Slik velger du riktig industrikjøler

En av de mest overbevisende grunnene til å velge en kjøleinstallasjon, er å minimere driftsstans gjennom den kontinuerlige beskyttelsen man får ved å fjerne varme fra verdifullt og temperaturfølsomt prosesskritisk utstyr. Samtidig sparer en kjøler vann og tilhørende kostnader ved å resirkulere og gjenbruke anleggets egen vannforsyning. Kjølevann koster fort mye penger, spesielt hvis prosesskritisk utstyr kjøres i flere skift om dagen. Når man tilfører en kjøler i systemet, kan den omgå kostnadene og behovet for en overvåket, kommunal vannforsyning og avløpsvann, og bidra til betydelige besparelser i produksjonsbudsjetter. Med den siste tidens utvikling innen kjølerteknologi tjener man investeringen tilbake igjen over en svært kort periode av utstyrets levetid.

Når du spesifiserer en kjøleinstallasjon, er grunnleggende kunnskap om faktorene for kjøleres ytelse avgjørende for å velge det rette produktet. Dette er vurderingene som må gjøres: Typen prosessvæske som skal brukes, prosessens kjøletemperatur, flyt- og trykkbehovet, driftsmiljøet, omgivelsestemperaturen, hvor stor kjøler som trengs og plassbegrensningene der den skal plasseres.

De viktigste faktorene å huske på når du vurderer hvilke kjølevæsker som passer for en prosess, er væskenes ytelsesegenskaper og utstyrets kompatibilitet. Ytelsen til en kjølevæske er basert på egenskapene ved en gitt temperatur. De relevante parametrene er spesifikk varme, viskositet og fryse-/kokepunkt. Det er et direkte forhold mellom spesifikk varme- og kjølekapasitet. For å opprettholde systemets integritet og sikre at maksimal ytelse så lenge som mulig, anbefales det å blande en prosentandel etylen- eller propylenglykol med vann (vanligvis i området 10 til 50 %) når det er behov for lave eller høye settpunkttemperaturer. Når det gjelder kompatibilitet, er potensialet for korrosjon og tidlig nedbrytning av tetninger vanlige typer feil for systemer med feil størrelse. Det er grunnen til at materialene og typer væske er en viktig vurdering, og også grunnen til at det anbefales å inkludere en korrosjonsinhibitor i kjølevæsken. I den nyeste kjølerteknologien er imidlertid oppbevaringstanken og de hydrauliske delene på sentrifugalpumper konstruert i rustfritt stål for å hindre at prosessvannet forurenses av rustpartikler og gi bedre pålitelighet og temperaturkontroll. På samme måte er moderne mikrokanal-kondensatorer i aluminium konstruert for å gi lang levetid uten korrosjon og krever 30 % mindre kjølemiddel enn andre typer varmevekslere.

Settpunkttemperaturen vil påvirke kjølekapasiteten til en kjøler. Reduksjon av temperaturen utsetter kjølesystemet for mer belastning, mens det omvendte skjer når du øker den. Det er et direkte forhold mellom den innstilte temperaturen for og den totale kjølekapasiteten til kjøleren. Derfor er det viktig å gjennomgå de publiserte ytelsesdataene for å se om de er relevante for den foreslåtte installasjonen for kjøleren. Hvis kjøleren må være plassert på et utsatt sted, er det dessuten like viktig å fastslå den nødvendige graden av frostbeskyttelse, dvs. den kaldeste temperaturen til væske som forlater kjøleren under drift.

Selv om pumpens levetid er en viktig vurdering ved konfigurering av et industrielt kjølesystem, må trykktap over hele systemet og den nødvendige flythastigheten først bestemmes av pumpens størrelse og ytelse.
Trykk: en underdimensjonert pumpe vil redusere væskestrømmen gjennom hele kjølekretsen. Hvis kjøleren er utstyrt med intern trykkavlastning, ledes flyten rundt prosessen og tilbake til kjøleren. Hvis det ikke finnes noen intern trykkavlastning, vil pumpen forsøke å gi trykket som trengs og kjøre ved det som kalles stillstandstrykk, eller grensen. Når denne tilstanden oppstår, kan det føre til at pumpens levetid reduseres drastisk: væske slutter å strømme og væsken i pumpen blir varm, fordamper og forstyrrer pumpens evne til å kjøle seg ned, noe som fører til slitasje på lagre, tetninger og impellere. For å fastslå trykktap i hele systemet må det plasseres trykkmålere ved prosessens innløp og utløp, og deretter tilføres pumpetrykk for å oppnå verdier ved ønsket flythastighet.
Flythastighet: Utilstrekkelig flyt gjennom prosessen vil gi utilstrekkelig varmeoverføring, slik at flyten ikke vil fjerne varmen slik det kreves for at prosessen skal være trygg. Etter hvert som væsketemperaturen øker over settpunktet, vil overflatenes/komponentenes temperaturer også fortsette å stige inntil de når en stabil temperatur som er høyere enn det opprinnelige settpunktet. De fleste kjølesystemer vil oppgi nødvendig trykk og flyt. Når du angir nødvendig fjerning av varmebelastning som en del av konstruksjonen, er det viktig å ta hensyn til alt av slanger, beslag, tilkoblinger og høydeendringer som er integrert i systemet. Disse underordnede funksjonene kan øke trykkbehovet betydelig hvis de ikke har riktig størrelse.

