Чиллеры в промышленности | Техническая библиотека ПромВентХолод

Применение чиллеров в технологии

Технологические процессы некоторых отраслей промышленности включают в себя процедуру охлаждения либо производимого продукта, либо элементов оборудования производства. Процесс охлаждение необходим для обеспечения заданного качества производимого продукта, защиты оборудования от перегрева или для соблюдения технологии производства.

Технологическое охлаждения применяется в металлообрабатывающей, медицинской, пищевой, химической, фармацевтической и ряде других отраслей промышленности. Наиболее распространенный способ охлаждения - это подача охлажденного теплоносителя при помощи чиллера. Этот способ наиболее экономичный, так как имеет низкий расход охлаждающей жидкости.

В зависимости от условий и целей технологического процесса схема оборотного водоснабжения может иметь конструктивно-технологические отличия. Например, в случае охлаждения минеральной или технической воды и при перепаде температур охлаждаемой жидкости ∆Тж ≤ 7ºС применяется схема непосредственного охлаждения жидкости (рис.1)

Рис.1

Минеральная или техническая вода охлаждается в теплообменнике – испарителе. При охлаждении пищевых продуктов и при перепаде температур охлаждаемой жидкости ∆Тж = (ТНж – ТКж ) > 7ºС добавляется контур с промежуточным хладоносителем (рис.2).

Рис.2

Продукт охлаждается в промежуточном разборном теплообменнике

При охлаждении технических жидкостей или для получения «ледяной» воды (ТВ = 0…1ºС) используется схема с емкостью-накопителем (рис.3).

Рис.3

Данная схема также применяется, если необходимо подключить к системе охлаждения несколько потребителей. Схему с емкостью-накопителем можно использовать в режиме аккумулятора холода при получении «ледяной» воды. Холод аккумулируется в виде льда намороженного на теплообменной поверхности открытого промежуточного теплообменника.

Теперь рассмотрим, где и как конкретно применяются водоохлаждающие машины в промышленности.

Охлаждение сусла при производстве пива

Производство пива – сложный технологический процесс, который требует строгого соблюдения технологии. На одной из стадий процесса требуется быстрое охлаждение пивного сусла, так как от скорости его охлаждения зависит возможность размножения вредоносных бактерий, поэтому температура должна быть снижена как можно быстрее. Сусло охлаждается до температуры 5~6 °C.

На рис.4 показана схема охлаждения пивного сусла.

Рис.4

В котел для варки сусла (рис 5а) опускается теплообменник в виде змеевика (рис 5б). В свою очередь, в теплообменник подается охлаждающая жидкость (рассол), предварительно охлажденная в чиллере.

Рис.5

Такая технологическая схема применяется при небольших объемах производства. Для охлаждения сусла в промышленных масштабах в технологической схеме применяются проточные пластинчатые теплообменники и чиллеры для приготовления охлаждающей воды (рис.6).

Проточные пластинчатые теплообменники и чиллеры для приготовления охлаждающей воды

Рис.6

Чиллеры для охлаждения молока

Для охлаждения молока используют схемы с промежуточным контуром. На некоторых участках технологической цепочки используют схему непосредственного охлаждения. Критерием для выбора той или иной схемы является перепад температур охлаждаемого продукта и требования СЭС. При охлаждении пищевых продуктов требуется наличие промежуточного контура. Чиллеры для охлаждения молока (рис.7) – это проточные системы, которые рекомендованы для использования на производстве в условиях постоянных теплопритоков.

Рис.7

Такое оборудование может быть установлено как внутри здания, так и за его пределами исходя из особенностей конструкции. Установка может быть моноблочной или оснащенной выносным конденсатором. Их отличительная особенность – возможность снижения температуры продукта до показателей температуры - 0,5 градусов, то есть, температуры близкой к замерзанию. При этом исключается риск повреждения оборудования.

