбционные чиллеры экономически целесообразны при высоких затратах на электроэнергию. При выборе решения и поставщика уделите внимание не только первоначальным затратам и фактическому КПД, а окупаемости и надежной безотказной работе.

Заказчики выбирают абсорбционные чиллеры YORK не из-за низкой цены и высокого показателя СОР. Для нас приоритет – надежная, безотказная, автономная работа машины без «ручного вмешательства».

Источник

Разработка системы автоматизации процесса получения захоложенной воды на станции АХКУ

Могилёвский государственный технологический колледж
Дипломный проект по дисциплине Автоматизация технологических процессов и производств
На тему: Разработка системы автоматизации процесса получения захоложенной воды на станции АХКУ ОАО «Могилёвхимволокно»
Могилёв 2014

Введение
1 Общая часть
1.1 Описание объекта автоматизации
1.2 Технологическая карта процесса
1.3 Структурная схема управления
2 Специальная часть
2.1 Выбор регулируемых величин и каналов внесения регулируемых воздействий
2.2 Выбор контролируемых и сигнализируемых параметров
2.3 Выбор средств защиты и блокировки
2.4 Описание принципиальной электрической схемы 2.5Выбор и обоснование выбора приборов и средств автоматизации.
Заказная спецификация
2.6Специальный расчет
2.6.1Выбор регулятора и настроечных характеристик
2.7 Монтаж, наладка и эксплуатация средств автоматизации
2.7.1 Монтаж датчиков, вторичных приборов и исполнительных приборов
2.7.2 Выбор проводов, кабелей и труб
2.7.3 Описание плана трасс
2.7.4 Описание схемы внешних соединений
3 Экономическая часть
3.1 Организация производства
3.2 Расчёт экономической эффективности средств автоматизации
4 Охрана труда и окружающей среды
5 Ресурсо-и энергосбережение
Список литературы
Технические нормативные правовые акты

Состав: План трасс, Схема электрическая принципиальная, Схема автоматизации, Схема комбинированная подключений, ПЗ

Софт: Microsoft Visio 13 SP2

Источник

Методы получения захоложенной воды для промышленности

При повседневной эксплуатации промышленного оборудования неизменно выделяется определенное количество тепловой энергии, и охлаждение производственных процессов стало неотъемлемой частью высокотемпературных технологических операций.

Своевременный отвод тепла предотвращает преждевременное разрушение и износ агрегатов, а также обеспечивает поддержание комфортного для сотрудников микроклимата согласно нормам СП 2.2.2.1327-03.

Отрасли и технические потребности

Стремительное развитие российской промышленности способствует внедрению профессиональных решений во многих смежных областях – в том числе, и в холодильной сфере.

Многие современные производства следуют европейским и международным стандартам промышленной безопасности, что на порядок превосходят отечественные нормы – уже сегодня на множестве российских заводов можно увидеть профессиональные системы промышленного охлаждения, индивидуальные для каждой отрасли. Более того за последние несколько лет в России увеличилось количество предприятий, которые серийно производят оборудование для охлаждения производственных процессов. И с каждым новым предприятием качество продукции становится только лучше.

Переработка полимеров

Термообработка играет важную роль в процессе переработки промышленных полимеров (при экструзии). В частности, охлаждение требуется:

Производство изделий из пластика наиболее распространенная сфера где есть особая необходимость в контроле температурного режима конечного продукта. Чиллеры для охлаждения пресс-форм и механизмов — это оборудование которое крайне необходимо предприятию для отвода теплоты в атмосферу или рекуператор.

Производство ЛКМ

Наиболее важным этапом при производстве лакокрасочных материалов считается смешивание всех компонентов в однородную либо коллоидную смесь. Процесс осуществляется в диссольвере с якорной (для жидких) или рамной (для более вязких составов) мешалкой.

В зависимости от особенностей технологического цикла диссольвер оснащается рубашкой для нагрева или охлаждения продукта.

В качестве технического решения для отвода тепла в области ЛКМ отлично зарекомендовало себя теплообменное оборудование типа драйкулеры и сухие градирни. Это оборудование позволяет не только решить проблему отвода тепловой энергии, но и экономить, путем направления ее в полезные русла.

