Расчет змеевика для охлаждения воды: Расчет площади змеевика в бойлере (емкости) — «РусИнж»

Чиллеры, также называемые промышленными холодильными установками, установками охлажденной воды или системами охлажденной воды, представляют собой охлаждающее оборудование, производящее охлажденную воду, и подходят для различных промышленных и коммерческих применений.

SCY Chiller предлагает широкий выбор чиллеров с воздушным охлаждением для самых разных отраслей промышленности.

Существуют две разные охлаждающие среды (воздух или вода), которые поглощают тепло, когда хладагент переходит из пара в жидкость. Таким образом, чиллеры могут использовать два разных типа: с воздушным и водяным охлаждением.

• В чиллерах с воздушным охлаждением используется конденсатор, похожий на «радиаторы» в автомобиле. Они используют вентилятор для нагнетания воздуха через змеевик с хладагентом. Конденсаторы с воздушным охлаждением должны эффективно работать при температуре окружающей среды 35 ° C (95 ° F) или ниже, если они специально не предназначены для высоких условий окружающей среды.
• Чиллеры с водяным охлаждением работают так же, как чиллеры с воздушным охлаждением, но требуют двух этапов для завершения передачи тепла. Сначала тепло поступает в конденсаторную воду из паров хладагента. Затем теплая вода конденсатора перекачивается в градирню, где тепло от процесса в конечном итоге отводится в атмосферу.

При выборе чиллеров для вашего применения важно убедиться, что чиллер имеет достаточную охлаждающую способность, чтобы выдерживать максимальную нагрузку в наихудших условиях. Однако многие клиенты не могут спланировать эти условия и вместо этого выбирают чиллеры на основе номинальных условий, представленных в наших руководствах по продуктам.

Теперь давайте посмотрим, как выбрать подходящий охладитель, выполнив следующие действия.

Таблица содержания

1. Как работает чиллер с воздушным охлаждением?

2. Почему стоит выбрать чиллер с воздушным охлаждением?

3. Как правильно выбрать холодопроизводительность для чиллера с воздушным охлаждением?

4. На что еще следует обратить внимание при выборе правильного чиллера?

5. Резюме

Из приведенной выше схемы видно, что чиллер с воздушным охлаждением поглощает тепло от оборудования, а затем тепло передается воздуху вокруг чиллера. Охлажденная вода перекачивается в буферную емкость и хранится там для последующего использования.

• Чиллеры с воздушным охлаждением требуют Меньше обслуживания, чем чиллеры с водяным охлаждением.
• Чиллеры с воздушным охлаждением не требуются градирни.
• Легче в установке по сравнению с чиллером с водяным охлаждением.
• Чиллеры с воздушным охлаждением требуют меньше воды.

Системы водяного охлаждения с воздушным охлаждением широко используются в местах, где водных ресурсов недостаточно или качество воды не очень хорошее. Самое удобное то, что для чиллеров с воздушным охлаждением не требуются градирни, поэтому их легко установить. (Если чиллер с воздушным охлаждением вам не нужен, см. чиллер с водяным охлаждением.)

Один из наиболее часто задаваемых вопросов о технических характеристиках чиллера – это определение размеров / тоннажа. Давайте посмотрим на формулу ниже.

• Расчет разницы температур = Температура входящей воды (° c) – Требуемая температура охлажденной воды
• Рассчитайте необходимый вам расход воды в час (м³ / час)
• Рассчитайте холодопроизводительность в тоннах = расход воды x разность температур ÷ 0,86 ÷ 3,517
• Увеличить чиллер на 20%. Идеальный размер в тоннах = тонны x 1,2.
• У вас есть идеальный размер для ваших нужд.

Например, чиллер какого размера требуется для охлаждения 5 м³ воды с 25 ° C до 15 ° C за 1 час?

• Разница температур = 25 ° C-15 ° C = 10 ° C
• Расход воды = 5 м³ / час.
• Вместимость тонны = 5 x 10 ÷ 0,86 ÷ 3,517 = 16,53 тонны
• Негабаритный чиллер = 16,53 x 1,2 = 19,84 тонны
• Требуется чиллер на 19,84 тонны.

Вы также можете воспользоваться нашим калькулятор чиллера делать математическую работу.

Если ваша целевая температура ниже 5 ° C, свяжитесь с нами для получения дополнительной помощи.

