Методика подбора водоохлаждающих установок — чиллеров
Определить требуемую холодопроизводительность можно в соответствии с исходными данными по формулам (1) или (2).
Исходные данные:
- объемный расход охлаждаемой жидкости G (м3/час);
- требуемая (конечная) температура охлажденной жидкости Тk (°С);
- температура входящей жидкости Тн (°С).
Формула расчета требуемой холодопроизводительности установки для охлаждения воды: - (1) Q (кВт) = G x (Тн – Тk) x 1,163
Формула расчета требуемой холодопроизводительности установки для охлаждения любой жидкости: - (2) Q (кВт) = G x (Тнж– Тkж) x Cpж x ρж / 3600
Cpж – удельная теплоемкость охлаждаемой жидкости, кДж/(кг*°С), ρж – плотность охлаждаемой жидкости, кг/м3.
Таблица — удельная теплоемкость веществ.
Пример 1
Требуется чиллер холодопроизводительностью Qo=16 кВт. Температура воды на выходе Тк=5°С. Расход воды равен G=2000 л/ч. Температура окружающей среды 30°С. Решение
1. Определяем недостающие данные.
Перепад температур охлаждаемой жидкости ΔТж=Тнж-Ткж=Qo х 3600/G х Срж x ρж = 16 x 3600/2 x 4,19 x 1000=6,8°С, где
- G=2 м3/ч — расход воды;
- Ср=4,19 кДж/(кг х °С) — удельная теплоемкость воды;
- ρ=1000 кг/м3 — плотность воды.
2. Выбираем схему водоохлаждающей установки. Перепад температур ΔТж=6,8~7°С, выбираем однонасосную схему. Если дельта температур больше 7 градусов, то используем двухнасосную схему. 3. Температура жидкости на выходе из испарителя Тк=5°С.
4. Выбираем водоохлаждающую установку, которая подходит по требуемой холодопроизводительности при температуре воды на выходе из установки 5°С и температуре окружающего воздуха 30°С.
После просмотра таблиц (каталог чиллеров) определяем, что водоохлаждающая установка ВМТ-20 удовлетворяет этим условиям. Холодопроизводительность 16.3 кВт, потребляемая мощность 7,7 кВт.
Пример 2
Имеется бак объемом V=5000 л, в который заливают воду с температурой Тнж =25°С. В течение 3 часов требуется охладить воду до температуры Ткж=8°С. Расчетная температура окружающего воздуха 30°С. 1. Определяем потребную холодопроизводительность.
- перепад температур охлаждаемой жидкости ΔТж=Тн — Тк=25-8=17°С;
- расход воды G=5/3=1,66 м3/ч
- холодопроизводительность Qо=G х Ср х ρж х ΔТж/3600=1,66 х 4,19 х 1000 х 17/3600=32,84 кВт.
где Срж=4,19 кДж/(кг х°С) — удельная теплоемкость воды;
ρж=1000 кг/м3 — плотность воды. 2. Выбираем схему водоохлаждающей установки. Однонасосная схема без использования промежуточной емкости.
Перепад температур ΔТж =17>7°С, определяем кратность циркуляции охлаждаемой жидкости n=Срж х ΔTж/Ср х ΔТ=4,2х17/4,2x5=3,4
где ΔТ=5°С — температурный перепад в испарителе.
Тогда расчетный расход охлаждаемой жидкости G= G х n= 1,66 x 3,4=5,64 м3/ч.
3. Температура жидкости на выходе из испарителя Тк=8°С.
4. Выбираем водоохлаждающую установку, которая подходит по требуемой холодопроизводительноСти при температуре воды на выходе из установки 8°С и температуре окружающего воздуха 28°С После просмотра таблиц определяем, что холодопроизводительность установки ВМТ-36 при Токр.ср.=30°С холодопроизводительность 33,3 кВт, мощность 12,2 кВт.
Пример 3. Для экструдеров, термопластавтомата (ТПА).
Требуется охлаждение оборудования (экструдер 2 шт., миксер горячего смешения 1 шт., ТПА 2 шт.) системой оборотного водоснабжения. В качестве хладоносителя применятся вода с температурой +12°С. Экструдер в количестве 2шт. Расход ПВХ на одном составляет 100кг/час. Охлаждение ПВХ с +190°С до +40°С
Q (кВт) = (М (кг/час) х Сp (ккал/кг*°С) х ΔT х 1,163)/1000;
Q (кВт) = (200(кг/час) х 0.55 (ккал/кг*°С) х 150 х 1,163)/1000=19.2 кВт.
