Прецизионный чиллер — холодильная установка термостатирования
Прецизионный чиллер — холодильная установка термостатирования, которая держит температуру жидкости с точностью ±0,1 °C в диапазоне от −30 до +100 °C. Одна установка и охлаждает, и нагревает: ПИД-регулятор сам переключает её между холодом и ТЭНом, когда тепловыделение объекта меняется. Прецизионные чиллеры ВМТ-Ксирон изготавливаем под заказ холодопроизводительностью до 10 кВт.
Отправить ТЗ на установкуСхема и принцип работы
Характеристики Отличия от серийного чиллера Схема Способы регулирования Применение Теплоноситель Подбор Термостатирование пресс-форм Вопросы
Характеристики прецизионного чиллера ВМТ-Ксирон
| Точность поддержания температуры | ±0,1 °C |
| Холодопроизводительность | до 10 кВт, большую мощность рассматриваем по запросу |
| Температура теплоносителя | от −30 до +100 °C в одной установке |
| Нагрев | встроенный ТЭН, ПИД-регулирование |
| Теплоноситель | вода, водные растворы гликолей |
| Гидравлический контур | герметичный с расширительным баком или с открытым баком; бак и насос из нержавеющей стали |
| Конденсатор | воздушного или водяного охлаждения |
| Температура окружающего воздуха | до +30 °C в стандартном исполнении, до +55 °C в жаростойком |
| Связь с АСУ ТП | интерфейс RS-485 / Modbus и дистанционное задание уставки — по запросу |
| Изготовление | под заказ, по техническому заданию |
Чем прецизионный чиллер отличается от серийного
Серийный чиллер охлаждает воду до уставки и останавливается, поэтому температура на выходе «гуляет» в пределах дифференциала. Прецизионная установка термостатирования устроена иначе: она не даёт температуре уйти от уставки ни при росте, ни при падении нагрузки.
| Параметр | Серийный чиллер ВМТ-Ксирон | Прецизионный чиллер ВМТ-Ксирон |
|---|---|---|
| Точность | ±1 °C | ±0,1 °C |
| Температура на выходе | +5…+15 °C на воде, на гликоле до −15 °C, до −30 °C под заказ | от −30 до +100 °C в одной установке |
| Нагрев | опция | встроенный, работает вместе с холодом через ПИД-регулятор |
| Регулирование холода | пуск и останов компрессора по уставке и дифференциалу | плавное: байпас горячего газа, инвертор, ЭРВ или компенсация ТЭНом — по задаче |
| Гидравлический контур | открытый бак из ПВХ | герметичный или открытый, бак и насос из нержавеющей стали |
| Мощность | 2–1000 кВт | до 10 кВт |
| Наличие | 5–25 кВт на складе, отгрузка за 1–3 дня | под заказ |
- Герметичная система: при температуре около +100 °C жидкость не выкипает, а на минусовых режимах гликоль не набирает влагу из воздуха и не меняет концентрацию. Кислород не попадает в контур, поэтому меньше коррозии у потребителя.
- Холод и нагрев в одном корпусе: установка компенсирует и экзотермические, и эндотермические реакции. Отдельный нагреватель и вторая система управления не нужны.
- Нержавеющая сталь: бак из ПВХ, как в серийной линейке, не выдерживает температуры до +100 °C.
Схема и принцип работы прецизионной установки термостатирования
- Возврат от потребителя — из рубашки реактора, лазера или стенда — проходит через испаритель, где холодильный контур забирает тепло.
- Герметичный бак с ТЭНом гасит колебания температуры и при необходимости догревает жидкость. Расширительный бак принимает тепловое расширение, предохранительный клапан защищает контур от избыточного давления.
- Насос подаёт жидкость потребителю. Датчик температуры стоит на подаче, сразу после насоса, — именно эту температуру установка держит с точностью ±0,1 °C.
- ПИД-контроллер сравнивает показания датчика с уставкой и плавно дозирует холод и нагрев. Компрессор не включается и не выключается на каждое отклонение, поэтому скачков температуры на подаче нет.
Подробнее о холодильном цикле — в статье принцип работы чиллера: схема и устройство.