Другие важные характеристики чиллера включают в себя напряжение, необходимое для работы, соответствующую мощность насоса и расход (свяжитесь с нами для индивидуального выбора), размер подключения воды, хладагент и тип испарителя.

В разных странах и регионах действуют разные стандарты промышленного электричества, общие источники питания – 208–230 В, 380–420 В, 440–480 В, 50 Гц или 60 Гц, 3 фазы.

Когда вы выбираете мощность / тоннаж чиллера, мы порекомендуем вам подходящую мощность насоса. Или вы можете проверить на нашем руководство пользователя.

Обычно это зависит от расхода воды, чем больше, тем больше. Если вы хотите, чтобы ваш новый чиллер соответствовал вашим старым трубам, мы также можем настроить его соответствующим образом. Для получения более подробных технических характеристик, пожалуйста, обратитесь к нашей странице продукта или проверьте наши руководство пользователя.

R22, R410A, R407C, R404A, R134A являются дополнительными вариантами.

R22: хороший охлаждающий эффект, но R22 считается сильным парниковым газом, поэтому он запрещен в большинстве стран.

R410A: Экологичный, R-410A заменил R-22 в качестве предпочтительного хладагента для использования в жилых и коммерческих кондиционерах в Японии, Европе и США. R-410A работает при более высоком давлении, чем другие хладагенты.

R407C: хорошая замена R22, хороший охлаждающий эффект.

R404A: подходит для применения при низких температурах (ниже -30 ° C).

R134A: негорючий газ, используемый в основном как «высокотемпературный» хладагент, подходящий для чиллеров с воздушным охлаждением, работающих при высокой температуре окружающей среды.

Воздухоохладители имеют два основных типа испарителей.

• Испаритель кожухотрубного типа, для которого требуется дополнительный буферный резервуар для воды (не обязательно, но настоятельно рекомендуется).

• Змеевик и резервуар испарителя, который имеет встроенный резервуар для хранения воды для более удобного использования. Таким образом, нет необходимости в дополнительных буферных резервуарах.

Эти два змеевика испарителя могут быть изготовлены из двух материалов: трубы из меди или нержавеющей стали.

В чем разница между этими двумя вариантами?

1. Медная трубка: лучшая эффективность теплопередачи.
2. Трубка из нержавеющей стали (304 или 316): также известна как пищевой материал, она подходит для пищевой промышленности и производства напитков и позволяет избежать загрязнения водой.

5. Резюме

Каждый блок включает герметичный спиральный компрессор (или полугерметичный винтовой компрессор), конденсатор с воздушным охлаждением, полностью заправленный хладагент R22 (R410A, R404A, R407C, R134A опционально), испаритель типа резервуар и змеевик (или испаритель кожухотрубного типа) и Центр управления, устойчивый к атмосферным воздействиям, установлен в красивом и прочном стальном корпусе.

В SCY Chiller мы проектируем и производим лучшие чиллеры, которые помогут вам преодолеть самые сложные проблемы, а SCY Chiller предоставит вам безоговорочные экспертные советы, которые помогут превратить ваши проблемы в реальные решения.

Калькулятор чиллера

Каталог товаров

Анодирование. Охлаждение и регулировка температуры

Регулировка температуры электролита является одной из самых основных задач во всех процессах, и зачастую её необходимо регулировать с точностью до 1-0.5ºС. для этого зачастую требуется наличие системы охлаждения, так как здесь не только следует убирать подводимую электрическую энергию, а и сам процесс образования оксида алюминия из алюминия является экзотермическим. При формировании оксидного покрытия выделяется примерно 70 Дж/дм²/микрон тепла.

Сервила подсчитал необходимую производительность холодильной установки при обычном процессе анодирования в серной кислоте и предположил:

Требуемая мощность замораживания = электрическая нагрузка х 3.42/12.000 тонн

Для охлаждения тонны вещества необходима движущая сила 1.2 лошадиных сил. Например, для ванны для анодирования мощностью 6000 А при напряжении 20 В требуется:

6.000 х 20 х 3.42/12.000 = 34.2 тонны

Охлаждение можно осуществлять либо посредством охлаждающих змеевиков в чане для анодирования, либо посредством прокачивания электролита через внешний теплообменник. На заводах с большой мощностью в большинстве случаев используется второй способ.