К примеру, тепло которое всегда сбрасывали в атмосферу на сегодняшний день можно применить для нагрева воды для ГВС на предприятии.

Металлургия

Металлургическая промышленность использует до 20% всего объема водопользования, потребляемого промышленными предприятиями России – около 40 км3. Из них половина используется на охлаждение оборудования – в доменном, сталеплавильном и прокатном производстве.

Вода выступает в роли хладагента в охлаждающих системах оборотного водоснабжения для отвода тепла от оборудования или для конденсации и охлаждения газообразных/жидких продуктов технологического цикла.

Наиболее распространенное оборудование, применяемое в этой сфере мокрые градирни, которые охлаждают большое количество воды направленным потоком атмосферного воздуха.

Что является наиболее экономичным техническим решением в мире, не считая методов с использованием водохранилищ с естественным охлаждением.

Энергетика

Процесс отвода (конденсации) отработавшего низкопотенциального тепла является одним из ключевых этапов производства электроэнергии из пара (цикл Ренкина). В настоящий момент более 77% всей мировой электроэнергии производится по технологиям, использующим потенциал пара, соответственно – на любом энергоблоке устанавливаются конденсаторы, способные преобразовать энергию водного пара в электричество.

Нефтегазовая отрасль

Теплообменное оборудование используется практически на всех этапах нефтегазового промысла для конденсации и охлаждения парообразных, газообразных и жидких сред:

Применение кожухотрубных теплообменников в этой области позволяет контролировать температуру, производить конденсацию газов и охлаждение различных жидкостей. Как правило оборудование такого типа производится из специальных сплавов хрома, никеля и титана.

Методы охлаждения (утилизации тепла) на производстве

Для каждой отрасли разработаны индивидуальные технологические приемы охлаждения производственных процессов. В зависимости от специфики оборудования и объема удаляемой тепловой энергии охлаждение может выполняться водой, воздухом или маслом.

Охлаждение водой

Выступая в роли хладагента, вода поглощает избыточную тепловую энергию – для повторного использования жидкость необходимо охладить. Способы охлаждения технической воды в системах оборотного водоснабжения зависят от специфики производства и необходимых параметров среды.

Одним из наиболее распространенных является открытый способ охлаждения в градирнях (башенного типа, драйкулерах, эжекционного типа) – температура воды снижается за счет контакта с окружающим воздухом.

Минусы подобных установок – большие габариты, зависимость от метеоусловий, недостаточная регулируемость.

Закрытые способы охлаждения позволяют добиться более точных результатов и снизить температуру воды до минимальных значений:

для охлаждения воды до температуры +0,5 — +2°С используются холодильные установки открытого типа: испарители орошаемого типа, погружные испарители, льдоаккумуляторы;

для охлаждения воды до температурных значений выше +2°С применяются закрытые холодильные установки – пластинчатые испарители, кожухотрубные испарители.

Охлаждение воздухом

Использование водяных теплообменников требует интеграции множества дополнительных инженерных решений (подключение к сетям водоснабжения и водоотведения, по необходимости – дополнительным фильтрам).

Поэтому для некоторых точек и участков, где необходимо отведение тепла не более 16330 КДж/ч более уместным будет использование воздушного теплообменника.

В ряде случаев технологический цикл предусматривает только воздушное охлаждение (например, экструзия алюминия, пластика и т.д.). В этом случае оборудование или продукт охлаждается воздухом, предварительно охлажденным в чиллере посредством воды или фреона.

Также для поддержания комфортной температуры на производстве применяют промышленные вентиляторы.

К примеру наиболее популярные вентиляторы Rosenberg, ebmpapst используют в системах кондиционирования в 80 странах мира.

Охлаждение маслом и СОЖ

Масло, смазочно-охлаждающая, закалочная жидкость используется преимущественно для смазки и охлаждения движущихся деталей (подшипники и пр.).

Масло забирает на себя избыточную тепловую энергию и снижает трение деталей.

Для охлаждения масла используются специальные кожухотрубные теплообменники – маслоохладители.

