8 (495) 984-74-92
8 (495) 226-51-87
Главная
Техническая информация
Водоохлаждающие установки - чиллеры
Методика подбора водоохлаждающих установок - чиллеров

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 = 16×3600/2×4,19×1000=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=1,66×4,19×1000×17/3600=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=4,2×17/4,2×5=3,4
где ΔТ=5°С — температурный перепад в испарителе.

Тогда расчетный расход охлаждаемой жидкости G= G х n= 1,66×3,4=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 150×1,163)/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 80×1,163)/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 150×1,163)/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

K = 0.5  для не изолированного ГК

3. Охлаждение масла для литьевой машины

Мощность охлаждения     Q =  PM x 860 x K

Где:

Pm = мощность двигателя масляного насоса кВт

860 ккал/ч = 1 кВт

K  =   скоростной коэффициент (обычно 0.5):

k = 0.4 для медленного цикла

k = 0.5 для среднего цикла

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

Медленный цикл

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 = 20,000×0.7 = 14,000 ккал/час = 16.3 КВт

Форма:                       Qформы =  12,000×0.5 = 6,000 ккал/час = 7 КВт

По материалам компании Илма Технолоджи

Материалы для литья пластмассы
Обозначение Название Плотность (23°С), г/см3 Технологические характеристики
Температура экспл., °С Атмосферостойкость (УФ-излучение) Температура, °С
Международное Русское Min Мax Формы Переработки
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 Высокомолекулярный 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 Жидкокристаллические 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% Стеклонаполненный полиамид 1.37 — 1.38 -40 220 Высокая 30-85 260-310
PBT ПБТ Полибутилентерефталат 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 Полиэфиркарбонат 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 Полиэфирсульфон 1.36 — 1.58 -100 190 Хорошая 110-130 300-360
PET ПЭТ Полиэтилентерефталат 1.26 — 1.34 -50 150 Удовл. 60-80 230-270
PMMA ПММА Полиметилметакрилат 1.14 — 1.19 -70 95 Хорошая 70-110 160-290
POM ПОМ Полиформальдегид 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 Полифениленоксид 1.04 — 1.08 -40 140 Удовл. 120-150 340-350
PPS ПФС Полифениленсульфид 1.28 — 1.35 -60 240 Удовл. 120-150 340-350
PPSU ПАСФ Полифениленсульфон 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 Поливинилхлорид 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"  

 
0 # Сергей 17.07.2017 13:33
Прошу пояснить, откуда взялся коэффициент удельной теплоемкости для ПВХ 0.55 (ккал/кг*°С)
"Ответить" | "Ответить с цитатой" | "Цитировать"
 

"Добавить комментарий"


"Обновить"

<< Чиллер или VRV   Определение объёма буферного бака >>