Оглавление
Расчёт мощности чиллера необходим для эффективной работы системы охлаждения промышленного объекта. Предварительные подсчёты тепловых показателей помогут правильно подобрать подходящее оборудование, чтобы поддерживать во всех помещениях оптимальный температурный уровень и избегать избыточных затрат энергии.
Зачем нужен точный расчет холодо-производительности?
Точный расчет холодопроизводительности чиллера обеспечивает стабильную температуру во всех помещениях, создает оптимальные условия для работы оборудования и предотвращает его преждевременный износ. Ошибки при расчетах мощности приводят к повышенным затратам энергии, а также к быстрому отказу оборудования, после которого потребуется дорогостоящий ремонт или замена.
Чтобы этого избежать, нужно еще на этапе проектировки провести точные расчеты и определить характеристики чиллера.
Исходные данные для теплового расчета чиллера
Расчет чиллера для охлаждения воды проводится на основе следующих исходных данных:
Количество теплоносителя, который должен охлаждаться в процессе работы оборудования
Разница между температурами жидкости на входе и на выходе;
Время, в течение которого теплоноситель должен охлаждаться;
Особенности технологического процесса. Это вместимость бака/аккумулятора, длина и диаметр труб, а также другие параметры.
В ходе первоначальных вычислений определяются параметры работы циркуляционного насоса. Его мощность определяется по объемной производительности системы охлаждения.
Основная формула расчета мощности охлаждения
Формула расчета мощности системы охлаждения с чиллером выглядит следующим образом:
в которой:
- Q – это холодопроизводительность чиллера, выраженная в кВт;
- m – массовый расход теплоносителя. Он выражается в кг/с;
- c – удельная теплоемкость теплоносителя, выраженная в кДж/кг·K;
- ΔT – дельта температур, на выходе и входе, указанная в градусах Цельсия.
Пример инженерного расчета системы охлаждения
Например, для охлаждения здания требуется уменьшить температуру воды с 25°С на входе до 15°С на выходе. Массовый расход в системе охлаждения составляет 10 м³/час. Предварительно нужно перевести расход в кг/с: 10 м³/час = 10000 кг/час = 2,78 кг/с. Удельная теплоемкость теплоносителя равна 4,19 кДж/кг·K. Разница между температурами составляет 10 градусов.
Подставляем эти значения в формулу и получаем следующее значение холодопроизводительности чиллера:
Q = 2,78 × 4,19 × 10 = 116,5 кВт
Однако нужно помнить, что оборудование не должно работать на пределе производительности, обязательно нужно предусмотреть запас не мене 10%. Добавим 10% к полученному значению и получим холодопроизводительность чиллера 128,15 кВт.
Особенности расчета чиллера для охлаждения воды и реакторов
Расчет чиллера для охлаждения реактора и промышленных объектов в системе «вода-вода» требует учета нескольких особенностей:
- Материал теплообменника будет зависеть от качества используемого теплоносителя;
- При расчете температурного режима нужно учитывать, что может образовываться конденсат;
- Желательно предусмотреть запас мощности из-за сезонных колебаний температуры воды.
Методика расчета объема бака-аккумулятора (буферной емкости)
Еще один важный момент – необходимость расчета бака-аккумулятора для чиллера, играющего роль буферной емкости. Его назначение – уменьшение колебаний температуры хладоносителя, чтобы он со стабильной температурой попадал к фанкойлам по гидравлическому контуру. В такой буферной емкости тепло/хладоноситель скапливается и перемешивается, в результате он приобретает среднее температурное значение перед отправкой по трубам.
Объем бака-аккумулятора рассчитывается в литрах по формуле Vбака= V1 – V2, в которой V1 – это минимальный объем гидравлического контура необходимый для поддержания работоспособности компрессоров в продолжение 6 минут, а V2 – это общий объем теплообменников, трубопроводов и объем испарителя.
V1 рассчитывается в литрах по формуле
в которой:
- Q – холодопроизводительность чиллера в кВт;
- τ – временной промежуток между запуском и остановкой чиллер;
- m – количество ступеней производительности;
- Δt – разница температур, выраженная в градусах Цельсия.
Объем трубопроводов гидравлического контура рассчитывается по формуле объема цилиндра Vтр= (3,14*d2/4)*L, где d – это диаметр, а L – длина трубопровода.
Расчет расширительного бака для систем чиллер-фанкойл
Расчет расширительного бака для чиллера позволяет определить оптимальный объем для выравнивания давления в системе при температурных перепадах. Объем такого бака принимается равным 10% от общего объема теплоносителя в системе. Расчет объема бака проводится в несколько шагов:
- Определение общего объема жидкости в системе;
- Расчет объема расширения. Общий объем умножается на коэффициент расширения, для воды он составляет 0,03;
- Расчет объема бака. Для этого нужно объем расширения увеличить в полтора раза для получения требуемого запаса.
Например, в системе охлаждения циркулирует общий объем теплоносителя 500 литров. Это значение умножается на коэффициент расширения: 500 х 0,03 л = 15 л. Это значение увеличивается в полтора раза, получается 22,5 л. Это оптимальный объем расширительного бака для компенсации перепадов давления.
Поправочные коэффициенты и влияние внешней среды на мощность
При расчете мощности чиллера учитываются поправочные коэффициенты с учетом влияния внешней среды:
- Когда температура воздуха на улице повышается, эффективность чиллера снижается. Например, при +35°С эффективность будет на 20% ниже, чем при +25°С.
- При использовании в качестве хладоносителя этиленгликоля вместо воды холодопроизводительность понижается на 8-12%;
- Если требуется более низкая температура на выходе, то требуется применение коэффициентов уменьшения номинальной мощности;
- При работе на большой высоте эффективность воздушного охлаждения уменьшается.
Фактор | Влияние на мощность |
Использование этиленгликоля | Снижение на 8–12% |
Температура воздуха +35°С | Снижение до 20% |
Работа на большой высоте | Зависит от давления |
Типовые ошибки при расчете и подборе оборудования
Распространенные ошибки при расчете системы чиллер-фанкойл являются неправильное определение тепловой нагрузки, отсутствие поправочных коэффициентов по внешним факторам, отсутствие достаточного запаса мощности, неверное определение расхода теплоносителя. В результате оборудование быстрее изнашивается и работает недостаточно эффективно.
Взаимосвязь мощности чиллера и параметров насосной группы
Мощность чиллера и насосной группы находятся в прямой взаимосвязи: чем большая холодопроизводительность требуется, тем больше должна быть производительность насоса для большего расхода теплоносителя. Насосная группа должна поддерживать требуемый напор для стабильной работы чиллера. Из-за этого часто устанавливается два насоса: основной и резервный.
«Правильно подобранный гидромодуль (насосная группа) исключает кавитацию и обеспечивает равномерный теплосъем, что является критическим условием долговечности испарителя».
Как подобрать оборудование по результатам расчета?
На основании расчётных данных подбирается оптимальная холодопроизводительность чиллера, мощность насосной группы, объем бака аккумулятора, расширительной емкости и другие параметры. Специалисты нашей компании помогут рассчитать все требуемые показатели и подобрать требуемый комплект оборудования для установки эффективной системы охлаждения на любом объекте.
Специалисты NC-T выполнят профессиональный теплотехнический расчет для вашего объекта, подберут чиллер, бак-аккумулятор и насосную группу с учетом всех поправочных коэффициентов. Оставьте заявку на расчет системы охлаждения — мы предоставим подробную спецификацию и подберем оптимальное оборудование под ваш бюджет.
