Co to jest woda skraplacza? Definicja, funkcja, temperatury i podstawy systemu

Co to jest woda skraplacza? Bezpośrednia odpowiedź

Woda ze skraplacza to strumień wody, który przenosi ciepło odpadowe ze skraplacza w chłodzonym wodą systemie chłodniczym lub agregacie chłodniczym i dostarcza je do wieży chłodniczej, skraplacza wyparnego lub innego urządzenia odprowadzającego ciepło. Obieg wody lodowej chłodzi budynek lub proces; pętla wodna skraplacza pełni odwrotne zadanie. Odbiera ciepło z czynnika chłodniczego w skraplaczu i odrzuca je do powietrza zewnętrznego.

W jednym zdaniu: woda skraplacza to czynnik roboczy po gorącej stronie układu chłodzenia chłodzonego wodą, woda, która pochłania ciepło z czynnika chłodniczego w skraplaczu i uwalnia je do atmosfery przez wieżę chłodniczą.

If you open a mechanical room that serves a water-cooled chiller, you normally see two separate water loops. The chilled water loop leaves the evaporator at about 44°F (6.7°C) and travels through air handlers or process heat exchangers. Pętla wodna skraplacza opuszcza skraplacz w temperaturze około 95°F (35°C), przepływa do wieży chłodniczej na dachu lub obok instalacji i powraca do skraplacza w temperaturze około 85°F (29,4°C) po schłodzeniu przez odparowanie.

• Jest to obieg przepływowy: ta sama woda jest pompowana w kółko, ale w otwartej wieży jest wystawiona na działanie powietrza, więc parowanie i dryf stale usuwają część wody.
• W typowych warunkach projektowych przepływ wody w skraplaczu jest zgrubny 2,5 do 3 galonów na minutę na tonę chłodzenia (0,045 do 0,054 l/s na kW) .
• Woda ze skraplacza wpływa do skraplacza o temperaturze około 85°F (29,4°C) i wypływa w temperaturze około 95°F (35°C) w standardowej konstrukcji.
• To nie to samo, co woda lodowa i w żadnym wypadku nie wolno mieszać obu pętli w konwencjonalnej instalacji chłodniczej.
• Water quality, flow rate, and temperature directly control how much power the compressor consumes.

Getting these details right matters more than many plant owners expect. Niewymiarowa pętla wodna skraplacza zwiększa ciśnienie skraplania, zwiększa moc sprężarki i skraca żywotność sprzętu. The rest of this guide explains how the loop works, what design conditions to use, and what can go wrong in service.

How Condenser Water Works Inside the Refrigeration Cycle

Woda ze skraplacza stanowi tylko jedną część czteroetapowego cyklu chłodzenia. Aby zrozumieć jego zadanie, najpierw prześledź stronę czynnika chłodniczego. Sprężarka podnosi ciśnienie i temperaturę gazowego czynnika chłodniczego. Gorący gaz pod wysokim ciśnieniem wpływa do skraplacza. Woda skraplacza przepływa przez skraplacz i pochłania ciepło z tego gazu. Removing heat condenses the gas back into a liquid. Następnie ciecz przepływa przez urządzenie rozprężne, spada ciśnienie i temperatura oraz odbiera ciepło w parowniku, w którym wytwarzana jest schłodzona woda.

The amount of heat the condenser water must absorb is always larger than the cooling load because compressor work adds heat to the refrigerant. 100-tonowy agregat chłodniczy o współczynniku COP 5,0 odrzuca mniej więcej 120 ton ciepła w skraplaczu : 100 tons from the cooling load plus 20 tons of compressor work. Designers size condenser water flow and cooling towers for this total, not for the chiller's nameplate cooling load.

1. The condenser water pump draws water from the cooling tower basin at about 85°F (29,4°C).
2. Water flows through the condenser tubes, absorbing heat from the refrigerant gas, and exits around 95°F (35°C).
3. Ciepła woda powraca na szczyt wieży chłodniczej i jest natryskiwana na materiał wypełniający.
4. Air drawn through the tower evaporates a small portion of the water; evaporation removes heat and drops the water temperature.
5. The cooled water collects in the basin and is pumped back to the condenser. Cykl powtarza się w sposób ciągły.

