製造プロセスの冷却に最適な産業用チラーを選択する方法

部品の不合格が続くめっきラインは、通常、ある午後に遡ります。 2 番目のシフト中に冷水ヘッダーが設定値を 1.5 K 上回って変動し、整流器が過熱によりトリップし、ラインが 4 時間停止しました。冷却装置は故障していませんでした。この船はトン数だけで購入されており、熱負荷バランス、設計環境、部分負荷データが決定の背後にあるわけではありませんでした。

トン数の推測ではなく、熱負荷のバランスから始める

産業用冷凍機のサイジングは、kW または BTU/時で表される熱負荷バランスから始まります。トン数は単位換算にすぎないためです。1 冷凍トンは 12,000 BTU/時、または 3.517kW に相当します。測定されたプロセス熱ではなく、変換された銘板定格に基づいて注文された機械は、一度に両方向で間違っており、平均的な日には大きすぎ、最悪の日には小さすぎることになります。

明らかな熱源だけでなく、ループに熱を加えるあらゆる熱源からバランスを構築します。

• 完成品ではなくプロセス流体に影響を与える駆動およびモーターの損失
• 整流器、誘導コイル、レーザー、溶接装置からの抵抗または発熱
• 製品負荷。質量流量×比熱×必要な温度降下として計算されます。
• ポンプのエネルギーはループによって完全に吸収されるため、15 kW の循環ポンプは 15 kW の熱を追加します。
• タンク壁、非絶縁ヘッダー、フレキシブルホース、オープンプロセスバスによる周囲ゲイン

10% ～ 15% のマージンは、コンデンサーの汚れ、将来のツールのアップグレード、計算されたゲインと測定されたゲインの間のギャップをカバーします。 20% を超えると、マージンがプラントに不利に働き始めます。コンプレッサーのサイクルがより頻繁になり、エバポレーターは低負荷時に安定性を失い、流出水の温度はまったく余裕のない場合よりも大きく変動します。

モデルの前に熱除去方法を選択する

AHRI 550/590 定格条件では、0.55 ～ 0.70 kW/トンで公表されている水冷スクリューチラーは、1.05 ～ 1.25 kW/トンで公表されている空冷式機械よりも全負荷電力が約 35% ～ 50% 少なくなります。これらの数値は、その背後にある定格条件と並んで何かを意味するだけです。つまり、冷水から出る温度は 6.7 ℃、水冷ユニットの場合は凝縮水に入る温度は 29.4 ℃、空冷ユニットの場合は周囲空気が 35 ℃ です。

プロセスループがクリーンな状態を維持する必要があり、凝縮器回路が大気に開放されている場合、塔から持ち込まれるスケールや生物学的汚れから蒸発器を保護するため、2 つの回路間の隔離熱交換器は同時に価格を設定する価値があります。あ メンテナンスフリーの水熱交換器 はその境界の 1 つのオプションです。

タワーのないプラント、年間 2,000 時間稼働するプラント、または水処理を確実に管理できないプラントでは、空冷機械が依然として正解です。空冷パッケージ 空冷式産業用チラー メーカー Shanghai Soouney Refrigeration Equipment Co., Ltd. は、研究、開発を統合した上海の冷凍部門の大規模から中規模のハイテク企業です。 製品を見る→ これらのケースは、凝縮水回路なしでカバーできます。

部分負荷効率が電気代を決める

2 シフト プラントのプロセス チラーは、その寿命のほとんどで 50% 未満の能力で稼働するため、部分負荷の統合値は、データシートの最初のページに印刷されている全負荷 kW/トンよりもはるかに優れた電気代を予測します。 AHRI 550/590 は、部分負荷ポイントを 100% 負荷で 1%、75% で 42%、50% で 45%、25% で 12% として重み付けします。これは、重み付けの 87% が 75% 負荷以下にあることを意味します。

この重み付けにより、公称容量よりもコンプレッサー技術が重要である理由が説明されます。結果を決定する 3 つのポイント:

• スライドバルブまたは可変速ドライブを備えたスクリューコンプレッサーは、効率を約 25% の負荷まで抑えますが、固定速度のスクロールバンクはステージがサイクルを開始すると失速します。
• 浸水式蒸発器は、同じ公称容量の直接膨張式蒸発器と比較して、吸入圧力をわずかに上昇させ、あらゆる負荷点での効率を向上させます。
• 0.60 kW/トンの定格のユニットが稼働時に 0.72 kW/トンの電力を供給できる理由は、コンプレッサーのサイズではなく、凝縮器のアプローチ温度によって説明されることがよくあります。

