Resfriador de parafuso resfriado a água Manufacturers

Projeto do sistema de água do condensador: dimensionamento da torre de resfriamento e requisitos de qualidade da água

Um chiller de parafuso resfriado a água não rejeita calor para o ar ambiente – ele transfere o calor do condensador para um circuito de água circulante, que então o dissipa através de uma torre de resfriamento externa. Esta separação da rejeição de calor do próprio chiller é o que dá aos sistemas resfriados a água sua vantagem de eficiência, mas também significa que a torre de resfriamento e o circuito de água do condensador devem ser projetados com tanto cuidado quanto o próprio chiller.

O dimensionamento da torre de resfriamento é baseado na rejeição total de calor do chiller, que é igual à capacidade de resfriamento mais a potência de entrada do compressor. Para um chiller de 500 kW com COP de 6,0, a rejeição total de calor atinge aproximadamente 583 kW — a torre deve suportar toda esta carga, não apenas a potência de refrigeração de 500 kW. Torres subdimensionadas aumentam a temperatura do fornecimento de água do condensador, o que aumenta a pressão de condensação e degrada a eficiência ou provoca cortes de alta pressão.

A qualidade da água é a outra variável crítica. Os circuitos de água do condensador estão abertos à atmosfera na torre de resfriamento, tornando-os suscetíveis a incrustações, bioincrustações e corrosão. Os programas padrão de tratamento de água monitoram a condutividade, o pH (normalmente mantido entre 7,0 e 8,5), o total de sólidos dissolvidos e a atividade biológica. Sistemas não tratados veja degradação da transferência de calor de 10 a 25% em uma única estação operacional devido ao acúmulo de incrustações nas superfícies do tubo condensador. recomenda a especificação de tubos aprimorados com liga de cobre em condensadores para projetos em regiões com água dura ou alto conteúdo mineral.

COP, IPLV e como as classificações de eficiência são realmente medidas

Os valores de eficiência para chillers de parafuso resfriados a água são publicados em duas formas: COP de carga total e Valor de carga parcial integrado (IPLV). Compreender ambos é essencial para comparar honestamente as especificações do equipamento.

COP de carga total é medido em condições padrão ARI/ISO — normalmente abastecimento de água gelada de 7°C, retorno de 12°C e entrada de água do condensador de 30°C. Chillers parafuso resfriados a água de alta qualidade alcançam COPs de carga total de 5,5 a 7,0 nessas condições. Este valor reflete o desempenho máximo do compressor, mas não representa condições reais de operação, uma vez que a maioria dos chillers passa a maior parte do seu tempo de funcionamento com carga de 40 a 80%.

IPLV pondera a eficiência em quatro pontos de carga (100%, 75%, 50%, 25%) usando uma fórmula de ponderação fixa que se aproxima de uma distribuição de carga anual típica. Os valores de IPLV são quase sempre superiores aos COP de plena carga porque os chillers de parafuso com modulação de válvula deslizante são mais eficientes em carga parcial do que em plena carga. Uma unidade com COP em plena carga de 5,8 pode transportar um IPLV de 7,2 ou superior.

A implicação prática: para instalações com cargas variáveis ​​— edifícios comerciais, centros de dados com cargas de TI flutuantes, produção em lote — o IPLV é a métrica de compra mais significativa. Para processos industriais contínuos de carga total, o COP de carga total tem precedência. Nosso resfriador de parafuso resfriado a água as especificações incluem ambos os valores em toda a faixa de capacidade para suportar comparações precisas de custos do ciclo de vida.

Configuração do evaporador: projeto de casco e tubo vs filme descendente

O evaporador é onde a água gelada cede calor ao refrigerante, e sua geometria interna tem um impacto direto na eficiência da transferência de calor e nos requisitos de carga de refrigerante. Duas configurações são usadas em chillers de parafuso resfriados a água modernos: casco e tubo inundado e filme descendente.

Evaporadores de casco e tubo inundados mergulhe os tubos de água gelada em refrigerante líquido. Eles são robustos, tolerantes a condições de carga variadas e de fácil manutenção, o que os torna a escolha dominante para aplicações de resfriamento industrial e de processos onde a confiabilidade é o principal requisito. A carga de refrigerante é relativamente alta e existe um limite inferior prático para a temperatura do fornecimento de água gelada, normalmente de 4 a 5°C, antes que o risco de congelamento se torne uma preocupação.

Evaporadores de filme descendente distribua o refrigerante como uma película fina sobre a parte externa dos tubos horizontais, em vez de inundá-los. Isto reduz a carga de refrigerante em 30–50%, melhora os coeficientes de transferência de calor em baixas diferenças de temperatura e reduz o risco de migração de refrigerante durante os ciclos desligados. Eles são mais sensíveis às variações de carga e exigem distribuição precisa de líquido, mas são cada vez mais especificados em projetos de chillers parafuso centrífugos de alta eficiência e de grande tonelagem, onde o custo do refrigerante e as regulamentações de redução de carga são fatores determinantes.

Para a maioria dos compradores industriais que selecionam um resfriador de parafuso resfriado a água na faixa de 200–2.000 kW, o casco e os tubos inundados continuam sendo o padrão prático. A equipe de engenharia da Soouney pode aconselhar sobre a configuração do evaporador com base nos requisitos de temperatura do processo, perfil de carga e tipo de refrigerante.

Configurações de plantas de resfriamento paralelas e em série para grandes instalações

Grandes instalações raramente utilizam um único chiller. As plantas de resfriamento com múltiplas unidades oferecem redundância, capacidade escalonada e a capacidade de otimizar a eficiência ao operar menos máquinas em pontos de carga individuais mais elevados durante períodos fora de pico. Os chillers de parafuso resfriados a água são rotineiramente implantados em configurações paralelas ou em série, cada uma com lógica operacional distinta.

Configuração paralela é a abordagem padrão: vários chillers compartilham coletores comuns de água gelada e água do condensador, cada um produzindo a mesma temperatura de fornecimento. A carga é distribuída ligando e desligando as unidades ou ajustando as saídas individuais do chiller. A principal estratégia de eficiência é evitar o funcionamento simultâneo de todas as unidades com baixa carga parcial – é quase sempre mais eficiente operar dois chillers a 70% do que quatro a 35%.

Configuração de contrafluxo em série organiza os chillers de modo que a água gelada passe por um primeiro chiller com temperatura de retorno mais alta e, em seguida, por um segundo chiller para atingir o ponto de ajuste de fornecimento final. Isto permite que cada chiller opere com uma elevação mais favorável – o chiller de estágio alto opera com um diferencial de temperatura menor, melhorando seu COP. As configurações em série são mais benéficas para baixas temperaturas de fornecimento de água gelada (4°C ou menos) e grandes diferenciais de temperatura (8–12°C delta-T), onde um único resfriador operaria com alta elevação do compressor.

A lógica de sequenciamento da planta – qual chiller lidera, em que limite de carga as unidades adicionais são ativadas e como o fluxo de água do condensador é gerenciado entre as máquinas – é tão importante quanto a seleção do equipamento. Plantas mal sequenciadas com chillers especificados corretamente consomem rotineiramente de 15 a 25% mais energia do que equivalentes controlados de maneira ideal. Com quase 20 anos de experiência na entrega de projetos no exterior, a Shanghai Soouney apoia os clientes através do projeto de configuração de plantas, não apenas no fornecimento de equipamentos.