Hogyan válasszunk folyadékhűtőt?

A hűtőberendezést azért telepítjük, hogy minimalizáljuk az állásidőt és védjük az értékes és hőmérséklet-érzékeny technológiai berendezéseket. Ugyanakkor a hűtőberendezés az üzem saját vizének visszaforgatásával költségeket takarít meg: ha egy hűtőberendezés bekerül a rendszerbe, már nem kell vezetékes víz, sem szennyvízelvezetés – ezzel jelentős költségek takaríthatók meg. A technológia legújabb fejlesztései révén a tőkebefektetés nagyon rövid idő alatt megtérül.

Egy hűtőberendezés meghatározásakor a következőket kell megvizsgálni:

1. az alkalmazott technológiai folyadék típusa,

2. a folyamat hűtési hőmérséklete,

3. az áramlási és nyomásigény,

4. az üzemi környezet és a környezeti hőmérséklet,

5. a szükséges folyadékhűtő mérete / teljesítménye és

6. az elhelyezés térbeli korlátai a biztonság és karbantartás érdekében.

A fő tényezők a teljesítményjellemzők és a berendezésekkel való kompatibilitás. A hűtőfolyadék teljesítménye az adott hőmérsékleten mért tulajdonságaitól függ: a fajhő, a viszkozitás és a fagyás- / forráspont. A fajhő és a hűtési kapacitás között közvetlen kapcsolat van.

Az optimális teljesítmény érdekében alacsony vagy magas beállított hőmérséklet esetén ajánlott az etilén- vagy propilénglikol bizonyos arányú keverése vízzel (10-50%-ban).

A helytelenül méretezett rendszereknél korrózió és szivárgás fordulhat elő. Fontos szempont a gépek, vezetékek anyaga és ezért ajánlott a hűtőfolyadékba korróziógátlót is keverni. A legmodernebb folyadékhűtőkben a tartály és a centrifugálszivattyúk hidraulikus részei rozsdamentes acélból készülnek, hogy a folyadékba ne kerüljenek rozsdarészecskék. Ezzel a rendszer megbízhatósága megnő és a hőmérséklet-kontroll maximálisan érvényesül. A legkorszerűbb, teljesen alumíniumból készült mikrocsatornás kondenzátorok hosszú élettartamot biztosítsanak korrózió nélkül, és más típusú hőcserélőkhöz képest 30%-kal kevesebb hűtőközeg töltetet igényelnek.

A beállított hőmérséklet befolyásolja a gép hűtőteljesítményét. A hőmérséklet csökkentése terhelést jelent a hűtőrendszer számára, ami fordítva is igaz. Közvetlen kapcsolat van a folyadékhűtő beállított hőmérséklete és a teljes hűtési teljesítménye között. Ezért fontos áttekinteni és a mi igényeinkkel összevetni a berendezés gyári teljesítményadatait. Ugyanakkor, ha a folyadékhűtőt a szabadban helyezzük el, ugyanilyen fontos meghatározni a szükséges fagyvédelmi szintet, azaz meghatározni a leghidegebb kilépő folyadék hőmérsékletét.

A szükséges áramlási sebességet először a szivattyú méretével és teljesítményével kell meghatározni.  

Nyomás: Az alulméretezett szivattyú csökkenti a folyadék áramlási sebességét. Ha a hűtőberendezést belső nyomáscsökkentéssel szerelték fel, a folyadék visszaáramlik a hűtőbe. Ezzel a szivattyú élettartama drasztikusan csökkenhet; a folyadék áramlása megszűnik, a folyadék felforrósodik, végül elpárolog, és nemcsak a hűtési kapacitást csökkenti, de a csapágyak, tömítések és járókerekek kopásához vezet.  

A rendszer nyomásveszteségének meghatározásához nyomásmérőket kell elhelyezni a be- és kimenetnél, majd a szivattyú beindítása után beállítani a kívánt áramlási sebességet.  

Áramlási sebesség: Ha kicsi az áramlás, elégtelen a hőátadás, így a hűtőfolyadék nem veszi át a szükséges hőt. A tervezés során fontos figyelembe venni az összes tömlőt, szerelvényt, csatlakozást és magassági változást, mivel ezek jelentősen megnövelhetik a nyomásigényt. 

