Hãy xem xét một người quản lý nhà máy phải bổ sung hệ thống làm mát quy trình cho dây chuyền ép phun mới. Tòa nhà không có tháp giải nhiệt, cơ quan cấp nước tính phí nước bổ sung rất cao và việc bảo trì đã kéo dài làm sạch bộ lọc và định lượng hóa chất trên hệ thống làm mát bằng nước hiện có. Câu trả lời trực tiếp rất đơn giản: một máy làm lạnh làm mát bằng không khí sẽ loại bỏ hoàn toàn hệ thống loại bỏ nhiệt phía nước. Thay vì đẩy nhiệt từ chất làm lạnh vào vòng nước rồi vào tháp giải nhiệt, nó sẽ thải nhiệt thẳng ra không khí ngoài trời. Sự thay đổi về cấu trúc đó làm giảm tổng tải điện, rút ngắn danh sách bảo trì và thường tạo ra chi phí vận hành thấp hơn so với một nhà máy làm mát bằng nước chạy máy bơm và quạt tháp suốt ngày đêm.
Những gì cần được đo lường là hiệu quả làm mát
Trước khi so sánh các thiết kế, cần xác định ý nghĩa của hiệu quả trong bối cảnh làm mát công nghiệp. Con số ở cấp độ máy là tỷ lệ hiệu suất năng lượng (EER), là công suất làm mát hữu ích tính bằng kilowatt chia cho máy nén và điều khiển đầu vào ở điều kiện môi trường đã nêu. Số liệu ở cấp hệ thống bổ sung công suất quạt bình ngưng và bất kỳ thiết bị bên nước nào vào cùng một phương trình. Một máy làm lạnh có COP đầy tải ấn tượng vẫn có thể là một hệ thống lắp đặt kém hiệu quả nếu nó buộc máy bơm nước tốc độ cố định và quạt tháp giải nhiệt phải chạy 8.000 giờ mỗi năm. Cách hợp lý để so sánh các tùy chọn làm mát bằng không khí và làm mát bằng nước là tính toán tổng năng lượng tại chỗ cho cấu hình tải dự kiến, chứ không chỉ xếp hạng trên bảng tên máy nén.
Hiệu quả đạt được thực sự đến từ đâu
Một bước loại bỏ nhiệt thay vì hai bước
Hệ thống làm mát bằng nước loại bỏ nhiệt theo hai giai đoạn. Thiết bị ngưng tụ truyền nhiệt từ chất làm lạnh sang nước ngưng tụ và tháp giải nhiệt sau đó sẽ thải nhiệt của nước đó ra khí quyển. Mỗi giai đoạn tiêu thụ năng lượng: máy bơm nước ngưng tụ phải vượt qua ma sát đường ống và chiều cao tháp, trong khi quạt tháp di chuyển một khối lượng không khí lớn. Một máy làm lạnh làm mát bằng không khí nén quy trình thành một giai đoạn duy nhất. Khí làm lạnh nóng đi vào thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí, quạt hút không khí xung quanh qua cuộn dây và nhiệt trực tiếp thoát khỏi hệ thống. Khi vòng nước không còn nữa, máy bơm, quạt tháp, van nước bổ sung và thiết bị định lượng hóa chất cũng vậy.
Vòng nước không còn tồn tại
Hiệu quả thiết thực thể hiện ở hóa đơn tiền điện. Vòng nước ngưng tụ không thể hoạt động tự do. Một hệ thống lắp đặt điển hình phục vụ tải làm mát 300 kW bao gồm một máy bơm ngưng tụ có công suất từ 5 đến 10 kW và một quạt tháp có kích thước tương tự. Cùng với nhau, những thiết bị phụ trợ này có thể tăng thêm 10 đến 20 phần trăm năng lượng tiêu thụ của máy nén trong mùa làm mát. Máy làm lạnh tương tự với thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí sẽ thay thế tất cả những thứ đó bằng quạt ngưng tụ chỉ tiêu thụ năng lượng đáng kể khi nhiệt độ môi trường xung quanh và áp suất đầu yêu cầu chúng. Ngay cả khi hai máy có COP đầy tải tương tự nhau, giải pháp làm mát bằng không khí thường xuyên ghi lại tổng mức tiêu thụ tại chỗ ít hơn.