Как достигается точность ±0,1 °C: способы регулирования
Точность определяет не мощность компрессора, а то, насколько плавно установка меняет отдаваемый холод. Ниже — способы, которые применяют в прецизионных чиллерах. Схему для конкретной установки инженер выбирает по нагрузке, диапазону температур и требованиям к энергопотреблению.
| Способ | Как работает | Особенности |
|---|---|---|
| Пуск и останов компрессора | Компрессор включается при «уставке + дифференциал» и останавливается на уставке | Так работают серийные чиллеры. Для точности ±0,1 °C не подходит: температура колеблется в пределах дифференциала |
| Компенсация ТЭНом | Холодильный контур работает непрерывно, а ТЭН по команде ПИД-регулятора догревает жидкость до уставки | Простая и очень точная схема. Часть энергии уходит на то, чтобы холод и нагрев гасили друг друга |
| Байпас горячего газа | Часть горячего газа после компрессора перепускается в испаритель, холодопроизводительность плавно снижается без остановки компрессора | Компрессор не «щёлкает» пусками. Энергопотребление при малой нагрузке почти не снижается |
| Инверторный компрессор | Частотный преобразователь меняет скорость компрессора под текущую нагрузку | Экономичнее остальных при переменной нагрузке. Ниже минимальной скорости нужна поддержка байпасом или ТЭНом |
| Электронный расширительный вентиль (ЭРВ) | Шаговый привод точно дозирует хладагент в испаритель | Стабилизирует кипение при меняющейся нагрузке. Работает в паре с одним из способов выше |
| Смесительный клапан | Трёхходовой клапан подмешивает к подаче охлаждённую жидкость в нужной пропорции | Быстро реагирует на изменение нагрузки у потребителя |
Кроме способа регулирования, на точность работают ёмкость бака (её тепловая инерция сглаживает скачки) и место установки датчика: он должен стоять на подаче к потребителю, а не в баке.
Где применяют прецизионные чиллеры
- Термостатирование реакторов: охлаждение и нагрев рубашки при экзо- и эндотермических реакциях, управление процессом кристаллизации.
- Радиоэлектроника и оптика: охлаждение термочувствительных элементов, лазерных излучателей и оптических систем, у которых длина волны и фокус зависят от температуры.
- Испытательные стенды: испытания новых материалов и симуляция заданной температуры на образце.
- Медико-биологические и лабораторные приборы: поддержание температуры с точностью ±0,1 °C в аналитическом и диагностическом оборудовании.
Если процессу достаточно точности ±1 °C, переплачивать за прецизионную установку не нужно: подойдёт серийный чиллер, например чиллер для лазера или чиллер для индукционного нагревателя.
Как выбрать жидкость для термостата: вода или гликоль
В прецизионных чиллерах ВМТ-Ксирон в качестве теплоносителя используют воду или водные растворы гликолей. Выбор зависит от нижней границы рабочего диапазона.
| Теплоноситель | Диапазон | Что учесть |
|---|---|---|
| Вода | от +5 до +100 °C | Высокая теплоёмкость и низкая вязкость: меньше расход и мощность насоса при той же нагрузке. При атмосферном давлении вода кипит при +100 °C, поэтому для работы у верхней границы нужен герметичный контур под избыточным давлением: при 1 бар избыточного давления вода закипает примерно при +120 °C. Для заполнения — подготовленная вода без солей жёсткости |
| Раствор гликоля | от −30 до +100 °C | Нужен, если уставка ниже +5 °C. Температура замерзания раствора должна быть на 5–10 K ниже минимальной температуры на выходе. Вязкость раствора выше, чем у воды, особенно на минусе, — это учитывают при выборе насоса |
Как рассчитать концентрацию раствора — на странице чиллер для охлаждения гликоля.
Как подобрать прецизионный чиллер
Для расчёта установки инженеру нужны:
- Тепловая нагрузка, кВт: сколько тепла выделяет или поглощает объект в самом тяжёлом режиме.
- Диапазон температур: минимальная и максимальная уставка — от этого зависят теплоноситель и исполнение контура.
- Требуемая точность: ±0,1 °C или достаточно ±0,5…1 °C.
- Объём контура и время выхода на режим: определяют мощность ТЭНа и запас холодопроизводительности.
- Место установки: температура воздуха в помещении или на улице. Выше +30 °C нужно жаростойкое исполнение, до +55 °C.
Время выхода на режим
Сколько установка будет греть или охлаждать контур от одной уставки до другой, оценивают по формуле:
где V — объём жидкости в контуре, л; ρ — плотность, кг/л; c — теплоёмкость, кДж/(кг·K); ΔT — изменение температуры, K; P — мощность нагрева или охлаждения, кВт. Результат — в секундах.