年間のほとんどの期間にわたって 300 kW を超える負荷の場合、通常、浸水式水冷スクリューマシンがこのカテゴリの効率ベンチマークとなります。などの設備 水冷スクリュー浸水チラー 電子膨張弁 電子膨張弁には比例積分レギュレータ技術が採用されており、エアコンユニットの制御を改善し、ランニングコストを低減します。 製品を見る→ ラインはその職務プロファイルに基づいて構築されます。

冷媒、設定値、流体の適合性

冷媒の選択は、容量に影響する以上に、安全分類、サービスの可用性、将来のコストに影響を与えるため、注文前に ASHRAE Standard 34 に照らして確認する必要があります。 R-134a と R-513A は安全グループ A1 に属し、R-32 と R-454B はグループ A2L に属します。これにより、屋内機械室の追加の充電制限と換気要件が生じます。

二次側では、グリコール濃度が凍結防止とポンプ出力の両方を駆動します。 30% エチレングリコール溶液は約 -15 ℃までループを保護しますが、混合物の密度が高く粘性が高いため、普通の水と比較してポンプ出力が 10% ～ 20% 増加します。安全のためにグリコールを過剰に濃縮すると、プラントの稼働時間ごとにコストがかかります。

設定値は許容範囲を使用して指定します (例: 7 C、プラスまたはマイナス 0.5 K)。プロセスが必要とする温度よりも低い温度を指定しないでください。エバポレーターの不必要な過冷却が 1 K 発生するごとに、コンプレッサーの出力が約 2% ～ 3% 増加するため、設定値を必要より 3 K 低く設定すると、年間電気代が 10% 近く増加する可能性があります。

電源、設置面積、サービスアクセス

異なる電圧や周波数は現場で後付けできないため、注文する前に、実際の電源特性（380 ～ 415 V 三相 50 Hz、440 ～ 460 V 三相 60 Hz、または小型パッケージ ユニットの場合は 220 V 単相）を確認してください。 50 Hz 用に製造された機械は、60 Hz 電源では同じ速度で定格容量を発揮できず、納入後のコンプレッサーの巻き戻しや交換には、元の価格差よりも高い費用がかかります。

すべての引用には、最小回路電流、最大過電流保護、およびロックローターアンプという 3 つの電気数値が含まれています。次に、開始方法によって上流の保護が決定されます。ダイレクトオンライン始動は全負荷電流の約 6 ～ 8 倍を消費しますが、スターデルタはサージを約 2.5 倍に低減し、ソフトスターターは約 3 ～ 4 倍に着陸し、可変速ドライブは始動電流を約 1.5 ～ 2 倍に抑えます。弱い変圧器または発電機を使用した電源を備えたプラントでは、その違いによってチラーが起動できるかどうかが決まります。

認証は目的市場に適合する必要があります。北米では UL 1995、その他のほとんどの地域では IEC 60335-2-40 です。物理的には、空冷ユニットの凝縮器側に障害物のない空気経路を少なくとも 1 m 残してください。高温の排出空気を再循環すると、静止した日には使用可能容量が 10% 以上削減される可能性があります。 20トンの水冷スクリューパッケージは、どのような現場配置であっても標準的な人員ドアを通過できないため、艤装ルートも確認してください。

10 年間のコスト: エネルギー、水、メンテナンス

プロセスチラーの 10 年間のコストの大部分を占めるのはエネルギーです。負荷 100 kW (28.4 トン)、年間 4,000 時間の運転時間の場合、代替品よりも 0.20 kW/トン悪い運転を行うユニットは、年間約 22,700 kWh 多くの電力を消費します。 1 kWh あたり 0.10 米ドルとすると、1 回のメンテナンス請求書がカウントされるまで、年間およそ 2,270 米ドル、または 10 年間で約 22,700 米ドルになります。

