Lựa chọn giữa máy làm lạnh làm mát bằng không khí và làm mát bằng nước
Nhà máy của bạn cần một máy làm lạnh quy trình có công suất làm lạnh gần 200 kW. Một nhà cung cấp báo giá một thiết bị làm mát bằng không khí có thể đặt trên một tấm đệm mở bên ngoài tòa nhà. Một đề xuất khác là một máy làm lạnh làm mát bằng nước có tháp giải nhiệt trên mái, một máy bơm nước ngưng tụ và hệ thống đường ống nối. Giá làm mát bằng không khí thấp hơn và ngày giao hàng ngắn hơn. Nhà cung cấp làm mát bằng nước lập luận rằng nhiệt độ ngưng tụ thấp hơn sẽ làm giảm mức tiêu thụ điện trong thời gian máy chạy. Cả hai đối số có thể có giá trị cùng một lúc.
Kết luận thực tế là: máy làm lạnh làm mát bằng nước thường có chi phí lắp đặt cao hơn khi nhà máy chạy nhiều giờ mỗi năm, có nguồn nước làm mát đáng tin cậy hoặc đã vận hành tháp giải nhiệt. Máy làm lạnh làm mát bằng không khí sẽ phù hợp hơn khi nước khan hiếm hoặc đắt tiền, khi máy làm lạnh chỉ chạy một phần trong năm hoặc khi dự án cần một máy khép kín có thể lắp đặt nhanh chóng. Phần còn lại của bài viết này giải thích những khác biệt vật lý đằng sau những quy tắc đó và cung cấp cho bạn danh sách kiểm tra để áp dụng chúng cho trang web của bạn.
Máy làm lạnh làm mát bằng không khí loại bỏ nhiệt như thế nào
Máy làm lạnh công nghiệp làm mát bằng không khí loại bỏ nhiệt từ thiết bị ngưng tụ trực tiếp ra không khí xung quanh. Thiết bị ngưng tụ là một cuộn dây có vây và một hoặc nhiều quạt hướng trục hút không khí xung quanh qua các vây. Khi chất làm lạnh đi qua cuộn dây, nó ngưng tụ và giải phóng nhiệt vào luồng không khí đó. Nhiệt bị loại bỏ không bao giờ chạm vào hệ thống nước khác, do đó không có tháp giải nhiệt, không có máy bơm nước ngưng tụ và không có vòng xử lý nước.
Hạn chế thiết kế quan trọng là áp suất ngưng tụ theo dõi nhiệt độ bầu khô xung quanh. Hầu hết các nhà sản xuất đều đánh giá máy làm lạnh làm mát bằng không khí ở điều kiện môi trường xung quanh 35°C. Khi nhiệt độ tại khu vực dự án đạt tới 40°C hoặc cao hơn, thiết bị ngưng tụ hoạt động mạnh hơn, máy nén tiêu thụ nhiều điện hơn và công suất làm mát được cung cấp tại thiết bị bay hơi giảm xuống. Máy vẫn hoạt động nhưng hiệu suất giảm đúng vào thời điểm công trường cần làm mát nhất.
Đối với những cây có thể sống được với mối quan hệ này, dòng máy làm lạnh làm mát bằng không khí cung cấp một cách đơn giản để tăng cường làm mát quy trình mà không cần mở rộng phòng máy hoặc bổ sung cơ sở hạ tầng nước bên ngoài.
Nhà sản xuất, nhà máy làm mát bằng nước làm mát bằng không khí công nghiệp tùy chỉnh Shanghai Soouney là máy làm lạnh không khí công nghiệp Trung Quốc, nhà sản xuất máy làm lạnh công nghiệp làm mát bằng không khí, nhà máy Chúng tôi cung cấp máy làm mát không khí công nghiệp tùy chỉnh... Xem sản phẩm → Máy làm lạnh làm mát bằng nước loại bỏ nhiệt như thế nào
Máy làm lạnh công nghiệp làm mát bằng nước loại bỏ nhiệt theo hai giai đoạn. Đầu tiên, chất làm lạnh tỏa nhiệt bên trong thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước, điển hình là bộ trao đổi nhiệt dạng vỏ và ống hoặc tấm hàn. Nước làm mát sẽ mang lượng nhiệt đó đi. Thứ hai, nước ấm được bơm đến tháp giải nhiệt, tại đây nước được phun lên vật liệu lấp đầy và làm mát bằng quá trình bay hơi. Nước nguội quay trở lại bình ngưng và chu trình lặp lại.
