Jeśli w Twoim zakładzie stosowane są płyny technologiczne lub ciężkie maszyny wytwarzające ciepło, do chłodzenia procesów i wewnętrznych elementów maszyn potrzebny będzie przemysłowy system chłodniczy. Zrozumienie, jak działa przemysłowy agregat chłodniczy i poznanie różnych typów dostępnych agregatów chłodniczych pomoże Ci dokonać właściwego wyboru dla Twoich potrzeb w zakresie chłodzenia.
Co to jest agregat chłodniczy?
Przemysłowy agregat chłodniczy to system chłodniczy służący do obniżania temperatury maszyn, pomieszczeń przemysłowych i płynów technologicznych poprzez usuwanie ciepła z systemu i przekazywanie go w inne miejsce. Chillery przemysłowe są niezbędne do regulacji temperatury w wielu procesach przemysłowych, takich jak formowanie wtryskowe, galwanizacja metali, produkcja na polach naftowych i przetwórstwo żywności.
Zasady działania
Przemysłowe agregaty chłodnicze pracują w oparciu o następujące zasady działania;
1. Zmiana fazowa
Ciekły czynnik chłodzący ulega przemianie fazowej w gaz po podgrzaniu, a gdy gazowy czynnik chłodzący jest przechłodzony, skrapla się z powrotem w ciecz.
2. Przepływ ciepła
Energia cieplna zawsze przepływa z obszaru o wysokim stężeniu do obszaru o niższym stężeniu.
3. Punkt wrzenia
Zmniejszenie ciśnienia nad cieczą obniża jej temperaturę wrzenia, a zwiększenie ciśnienia podwyższa temperaturę wrzenia.
Jak działa agregat chłodniczy?
Chillery składają się z czterech podstawowych komponentów: parownika, sprężarki, skraplacza i jednostki rozprężnej. Każdy układ chłodniczy zawiera czynnik chłodniczy.
Proces rozpoczyna się od wprowadzenia czynnika chłodniczego pod niskim ciśnieniem do parownika. Wewnątrz parownika czynnik chłodniczy jest podgrzewany, co powoduje jego przemianę fazową w gaz. Gazowy czynnik chłodniczy trafia do sprężarki, która zwiększa jego ciśnienie.
Czynnik chłodniczy pod wysokim ciśnieniem trafia do skraplacza, który odrzuca ciepło za pomocą wody chłodzącej z wieży chłodniczej lub powietrza z otoczenia, skraplając je do postaci cieczy pod wysokim ciśnieniem. Skroplony czynnik chłodniczy trafia następnie do jednostki rozprężnej, która posiada zawór działający jako urządzenie dozujące, ograniczające przepływ czynnika chłodniczego w układzie.
W konsekwencji powoduje to obniżenie ciśnienia czynnika chłodniczego i ponowne rozpoczęcie procesu chłodzenia. Cały proces znany jest jako cykl chłodniczy.
Rodzaje przemysłowych agregatów chłodniczych
Trzy główne typy używanych obecnie przemysłowych agregatów chłodniczych to agregaty chłodzone powietrzem, agregaty chłodzone wodą i agregaty absorpcyjne. Krótko omówimy również wieże chłodnicze (alternatywny lub dodatkowy system chłodzenia) oraz specjalne agregaty chłodnicze, takie jak agregaty glikolowe i odśrodkowe.
Wybór odpowiedniego agregatu chłodniczego do danego zastosowania pomoże zaoszczędzić koszty, skrócić czas przestojów i poprawić wydajność operacyjną.
Chillery chłodzone wodą
Agregaty chłodnicze chłodzone wodą wykorzystują wodę z zewnętrznej wieży chłodniczej do odrzucania ciepła z gazowego czynnika chłodniczego w skraplaczu, zanim przejdzie on przemianę fazową w ciecz.
Chillery chłodzone powietrzem
Chillery chłodzone powietrzem zamiast wody chłodzącej wykorzystują powietrze otoczenia do odrzucenia ciepła z czynnika chłodniczego w skraplaczu.
Agregaty chłodnicze z kompresorem parowym
Ten typ agregatu chłodniczego wykorzystuje czynniki chłodnicze do chłodzenia płynów technologicznych i pomieszczeń. Sprężarka jest wykorzystywana jako siła napędowa do pompowania czynnika chłodniczego w układzie.
Chillery absorpcyjne parowe
Chillery absorpcyjne nie posiadają sprężarki w urządzeniu. Wykorzystują one raczej źródło ciepła, np. energię słoneczną lub ciepło odpadowe, do napędzania czynnika chłodniczego w układzie.
Jak działa chiller absorpcyjny?
Proces rozpoczyna się od umieszczenia ciekłego czynnika chłodniczego w parowniku, który zamienia go w postać gazową. Gazowy czynnik chłodniczy jest absorbowany przez stężony absorbent taki jak bromek litu lub amoniak, dostarczany przez generator. Rozcieńczony roztwór absorbuje czynnik chłodzący, podczas gdy ciepło jest absorbowane przez wodę chłodzącą.
