Чиллер для термоформовочной машины: расчёт, подбор, производство

Коробление изделий, «плавающие» размеры, длинный цикл и конденсат на форме — типичные последствия нестабильного охлаждения формовочного инструмента. Чиллеры ВМТ-Ксирон подают на форму воду или гликоль с температурой +5…+15 °C и держат её с точностью ±1 K при пульсирующей нагрузке термоформовки. Мы производим чиллеры для термоформовочных и вакуумформовочных машин, рассчитываем мощность под вашу производительность и поставляем оборудование по России, Казахстану и Беларуси.

• +5…+15 °Cна выходе в стандартном исполнении
• ±1 Kточность поддержания температуры
• 2–10 барнапор насоса под сопротивление форм
• Нагревопция прогрева формы при запуске
• RS-485 / Modbusи сухие контакты для связи с машиной

Чем чиллер для термоформовки отличается от стандартного

Термоформовка предъявляет к охлаждению требования, которых нет у кондиционирования или охлаждения ёмкостей. Охлаждение форм здесь ближе к охлаждению пресс-форм литья под давлением, но со своей спецификой. Ниже — особенности процесса и то, как они решены в чиллерах ВМТ-Ксирон.

Чиллер для охлаждения воды с функцией нагрева

Как рассчитать мощность чиллера для термоформовки

Способ 1. По массе перерабатываемого листа

Основное тепло, которое снимает форма, — это тепло отформованного листа, остывающего от температуры формования до температуры съёма изделия:

G — производительность машины по листу, кг/ч; c — средняя теплоёмкость материала, кДж/(кг·K); t_ф — температура листа при формовании, °C; t_с — температура изделия при съёме, °C. К результату добавляют запас 20–30 % на тепло от нагревателей и потери в трубопроводах.

Пример расчёта. Производительность 200 кг/ч, для примера принято c = 1,7 кДж/(кг·K), лист формуется при 150 °C и снимается при 60 °C:
Q = 200 × 1,7 × 90 / 3600 = 8,5 кВт; с запасом 25 % — около 10,6 кВт. Этим параметрам соответствует чиллер холодопроизводительностью 11 кВт при +15 °C на выходе. Для своего материала подставьте теплоёмкость и температуры из технологической карты.

Способ 2. По расходу и перепаду температуры

Если машина уже работает, например на проточной воде, измерьте расход через формы и температуру воды на входе и выходе:

Этот расчёт выполняет форма подбора в режиме «По расходу воды». Обратная задача — какой расход нужен при заданной мощности и перепаде на форме:

Для воды. При малом перепаде на форме расход в 1,5–2,5 раза выше, чем при стандартных 5 K, — это нужно учитывать при выборе насоса и диаметров трубопроводов. Диаметры медных и стальных линий удобно проверить в калькуляторе LineSize.

Температура воды на форму и точка росы

Слишком холодная форма в тёплом влажном цеху покрывается конденсатом. Влага попадает на лист и оставляет дефекты на поверхности изделия. Поэтому температура воды на форму должна быть выше точки росы воздуха в цеху:

Значения в таблице — точка росы. Зимой форму можно охлаждать водой +8…+10 °C, а летом в цеху с температурой 25 °C и влажностью 60 % вода ниже +17 °C уже вызывает конденсацию. Если нужна низкая температура формы летом, воздух в зоне формования осушают. Опция нагрева позволяет прогреть форму перед пуском, чтобы на ней не выпадала влага, пока машина выходит на режим.

Щит управления чиллером

Исполнения чиллера для термоформовочного производства

Моноблок с воздушным конденсатором

Все узлы — компрессор, испаритель, конденсатор, насос и бак — в одном корпусе. Минимум монтажа: чиллер подключается к машине трубопроводами и к сети. Подходит, если в помещении достаточно объёма воздуха и его вентиляция справляется с теплом конденсатора. Наружный воздух для стандартного исполнения — до +30 °C, с увеличенным конденсатором — до +35 °C.

Чиллер в моноблочном исполнении

Чиллер с выносным воздушным конденсатором

Конденсатор выносится на улицу, и тепло, снятое с форм, не возвращается в цех. Это особенно важно рядом с термоформовочной машиной, нагреватели которой и так прогревают помещение. Дополнительно снижается шум у рабочего места.

• Стандартное удаление: до 15 м между чиллером и конденсатором.
• До 50 м: с маслоотделителем, который обеспечивает возврат масла в компрессор.
• Размещение: на площадке у здания (удобнее всего для обслуживания, желателен козырёк от снега), на стене (с учётом вибрации и нагрузки на конструкцию) или на крыше (с учётом ветровой и снеговой нагрузки и доступа для обслуживания).

Чиллер с выносным конденсатором

Чиллер со встроенным фрикулингом

При температуре воды на форму +12…+15 °C наружный воздух большую часть холодного сезона сам охлаждает гликоль, и компрессоры работают меньше или выключаются. Чиллеры ВМТ-Ксирон со встроенным фрикулингом изготавливаются по техническому заданию. Подробнее — в разделах чиллеры с фрикулингом и как работает фрикулинг.

Гидравлика и водоподготовка

• Насос: чугунный или из нержавеющей стали, напор от 2 до 10 бар. Подбирается по суммарному сопротивлению форм, шлангов и быстроразъёмных соединений.
• Байпас: механический или электронный (регулирующая задвижка). Защищает насос, когда часть форм отключена или контур перекрыт.
• Бак: открытый (атмосферный), из ПВХ; по запросу — из нержавеющей стали. Если на стороне машины нужен свой насос, он устанавливается только рядом с баком чиллера.
• Фильтр: входит в комплект и защищает каналы формы и теплообменник от загрязнений.
• Гликоль: применяют при наружном расположении трубопроводов или для защиты от замерзания. Концентрацию подбирают так, чтобы температура замерзания раствора была на 5–10 K ниже минимальной температуры на выходе чиллера. Для алюминиевых форм используйте ингибированный гликоль, совместимый с алюминием.