В первом случае – это прямая система с одним теплообменником, с одной стороны которого циркулирует хладагент, а с другой – электролит. В этом случае требуется специальный материал для теплообменника и чаще всего в этих целях используются покрытые свинцом медные трубы, однако подходить к производству подобного обменника следует очень осторожно, так как если трубы прорвутся, то кислота может попасть прямо на компрессор. Кислота постоянно прокачивается через теплообменник, и для регулировки температуры следует включать либо выключать компрессор. Вторая система непрямая и включает два этапа теплообмена. Это естественно более совершенный и зачастую более дорогой способ, однако он позволяет более точно регулировать температуру. В данном случае электролит постоянно прокачивается через теплообменник из нержавеющей стали или углеродного блока, а с другой стороны в теплообменник поступает вода из резервуара, в котором находятся змеевики с циркулирующим по ним хладагентом. Регулировка температуры осуществляется посредством регулирования потока охлаждённой воды, проходящей через обменник при помощи трёхлинейного распределителя, благодаря которому можно обеспечить частичное или полное прохождение водой теплообменника. В малых установках достаточного охлаждения можно достичь при использовании охлаждающих змеевиков, расположенных по сторонам чана для анодирования. Обычно их производят их свинца или титана. Хоть титан и более дорогой материал, стоимость самих змеевиков не обязательно будет выше. Как выяснил Топ, длина и ширина титанового змеевика, требующаяся для охлаждения растворов для анодирования, были соответственно в 5 и 2 раза меньше, чем свинцового змеевика. Для обеспечения коррозийной стойкости титановый змеевик должен быть анодным как во время анодирования, так и тогда, когда чан не эксплуатируется. Для этого будет эффективным использование зарядного устройства и свинцового катода. Необходимая площадь свинцового охлаждающего змеевика указана в Спецификаций Кваланод.

Другими словами, для охлаждения ванны для анодирования мощностью 1000 А при использовании воды при температуре 10ºС требуется площадь поверхности змеевика 6.9 м².

При этом также можно использовать как прямую, так и непрямую системы охлаждения.. При использовании прямой системы хладагент циркулирует по змеевикам прямо в чане, и если змеевик лопнет, то хладагент попадёт прямо в электролит. По этой причине на многих заводах используется непрямая система охлаждения, в которой применяется холодная вода или охлаждающая эмульсия вода-глицерин или вода-гликоль. Таким образом, в ней сначала используется система непосредственного охлаждения, охлаждающая резервуар с соответствующей жидкостью посредством охлаждающих змеевиков. Затем охлаждённая жидкость закачивается по змеевикам в чан для анодирования, а циркуляционный насос включается в соответствии с показаниями термостата, находящегося в чане.

Подобным образом можно также  нагревать раствор в чане, например, посредством прокачивания по змеевикам в чане горячей воды или пара или водяной рубашки. Рекомендуется, где это возможно, использовать регуляцию при помощи термостата. Часто для уменьшения тепловых потерь с поверхности растворов, применяющихся при высокой температуре, используются пластиковые шарики. Обычно их производят из полипропилена, что позволяет уменьшить расход тепла на 70 и более процентов. При анодировании их чаще всего используют в чанах для уплотнения. Для эффективного покрытия поверхности учёными были разработаны подобные различной формы и размеров, причём с таким расчётом, чтобы они не попадали в изделие, когда оно покидает ванну.

Калькулятор размеров ручного охлаждающего змеевика | Оценка нагрузки охлаждающего змеевика — Science S Studio

При проектировании системы кондиционирования воздуха определение тепловой нагрузки кондиционируемого помещения будет первым наиболее важным шагом. И как только это будет определено, следующим немедленным шагом будет расчет необходимого приточного воздуха и соответствующее определение размера охлаждающего змеевика. Неправильно рассчитанная нагрузка на охлаждающий змеевик резко повлияет на эффективность всей системы кондиционирования воздуха. В этой статье я объясню, как определить размер охлаждающего змеевика на простом примере.

Расчет размера охлаждающего змеевика. Пример:

Учтите, что помещение, подлежащее кондиционированию, имеет тепловые нагрузки ниже, наружные условия летом и требования к комфорту, как указано ниже.

• Приток явного тепла летом: 10 кВт.
• Скрытый приток тепла: 3 кВт.
• Кондиционирование внутреннего воздуха: 20ºC, 50% насыщ.
• Летний внешний дизайн, кондиционирование воздуха: 28ºC, 50% насыщ.
• Минимальная потребность в наружном воздухе составляет 325 л/с. – (Изменения в зависимости от типа помещения – Офисное помещение, Аудитория, Вестибюль и т. д.) 
• Допустимая температура подачи летом: 14ºC.