Lợi ích của sự sắp xếp hai giai đoạn này là nhiệt độ bình ngưng được điều chỉnh bởi nhiệt độ bầu ướt của không khí đi vào tháp chứ không phải nhiệt độ bầu khô. Vì nhiệt độ bầu ướt hầu như luôn thấp hơn nên hệ thống làm mát bằng nước có thể hoạt động ở áp suất ngưng tụ thấp hơn ngay cả vào giữa mùa hè. Đối với một tháp thông thường có nước cấp ở nhiệt độ 30°C và nước hồi về ở nhiệt độ 35°C, chất làm lạnh ngưng tụ ở nhiệt độ gần 40°C. Cùng ngày, một bình ngưng làm mát bằng không khí có thể nóng hơn từ 5 đến 10 K và mỗi kelvin của nhiệt độ ngưng tụ tăng thêm sẽ làm tăng công suất của máy nén.
Do đó, các mẫu máy làm lạnh làm mát bằng nước thu hút các nhà máy đã có tháp hoặc muốn giảm thiểu mức tiêu thụ điện trong một mùa vận hành dài.
Điểm khác biệt chính trong nháy mắt
Bảng dưới đây tổng hợp những khác biệt thực tế vào các mục thường xuất hiện trong phần so sánh kỹ thuật trước khi mua. Giá trị là phạm vi điển hình, không hứa hẹn cho bất kỳ máy cụ thể nào vì con số cuối cùng phụ thuộc vào loại máy nén, kích thước bộ trao đổi nhiệt, điều kiện môi trường xung quanh và chiến lược điều khiển.
| tham số | Máy làm lạnh làm mát bằng không khí | Máy làm lạnh làm mát bằng nước |
|---|---|---|
| Môi trường ngưng tụ | Không khí xung quanh (bầu khô) | Nước tháp giải nhiệt (bầu ướt) |
| Nhiệt độ ngưng tụ | Cao hơn và thay đổi theo khí hậu | Thấp hơn và ổn định hơn |
| Hiệu quả năng lượng | Thấp hơn, đặc biệt là nhiệt độ môi trường trên 35°C | Cao hơn; Công suất máy nén thông thường ít hơn 10 đến 30% |
| Tiêu thụ nước | Không có khả năng loại bỏ nhiệt | Nước trang điểm cộng với xử lý hóa học |
| Phạm vi cài đặt | Gói đơn, đặt trên pad | Máy làm lạnh cộng với tháp, máy bơm và đường ống |
| Không gian ngoài trời | Yêu cầu luồng không khí rõ ràng xung quanh thiết bị | Tháp cần vị trí ngoài trời; dấu chân máy làm lạnh có thể nhỏ hơn |
| Trọng tâm bảo trì | Làm sạch cuộn dây và động cơ quạt | Xử lý nước, lấp tháp, khử trôi |
| Tiếng ồn | Tiếng ồn của quạt tại vị trí thiết bị | Tiếng ồn của máy bơm và tháp, có thể được đặt cách xa |
| Phù hợp nhất | Nơi khô ráo, sử dụng theo mùa, lắp đặt đơn giản | Tải liên tục, khí hậu nóng, cây trồng nhạy cảm với năng lượng |
Hiệu quả và chi phí vận hành: Nơi làm mát bằng nước chiếm ưu thế
Tại sao nhiệt độ bình ngưng lại quan trọng
Hiệu suất làm lạnh phụ thuộc vào độ tăng áp suất giữa thiết bị bay hơi và thiết bị ngưng tụ. Áp suất ngưng tụ càng cao thì máy nén càng phải làm nhiều công hơn để đạt được hiệu quả làm lạnh tương tự. Vào một buổi chiều nóng nực, một thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí có thể ở nhiệt độ 45 đến 50°C vì nó phải thải nhiệt ra không khí có thể đã ở nhiệt độ 35°C hoặc cao hơn. Ngược lại, tháp làm mát bằng nước có thể cung cấp nước ở nhiệt độ 30°C ngay cả khi nhiệt độ không khí là 35°C, vì sự bay hơi làm mát nước dưới nhiệt độ bầu khô. Nhiệt độ ngưng tụ đạt được gần 40°C làm giảm độ nâng áp suất và công suất máy nén.
Đặt trực tiếp: với cùng công suất làm lạnh và cùng điều kiện bay hơi, một máy làm lạnh làm mát bằng nước được thiết kế tốt thường thu hút Điện năng ít hơn 10 đến 30 phần trăm hơn so với một máy làm mát bằng không khí tương đương, với mức tiết kiệm lớn hơn khi ở vùng có khí hậu nóng và ở hệ số tải cao.
Tính toán năng lượng hàng năm
Sự khác biệt về hiệu quả được thể hiện rõ trong hóa đơn tiền điện hàng năm. Hãy xem xét một máy làm lạnh 200 kW hoạt động 4.000 giờ mỗi năm ở mức tải trung bình 80%. Nếu làm mát bằng nước tiết kiệm được 15% công suất máy nén thì mức tiết kiệm được là 200 × 0,8 × 4.000 × 0,15 = 96.000 kWh mỗi năm. Với giá điện công nghiệp là 0,12 USD/kWh, tức là hơn 11.000 USD mỗi năm. Ở nhiều nhà máy, sự khác biệt bao gồm chi phí của tháp giải nhiệt và máy bơm nước ngưng tụ trong vòng hai đến bốn năm.