Omgivelsestemperatur. En luftkjølt kjølers evne til å spre varme påvirkes av omgivelsestemperaturen. Dette skyldes at kjølesystemet bruker temperaturgradienten for omgivelsesluft/kjølemiddel for å forårsake varmeoverføring for kondenseringsprosessen. En stigende omgivelsestemperatur reduserer temperaturdifferansen (ΔT) og reduserer dermed den totale varmeoverføringen. Hvis kjøleren bruker en væskekjølt kondensator, kan høye omgivelsestemperaturer fortsatt ha en negativ virkning på viktige komponenter som kompressor, pumpe og elektronikk. Disse komponentene genererer varme under drift, og høye temperaturer forkorter levetiden. Som en retningslinje er den typiske maksimale omgivelsestemperaturen 40 °C for kjølere som ikke er klassifisert for utendørs bruk.
Plassbegrensninger: for å opprettholde riktig omgivelsestemperatur er det viktig å gi tilstrekkelig plass til luftsirkulasjon rundt kjøleren. Uten riktig luftstrøm vil resirkulering av en utilstrekkelig mengde luft raskt varmes opp. Dette påvirker kjøleytelsen og kan skade kjøleren.

Å velge en kjøler i riktig størrelse er en avgjørende beslutning. En underdimensjonert kjøler vil alltid være et problem – den vil aldri kunne kjøle prosessutstyret ordentlig ned, og prosessvannets temperatur vil ikke være stabil. En overdimensjonert kjøler vil derimot aldri kunne kjøre med maks. effektivitet, og er derfor mer kostbar å drifte. Hvis du vil finne riktig kjølerstørrelse for bruksområdet ditt, må du vite flythastigheten og varmeenergien som prosessutstyret tilfører kjølemiddelet, det vil si endringen i temperaturen mellom innløps- og utløpsvannet, uttrykt som ∆T. Formelen for beregning av dette er: Varmeenergi per sekund (bedre kjent som effekt) = masseflytgrad × spesifikk varmekapasitet × endring i temperatur (∆T). Den spesifikke varmekapasiteten til vannet uttrykkes nominelt som 4,2 kJ/kg K, men hvis den inneholder en prosentandel av glykoltilsetninger økes denne verdien til 4,8 kJ/kg K. Merk: 1K = 1 °C og tettheten av vann er 1, dvs. 1 l vannvolum = 1 kg vannmasse. Her er et eksempel på formelen for å bestemme riktig kW-størrelse for kjøleren for å håndtere en vannmengde på 2,36 l/s (8,5 m3/t) med en temperaturendring på 5 °C: Varmeenergi per sekund (kJ/s eller kW) = 2,36 l/s (strømningshastighet) X 5 °C (∆T) X 4,2 kJ/kg K (spesifikk varmekapasitet for rent vann), nødvendig kjølerstørrelse = 49,6 kW. Eventuelt kan det hende at varmebelastningen som skal kjøles, allerede er kjent, og i så fall kan formelen stokkes om for å bestemme temperaturforskjellen (∆T) som kan oppnås med forskjellige flythastigheter (kan oppnås med forskjellige pumpestørrelser). Det kan være andre forhold som kan påvirke valget av størrelse. Planlegging for fremtidig utvidelse av anlegget, eksponering for høye omgivelsestemperaturer, eller plassering ved høye høyder over havet er ting som alle kan føre til at det spesifiseres en annen størrelse for enheten.

I den nyeste, avanserte generasjonen av industrikjølere er enkelt vedlikehold, driftssikkerhet og intelligent kontroll og tilkobling fremtredende funksjoner i konstruksjonen. De er for eksempel konstruert med IP54-klassifiserte, lyddempede kabinetter som gjør at kjølere kan brukes innendørs eller utendørs, selv ved omgivelsestemperaturer ned til -45 °C. De er spesielt utformet for enkel tilgang til de installerte komponentene − kjølesystemer foran og enheten for sirkulasjon av kjølevann bak. Brede dører på kabinettet og intelligent layout reduserer vedlikeholdstiden og gir enkel inspeksjon for å hindre driftstans. Innovative nye modeller på markedet har et bredt spekter av sikkerhetsanordninger, for eksempel flyt- og nivåbrytere, termiske prober, trykkprober, veivhusoppvarming og siler som gjør at kjøleren kan operere trygt. I tillegg hindrer et fullt hermetisk forseglet kjølesystem at kjølemiddelgass lekker, samtidig som det krever null vedlikehold. UK FGAS-forskrifter krever inspeksjon en gang i året, og to ganger i året på større kjølesystemer, gjennomført av en FGAS-sertifisert tekniker. En fasesekvensrelé eliminerer risikoen for kompressorskader ved feil kabling. Disse nye konstruksjonene er utstyrt med en styreenhet med berøringsskjerm, som kjører med energieffektive algoritmer og kombinerer alle kjølesensorer i ett system for å gi advarsler til rett tid hvis det skjer avvik fra driftsparameterne. Full tilkobling oppnås med innebygd smart fjernovervåking på kjølere med størrelser på 11 kW og mer. Dette gir brukeren maskindata i sanntid i et klart format for å sikre optimal effektivitet.