Этап 1:

Объем и температура приточного воздуха – с учетом случая охлаждения

Явное тепло определяется по формуле: = 1,626 кг/с

Qs = ощутимая нагрузка

cp = удельная теплоемкость воздуха в кДж/кг K

Δt = разность температур между приточным воздухом и воздухом в помещении

m = массовый расход воздуха в кг/с

Скрытый прирост определяется по формуле:

Ql = m hfg Δg

3 = 1,626 × 2450 × Δg

Δg = (gr – gs) = 0,000753 кг/кг

Ql = латентная тепловая нагрузка массовый расход воздуха в кг/с

hfg = скрытая теплота парообразования в кДж/кг

Δg = разница влагосодержания между приточным и комнатным воздухом, т. е. (gr – gs)

Из психрометрических данных пространство влажность гр 0,00738 кг/кг. Влажность приточного воздуха gs определяется по формуле: 

gs = 0,00738 – 0,000753 = 0,00663 кг/кг

Таким образом, условия подачи летом составляют 1,626 кг/с при 14°C и ag 0,00663 кг/кг.

Влажный объем при этих условиях составляет 0,8218 м3/кг, поэтому требуемый объемный расход равен:

V= m x v = 1,626 × 0,8218 = 1,336 м3/с

Шаг 2:

325 л/с это дает значение 25% наружного воздуха и 75% рециркуляции.

Емкость змеевика — теперь можно определить состояние смеси и определить размер охлаждающего змеевика.

м x tм = (mr × tr) + (mo × to)

1,626 × tm = (0,75 × 1,626 × 20) + (0,25 × 1,626 × 28)

tm = 22ºC

1,626 х гм = (0,75 х 1,626 х 0,00738) + (0,25 х 1,626 х 0,01210).

GM = 0,00856 кг/кг

Шаг 3:

Q = M ΔH = (HA – HM)

Из психорометрических данных, используя T и G

• Entalp Энтальпия при питании 30,83 кДж/кг

Qc = 1,626 × (43,88 – 30,83)

= 21,22 кВт

Охлаждающий змеевик TR Рассчитано: 6TR .

Предположим, что температура охлажденной воды на подаче и обратке составляет 6 и 12ºC

Qc = w cp Δt

Где Δt = (tf – tr)

21,22 = w x 4,2 × 6

w = 0,84 кг охлаждающей воды расход через змеевик

Предположения:

• Коэффициенты усиления вентилятора и воздуховода не учитывались

• Коэффициенты контакта теплообменника не учитывались в этом простом примере

• Точка росы теплообменника также не учитывалась.

Ref: CIBSE Guide

Холодопроизводительность чиллера – Как рассчитать

Как рассчитать холодопроизводительность чиллера. Чиллеры обеспечивают охлажденную воду, которая затем используется для кондиционирования воздуха в зданиях. Количество холода, которое они производят, варьируется, и важно знать, сколько охлаждения производит или может производить чиллер. Внизу страницы также есть видеоурок.

Во-первых, чтобы выполнить этот расчет, нам нужно знать несколько вещей.

• Объемный расход воды в испаритель
• Температура охлажденной воды на входе и выходе температура + температура на выходе)/2
• Удельная теплоемкость охлажденной воды при средней температуре (температура на входе + температура на выходе)/2

Рекомендуемый веб-сайт для поиска этих свойств: PeaceSoftware.de

Давайте посмотрим, как рассчитать холодопроизводительность. Сначала мы рассмотрим, как считать в метрических единицах, а затем в имперских.

Метрические единицы:
Расход охлажденной воды в испарителе составляет 0,0995 м3/с, температура на входе 12°C, а на выходе 6°C. Это означает, что средняя температура равна 9*c, поэтому мы ищем свойства воды при этой температуре, чтобы найти плотность 9°C.99,78 кг/м3 и удельной теплоемкостью 4,19 кДж/кг/К.

Используя уравнение энергии Q = ṁ x Cp x ΔT, мы можем рассчитать холодопроизводительность.

Q = (999,78 кг/м3 x 0,0995 м3/с) x 4,19 кДж/кг/К x ((12*c+273,15K) – (6*c+273,15K))

Прибавляем 273,15K к Цельсия, чтобы преобразовать его в единицы Кельвина.