Миксер горячего смешения в количестве 1 шт. Расход ПВХ 780кг/час. Охлаждение с +120°С до +40°С:
Q (кВт) = (780(кг/час) х 0.55 (ккал/кг*°С) х 80 х 1,163)/1000=39.9 кВт.
ТПА (термопластавтомат) в количестве 2шт. Расход ПВХ на одном составляет 2,5 кг/час. Охлаждение ПВХ с +190°С до +40°С:
Q (кВт) = (5(кг/час) х 0.55 (ккал/кг*°С) х 150 х 1,163)/1000=0.5 кВт.
Итого получаем суммарную холодопроизводительность 59,6 кВт.
Необходимая холодопроизводительность чиллера для ТПА: |
| Масса ПВХ, [кг] |
| Температура нагретого ПВХ, [°С] |
| Температура охлажденного ПВХ, [°С] |
| Необходимая холодопроизводительность, кВт |
| |
Пример 4. Методики расчета хладопроизводительности.
1. Теплоотдача материала
Мощность охлаждения Q = P x K |
где:
P = количество перерабатываемой продукции кг/час
K = ккал/кг ч (теплоемкость материала)
Пластики:
Материал | Теплоемкость |
ABS | 130 |
ACRYLIC | 75 |
NYLONS | 180 |
PET (GENERAL) | 150 |
POLYCARBONATE | 70 |
H.D. PLYTHENE | 200 |
L.D. POLYTHENE | 180 |
POLYSTYRENE | 120 |
POLYPROPYLENE | 150 |
PVC | 120 |
PVC (+30% plasticiser) | 130 |
Металлы:
Материал | Теплоемкость |
ALUMINIUM | 215 |
ZAMA | 125 |
BRASS | 108 |
2. Учет горячего канала
Мощность охлаждения Q = Pr x 860 x K |
Где:
Pr = мощность горячего канала в Квт
860 ккал/час = 1 КВт
K = поправочный коэфициент (обычно 0.3):
K = 0.3 для изолированного ГК
3. Охлаждение масла для литьевой машины
Мощность охлаждения Q = PM x 860 x K |
Где:
Pm = мощность двигателя масляного насоса кВт
k = 0.6 для быстрого цикла
КОРРЕКЦИЯ МОЩНОСТИ ЧИЛЛЕРА (ОРИЕНТИРОВОЧНАЯ ТАБЛИЦА) | ТЕМПЕРАТУРА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (°C) |
ВОДА (°C) | + 15 | + 20 | + 25 | + 30 | + 35 | + 40 | + 45 |
- 5 | 0.51 | 0.48 | 0.45 | 0.41 | 0.38 | 0.35 | 0.32 |
- 2 | 0.60 | 0.58 | 0.54 | .,51 | 0.48 | 0.45 | 0.41 |
+ 0 | 0.65 | 0.62 | 0.58 | 0.54 | 0.51 | 0.48 | 0.44 |
+ 4 | 0.74 | 0.71 | 0.67 | 0.63 | 0.59 | 0.56 | 0.52 |
+ 7 | 0.83 | 0.80 | 0.75 | 0.70 | 0.66 | 0.62 | 0.57 |
+ 10 | 0.92 | 0.89 | 0.83 | 0.78 | 0.74 | 0.70 | 0.65 |
+ 12 | 0.98 | 0.96 | 0.90 | 0.84 | 0.79 | 0.75 | 0.70 |
+ 13 | 1.02 | 0.99 | 0.93 | 0.87 | 0.82 | 0.78 | 0.72 |
+ 14 | 1.05 | 1.03 | 0.96 | 0.91 | 0.85 | 0.81 | 0.74 |
+ 15 | 1.09 | 1.07 | 1.00 | 0.94 | 0.88 | 0.84 | 0.6 |
+ 18 | 1.20 | 1.19 | 1.11 | 1.04 | 0.98 | 0.93 | N.U. |
Приблизительный расчет мощности при отсутствии других параметров для тпа. Усилие смыкания | Производительность (кг/час) | На масло (ккал/час) | На формы (ккал/час) | Всего (ккал/час) |
30-45-50 | 115 | 6,000 | 2,000 | 8,000 |
60-65-70 | 150 | 8,000 | 3,000 | 11,000 |
80-95-100 | 235 | 10,000 | 4,000 | 14,000 |