В молочной промышленности для подачи приготовления холодной воды, используются четыре типа чиллеров:

Моноблочные чиллеры в схеме непосредственного охлаждения. Их используют преимущественно в условиях постоянной тепловой нагрузки. Вода охлаждается в кожухотрубном или пластинчатом испарителе до температуры +4…+6 градусов.
Чиллеры со встроенным гидромодулем в схеме с промежуточным хладоносителем. Их используют при переменной тепловой нагрузке. Охлаждение воды происходит в теплообменнике при участии хладоносителя, охлаждаемого в испарителе до показаний температуры -7 градусов и ниже. В качестве хладоносителя могут использоваться пропиленгликоль, этиленгликоль, или другие водные растворы. Данный способ охлаждения обеспечивает температуру воды до +1, +2 градусов.
Чиллеры на основе аккумулятора льда. Такое устройства чаще всего применяются в условиях переменной тепловой нагрузки, для получения ледяной воды. Роль льдоаккумулятора выполняет теплоизолированный бак-накопитель с водой, в который погружен испаритель, состоящий из набора нержавеющих или медных труб. При помощи такого оборудования можно добиться минимальной температуры от +0.5 до +1 градуса.
Чиллеры на основе орошаемого испарителя пленочного типа. Их используют как при переменной, так и при постоянной тепловой нагрузке. В этом оборудовании вода через отверстия просачивается и стекает по поверхности испарительных пластин, постепенно охлаждаясь до показателей +0.5, +1 градус.

Чиллеры для охлаждения лазерной трубки

Для охлаждения лазерной трубки оборудования в процессе эксплуатации во избежание его перегрева и выхода из строя используют систему охлаждения с использованием чиллера (рис.8)

систему охлаждения с использованием чиллера

Рис.8

Вода, охлажденная в чиллере, циркулирует в полости лазерной трубки через специальные отводы на корпусе (рис.9).

Рис.9

Нагнетание охлаждаемой жидкости осуществляется принудительно при помощи электрического насоса. Для эффективного поддержания рабочей температуры (около 18-20°С) необходимо прокачивать сквозь лазерную трубку не менее 5-7 л/мин охлаждающей жидкости.

Медицинские чиллеры

В медицине чиллеры (рис.10) применяются для охлаждения крови, охлаждения медицинской техники: томографов, вибростендов, аппаратов МРТ, климатических камер и т.д.

Рис.10

Например, для того чтобы остудить томограф, температуру охлаждаемой жидкости нужно поддерживать в диапазоне +10~12 градусов. Как правило, для нормальной работы томографа требуется оборудование холодопроизводительностью 5-8 кВт.

Медицинские чиллеры, в своем составе обычно имеют:

Встроенный водяной насос;
Встроенный бак;
Дополнительный блок управления для контроля температуры с точностью ±1 градус;
Вспомогательный байпас для работы в аварийном режиме;
При необходимости чиллер может иметь функцию фрикулинга.

Характеристики медицинских чиллеров :

Диапазон производительности 1 ~ 90 кВт.
Напряжение электропитания ( Ф/В/Гц): ~3/ 380/50

Чиллеры для охлаждения воды в аквариумах

Весьма экзотичным может показаться применение чиллеров для охлаждения воды в аквариумах (рис.11)

Рис.11

Дело в том, что повышение температуры воды в аквариуме может привести к гибели водных обитателей не только из-за большого количества тепла, но и из-за уменьшения количества кислорода в воде. Особенно контроль температуры воды актуален для морских аквариумов, а также для больших аквариумов, которые заселены значительным количеством рыб и, к тому же, оснащены мощными лампами для подсветки. Водоохладители необходимы и в торговых аквариумах и бассейнах с живой рыбой, раками, омарами, т.к. в холодной воде замедляется развитие болезнетворных микроорганизмов. Как мы видим, чиллеры находят очень широкое применение во многих сферах жизни и отраслях промышленности.

Если Вам необходима консультация по вопросам проектирования или поставки систем промышленного кондиционирования или охлаждения, специалисты ГК «ПромВентХолод» будут рады оказать квалифицированную помощь. Вы можете связаться с нами по телефону +7(495)2680520 или, отправив запрос на электронную почту info@pvholod.ru.

По данной теме также рекомендуем Вам следующий материал:

Классификация чиллеров
Фрикулинг: возможности, системы, преимущества.
Аккумуляторы холода