Пример: 100 л воды нужно нагреть с +20 до +80 °C ТЭНом 6 кВт. τ = 100 · 1 · 4,19 · 60 / 6 ≈ 4190 с, то есть около 70 минут. Это оценка без учёта теплопотерь и массы самого оборудования: реальное время будет больше.
Техническое задание на прецизионный чиллер
Инженер рассчитает установку и подготовит коммерческое предложение
Или напрямую: 8 (495) 984-74-92,
Термостатирование пресс-формы: термостат и чиллер
Термостат пресс-формы, или терморегулятор пресс-формы, нужен, чтобы поддерживать необходимую температуру жидкости при нагреве и охлаждении пресс-формы термоформовочной машины или термопластавтомата. От температуры пресс-формы зависят время цикла литья под давлением, механическая прочность изделия и качество его поверхности. Если температура уходит, растёт брак, а пресс-форма изнашивается раньше срока.
Термостаты пресс-форм мы не производим. Для них «Ксирон-Холод» поставляет чиллеры ВМТ-Ксирон, которые готовят охлаждающую воду +8…+12 °C. Подробнее — на странице чиллер для экструдера и ТПА.
Каков принцип функционирования термостатирующей установки
- Насос термостата забирает термостатирующую жидкость из ёмкости и подаёт её в каналы пресс-формы.
- Жидкость возвращается из пресс-формы обратно в ёмкость термостата.
- ПИД-регулятор блока управления сравнивает показания датчика температуры с уставкой и подаёт сигнал либо на ТЭН, либо на соленоидный клапан.
- Нагрев: ТЭН быстро нагревает жидкость в ёмкости.
- Охлаждение: соленоид открывает подачу охлаждающей воды от чиллера в теплообменник ёмкости. Пока соленоид закрыт, вода идёт через байпас обратно в чиллер.
Обычно такой термостат выполняют моноблоком на роликах с панелью управления и индикацией режима работы. Если уровень жидкости в ёмкости падает, клапан по сигналу уровнемера открывает линию долива.
Подобрать серийный чиллер для точности ±1 °C
Прецизионные установки рассчитываем по ТЗ — для них отправьте заявку. Если процессу хватает точности ±1 °C, подберите серийный чиллер ВМТ-Ксирон в калькуляторе.
Подобрать и купить чиллер
Быстрый подбор по мощности, кВт
Частые вопросы о прецизионных чиллерах
Чем прецизионный чиллер отличается от обычного?
Серийный чиллер включает и останавливает компрессор по уставке, поэтому температура на выходе колеблется в пределах ±1 °C. Прецизионный чиллер плавно дозирует холод и нагрев через ПИД-регулятор и держит температуру с точностью ±0,1 °C в диапазоне от −30 до +100 °C.
Какую мощность имеют прецизионные чиллеры ВМТ-Ксирон?
Холодопроизводительность до 10 кВт при точности ±0,1 °C. Установку большей мощности рассматриваем по запросу.
Можно ли использовать воду при температуре до +100 °C?
Да, в герметичном контуре под избыточным давлением: при 1 бар избыточного давления вода закипает примерно при +120 °C, поэтому при +100 °C она остаётся жидкой. Если уставка ниже +5 °C, нужен раствор гликоля.
Почему серийный чиллер не держит точность ±0,1 °C?
Компрессор серийного чиллера работает по принципу «включился — выключился»: он останавливается на уставке и запускается, когда температура вырастет на величину дифференциала. Для точности ±0,1 °C нужны плавное регулирование холода, нагрев и датчик на подаче к потребителю.
Можно ли управлять установкой из АСУ ТП?
Да. По запросу устанавливаем интерфейс RS-485 / Modbus и делаем дистанционное задание уставки.
Можно ли поставить прецизионный чиллер в жаркий цех?
Стандартное исполнение рассчитано на воздух до +30 °C. Для более жарких помещений делаем жаростойкое исполнение — до +55 °C.
Вы производите термостаты для пресс-форм?
Нет. Для термостатов пресс-форм и термопластавтоматов мы поставляем чиллеры ВМТ-Ксирон, которые готовят охлаждающую воду +8…+12 °C.
Есть ли прецизионные чиллеры на складе?
Нет, прецизионные установки изготавливаем под заказ по техническому заданию. На складе есть серийные чиллеры 5–25 кВт с точностью ±1 °C, их отгружаем за 1–3 дня.