気温 36°C の夏の午後、金型温度が 3°C 変動すると、射出成形ラインは 1 時間以内に不合格閾値を超えてしまう可能性があります。空冷式産業用チラーは、まさにそのような損失を防ぐために存在します。空冷式チラーは、金型、油圧回路、レーザー光学系、反応容器から熱を抽出し、冷却塔、補給水ライン、別個の凝縮器ループを使用せずに周囲の空気に熱を排出します。
プロセス温度制御を担当する製造エンジニアは、繰り返し発生する課題に直面しています。屋外の周囲温度が 1 日を通して変動する一方で、同じ生産ラインで異なる熱負荷を持つ異なる製品が稼働することがよくあります。空冷式産業用チラーは、単一の内蔵型冷凍パッケージで変動する負荷を吸収します。そのため、5 ～ 500 kW の範囲のプロセス冷却では依然として主流の構成となっています。
空冷工業用チラーは、プロセス流体を冷却し、回収した熱をフィン付き凝縮器コイルと軸流ファンを通じて周囲の空気に直接排出する蒸気圧縮冷凍システムです。専用の冷却水インフラから独立しながら、制御された設定値で冷水またはグリコールを継続的に供給します。
製造工場が空冷チラーを選択する理由
空冷式産業用チラーは、冷却塔システムの資本コストと水管理の負担を排除しながら、内蔵型パッケージで信頼性の高いプロセス冷却を提供するため、製造工場のデフォルトの選択肢です。
空冷ユニットは周囲の空気に対して凝縮するため、冷却塔、水処理薬品、凝縮水ポンプは必要ありません。チラーはプラントの床、屋外の鉄骨フレーム、または屋根に直接設置され、2 つのホース接続でプロセス ループに接続されます。このシンプルさは、プラスチック、食品および飲料、レーザー、溶接、機械加工の用途での人気を説明しています。
- 冷却塔なし、蒸発損失なし、ブローダウンやドリフトなし
- 配管がプロセスループに限定されるため、設置コストが削減されます。
- 多段ファンと複数のコンプレッサーが部分負荷動作に適合
- 周囲温度が上昇すると容量が低下するため、暑い気候のサイトではオーバーサイジングが必要になります
- 全負荷時の COP は、コンプレッサーのタイプに応じて通常 2.8 ～ 4.2
- 暑い日には凝縮圧力が高くなる
- メンテナンスはコイルの清掃とファンのチェックのみ
- 中央給水システムのない小規模から中規模の植物に最適
- 冷却された凝縮水により COP が 0.8 ～ 1.5 ポイント高くなることがよくあります
- 冷却塔、ポンプ、水処理、化学物質の投与が必要
- 既存のタワーを使用した約 300 kW 以上の経済性の向上
- サービス対象コンポーネントの増加に加え、レジオネラ属菌の管理業務も追加
プロセス冷却のコアサイジング基準
空冷式産業用チラーのサイジングは、測定されたプロセス熱負荷と必要な流出流体温度から始まります。ポンプ流量、凝縮器サイズ、冷媒充填量はすべて、これら 2 つの数値から導き出されます。
ほとんどのプラントは、既存の流量計と温度センサー、機械製造業者からの熱負荷データ、またはプロセス流体の直接テストの 3 つのソースのいずれかから負荷を取得します。支配方程式は、Q(kW) = 流量 (L/min) x デルタ T (°C) x 4.18 / 60 です。
熱負荷の計算手順
- 生産負荷が最大になった状態で、戻ってくる流体の温度と離れる流体の温度を記録します。
- 通常使用中のポンプと同じ動作点で流量を測定します。
- 上記の混合方程式を使用して熱負荷を計算します。
- 将来の回線延長のために 10 ～ 25% の安全係数を追加します。
- ローカル設計周囲温度の公称選択を修正します。
設計環境および流体の選択
