Жидкостное охлаждение

Большинство производственных процессов во многих отраслях промышленности требуют особых температурных условий, и промышленное охлаждение воды, и других жидкостей (молока, вина, пива, газированных напитков) становится частью технологии производства.

Не только пищевая промышленность использует промышленное охлаждение воды, но и разные процессы в сферы фармацевтики и химической промышленности, а также в разных сферах при охлаждении пресс-форм, в вакуумных технологиях, в централизованном кондиционировании.

Промышленное охлаждение воды в установках оборотного водоснабжения применяется для охлаждения в шахтах и на морских судах, для охлаждения на птицефабриках и на скотобойне, при охлаждении промышленного оборудования, при производстве ледяной воды, необходимой при производстве пластмасс и в вакуумных установках, при охлаждении отдельного технологического оборудования (лазеры, томографы, экструдеры).

Как видим, промышленное охлаждение воды является важной составной частью любого производственного процесса. Чтобы наиболее эффективно решить поставленные производством задачи, промышленное охлаждение воды производится на установках охлаждения жидкостей или холодильных машинах (чиллерах), имеющих разные конструкции.

Типичное решение систем оборотного водоснабжения для понижения температуры промышленного оборудования разделяется на несколько схем:

1. Насосная схема на 1 или 2 насоса;

2. С выносным конденсатором или моноблоком;

3. Со встроенной емкостью или отдельным гидроблоком.

Чаще всего встречается ситуация, когда необходимо охлаждать группу технологических потребителей, причем требование к температуре охлаждающей жидкости довольно лояльное (от +10 до +20 градусов Цельсия). Такая рабочая ситуация применяется при охлаждении экструдеров, термопластавтоматов, для понижения температуры различного оборудования или вакуумных камер. В этом случае применяется схема с одним насосом (одноконтурная схема).

Схема состоит из холодильной части, емкости с охлаждающей жидкостью (водой), насоса, а на водоотводах устанавливаются датчик температуры охлаждающей жидкости (воды) и реле потока. Это замкнутый цикл, т.е. вода из емкости забирается насосом, через водоотводы поступает к оборудованию, охлаждая его, и возвращается в холодильную часть установки. Там вода остывает и поступает опять в емкость. Цикл замыкается. Насос постоянно работает, а вот холодильная часть установки периодически отключается по команде температурного датчика после срабатывания температурного реле. Холодильная машина вновь включается, когда температура воды поднимается до установленной величины.

Система охлаждения с двумя насосами применяется в ситуациях, когда требуется подача охлаждающей жидкости (воды) при высоком давлении либо с ограничением по расходу воды. К примеру, работа лазерных установок требует охлаждения при давлении охлаждающей жидкости в 6-8 атмосфер. В такой схеме работают 2 контура: первый контур холодильный агрегат — емкость-насос1, а второй контур — емкость-насос2-потребитель. Насос1 работает постоянно, а насос2 — с учетом требований потребителя охлаждающей жидкости.

Выносной конденсатор или моноблок применяется, когда есть необходимость выбросить излишне тепло воды, отобранное ею от охлажденного оборудования. Моноблок-конденсатор выбрасывает это накопившееся тепло прямо в воздух цеха, подогревая его. Если же выброс тепла может привести к перегреву воздуха в промышленном помещении, устанавливается выносной конденсатор на улице. Моноблок можно переместить на любое удобное место, и в этом его удобство. Относительно емкости охлаждающей жидкости (воды). Промышленное охлаждение воды может потребовать различный объем воды, и поэтому может быть использована встроенная емкость либо отдельный гидроблок. Если объем емкости не превышает одного кубометра, то ее можно поставить на одну раму с холодильным агрегатом. Если же требуется больший объем, то емкость для воды и насос укрепляются на отдельную раму.

Промышленное охлаждение воды в специальных установках — чиллерах — активно применяется в системах централизованного кондиционирования. Промышленный чиллер — это установка для охлаждения или подогрева теплоносителя (вода или тосол) и передачи теплоносителя с помощью системы трубопроводов в теплообменники — фанкойлы.

Удаление излишков тепла от работающего оборудования, людей и прочих источников повышенной температуры производится с помощью доводчиков — вентиляторных охладителей. Для них применяется термин «фанкойлы» - теплообменники с вентиляторами. Они берут холод или тепло от чиллера и охлаждают либо нагревают воздух помещения. Фанкойлы могут быть напольными, кассетными, канальными и прочими по вариантам исполнения. В этих устройствах для понижения температуры воздуха применяется холодная вода при температуре от семи до двеннадцати градусов Цельсия. Промышленное охлаждение воды осуществляется в чиллере — холодильном устройстве. Для очистки, нагрева воздуха и его увлажнения в зимний период применяется центральный кондиционер с несколькими секциями.

Отличительной особенностью системы чиллер-фанкойл по сравнению с фреоновым кондиционером является использование промежуточного теплоносителя — воды, охлажденной посредством чиллера.

Централизованное кондиционирование с помощью системы чиллер-фанкойл имеет большие преимущества на объектах со множеством помещений или при большой площади помещений, так как можно присоединить к одному чиллеру множество фанкойлов. Большое значение имеет и то, что есть возможность регулировать не только общий температурный режим для всей системы, но и задать тепловой режим для каждого фанкойла. Таким образом можно в любом помещении поддерживать требуемую температуру.

Фанкойл может быть отстранен от чиллера на любое расстояние. При монтаже всей системы централизованного кондиционирования применяются обычные водопроводные трубы. Чиллер устанавливается обычно на крыше, что очень выгодно: не требуется выделять место внутри здания или во дворе.

Промышленные технологии ( промышленное охлаждение воды) используются для получения ледяной воды, так необходимой для ледовых катков и в некоторых производственных процессах.

Промышленное охлаждение воды до температуры 1.52 градуса Цельсия в настоящее время производится в пластинчатых испарителях. Разработано много вариантов обращения рабочих сред в пластинчатом испарителе в соответствии с требованиями к потерям давления, к направлению циркуляции, турбулентности и т.п. Но общий принцип действия всех схем одинаков:

Промышленное охлаждение воды происходит при движении охлаждаемой воды и хладагента по разные стороны гофрированных пластин. Пластины при этом являются теплопередающей поверхностью. Хладагент отводит тепло от воды и в результате температура воды снижается до требуемой температуры. Это промышленное охлаждение воды до столь низкой температуры требует тщательного контроля: возможно замерзание воды в каналах пластинчатого испарителя и повреждение установки. Промышленное охлаждение воды — это сложный технологический процесс, требующий контроля температуры охлаждения и других параметров.