Kết hợp tải từng phần giúp tiết kiệm năng lượng quanh năm
Khối lượng sản xuất thay đổi theo ca, mùa và cơ cấu sản phẩm, và vòng nước cố định không thay đổi theo chúng. Đó là lý do tại sao chất thải năng lượng tích tụ ngoài điều kiện cao điểm. Máy làm lạnh làm mát bằng không khí có thể được chế tạo với nhiều mạch làm lạnh, máy nén theo tổ chức và quạt có tốc độ thay đổi. Khi tải nhiệt của quá trình giảm xuống, hệ thống điều khiển sẽ tắt mạch, dỡ máy nén hoặc làm chậm quạt để giữ áp suất ngưng tụ. Phản ứng theo giai đoạn này giúp ngăn chặn chu kỳ ngắn và giữ nhiệt độ cấp nước lạnh ổn định, đây chính xác là điều mà các kỹ sư quy trình quan tâm.
Làm mát bằng không khí và làm mát bằng nước: Một sự so sánh trung thực
Sự lựa chọn không phải là công nghệ nào tốt hơn về mặt trừu tượng; đó là về cái nào phù hợp với trang web. Bảng dưới đây tóm tắt những khác biệt liên quan đến hiệu quả sẽ dẫn đến quyết định.
| Yếu tố | Máy làm lạnh làm mát bằng không khí | Máy làm lạnh làm mát bằng nước |
|---|---|---|
| Các bước loại bỏ nhiệt | Làm lạnh không khí trong một giai đoạn | Chất làm lạnh thành nước, sau đó nước thành không khí qua tháp |
| Năng lượng phụ trợ | Chỉ quạt ngưng tụ | Bơm ngưng tụ, quạt tháp và thiết bị định lượng |
| Tiêu thụ nước | Không có cho hoạt động bình thường | Trang điểm và xả tóc liên tục |
| Tải bảo trì | Vệ sinh cuộn dây và kiểm tra quạt | Làm sạch tháp, định lượng hóa chất, phốt bơm |
| Hiệu suất đầy tải ở môi trường xung quanh cao | Giảm khi nhiệt độ không khí tăng | Giữ tốt hơn vì nước trong tháp luôn ở gần nhiệt độ bầu ướt |
| Hành vi tải một phần | Mạch dàn dựng và quạt có tốc độ thay đổi | Phụ thuộc vào chiến lược điều khiển tháp và máy bơm |
| Tính linh hoạt của trang web | Sân thượng hoặc sân, gần quy trình | Cần vị trí tháp, đường ống và cấp nước |
Khi hệ thống làm mát bằng nước vẫn còn có ý nghĩa
Máy làm lạnh làm mát bằng nước được sử dụng trong các nhà máy lớn, nơi tải làm mát nặng và liên tục, nơi đã có tháp và nơi nhiệt độ môi trường mùa hè cao làm giảm hiệu suất của thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí. Trong những điều kiện đó, máy nén có thể tiêu thụ ít năng lượng hơn một vài điểm phần trăm, điều này có thể chi trả cho thiết bị bên nước. Quyết định sẽ thay đổi nhanh chóng nếu chất lượng nước kém, tháp có kích thước nhỏ hoặc vòng nước vẫn chạy trong khi máy làm lạnh không hoạt động. Một hệ thống làm mát bằng không khí không có tổn thất tiềm ẩn tương đương.
Các yếu tố trong thế giới thực quyết định liệu tiết kiệm có thành hiện thực hay không
Thiết kế nhiệt độ môi trường xung quanh
Bình ngưng làm mát bằng không khí thường được đánh giá ở điều kiện môi trường ngoài trời 35°C trong các tài liệu tham khảo phổ biến trong ngành như AHRI 550/590. Nhiều vùng công nghiệp có nhiệt độ cao nhất vào mùa hè trên 38°C. Bởi vì thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí loại bỏ nhiệt so với nhiệt độ không khí đó, máy nén hoạt động mạnh hơn và công suất giảm vào thời điểm quy trình có thể cần nó nhất. Lựa chọn có trách nhiệm chỉ định công suất cần thiết ở nhiệt độ thiết kế mùa hè tại địa phương và bổ sung thêm một mức chênh lệch nhỏ đối với hiện tượng tắc nghẽn cuộn dây. Đây là nguyên nhân phổ biến nhất của việc lắp đặt hệ thống làm mát bằng không khí có kích thước nhỏ.
