Cara memilih industrial chiller yang tepat

Di antara alasan yang paling kuat untuk instalasi chiller adalah meminimalkan waktu henti melalui perlindungan berkelanjutan, hal ini disediakan untuk menghilangkan panas dari peralatan yang berharga dan sensitif terhadap suhu dalam prosesnya. Pada saat yang sama, chiller menghemat air dan biaya yang terkait dengan sirkulasi ulang dan penggunaan kembali pasokan air pabrik sendiri. Biaya air pendingin dapat bertambah dengan cepat, khususnya bila peralatan proses beroperasi selama beberapa shift kerja dalam sehari. Ketika chiller dimasukkan ke dalam sistem, chiller dapat memotong biaya dan kebutuhan pasokan air dan pembuangan air limbah kota yang dipantau, dan berkontribusi terhadap penghematan dalam anggaran produksi. Selain itu, dengan perkembangan terbaru dalam teknologi chiller, pengembalian investasi modal dapat diwujudkan dalam waktu yang sangat singkat dari masa pakai peralatan.

Saat menentukan instalasi chiller, wawasan bekerja tentang faktor kinerja chiller sangat penting untuk mendapatkan kesesuaian produk yang tepat. Satu hal yang perlu ditentukan adalah jenis cairan proses yang akan digunakan; suhu pendinginan proses; persyaratan aliran dan tekanan; lingkungan operasi; suhu sekitar; ukuran chiller yang dibutuhkan, dan batasan ruang di lokasinya.

Faktor utama yang perlu diingat saat mempertimbangkan cairan pendingin yang sesuai untuk suatu proses adalah karakteristik kinerja dan kompatibilitas peralatannya. Kinerja cairan pendingin didasarkan pada sifat-sifatnya pada suhu tertentu. Parameter yang relevan adalah titik panas, viskositas, dan titik beku/didih yang spesifik. Ada hubungan langsung antara panas dan kapasitas pendinginan yang spesifik. Demi mempertahankan integritas sistem dan memperpanjang kinerja optimal, disarankan untuk mencampurkan persentase etilena atau propilena glikol dengan air (biasanya dalam kisaran 10 hingga 50%) saat suhu setpoint rendah atau tinggi diperlukan. Dalam kaitannya dengan kompatibilitas, potensi korosi dan degradasi awal segel merupakan mode kegagalan umum untuk sistem dengan ukuran yang salah. Itulah sebabnya material konstruksi dan sifat cairan harus menjadi pertimbangan penting, dan mengapa disarankan untuk memasukkan inhibitor korosi ke dalam cairan pendingin. Namun, dalam pengembangan teknologi chiller terbaru, tangki penyimpanan dan komponen hidraulis pompa sentrifugal dibuat dari baja tahan karat untuk mencegah kontaminasi air proses dengan partikel karat, serta memberikan tingkat keandalan dan kontrol suhu yang lebih tinggi. Demikian pula, kondensor mikrosaluran yang canggih yang sepenuhnya terbuat dari aluminium dirancang untuk memberikan masa pakai yang lama tanpa korosi dan memerlukan pengisian refrigeran 30% lebih sedikit dibandingkan tipe penukaran panas lainnya.

Suhu setpoint akan memengaruhi kapasitas pendinginan chiller. Menurunkan suhu akan menambah beban pada sistem refrigerasi, dan sebaliknya untuk menaikkannya. Ada hubungan langsung antara suhu di mana chiller telah disetel dan kapasitas pendinginan totalnya. Oleh karena itu, penting untuk meninjau data kinerja chiller yang dipublikasikan untuk relevansinya dengan pemasangan yang diusulkan. Pada saat yang sama, jika chiller ditujukan untuk lokasi yang terbuka, penting untuk menetapkan tingkat perlindungan terhadap pembekuan, yaitu suhu cairan chiller yang keluar paling dingin selama pengoperasian.

Meskipun masa pakai pompa merupakan pertimbangan utama saat mengelola sistem pendinginan industri, kehilangan tekanan di seluruh sistem dan laju aliran yang diperlukan harus dipertimbangkan terlebih dahulu oleh ukuran dan kinerja pompa.
Tekanan: Pompa berukuran terlalu kecil akan mengurangi laju aliran cairan ke seluruh loop pendinginan. Jika chiller telah dilengkapi dengan pelepas tekanan internal, aliran akan dialihkan di sekitar proses dan kembali ke chiller. Jika tidak ada pelepas tekanan internal, pompa akan mencoba memberikan tekanan yang diperlukan dan bekerja pada tekanan dead-head, atau limit. Ketika kondisi ini terjadi, masa pakai pompa dapat berkurang secara drastis; cairan berhenti mengalir dan cairan di dalam pompa menjadi panas, akhirnya menguap dan mengganggu kemampuan pompa untuk mendinginkan bantalan, segel, dan impeler.Menentukan pressure loss di seluruh sistem memerlukan pengukur tekanan yang terkait di saluran masuk dan keluar proses, kemudian memberikan tekanan pompa untuk mendapatkan nilai pada laju aliran yang diinginkan.
Laju aliran: Aliran yang tidak memadai melalui proses akan menghasilkan perpindahan panas yang tidak memadai sehingga aliran tidak akan menghilangkan panas yang diperlukan untuk pengoperasian proses yang aman. Saat suhu cairan meningkat melebihi setpoint, suhu permukaan/komponen juga akan terus meningkat hingga suhu stabil yang lebih besar daripada titik setel awal tercapai.Sebagian besar sistem chiller akan menyediakan detail persyaratan tekanan dan aliran. Saat menentukan pemindahan beban panas yang diperlukan sebagai bagian dari desain, penting untuk memperhitungkan semua selang, fitting, sambungan, dan perubahan ketinggian yang terintegrasi dengan sistem. Fitur tambahan ini dapat meningkatkan persyaratan tekanan secara signifikan jika tidak disesuaikan dengan tepat.