W niektórych konstrukcjach obieg wodny skraplacza jest całkowicie zamknięty i jest chłodzony przez płytowy wymiennik ciepła podłączony do drugiej pętli z otwartą wieżą. Takie rozwiązanie jest powszechne w instalacjach chłodniczych oraz w budynkach, w których obwód skraplacza musi wykorzystywać specjalny płyn w celu ochrony sprzętu. Zasada działania jest identyczna: woda skraplacza jest medium, które przenosi odrzucone ciepło do atmosfery.

Condenser Water vs Chilled Water: Two Loops, Two Jobs

Najczęstszym zamieszaniem w pomieszczeniach technicznych jest pomieszanie obiegu wody lodowej z obiegiem wody skraplacza. Obydwa obwody są systemami wodnymi wokół agregatu chłodniczego, ale działają w różnych temperaturach, korzystają z innego sprzętu i nie wolno ich w żadnym wypadku łączyć ze sobą.

Słowa „podaż” i „powrót” są również używane w tych pętlach z przeciwnych punktów widzenia. Dopływ wody lodowej jest zimny, ponieważ opuszcza parownik i służy do budynku. Zaopatrzenie w wodę skraplacza, z punktu widzenia agregatu chłodniczego, to woda opuszczająca wieżę chłodniczą i wpływająca do skraplacza, która ma temperaturę około 35°F. Zawsze określaj, o którym punkcie mówisz, przed podaniem temperatur w specyfikacjach lub podczas rozwiązywania problemów.

Typical Condenser Water Temperatures, Flow Rates, and Design Conditions

Standardowa instalacja chłodzona wodą w klimacie umiarkowanym jest zaprojektowana tak, że woda ze skraplacza wpływa do skraplacza o godz 85°F (29.4°C) i pozostawienie tego o godz 95°F (35°C) , w zakresie 10°F (5,6°C), przy lokalnej projektowej temperaturze mokrego termometru.

Zasięg, podejście i mokra żarówka: trzy terminy, które kontrolują wszystko

• Zakres to spadek temperatury wody w wieży chłodniczej, który jest równy wzrostowi temperatury w skraplaczu. W konstrukcji 85/95 zakres wynosi 10°F.
• Podejście to różnica między zimną wodą opuszczającą wieżę a temperaturą mokrego termometru otoczenia. Typowe jest podejście w temperaturze od 5 do 7°F; naciśnięcie na 3°F powoduje zakup dodatkowej wielkości wieży i energii wentylatora przy bardzo niewielkim wzmocnieniu agregatu chłodniczego.
• Mokry termometr to teoretyczna granica. Wieża chłodnicza nie jest w stanie schłodzić wody poniżej temperatury termometru mokrego otoczenia, więc lokalne dane dotyczące termometru mokrego wyznaczają podstawę doboru wielkości wieży.

Natężenie przepływu wynika bezpośrednio z zakresu. Ciepło oddawane przez skraplacz wynosi 500 x GPM x zakres w zwyczajowych jednostkach amerykańskich, gdzie 500 jest iloczynem gęstości wody, ciepła właściwego i współczynników konwersji. 300-tonowy agregat chłodniczy o współczynniku COP 5,0 odrzuca około 360 ton ciepła ze skraplacza; w temperaturze 10°F przepływ wody przez skraplacz wynosi około 864 gal/min (360 x 24/10). Sprawdź współczynnik COP producenta agregatu chłodniczego przy pełnym obciążeniu podczas obliczania rzeczywistego zapotrzebowania na przepływ, zamiast zakładać stałą wartość.

Strona skraplacza: rodzaje skraplaczy chłodzonych wodą

Obieg wodny skraplacza spełnia swoje zadanie tylko wtedy, gdy skraplacz efektywnie przekazuje ciepło z czynnika chłodniczego do wody. Na rynku dominują cztery podstawowe konstrukcje skraplaczy chłodzonych wodą, a każda z nich jest dostosowana do innego zakresu wydajności i typu budynku.