Tình trạng và vị trí cuộn dây ngưng tụ
Không khí không di chuyển qua cuộn dây không thể loại bỏ nhiệt. Bụi, xơ vải, phấn hoa và khí thải từ thiết bị sấy khô gần đó phủ kín các cánh tản nhiệt và làm tăng áp suất ngưng tụ. Cuộn dây có khoảng cách vây rộng hơn và lớp phủ chống ăn mòn đáng giá hơn trong môi trường ven biển hoặc công nghiệp. Vị trí cũng quan trọng không kém. Đầu vào của thiết bị ngưng tụ nằm gần tường hoặc trong sân, nơi không khí thải nóng tuần hoàn, nhận thấy nhiệt độ không khí đi vào tăng lên và mỗi mức nhiệt độ không khí đi vào đều làm giảm cả hiệu suất và công suất.
Công nghệ máy nén cho dải công suất
Máy làm lạnh nhỏ hơn thường sử dụng máy nén cuộn vì chúng chịu được chu kỳ và xử lý tốt các tải khác nhau. Với công suất làm mát trên khoảng 150 đến 200 kW, máy nén trục vít trở nên phù hợp hơn vì chúng chạy liên tục trong thời gian dài, cung cấp khả năng kiểm soát công suất nhiều bước hoặc vô cấp và duy trì hiệu suất cao dưới tải ổn định. Đối với một nhà máy chạy khuôn phun, lò phản ứng hóa học hoặc nguồn laser, sự lựa chọn thực tế thường là máy làm lạnh trục vít làm mát bằng không khí với máy nén đơn hoặc kép . Người mua muốn hiểu ranh giới giữa các loại máy có thể đọc phần so sánh của chúng tôi về máy làm lạnh trục vít làm mát bằng không khí so với máy làm lạnh ly tâm .
Bán buôn Máy nén đơn nhiệt đông lạnh Máy nén đôi trục vít làm mát bằng không khí C Công ty TNHH Thiết bị làm lạnh Thượng Hải Soouney là Trung Quốc Bán buôn Máy nén đơn nhiệt đông lạnh Máy nén đôi Máy làm mát bằng không khí... Xem sản phẩm → Nơi máy làm lạnh làm mát bằng không khí mang lại lợi nhuận cao nhất
Những lợi thế về hiệu quả của thiết kế làm mát bằng không khí trở thành khoản tiết kiệm thực sự trong các điều kiện địa điểm cụ thể:
- Các địa điểm không có tháp giải nhiệt, không có không gian cho tháp giải nhiệt hoặc cơ quan cấp nước hạn chế nước xả đáy và nước bổ sung.
- Các nhà máy xử lý nước ngừng hoạt động làm gián đoạn sản xuất; hệ thống làm mát bằng không khí không có tháp lấp đầy, không có liều lượng hóa chất và không có giám sát chất lượng nước.
- Lắp đặt ngoài trời hoặc trên sân thượng, nơi bình ngưng có luồng không khí không bị cản trở và các dòng nước lạnh chạy thẳng đến khu vực xử lý.
- Các quy trình cần cung cấp nước dưới nhiệt độ làm mát thoải mái tiêu chuẩn và nếu không sẽ yêu cầu bố trí phía nước phức tạp.
Đối với các quy trình cần nhiệt độ cung cấp thấp hơn, máy làm lạnh làm mát bằng không khí ở nhiệt độ môi trường xung quanh mở rộng khả năng loại bỏ nhiệt một giai đoạn tương tự đến các điểm đặt thấp hơn mà không cần thêm vòng nước riêng biệt. Khi không gian sàn bị hạn chế, máy làm lạnh hộp làm mát bằng không khí nhỏ gọn đóng gói máy nén, thiết bị bay hơi và bình ngưng trong một khung, giúp rút ngắn thời gian lắp đặt và giảm các kết nối bên ngoài mà nhà thầu phải thực hiện tại chỗ.
