Методика подбора водоохлаждающих установок — чиллеров
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.
Пример 1
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
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=4,2х17/4,2×5=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).
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.
| 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
P = количество перерабатываемой продукции кг/час
K = ккал/кг ч (теплоемкость материала)
PVC (+30% plasticiser)
2. Учет горячего канала
Мощность охлаждения Q = Pr x 860 x K
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
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)