水と化学薬品のコストは熱遮断方法に従います。蒸発式またはタワー冷却システムは補給水と処理薬品を消費し、定期的なブローダウンが必要ですが、ドライコンデンサーを備えた水冷式機械と比較してコンプレッサー出力も約 10% ～ 15% 削減されます。そのため、この方法は年間運転時間が長いプラントに適しています。空冷ユニットは水を完全に回避し、メンテナンスの負担をコイルの洗浄に移します。粉塵の多いプラントでは、少なくとも年に 2 回の洗浄をスケジュールする必要があります。

通常、比較の最後の部分は保守性によって決まります。オイルの分析間隔、冷媒接続を切断せずに凝縮器チューブをブラッシングできるかどうか、および保守チームが実際に必要とする故障履歴をコントローラーが公開しているかどうかを確認してください。などのオプション 低い運用コスト 大幅なエネルギー節約 水冷スクリュー蒸発冷却冷却 製品の特徴 · プレミアム熱交換コイルは熱交換層と最適に統合されており、広い吸気面によって補完されています。これにより、最適化が実現されます。 製品を見る→ シリーズは、運転時間が運転コストの決定要因となるプラントを対象としています。

見積段階の選択チェックリスト

バイヤーは 7 つのステップを経て、試運転後に表面化する選択エラーのほとんどを回避します。各ステップでは会話ではなく文書が作成されます。

1. 熱負荷を kW で固定し、その隣に設計周囲の乾球と湿球を書き込むことで、実際の条件で容量を検証できます。
2. 必要な出水温度を許容差とともに記載し、プロセス要件に対して 7 ℃ 未満の値を正当化します。
3. 凝縮水とタワーが実際に存在するかどうかを含め、どの熱遮断方法が年間を通じて利用可能であるかを確認します。
4. 公称定格条件ではなく、サイト条件での性能データと、完全な部分負荷曲線をリクエストしてください。
5. MCA、MOP、および始動電流を求め、それらを既存のパネルおよび変圧器の容量と照合します。
6. 同じ AHRI 550/590 条件ですべての数値を kW/トンに変換した後、すべてのオファーの IPLV を比較します。
7. サービス範囲（試運転サポート、スペアパーツの入手可能性、停止した生産ラインの応答時間など）を書面で合意します。

複数の異なる業務を同時に冷却するプラントの場合、たとえば、レーザー カッターや油圧パワー ユニットと並んだ成形セルなど、リストを絞り込む前に、これらの混合プロファイル間で冷却装置のタイプがどのように動作するかを比較するのに役立ちます。これ さまざまな産業用冷却用途の選択ガイド この比較について詳しく説明します。

未だに購入者を惑わす決定

500 kW のプロセス負荷にはどのサイズのチラーが必要ですか?

500 kW を 3.517 で割ると 142 トンになり、汚れと将来の負荷に対する 10% ～ 15% のマージンが追加され、160 トン近くになります。通常、160 トンのマシン 1 台よりも 80 トンのユニット 2 台の方が良い購入となります。N 1 の冗長性が提供され、部分負荷効率が高く維持され、生産を継続しながら 1 台のユニットを保守できるようになります。

水冷チラーは常により効率的な選択肢なのでしょうか?

いいえ、AHRI 550/590 条件では、水冷スクリューチラーの 0.55 ～ 0.70 kW/ton が空冷ユニットの 1.05 ～ 1.25 kW/ton を上回りますが、この比較はタワー、凝縮器ポンプ、および水処理がすでに利用可能であることを前提としています。年間約 2,000 時間未満の稼働時間では、通常、総設置コストの点で空冷チラーが有利になります。

出水温度はどのくらいに指定すればよいですか?

プロセス要件に許容誤差を加えた値 (たとえば、7 C にプラスまたはマイナス 0.5 K を加えた値) を指定し、プロセスが実際に必要とする値を決して低くしないでください。蒸発温度が 1 K 低下するごとに、コンプレッサーの出力が約 2% ～ 3% 増加するため、設定値が必要より 3 K 低いと、年間電気代が 10% 近く増加する可能性があります。

異なる効率単位を使用する見積もりを比較するにはどうすればよいですか?

同じ AHRI 550/590 条件ですべてのオファーを kW/トンに変換します。kW/トンは 12 を EER で割った値に等しいので、EER 10 は 1.20 kW/トンであることに注意してください。次に、中国の GB 19577 や米国の ASHRAE 90.1 など、対象市場に適用される最小効率層を確認します。 50% 負荷 EER のみを公開する見積書は、変換されるまで比較できません。