В роли хладагента для масла используется преимущественно вода. Также для охлаждения масла применяют воздушные конденсаторы, которые менее эффективны в сравнении с жидкостными теплообменниками.

Оборудование с охлаждаемым гидравлическим контуром требует особого контроля температурного режима т.к. при повышении температуры происходит перегрев и износ оборудования.

Расчёт чиллера. Расчёт мощности охлаждения.

Онлайн калькулятор
В данной статье приведёны примеры расчёта мощности охлаждения для технологических процессов наиболее часто встречающихся на промышленных предприяниях.

При подборе чиллера основной задачей является определение требуемой мощности охлаждения. От этого параметра будут зависеть и мощность чиллера и размер и выбор схемы всей системы охлаждения в целом.

В данной статье мы рассмотрим несколько простых вариантов расчёта чиллера для охлаждения, которые в основном могут понадобиться для расчёта мощности охлаждения различных технологических процессов на производстве.

Мощность охлаждения или нагрева, или, другими словами, тепловая мощность и мощность охлаждения определяется как быстрота выделения тепла и равна отношению количества теплоты ко времени, в течение которого она выделялась:

N = Q/t

Как известно, количество теплоты в общем виде зависит от массы, теплоёмкости тела, разницы начальной и конечной температур и определяется формулой:

В том случае если начальная температура больше конечной количество теплоты будет отрицательным, тело охлаждается. Если положительным — нагревается.

Подставляя значение количества теплоты в формулу тепловой мощности получаем:

N = mc∆T/t

Из формулы видим, что мощность охлаждения или нагрева зависит от массы, теплоёмкости изменения температуры и времени.

Представив формулу в виде:

N = m/t*c∆T

Видим, что отношение массы ко времени — это массовый расход. Соответственно представляя массу как произведение объёма на плотность легко получить формулу мощности охлаждения для некоторого объёма вещества или объёмного расхода вещества. А именно:

N=ρV/∆t*c∆T

Оперируя этими двумя формулами, мы можем вычислить мощность нагрева и охлаждения любого тела без перехода фазового состояния.

Значения плотности и теплоёмкости берём из Таблицы плотности и теплоёмкости некоторых веществ, или находим в стправочниках.

Пример 1

Допустим нам необходимо охладить полиэтиленовый гранулят массой 5 тонн после формования за 1 час. Температура после формования, например 220 0С. Температура до которой необходимо охладить – 60 0С. Зная теплоёмкость полиэтилена равную 2,2 (кДж*кг*0С), используем формулу нахождения мощности через массу:

N=(5000 (кг))/(3600 (с))*2,2(кДж/(кг*0С))*160(0С)=488,89(кВт)

Мощность необходимая для охлаждения 5-ти тонн полиэтилена за 1 час равна 490 кВт.

Пример 2

Далее рассмотрим пример вычисления мощности охлаждения некоторого объёма жидкости. Возьмём для примера 2000 л молока после приёмки и охладим его до необходимой температуры 2-4 0С за 2 часа.

Подставляя всё в формулу вычисления мощности через объём и плотность получаем:

N=(2 (м3)*1018 (кг/м3))/(7200 (c))*3,93 (кДж/(кг*0С))*37(0С)=41,12(кВт)

Мощность необходимая для охлаждения 2000 л парного молока за 2 часа равна 41,12 кВт.

Пример 3

В следующем примере рассмотрим охлаждение технологического процесса, охлаждаемого проточной водой, с целью перевести охлаждение на циркуляционное.

Для вычислений нам понадобятся расход воды и температура на входе в охлаждаемое оборудование и на выходе из него.

Предположим, что расход охлаждающей воды составил 4 м3/час, температура на входе 15 0С, а на выходе 45 0С.

Используем соответствующую формулу:

N=(4(м3/час)*1000(кг/м3))/(3600 (c))*4,19(кДж/(кг*0С))*30(0С)=139,67(кВт)

В целом, используя приведённые три примера возможно рассчитать мощность охлаждения для большинства технологических процессов на производстве.

Когда мощность охлаждения нам известна следует определиться с тем какая температура должна быть на входе в охлаждаемое оборудование. Чаще всего, этот параметр определить не сложно. Он либо прописан в инструкции по эксплуатации, либо понятен из опыта эксплуатации оборудования.

