入口水温に応じたチラーの選び方

入口水温は、チラーの冷却能力と運転安定性に影響する重要なパラメータであります。チラー購入時に入口水温を無視すると、冷却能力と運転条件のミスマッチやコンプレッサーの破損を招く恐れがあります。入口水温とは？入水温度からチラーを選ぶには?

入口水温とは何ですか？

入口水温とは、装置やプロセスから熱を取り除いた冷水が蒸発器入口に入る温度のことです。この温度は出口水温、設定温度、プロセスで発生する熱量に関係します。従って、プロセスによってチラーの入口水温には違いがあります。

入口水温はチラーの性能にどのような影響を与えますか? なぜ購入時に入口水温を考慮する必要があるのですか?

入口水温と冷却能力

冷却能力はチラーが冷却水から熱を奪う能力を表し、冷却水の流量、比熱容量、蒸発器の入口と出口の温度差に正比例します。水温一定の場合、入口水温が高ければ高いほど、温度差が大きければ大きいほど、装置が単位時間当たりに奪う熱量は多くなり、すなわち冷却能力は約大となります。

入口水温と蒸発器負荷

クーラントは、蒸発器内を流れる際、蒸発器内の低温冷媒と熱交換します。冷媒は熱を吸収して気化し、クーラントの温度を下げます。入口水温が高いということは、クーラントがより多くの熱エネルギーを運ぶということであり、エバポレーターは設定温度を出力するために、より多くの熱を吸収する必要があります。しかし、蒸発器の伝熱面積は一定であり、熱負荷が最大伝熱能力を超えると蒸発温度が上昇し、伝熱効率が低下します。

インレット水温とコンプレッサー

コンプレッサーは、大量の熱を吸収した高温の冷媒ガスを圧縮してエバポレーターで蒸発させるために使用され、その負荷はエバポレーターに送られるガスの温度と量に関係します。入口水温が高いほど、冷却剤の熱量も高くなります。蒸発器内の伝熱面積が限られており、蒸発器内での冷媒の滞留時間も限られているため、冷却システムは設定温度に到達するために膨張弁の開度を調節して冷媒流量を増加させます。

これにより冷媒の流量が加速され、その結果、コンプレッサーに送られる前に蒸発器で冷媒が完全に蒸発しない可能性があります。蒸発しきれていない冷媒は、気体と液体の混合物であります。しかし、コンプレッサーは気体を圧縮するように設計されており、液体を圧縮することはできません。強制的に圧縮すると、液体ショックを引き起こし、コンプレッサーを損傷する可能性があります。

さらに、コンプレッサーは冷媒の流量が増えると、より多くのガスを圧縮する必要があります。これはより多くの電力を消費するだけでなく、排気温度と圧力を上昇させます。

入口水温と凝縮圧力

凝縮圧力は、凝縮器で冷媒が発熱変換後に非液体状態に変換されるときに発生する圧力であり、システム負荷の伝達を通じて入口水温の影響を受けます。入口水温が上昇すると、コンプレッサーはより多くの容積を圧縮する必要があり、冷媒ガスの温度と熱が高くなり、排気圧力と温度が上昇し、ガス温度を冷却するコンデンサーも高くなります。冷却条件が変化しない場合、凝縮器の負荷が増加し、ガス凝縮が十分でないように、時間内に熱を奪うことができない場合があり、凝縮温度と圧力上昇をもたらします。

冷凍サイクルは連続的で完全な閉鎖プロセスであるため、これは膨張弁の絞りや蒸発器の熱伝達効果にも影響し、悪循環を生む。その結果、冷凍機はより多くの電力を消費し、冷却能力は低下する代わりに、機器の性能比を低下させる可能性があります。

入水温度によるチラーの選択

工業用チラーを検討する際、多くのユーザーが機器の出口水温度のみに注目していることに気づきます。実際には、装置の安定運転のためには、熱負荷が最大になる状況下での最大入口水温がどの程度になるかを気にすることがより重要です。通常、高負荷時や異常運転時には5℃程度の冗長性を確保することをお勧めします。もし、入口水温が30℃で、必要な出口水温が20℃という作業条件であれば、入口水温が35℃でも出口水温を保証できる機器を選択することをお勧めします。

また、機器の標準冷却能力によってチラーを選択するユーザーもいます。しかし、チラーメーカーが主張する冷却能力は、試験運転条件下で得られたものであることを忘れてはなりません。製造業者のテスト水入口の温度が25 ℃のあなたの実際の作動状態の水入口の温度が 35 ℃なら、実際の冷却効果に大きい相違があります。従って、装置を買うとき、冷却容量にどんな水入口の温度の条件の下でテストされるか注意を払いなさい。

結論

産業用冷凍機システムを購入する前に、実際の作業条件と機器のテスト条件を考慮する必要があり、モデルや条件が状況に一致することができないことが判明した機器を受信しないようにします。

LNEYAでは、考慮すべき様々な要因を理解し、予算内で冷却システムの最高のパフォーマンスの設計の実際の条件に応じて、詳細な選択ガイダンスを提供しています。

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