Nếu trang web đã có tháp từ hệ thống cũ hơn thì thời gian hoàn vốn thậm chí còn ngắn hơn. Nếu địa điểm không có cơ sở hạ tầng về nước, khoản đầu tư vào tháp, máy bơm, đường ống và xử lý nước có thể rất lớn và thời gian hoàn vốn đơn giản có thể kéo dài vượt quá phạm vi hữu ích của dự án. Đó là lý do tại sao giả định về giờ vận hành lại quan trọng hơn bất kỳ con số hiệu suất đơn lẻ nào. Để biết thêm chi tiết về cách cấu hình tải ảnh hưởng đến việc lựa chọn máy làm lạnh, hãy xem phần này hướng dẫn lựa chọn thiết bị làm lạnh cho các quy trình công nghiệp khác nhau .
Các hạn chế về sử dụng, lắp đặt và địa điểm sử dụng nước
Hệ thống nước không miễn phí
Máy làm lạnh làm mát bằng nước tiêu thụ nước và chi phí đó rất dễ bị đánh giá thấp. Tháp giải nhiệt làm bay hơi một phần nước tuần hoàn trên mỗi đường chuyền. Nó cũng cần có nước bổ sung, xả đáy để kiểm soát chất rắn hòa tan và xử lý hóa học để ngăn ngừa cáu cặn, ăn mòn và phát triển sinh học. Ở những khu vực nơi nước đắt tiền hoặc bị quản lý chặt chẽ, chi phí vận hành hệ thống làm mát bằng nước có thể bù đắp một phần đáng kể năng lượng tiết kiệm được.
Một máy làm lạnh làm mát bằng không khí sẽ tránh được toàn bộ hệ thống con này. Không có nước ngưng tụ, không có tháp, không có hóa đơn tiền nước và không có nghĩa vụ bảo trì tháp giải nhiệt. Đối với một địa điểm chưa bao giờ bảo trì tháp giải nhiệt, điều này cũng làm giảm phạm vi kỹ năng cần có của đội bảo trì.
Các ràng buộc về cài đặt và bố cục
Máy làm lạnh làm mát bằng không khí dễ lắp đặt hơn. Máy được cung cấp dưới dạng một gói duy nhất với bình ngưng, quạt, bộ điều khiển và chất làm lạnh đã được lắp ráp sẵn. Bạn đặt nó trên một tấm đệm bằng phẳng, nối ống nước lạnh và nguồn điện, rồi vận hành thiết bị. Việc di dời cũng đơn giản hơn, điều này quan trọng đối với các tòa nhà cho thuê, nhà máy tạm thời hoặc dây chuyền sản xuất mô-đun.
Hạn chế chính là lưu thông không khí. Nhiệt lượng do thiết bị ngưng tụ thải ra cần phải di chuyển ra khỏi cuộn dây. Nếu một số thiết bị được xếp quá gần nhau hoặc nếu tường và hàng rào chặn đường xả, không khí nóng sẽ quay trở lại cửa vào và áp suất ngưng tụ tăng lên. Chừa đủ khoảng trống xung quanh thiết bị và xem xét hướng gió thịnh hành khi bạn định vị cửa hút gió.
Hệ thống làm mát bằng nước làm cho máy làm lạnh nhỏ gọn hơn nhưng lại có thêm yêu cầu về không gian ở nơi khác. Tháp giải nhiệt cần không gian ngoài trời, nguồn cấp nước, thoát nước và trú đông ở vùng khí hậu lạnh. Nếu nhà máy không có diện tích dự phòng cho tháp, hệ thống làm mát bằng nước có thể yêu cầu công việc kết cấu trước khi có thể tiến hành. Nếu nhà máy có không gian, tháp thường có thể được đặt trên mái nhà hoặc ở sân xa để di chuyển tiếng ồn ra khỏi khu vực làm việc.
Khi diện tích sàn trong nhà bị hạn chế, một lựa chọn làm mát bằng không khí khác sẽ giúp: máy làm lạnh dạng hộp làm mát bằng không khí có thể được lắp đặt bên trong phòng trồng cây với hệ thống thông gió dạng ống dẫn, giúp bạn làm mát không khí một cách đơn giản mà không phải hy sinh không gian quý giá trong nhà.