Если у вас остались вопросы, Вы можете задать их нам по телефону

Процессы охлаждения

Принцип работы любого теплообменника основан на разнице потенциала двух различных сред, разделенных перегородками. Хладагент, имеющий более низкую температуру, забирает себе тепловую энергию охлаждаемой среды, в результате чего мы можем снизить ее температуру до любых необходимых нам значений.

Наиболее широкое распространение в промышленности получили пластинчатые, кожухотрубные и теплообменники типа «труба в трубе». Кроме основной функции охлаждения, они могут выполнять ряд дополнительных задач – конденсацию, испарение и смешение фаз одной среды.

Каждый тип теплообменника имеет свои особенности, успешно применяемые в отдельных отраслях промышленности. К примеру, в пищевой промышленности высокой популярностью пользуются пластинчатые паяные теплообменники, которое обеспечивают эффективное поточное охлаждение продукции.

Современные системы энергосбережения

Российские производства уверенно переходят на энергосберегающие технологии – менее затратные и более экологичные. Благодаря рекуперативным установкам утилизируемую тепловую энергию можно использовать в нуждах производства, а не сбрасывать в атмосферу по устаревшим методикам. В финансовом эквиваленте закупка и монтаж рекуператора окупается в течение 1-3 лет, лишнее тепло можно использовать:

Подбор оборудования для систем охлаждения производственных процессов имеет множество нюансов и выполнить его может только квалифицированный инженер, после детального изучения производственного цикла и необходимых расчетов.

Как должна работать установка водяного охлаждения в резервуарном парке?

Водяное охлаждение – обязательный элемент комплексной системы пожаротушения резервуарного парка. Для водяного охлаждения резервуаров применяются стационарные установки и передвижная пожарная техника. Согласно СП 155.13130.2014 «Склады нефти и нефтепродуктов», расчетная продолжительность охлаждения загоревшегося и соседних резервуаров (наземных) составляет соответственно 4 и 6 часов.

Зачем нужна установка водяного охлаждения

Пожарная безопасность резервуарных парков

При возникновении пожара в стальном резервуаре с нефтепродуктом его стенки быстро накаляются до температуры минимум 700 °C. Применение пены низкой кратности и генераторов пены КНП «Вега» с мягким веерным способом подачи рабочего раствора пенообразователя внутрь резервуара способствует охлаждению стенок в зонах подачи пены. Для охлаждения стенок по периметру согласно требованиям норм необходимы кольца (полукольца, секции) орошения.

Основной риск при ликвидации пожаров – повторное возгорание. Его причиной может стать самовоспламенение горючей жидкости от высокой температуры самого резервуара. Поэтому стандарты предусматривают резервное применение пенного пожаротушения, и обязательное водяное охлаждение. На объекте должен содержаться запас воды и пенообразователя для приготовления трехкратного расхода рабочего раствора на один пожар.

Водяное охлаждение резервуарного парка может обеспечиваться:

Стандарты водяного охлаждения в резервуарном парке

Горящий резервуар следует охлаждать по всей длине окружности его стенки. При угрозе распространения пожара на соседние резервуары следует охлаждать их по длине полуокружности или четверти, обращенной к горящему резервуару.

Согласно СП 155.13130 нормативная интенсивность подачи воды на охлаждение должна приниматься со следующими значениями:

Таблица 13. Нормативные интенсивности подачи воды на охлаждение

Охлаждение наземных резервуаров объемом менее 5000 м3 допускается мобильными средствами пожаротушения.

При проектировании установок водяного охлаждения необходимо предусматривать технические решения для:

— промывки трубопроводов, включая кольца орошения, в период эксплуатации;

— устройства слива воды из сухотрубов установки охлаждения после окончания работы;

— проведения испытаний с замером давления на уровне колец орошения;

— защиты от засорений с помощью универсальных пожарных фильтров «Тауэр».

Подводящие трубопроводы установки водяного охлаждения резервуара рекомендуется оснащать узлами для подключения пожарной техники (УПТ) для использования при низком давлении в магистральном водопроводе.

Источник