空冷チラーの公称容量は、固定周囲温度 (通常は 35℃) で定格されます。 40°C 地域のプラントでは、選択の定格を約 8 ～ 12% 下げる必要があります。そうしないと、夏の最悪の時期にユニットが高圧保護を使用することになります。液体の選択も同様に重要です。普通の水は 5℃ 以上で使用できますが、温度が 5°C を下回る場合は水とグリコールの混合物が必須です。
| パラメータ | 代表的な範囲 | なぜそれが重要なのか |
| 放置流体温度 | プロセス温度は 7 ～ 15°C。 20 ～ 25°C 油圧 | コンプレッサーの選択、エバポレーターのサイズ、流体の選択を設定します。 |
| 設計周囲温度 | 公称 35°C。地元の夏のピークを使用 | コンデンサーのサイズと容量のディレートを決定します |
| ループ流量とデルタ T | 5°C デルタ T で 80 ～ 200 L/min | ポンプのデューティと蒸発器の熱交換を定義します |
| プロセス熱負荷 | ボックスおよびスクリューユニットの場合、通常 10 ～ 200 kW | モデル選択の出発点と安全率 |
| 流体組成 | 水または水-グリコール | 設定値を離れると 5°C 未満でグリコールが必要になります |
効率、部分負荷の動作、および運用コスト
運用コストはチラーを設置する前に決定されます。コンプレッサーのタイプ、凝縮器の設計、および部分負荷制御戦略により、今後 10 ～ 15 年間の効率範囲が決まります。
フルロード COP は始まりにすぎません。製造負荷が 100% 継続的に実行されることはほとんどないため、多くの場合、銘板の定格よりもステージングと制御の品質の方が重要です。以下のグラフは、一般的な空冷構成の周囲 35°C での代表的な全負荷 COP 値を示しています。
4 つの設計の選択肢により、製造ラインの実際の効率が向上します。
- 周囲温度が低下すると、多段ファンがコンデンサーの電力を削減します。
- 複数のコンプレッサーにより、部分負荷時のマッチングが向上します
- より大きな凝縮器表面積により、ヘッド圧力とコンプレッサーのリフトが低下します。
- 電子膨張弁は流量変化下でも安定した過熱度を維持します。
空冷、水冷、特殊なマシンタイプの構造的な比較については、次の文書をお読みください。 さまざまな産業用冷却用途に合わせた産業用チラーユニットの選択方法に関するガイド .
適切な空冷構成の選択
適切な構成は、コンプレッサーのレイアウト、パッケージング、ポンプの統合を負荷帯域、利用可能な床面積、およびプロセス温度の要件に適合させます。
小および中負荷用のボックスチラー
ボックスチラーはおよそ 5 ～ 80 kW をカバーし、タンク、ポンプ、コントローラーを 1 つのキャビネットに統合します。床面積が狭いプラスチック機械、レーザー光源、テストスタンドに適しています。上海スーニー冷凍設備有限公司は、 常温極低温空冷ボックスチラー 標準水温を下回る必要があるプロセス設定値用。
卸売周囲温度極低温空冷ボックスチラーのサプライヤー、会社 上海 Soouney 冷凍設備有限公司は、中国の周囲温度極低温空冷ボックスチラーの卸売業者、メーカーです。 製品を見る→ 高負荷および変動負荷用のスクリューチラー
80 ～ 100 kW を超えると、スクリュー コンプレッサーは部分負荷効率が向上し、連続使用下での耐用年数が長くなります。これらは、ペットフードの押出成形、大規模な射出プラント、および中央冷却ループの標準的な選択肢です。の シングルまたはダブルコンプレッサー構成の空冷スクリューチラー シフト間で負荷プロファイルが変化する場合でも、プラントに信頼できる経路を提供します。
卸売熱極低温シングル コンプレッサー ダブル コンプレッサー空冷スクリュー C 上海 Soouney 冷凍設備有限公司は、中国卸売熱極低温シングル コンプレッサー ダブル コンプレッサー空冷スクリュー コンプレッサーです。 製品を見る→ スペースに制約のあるライン向けの統合チラー