Các nhà sản xuất, nhà máy sản xuất máy làm lạnh hộp làm mát bằng không khí tùy chỉnh Chúng tôi là nhà sản xuất, nhà máy sản xuất máy làm lạnh hộp làm mát bằng không khí Trung Quốc, Công ty TNHH Thiết bị làm lạnh Soouney Thượng Hải cung cấp máy làm lạnh hộp làm mát bằng... Xem sản phẩm → Khung quyết định thực tế
Các câu hỏi sau đây sẽ không thay thế phần đánh giá kỹ thuật chi tiết nhưng chúng sẽ chỉ cho bạn loại máy nói chung phù hợp trước khi bạn mời báo giá chi tiết.
- Xác nhận điều kiện thiết kế mùa hè của bạn. Hiệu suất làm mát bằng không khí phụ thuộc vào nhiệt độ bầu khô; hiệu suất của tháp phụ thuộc vào nhiệt độ bầu ướt. Ở vùng khí hậu khô nóng, sự khác biệt giữa bóng đèn khô và bóng đèn ướt là lớn, điều này làm tăng khoảng cách hiệu quả nghiêng về làm mát bằng nước.
- Kiểm tra xem nước làm mát đã tồn tại chưa. Một nhà máy có tháp hiện có, nguồn nước sông hoặc vòng làm mát quy trình có thể lắp đặt một máy làm lạnh làm mát bằng nước với chi phí tăng thêm khiêm tốn. Một địa điểm không có cơ sở hạ tầng nước phải có ngân sách cho tháp, máy bơm, đường ống, xử lý nước và lắp đặt.
- Ước tính số giờ chạy hàng năm và hồ sơ tải. Như một nguyên tắc chung, máy làm lạnh làm mát bằng nước thường tiết kiệm chi phí khi nhà máy chạy hơn 2.500 đến 3.000 giờ mỗi năm ở một hệ số tải có ý nghĩa. Đối với nhiệm vụ theo mùa hoặc không liên tục, chi phí đầu tiên thấp hơn của máy làm mát bằng không khí thường chiếm ưu thế.
- So sánh tổng chi phí lắp đặt chứ không phải giá thiết bị. Bao gồm nền móng, kết nối điện, kết nối nước, tháp, máy bơm, đường ống, vận hành thử và giá trị của không gian được sử dụng. Một máy làm lạnh làm mát bằng nước có thể trông tốt hơn về năng lượng trên mỗi đơn vị công suất làm mát, nhưng nó vẫn phải vượt qua bài kiểm tra hoàn vốn hợp lý cho nhà máy của bạn.
- Xem lại khả năng bảo trì của nhóm của bạn. Các thiết bị làm mát bằng không khí cần vệ sinh cuộn dây và bảo dưỡng quạt định kỳ. Hệ thống làm mát bằng nước yêu cầu xử lý nước, kiểm tra tháp và xử lý mùa đông ở vùng khí hậu đóng băng. Nếu địa điểm có số lượng nhân viên hạn chế thì tuyến đường làm mát bằng không khí sẽ giảm bớt gánh nặng đó.
Đối với các nhà máy công suất cao, sự cân bằng bình ngưng tương tự cũng ảnh hưởng đến việc lựa chọn máy nén. của chúng tôi so sánh máy làm lạnh trục vít làm mát bằng không khí và máy làm lạnh ly tâm giải thích cách kết hợp những lựa chọn này ở đầu trên của dải công suất.
Vai trò của nhiệt độ quá trình
Nhiệt độ quá trình không thay đổi so sánh cơ bản. Cho dù máy làm lạnh tạo ra nước lạnh 7°C hay chất lỏng có nhiệt độ thấp hơn, thiết bị ngưng tụ vẫn hoạt động ở cùng mức áp suất và logic loại bỏ nhiệt bầu khô và bầu ướt vẫn giống nhau. Soouney cung cấp cả máy làm mát bằng không khí và làm mát bằng nước, bao gồm cả các mẫu được xếp hạng đông lạnh, do đó, quyết định giữa hai loại máy này sẽ tùy thuộc vào điều kiện cơ sở và hồ sơ vận hành của bạn chứ không phải bởi tính sẵn có của sản phẩm.
Nếu nhà máy của bạn có nước, chạy nhiều giờ và muốn giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng, hệ thống làm mát bằng nước thường hoàn trả chi phí lắp đặt bổ sung thông qua nhu cầu điện thấp hơn. Nếu nước khan hiếm, việc lắp đặt phải đơn giản hoặc máy làm lạnh chỉ chạy trong một khoảng thời gian trong năm, máy làm mát bằng không khí thường là khoản đầu tư đầu tiên thông minh hơn. Dù bằng cách nào, hãy xác minh công suất và mức tiêu thụ điện ở điều kiện thiết kế thực tế của bạn và yêu cầu nhà cung cấp báo giá hệ thống hoàn chỉnh để so sánh được công bằng.