110-135-150 | 415 | 15,000 | 7,000 | 22,000 |
160-190-200 | 585 | 16,000 | 8,000 | 24,000 |
210-270-300 | 1,000 | 20,000 | 12,000 | 32,000 |
310-380-400 | 1,680 | 22,000 | 18,000 | 40,000 |
410-520-600 | 2,830 | 30,000 | 25,000 | 55,000 |
610-675-700 | 3,600 | 35,000 | 35,000 | 70,000 |
710-830-900 | 4,780 | 45,000 | 45,000 | 90,000 |
910-1050-1100 | 8,250 | 55,000 | 55,000 | 110,000 |
1200-1350-1400 | 12,385 | 65,000 | 65,000 | 130,000 |
1500-1600-1700 | 16,450 | 70,000 | 70,000 | 140,000 |
1800-1850-1900 | 17,715 | 75,000 | 75,000 | 150,000 |
Корректировочный коэфициент:
| Масло | Форма |
| 0.6 | 0.4 |
Средний цикл | 0.7 | 0.5 |
Быстрый цикл | 0.8 | 0.6 |
Например:
ТПА с усилием смыкания 300 тонн и с циклом 15 секунд (средний)
Приблизительная хладопроизводительность:
Масло: Qмасла = 20,000 x 0.7 = 14,000 ккал/час = 16.3 КВт
Форма: Qформы = 12,000 x 0.5 = 6,000 ккал/час = 7 КВт
По материалам компании Илма Технолоджи
Материалы для литья пластмассы Обозначение | Название | Плот-ность (23°С), г/см3 | Технологические характеристики |
Темп. экспл., °С | Атмо-сферо-стойкость (УФ-излучение) | Температура, °С |
Между-народное | Русское | Min | Мax | Формы | Пере-работки |
ABS | АБС | Акрилонитрил бутадиен стирол | 1.02 — 1.06 | -40 | 110 | Не стоек | 40-90 | 210-240 |
ABS+PA | АБС + ПА | Смесь АБС-пластика и полиамида | 1.05 — 1.09 | -40 | 180 | Удовл | 40-90 | 240-290 |
ABS+PC | АБС + ПК | Смесь АБС-пластика и поликарбоната | 1.10 — 1.25 | -50 | 130 | Не стоек | 80-100 | 250-280 |
ACS | АХС | Сополимер акрилонитрила | 1.06 — 1.07 | -35 | 100 | Хорошая | 50-60 | 200 |
ASA | АСА | Сополимер стирола и акрилонитрила | 1.06 — 1.10 | -25 | 80 | Хорошая | 50-85 | 210-240 |
CA | АЦЭ | Ацетат целлюлозы | 1.26 — 1.30 | -35 | 70 | Хорошая стойкость | 40-70 | 180-210 |
CAB | АБЦ | Ацетобутират целлюлозы | 1.16 — 1.21 | -40 | 90 | Хорошая | 40-70 | 180-220 |
CAP | АПЦ | Ацетопропионат целлюлозы | 1.19 — 1.40 | -40 | 100 | Хорошая | 40-70 | 190-225 |
CP | АПЦ | Ацетопропионат целлюлозы | 1.15 — 1.20 | -40 | 100 | Хорошая | 40-70 | 190-225 |
CPE | ПХ | Полиэтилен хлорированный | 1.03 — 1.04 | -20 | 60 | Не стоек | 80-96 | 160-240 |
CPVC | ХПВХ | Хлорированный поливинхлорид | 1.35 — 1.50 | -25 | 60 | Не стоек | 90-100 | 200 |
EEA | СЭА | Сополимер этилена и этилен-акрилата | 0.92 — 0.93 | -50 | 70 | Не стоек | 60 | 205-315 |
EVA | СЭВ | Сополимер этилена и винилацетата | 0.92 — 0.96 | -60 | 80 | Не стоек | 24-40 | 120-180 |
FEP | Ф-4МБ | Cополимер тетрафторэтилена | 2.12 — 2.17 | -250 | 200 | Высокая | 200-230 | 330-400 |
GPPS | ПС | Полистирол общего назначения | 1.04 — 1.05 | -60 | 80 | Не стоек | 60-80 | 200 |