Bán buôn Máy làm lạnh hộp làm mát bằng không khí ở nhiệt độ môi trường xung quanh, Công ty Công ty TNHH Thiết bị làm lạnh Thượng Hải Soouney là nhà cung cấp máy làm lạnh hộp làm mát bằng không khí nhiệt độ môi trường xung quanh, Com... Xem sản phẩm → 
Bán buôn Máy làm lạnh làm mát bằng không khí ở nhiệt độ môi trường xung quanh Nhà cung cấp, Công ty, E Công ty TNHH Thiết bị làm lạnh Thượng Hải Soouney là nhà cung cấp máy làm lạnh làm mát bằng không khí làm mát bằng không khí ở nhiệt độ môi trường xung quanh, Công ty... Xem sản phẩm → Các nhà máy cần vài trăm kilowatt quy trình làm mát đáng tin cậy nên kiểm tra đầy đủ máy làm lạnh công nghiệp , bao gồm cả các gói dạng vít để làm việc liên tục.
Danh sách kiểm tra lựa chọn dành cho người mua tập trung vào hiệu quả
Hãy sử dụng sáu bước kiểm tra này khi so sánh báo giá. Họ tách biệt một chiếc máy hoạt động tại hiện trường với một chiếc máy chỉ hoạt động trên giấy.
- Xác minh khả năng làm mát ở nhiệt độ môi trường thiết kế mùa hè tại địa phương, không phải ở điểm xếp hạng trong danh mục.
- So sánh EER và IPLV; giá trị phần tải tích hợp là yếu tố dự báo tốt hơn về mức sử dụng năng lượng hàng năm.
- Đếm các mạch làm lạnh và các bước của máy nén; nhiều bước hơn có nghĩa là kiểm soát tải từng phần tốt hơn.
- Kiểm tra loại quạt ngưng tụ; Quạt EC có khả năng điều khiển tốc độ dựa trên áp suất giúp tiết kiệm năng lượng khi thời tiết mát mẻ.
- Kiểm tra cách bố trí vật lý, bao gồm khe hở cuộn dây, khả năng tiếp cận dịch vụ và vị trí giúp không khí xả nóng cách xa cửa vào.
- Xác nhận phạm vi nhiệt độ nước lạnh cần thiết với nhà sản xuất trước khi báo giá, vì nhiệm vụ nhiệt độ thấp làm thay đổi việc lựa chọn máy nén và kích thước thiết bị bay hơi.
Để có cái nhìn rộng hơn về cách tải làm mát và điều kiện địa điểm tương tác giữa các ngành, hãy đọc hướng dẫn của chúng tôi về cách chọn thiết bị làm lạnh công nghiệp cho các ứng dụng làm mát công nghiệp khác nhau .
Điểm mấu chốt
Máy làm lạnh làm mát bằng không khí cải thiện hiệu quả làm mát vì một lý do thực tế: nó loại bỏ vòng nước bằng máy bơm, quạt, nước bổ sung và xử lý hóa học, đồng thời thải nhiệt trực tiếp ra không khí xung quanh. Ngoài việc tiết kiệm cấu trúc đó, máy nén theo tổ chức và quạt có tốc độ thay đổi cho phép máy theo dõi tải của quy trình thay vì đạp xe theo mạch nước cố định. Các biến số còn lại, nhiệt độ mùa hè ở địa phương, độ sạch của cuộn dây và đánh giá tải từng phần thực tế sẽ xác định mức lợi ích đó xuất hiện trên hóa đơn tiền điện hàng tháng.
Bắt đầu lựa chọn với công suất cần thiết và hồ sơ môi trường xung quanh thực tế của địa điểm. Từ đó, quyết định chủ yếu là về việc kết hợp cấu hình máy nén và bình ngưng phù hợp với quy trình.