Környezeti hőmérséklet. A léghűtéses berendezés hőleadási képessége függ a környezeti hőmérséklettől. Ha melegebb a környezeti levegő, kisebb a hőmérsékletkülönbséget (ΔT), és ezért csökken a hőátadás. Ha vízhűtéses gépet telepítünk, a magas hőmérséklet szintén negatív hatással lehet a kompresszorra, a szivattyúra és az elektronikára. A beltéri hűtők esetében a maximális környezeti hőmérséklet 40 °C.

Térbeli korlátozások: Szükséges, hogy a hűtő körül megfelelő légkeringési teret biztosítsunk. Elégséges légáramlás nélkül a kevés környezeti levegő gyorsan felmelegszik, ami befolyásolja a hűtő teljesítményét és károsíthatja azt.

A megfelelő méretű folyadékhűtő berendezés kiválasztása kritikus fontosságú döntés. Az alulméretezett hűtő soha nem lesz képes megfelelően hűteni a berendezéseket, és a technológiai víz hőmérséklete nem lesz stabil. Ezzel szemben egy túlméretezett hűtőgép soha nem lesz képes a leghatékonyabb szinten működni.

Az alkalmazásnak megfelelő készülékméret meghatározásához ismerni kell az áramlási sebességet és azt a hőenergiát, amelyet a berendezés a hűtőközegnek átad, azaz a bemeneti és a kimeneti víz közötti hőmérséklet különbséget, amelyet ∆T-ben fejezünk ki.

A képlet a következő: hőenergia másodpercenként (vagy közismertebb nevén teljesítmény) = tömegáram × fajlagos hőkapacitás × hőmérsékletváltozás (∆T). A víz fajlagos hőkapacitása névlegesen 4,2 kJ / kg K, de ha a víz tartalmaz glikol adalékanyagokat, akkor ez az érték 4,8 kJ / kg-ra nő. *

* Megjegyzés: 1K = 1°C és a víz sűrűsége 1, azaz 1 l víz = 1 kg.

Íme egy példa a képlet alkalmazására: milyen teljesítményű folyadékhűtőre van szükség 2,36 l/s (8,5 m3/h) vízáramhoz 5°C-os hőmérsékletváltozás mellett? Hőenergia másodpercenként (kJ/s vagy kW) = 2,36 l/s (áramlási sebesség) X 5°C (∆T) X 4,2 kJ /kg (a tiszta víz fajlagos hőkapacitása). Szükséges hűtőteljesítmény = 49,6 kW.

Más esetekben, ha a hűtendő hőterhelés már ismert, akkor a képletet át lehet alakítani a különböző (különböző méretű szivattyúkkal elérhető) áramlási sebességekkel elérhető hőmérsékletkülönbség (∆T) meghatározására. A méretválasztást egyéb körülmények is befolyásolhatják. Az üzem jövőbeli bővítésének tervei vagy a magas környezeti hőmérséklet más méretű egységet kívánnak.

Az ipari folyadékhűtők legújabb, fejlett generációjában a könnyű karbantartás, az üzembiztonság, az intelligens vezérlés és a csatlakoztathatóság a tervezés kiemelkedő szempontjai.

A modern folyadékhűtők IP54-es besorolású, hangcsillapított burkolata akár -45 °C-os környezeti hőmérsékleten is biztosítja a folyamatos működést. Könnyen hozzáférhetők az alkatrészek: a hűtőrendszerek elöl, a hűtővíz-keringető egység pedig hátul. A széles burkolóelemek és az intelligens elrendezés csökkenti a karbantartási időt, megkönnyíti a berendezés ellenőrzését, mellyel megelőzhetők a meghibásodások.

A piacon lévő innovatív új modellek számos biztonsági berendezéssel rendelkeznek: áramlás- és szintkapcsolók, hő- és nyomásérzékelők, forgattyúházfűtés és szűrők. A hermetikusan zárt kompresszor megakadályozza a hűtőgáz szivárgását, és nulla karbantartást igényel. A beépített fázissorrend-relé biztosítja, hogy helytelen bekötés esetén nem áll fenn a kompresszor károsodásának veszélye.

Ezekben az új konstrukciókban energiahatékony algoritmusokkal működő érintőképernyős vezérlő egyesíti az összes hűtőszenzort egyetlen rendszerbe és időben figyelmeztet az üzemi paraméterektől való eltérés esetén. A 11 kW-os vagy annál nagyobb méretű folyadékhűtőknél a beépített intelligens távfelügyeleti előkészítéssel teljeskörű csatlakoztathatóság érhető el. Ez a felhasználó számára valós időben, áttekinthető formátumban biztosítja a gép adatait az optimális hatékonyság érdekében.