Rozcieńczony roztwór chłodziwa i absorbentu przepływa przez wymiennik ciepła do generatora, gdzie jest podgrzewany. Chłodziwo odparowuje z roztworu, skrapla się i jest ponownie wysyłane do chłodzenia. Skoncentrowany teraz absorbent jest również poddawany recyklingowi.
Chillery glikolowe
Agregaty glikolowe to specjalne typy agregatów chłodniczych, które wykorzystują w układzie glikol propylenowy jako środek zapobiegający zamarzaniu. Są one szeroko stosowane w aplikacjach spożywczych, takich jak produkcja alkoholu oraz w systemach chłodzenia w browarach.
Jak działa schładzacz glikolowy?
Sposób działania schładzaczy glikolowych jest taki sam jak standardowych schładzaczy.
Chillery odśrodkowe
Chillery odśrodkowe składają się z typowego parownika, sprężarki, skraplacza i urządzenia rozprężnego, ale z dodatkowymi wirnikami, które sprężają czynnik chłodniczy i transportują go w systemie. Są one szczególnie przydatne w przypadku średnich i dużych operacji chłodzenia (od 150 do 6000 ton chłodu).
Wieże chłodnicze
Wieża chłodnicza to duży wymiennik ciepła, który dostarcza wodę chłodzącą w celu usunięcia ciepła z czynnika chłodzącego, który został użyty do chłodzenia maszyn, płynów technologicznych lub budynków. Gdy woda chłodząca styka się z powietrzem, niewielka jej część odparowuje, obniżając temperaturę. Jest to znane jako "chłodzenie wyparne".
Często można znaleźć wieże chłodnicze dogodnie usytuowane w pobliżu zbiorników wodnych, takich jak jeziora i rzeki, aby zapewnić stały dopływ wody do chłodzenia. W wielu sytuacjach można połączyć agregat chłodniczy i wieżę chłodniczą, aby uzyskać bardziej wydajne chłodzenie przemysłowe.
Zastosowania przemysłowych agregatów chłodniczych
Przemysłowe systemy chłodnicze mogą być wykorzystywane do operacji chłodzenia w różnych branżach. Poniżej przedstawiamy niektóre z najczęstszych zastosowań:
Przetwórstwo żywności
Przemysłowe agregaty chłodnicze są szeroko stosowane w produkcji i przetwórstwie żywności, które wymagają wysokiego stopnia precyzji w kontroli temperatury. Na przykład, agregaty chłodnicze w winiarniach są używane do kontroli temperatury podczas fermentacji i przechowywania wina. Chillery piekarnicze pomagają w chłodzeniu mikserów, chłodzeniu wody pitnej i chłodzeniu zbiorników z drożdżami w płaszczu, które są krytycznymi elementami piekarni.
Wykańczanie metali
Kontrola temperatury jest niezbędna w procesach wykańczania metali, takich jak galwanizacja lub galwanizacja bezprądowa, aby usunąć nadmiar ciepła, ponieważ zazwyczaj wymagają one bardzo wysokich temperatur (kilkaset stopni) do wiązania metali. Niektóre branże wykorzystują agregaty chłodnicze do wykańczania metali do chłodzenia cieczy anodującej w wymienniku ciepła lub używają glikolu/wody jako czynnika chłodzącego do obniżenia temperatury wewnątrz zbiornika.
Formowanie wtryskowe
Formowanie wtryskowe to technika masowej produkcji części z tworzyw sztucznych przy użyciu wtryskarki, granulatu termoplastycznego i formy. Proces i stopione tworzywo muszą być utrzymywane w ściśle określonych granicach temperatury, aby zapobiec problemom takim jak pęknięcia, wypaczenia i naprężenia wewnętrzne w produkcie końcowym.
Agregat chłodniczy do formowania wtryskowego może dostarczać strumień superchłodzonego płynu do chłodzenia formy w idealnym tempie, aby zapewnić optymalną jakość produktu.
Chłodzenie przestrzeni
W zakładach produkcyjnych, które generują dużo ciepła z powodu ciężkich maszyn, agregat chłodniczy może pomóc w zapobieganiu ekstremalnym temperaturom w biurach i innych pomieszczeniach roboczych. Pomagają one również zaoszczędzić na kosztach zakupu oddzielnych systemów HVAC do chłodzenia.
Określenie właściwego rozmiaru agregatu chłodniczego dla Twoich potrzeb
Wybór odpowiedniej wielkości agregatu chłodniczego ma kluczowe znaczenie dla efektywnego i ekonomicznego chłodzenia procesów, maszyn i pomieszczeń. Łatwe w użyciu narzędzie Cold Shot Chillers pomoże Ci szybko określić optymalną wydajność, tonaż i rozmiar agregatu chłodniczego.