Suhu sekitar. Kemampuan chiller berpendingin udara untuk menghilangkan panas dipengaruhi oleh suhu sekitar. Hal ini karena sistem refrigerasi menggunakan gradien suhu udara/refrigeran sekitar untuk menginduksi perpindahan panas untuk proses kondensasi. Peningkatan suhu sekitar akan mengurangi perbedaan suhu (ΔT) dan, selanjutnya, mengurangi perpindahan panas total. Jika chiller menggunakan kondensor berpendingin cairan, suhu sekitar yang tinggi masih dapat menimbulkan efek negatif pada komponen utama seperti kompresor, pompa, dan elektronik. Komponen ini menghasilkan panas selama pengoperasian, dan suhu yang tinggi akan mempersingkat masa pakainya. Sebagai panduan, suhu sekitar maksimum yang umum untuk chiller terukur non-eksterior adalah 40°C.
Batasan Ruang: Demi mempertahankan suhu udara sekitar yang sesuai, penting untuk menyediakan ruang sirkulasi udara yang memadai di sekitar chiller. Tanpa aliran udara yang tepat, resirkulasi volume udara yang tidak memadai akan membuat udara sekitar panas secara cepat. Ini memengaruhi kinerja chiller dan berpotensi merusak unit chiller.

Memilih chiller dengan ukuran yang tepat merupakan keputusan penting. Chiller berukuran terlalu kecil akan selalu menjadi masalah karena tidak dapat mendinginkan peralatan proses dengan baik dan suhu air proses tidak akan stabil. Sebaliknya, chiller berukuran terlalu besar tidak akan pernah dapat beroperasi pada tingkat yang paling efisien dan terbukti lebih mahal untuk dioperasikan. Untuk menentukan ukuran unit yang benar untuk aplikasi, perlu diketahui laju aliran dan energi panas yang ditambahkan oleh peralatan proses ke media pendinginan, yaitu, perubahan suhu antara air saluran masuk dan saluran keluar, dinyatakan sebagai ∆T. Rumus untuk tujuan penghitungan adalah: energi panas per detik (atau lebih umum dikenal sebagai daya) = laju aliran massa × kapasitas panas spesifik × perubahan suhu (∆T)’. Kapasitas panas spesifik air secara nominal dinyatakan sebagai 4,2 kJ/kg K tetapi jika mengandung persentase zat tambahan glikol, nilainya dinaikkan menjadi 4,8 kJ/kg K. Catatan: 1 K = 1°C dan densitas air adalah 1, yaitu 1 l volume air = 1 kg massa air. Berikut adalah contoh aplikasi rumus untuk menentukan chiller dengan ukuran kW yang tepat untuk menangani laju aliran air 2,36 l/dtk (8,5 m3/jam) dengan perubahan suhu 5°C: energi panas per detik (kJ/dtk atau kW) = 2,36 l/dtk (Laju Aliran) x 5°C (∆T) x 4,2 kJ/kg K (Kapasitas panas spesifik dari air murni), ukuran chiller yang diperlukan = 49,6 kW. Atau, beban panas yang akan didinginkan mungkin telah diketahui jika rumus dapat disusun ulang untuk menentukan perbedaan suhu (∆T) yang dapat dicapai dengan laju aliran yang berbeda (dapat dicapai dengan ukuran pompa yang berbeda). Mungkin ada kondisi lain yang dapat memengaruhi pilihan ukuran. Perencanaan perluasan pabrik di masa mendatang, paparan suhu sekitar yang tinggi, atau lokasi di tempat yang tinggi, seluruh hal ini dapat mengakibatkan spesifikasi ukuran unit yang berbeda.

Pada industrial chiller generasi terbaru, kemudahan pemeliharaan, keamanan operasional, serta kontrol dan konektivitas cerdas adalah fitur utama dalam desainnya. Misalnya, ini dibuat dengan kanopi berperedam suara berperingkat IP54 yang memungkinkan chiller untuk beroperasi di dalam atau di luar ruangan, bahkan pada suhu sekitar hingga -45°C. Chiller ini dirancang khusus untuk memudahkan akses ke komponen yang terpasang − sistem refrigerasi di bagian depan dan rakitan sirkulasi air pendingin di bagian belakang. Pintu kanopi yang lebar dan tata letak cerdas mengurangi waktu pemeliharaan dan memudahkan pemeriksaan untuk mencegah kerusakan. Model baru yang inovatif di pasaran menggunakan berbagai perangkat keselamatan, seperti sakelar aliran dan level, probe termal, probe tekanan, pemanas dan saringan karter yang memungkinkan chiller beroperasi dengan aman. Selain itu, sistem refrigerasi yang disegel secara penuh mencegah bocornya gas refrigeran dan tidak membutuhkan pemeliharaan. Regulasi FGAS Inggris memang membutuhkan inspeksi tahunan, dan pada sistem pendinginan yang lebih besar, diperlukan inspeksi dua kali setahun oleh teknisi bersertifikat FGA. Penyediaan relai urutan fase memastikan tidak ada risiko kerusakan kompresor jika pengkabelan salah. Dalam desain baru ini, kontroler layar sentuh beroperasi dengan algoritme yang hemat energi, menggabungkan semua sensor chiller ke dalam satu sistem dan mengeluarkan peringatan tepat waktu jika terjadi penyimpangan dari parameter pengoperasian. Konektivitas penuh dicapai dengan kemampuan pemantauan jarak jauh cerdas bawaan pada ukuran chiller 11 kW ke atas. Dengan demikian, ini memberikan data mesin pengguna secara real-time dalam format jelas untuk memastikan efisiensi yang optimal.