ラインがすでに混雑している場合、統合設計によりチラー、循環ポンプ、膨張タンク、制御装置がコンパクトなフレームにまとめられます。 Soouney の統合パッケージは次のように指定されています。 小型・低騒音・長寿命一体型チラー 、独立した工場室ではなく、工作機械の横に収まります。
卸売小型低騒音長いサービス時間簡単な操作統合冷却 上海 Soouney 冷凍設備有限公司は、中国の卸売小型サイズ、低騒音、長いサービス時間、簡単な操作、統合された冷却装置です。 製品を見る→ 同社のエンジニアリング チームは、一般的なカタログ評価ではなく、プロセス負荷に基づいてタンク容量、ポンプ ヘッド、および制御ロジックを決定します。 空冷チラーの製品範囲 では、上記の各構成について説明します。
- 現在の負荷を超える負荷帯域と将来の拡張マージン
- 4 つの側面すべてに利用可能な設置面積とサービススペース
- 必要な放置温度とそれに合わせて選択される流体
- オペレーターのワークステーション付近の騒音制限
- 設置場所の極端な周囲温度
設置、周囲制限、およびメンテナンス
凝縮器の空気流量、ポンプの配置、ユニットの隔離などの設置に関する決定によって、冷却装置が夏期の生産期間を通じてその設定値を許容範囲内に維持できるかどうかが決まります。
空冷コンデンサーは、利用可能なあらゆる空気と熱を交換します。高温の排出空気の再循環は最も一般的な現場エラーであり、暖かい日に静かに能力を低下させます。最終的な位置決めの前に、隙間を維持し、蔓延する塵から吸気口を保護し、空気の流れの方向を確認してください。
- 凝縮器の空気入口の前に少なくとも 1.5 メートルの空きスペースを確保してください
- 排出された熱い空気がユニット内に戻るのを防ぎます。
- 冬時間帯が 10°C を下回る場合の低周囲制御を指定する
- チラーがプロセスエリアの近くにある場合は、防振パッドに取り付けてください
- 粉塵や繊維負荷のあるプラントのコイル洗浄アクセスを計画する
大規模プラントの場合、スクリュー機械と遠心式代替機械を比較検討します。 空冷スクリューチラーとターボ冷凍機のガイド 負荷境界と効率のトレードオフを大規模にカバーします。
よくある質問
自分のプロセスに合わせて空冷式産業用チラーのサイズを設定するにはどうすればよいですか?
最大生産負荷での戻り水温と流出水温と流量を測定し、Q(kW) = 流量 x デルタ T x 4.18 / 60 を適用し、10 ～ 25% の安全係数を追加して、ローカル設計周囲環境に合わせて補正します。 5°C デルタ T での 400 L/min ループの場合、デューティは約 139 kW です。
空冷式産業用チラーは高い周囲温度でも動作しますか?
敷地条件で選択した場合は可能です。標準定格は周囲温度 35°C を想定しています。 40 ～ 45°C の地域では、ユニットのサイズを 8 ～ 15% 大きくするか、追加の凝縮器表面を備えた高周囲バージョンを指定してください。
空冷式産業用チラーはどのようなプロセス温度を供給できますか?
標準パッケージは、水または水とグリコールの混合物を使用して、5°C ～ 30°C の流出液温度を実現します。極低温空冷ボックスとスクリューのバリエーションは、要求の厳しいプロセスや工作機械の負荷に合わせて設定値を下げるまで範囲を拡張します。
空冷式産業用チラーはどのくらいの水を使用しますか?
冷凍回路では水の使用量が実質的にゼロになります。閉じたプロセス ループでは、サンプリングや軽度の漏れに対して時折補充するだけで済むため、冷却塔を排除することで、プラントの水バランスからの蒸発、ドリフト、ブローダウンの損失がなくなります。