HDPE | ПЭНД | Полиэтилен высокой плотности | 0.94 — 0.97 | -80 | 110 | Не стоек | 35-65 | 180-240 |
HIPS | УПС | Ударопрочный полистирол | 1.04 — 1.05 | -60 | 70 | Не стоек | 60-80 | 200 |
HMWDPE | ВМП | Высоко-молекулярный полиэтилен | 0.93 — 0.95 | -269 | 120 | Удовл. | 40-70 | 130-140 |
In | И | Иономер | 0.94 — 0.97 | -110 | 60 | Удовл. | 50-70 | 180-220 |
LCP | ЖКП | Жидко-кристаллические полимеры | 1.40 — 1.41 | -100 | 260 | Хорошая | 260-280 | 320-350 |
LDPE | ПЭВД | Полиэтилен низкой плотности | 0.91 — 0.925 | -120 | 60 | Не стоек | 50-70 | 180-250 |
MABS | АБС-прозрач | Сополимер метилметакрилата | 1.07 — 1.11 | -40 | 90 | Не стоек | 40-90 | 210-240 |
MDPE | ПЭСД | Полиэтилен среднего давления | 0.93 — 0.94 | -50 | 60 | Не стоек | 50-70 | 180-250 |
PA6 | ПА6 | Полиамид 6 | 1.06 — 1.20 | -60 | 215 | Хорошая | 21-94 | 250-305 |
PA612 | ПА612 | Полиамид612 | 1.04 — 1.07 | -120 | 210 | Хорошая | 30-80 | 250-305 |
PA66 | ПА66 | Полиамид 66 | 1.06 — 1.19 | -40 | 245 | Хорошая | 21-94 | 315-371 |
PA66G30 | ПА66Ст30% | Стекло-наполненный полиамид | 1.37 — 1.38 | -40 | 220 | Высокая | 30-85 | 260-310 |
PBT | ПБТ | Полибутилен-терефталат | 1.20 — 1.30 | -55 | 210 | Удовл. | 60-80 | 250-270 |
PC | ПК | Поликарбонат | 1.19 — 1.20 | -100 | 130 | Не стоек | 80-110 | 250-340 |
PEC | ПЭК | Полиэфир-карбонат | 1.22 — 1.26 | -40 | 125 | Хорошая | 75-105 | 240-320 |
PEI | ПЭИ | Полиэфиримид | 1.27 — 1.37 | -60 | 170 | Высокая | 50-120 | 330-430 |
PES | ПЭС | Полиэфир-сульфон | 1.36 — 1.58 | -100 | 190 | Хорошая | 110-130 | 300-360 |
PET | ПЭТ | Полиэтилен-терефталат | 1.26 — 1.34 | -50 | 150 | Удовл. | 60-80 | 230-270 |
PMMA | ПММА | Полиметил-метакрилат | 1.14 — 1.19 | -70 | 95 | Хорошая | 70-110 | 160-290 |
POM | ПОМ | Полифор-мальдегид | 1.33 — 1.52 | -60 | 135 | Хорошая | 75-90 | 155-185 |
PP | ПП | Полипропилен | 0.92 — 1.24 | -60 | 110 | Хорошая | 40-60 | 200-280 |
PPO | ПФО | Полифенилен-оксид | 1.04 — 1.08 | -40 | 140 | Удовл. | 120-150 | 340-350 |
PPS | ПФС | Полифенилен-сульфид | 1.28 — 1.35 | -60 | 240 | Удовл. | 120-150 | 340-350 |
PPSU | ПАСФ | Полифенилен-сульфон | 1.29 — 1.44 | -40 | 185 | Удовл. | 80-120 | 320-380 |
PS | ПС | Полистирол | 1.04 — 1.1 | -60 | 80 | Не стоек | 60-80 | 200 |
PVC | ПВХ | Поливинил-хлорид | 1.13 — 1.58 | -20 | 60 | Удовл. | 40-50 | 160-190 |
PVDF | Ф-2М | Фторопласт-2М | 1.75 — 1.80 | -60 | 150 | Высокая | 60-90 | 180-260 |
SAN | САН | Сополимер стирола и акрилонитрила | 1.07 — 1.08 | -70 | 85 | Высокая | 65-75 | 180-270 |
TPU | ТЭП | Термопластичные полиуретены | 1.06 — 1.21 | -70 | 120 | Высокая | 38-40 | 160-190 |
"Комментарии"