Интеграция чиллера с термоформовочной машиной

Чиллер подключается к контуру охлаждения формы и к системе управления машины. Через сухие контакты в машину передаётся сигнал аварии: при остановке охлаждения машина прекращает цикл, а не формует брак. По RS-485 / Modbus температуры, состояние насосов и компрессоров, аварии выводятся в диспетчерскую или на панель линии.

Если нужны разные температуры. Один чиллер ВМТ-Ксирон выдаёт одну температуру на выходе. Для потребителей с другим температурным режимом — например, охлаждаемых валков на линии «экструдер + термоформовка» — ставят отдельный чиллер. Охлаждение экструдеров и термопластавтоматов описано на странице чиллер для экструдера и ТПА.

Компрессор чиллера

Экономика: чиллер вместо проточной воды

Небольшие вакуумформовочные участки часто охлаждают формы водой из водопровода со сбросом в канализацию. Расчёт для нагрузки из примера выше (10,6 кВт), перепада 10 K и 2000 часов работы в год при тарифах Москвы 2026 года (вода 66,87 руб/м³ + водоотведение 52,48 руб/м³):

• Расход воды: 10,6 / (1,163 × 10) = 0,91 м³/ч.
• За год: 0,91 × 2000 = 1823 м³.
• Стоимость: 1823 × 119,35 = около 217 600 руб/год только за воду и водоотведение.

Чиллер работает на замкнутом контуре и расходует только электроэнергию. Её стоимость считается по потребляемой мощности выбранной модели (показана в результатах подбора) × 2000 ч × 8,00 руб/кВт·ч. Кроме того, температура водопроводной воды меняется по сезонам, а чиллер держит её постоянной.

Монтаж и пусконаладка

• Расчёт: мощность по производительности машины, расход и напор насоса по схеме форм, исполнение (моноблок, выносной конденсатор, фрикулинг).
• Размещение: свободный доступ воздуха к конденсатору и место для обслуживания. Для выносного конденсатора — трассы и перепады высот.
• Подключение: трубопроводы к коллекторам форм, питание, сухие контакты или RS-485 к машине.
• Наладка: уставка температуры с учётом точки росы, настройка байпаса, проверка расхода на каждой форме.

Соленоидный клапан чиллера

Техническое обслуживание

• Фильтр: регулярная очистка, особенно в первые недели после подключения новых форм и трубопроводов.
• Каналы формы: периодическая промывка от накипи и отложений. Падение перепада температуры на форме при том же расходе — признак ухудшения теплосъёма.
• Конденсатор: очистка оребрения от пыли не реже раза в сезон. Грязный конденсатор снижает холодопроизводительность и повышает энергопотребление.
• Гликоль: контроль концентрации и pH, замена по мере срабатывания ингибиторов коррозии.
• Герметичность: проверка холодильного контура и гидравлики. Утечка хладагента снижает мощность и ведёт к перегреву компрессора.
• Насосы и компрессоры: контроль шума, вибрации и рабочих токов.
• Автоматика: проверка датчиков, уставок и прохождения сигнала аварии в машину.

Терморегулирующий вентиль (ТРВ) чиллера

Вопросы и ответы

Какая температура воды нужна для формы термоформовочной машины?

Обычно +8…+15 °C. Нижнюю границу определяет точка росы воздуха в цеху: вода должна быть теплее, иначе на форме выпадает конденсат. Чиллеры ВМТ-Ксирон в стандартном исполнении выдают +5…+15 °C.

Почему форма покрывается конденсатом и как это исправить?

Температура формы ниже точки росы воздуха в цеху. Поднимите температуру воды на выходе чиллера выше точки росы или осушите воздух в зоне формования. Перед пуском форму можно прогреть — чиллеры ВМТ-Ксирон выпускаются с функцией нагрева.

Можно ли подключить к одному чиллеру несколько термоформовочных машин?

Да, если им нужна одинаковая температура воды. Мощность суммируется, а насос подбирается по суммарному расходу и сопротивлению самой нагруженной ветки. Для потребителей с другой температурой нужен отдельный чиллер.

Что будет с машиной, если чиллер остановится?

Чиллер передаёт сигнал аварии через сухие контакты или по RS-485 / Modbus, и машина прекращает цикл. Двухконтурное исполнение позволяет продолжать охлаждение на одном контуре, если второй остановлен.

Моноблок или чиллер с выносным конденсатором?

Моноблок проще в монтаже, но отдаёт тепло в помещение. Выносной конденсатор уносит тепло на улицу — это лучше для цеха, где нагреватели машины уже повышают температуру. Стандартное удаление конденсатора — до 15 м, с маслоотделителем — до 50 м.

Нужен ли гликоль в контуре охлаждения формы?

Если трубопроводы или конденсатор проходят через неотапливаемые зоны, или температура на выходе ниже +5 °C — да. Концентрацию выбирают так, чтобы раствор замерзал на 5–10 K ниже минимальной температуры на выходе. Для алюминиевых форм нужен ингибированный гликоль.

Как узнать нужную мощность чиллера?

Умножьте производительность машины по листу (кг/ч) на теплоёмкость материала и на разницу температур формования и съёма, разделите на 3600 и добавьте 20–30 % запаса. Или пришлите модель машины, материал и производительность — рассчитаем сами.