Skraplacze płaszczowo-rurowe chłodzone wodą

W skraplaczu płaszczowo-rurowym woda przepływa wewnątrz rur, podczas gdy gorący gaz chłodniczy otacza rury w płaszczu. Duża powierzchnia i możliwość czyszczenia rur sprawiają, że ta konstrukcja jest standardem dla agregatów chłodniczych powyżej około 20 do 30 ton i przemysłowych instalacji chłodniczych. Many packaged units use a serviceable design with removable end plates, so the tubes can be brushed when fouling appears. W przypadku zakładu, który będzie działał przez 15 do 20 lat, a Skraplacz płaszczowo-rurowy chłodzony wodą serii KCWS ze zbiornikami wodnymi klasy morskiej i wymiennymi rurkami to praktyczny i łatwy w utrzymaniu wybór.

OEM/ODM KCWS Series Shell And Tube Water-Cooled Condenser Manufacturers, Czynniky Jako chińscy producenci płaszczowo-rurowych skraplaczy chłodzonych wodą serii KCWS i hurtownia skraplaczy chłodzonych wodą płaszczowo-rurowych serii KCWS... Zobacz produkt →

Skraplacze płaszczowo-cewkowe

A shell-and-coil condenser wraps a continuous welded coil inside the shell. There are no gasketed covers, which reduces leak paths, but the coil cannot be cleaned mechanically. These are mostly used in smaller packaged chillers where the tube surface is cleaned by chemical circulation only.

Skraplacze typu rura w rurze (koncentryczne).

Kondensatory współosiowe umieszczają wodę w wewnętrznej rurze, a czynnik chłodniczy w otaczającym ją pierścieniu. They are compact, tolerate moderate fouling, and are widely used in small chillers, water-source heat pumps, and dedicated heat-recovery units. The counterflow arrangement gives good heat transfer in a small envelope.

Skraplacze płytowe lutowane

Lutowane płytowe wymienniki ciepła wykorzystują stos płyt ze stali nierdzewnej z wąskimi kanałami na czynnik chłodniczy i wodę. Oferują bardzo wysokie współczynniki przenikania ciepła i niewielkie rozmiary, dlatego wykorzystuje je większość nowoczesnych chillerów śrubowych i spiralnych w zakresie od 50 do 500 ton. Objętość po stronie czynnika chłodniczego jest niewielka, więc ładunek jest niższy, ale kanały po stronie wody wymagają dobrej filtracji, ponieważ mogą się łatwiej zatykać niż rurki.

Po co w ogóle używać wody skraplacza? Kompromisy chłodzone powietrzem i chłodzonym wodą

Condenser water adds pumps, pipes, a tower, water treatment, and maintenance. Efektem jest efektywność energetyczna. Ponieważ woda o temperaturze 35°F znacznie skuteczniej odprowadza ciepło niż powietrze o temperaturze 95°F w lecie, agregat chłodniczy chłodzony wodą skrapla czynnik chłodniczy w niższej temperaturze, a sprężarka pracuje krócej. Komercyjne agregaty chłodnicze chłodzone wodą mają wydajność przy pełnym obciążeniu około 0,55 do 0,70 kW/tonę w standardowych warunkach, podczas gdy porównywalnej wielkości jednostki chłodzone powietrzem zwykle pracują od 1,0 do 1,3 kW/tonę. Ta luka, szeroko udokumentowana w katalogach agregatów chłodniczych i danych referencyjnych ASHRAE, zapewnia duże oszczędności przy częściowym obciążeniu w instalacjach pracujących przez wiele godzin w roku.

Metoda chłodzona wodą zwykle sprawdza się, gdy instalacja jest duża, pracuje przez wiele godzin lub znajduje się w gorącym klimacie, gdzie letnie temperatury powietrza powodują utratę wydajności agregatów chłodniczych chłodzonych powietrzem. It loses when local water is expensive, water restrictions are severe, or the building has no room for a cooling tower. That is why some owners choose dry or hybrid alternatives.

When the decision is to go water-cooled, the condenser and the chiller must be matched carefully. Patrząc na komplet pakiet agregatu chłodniczego chłodzonego wodą obejmujący obwód skraplacza zaoszczędzi Ci pracy związanej z integracją i późniejszym rozwiązywaniem problemów, ponieważ parownik, skraplacz i elementy sterujące są już zwymiarowane jako jeden system.

Dostawca niestandardowych agregatów chłodzonych wodą, firma Zhejiang Kaidi Refrigeration Equipment Co., Ltd. is a China Water Cooled Chiller supplier and custom Water Cooled Chiller, offering solut... Zobacz produkt →

Condenser Water Quality, Treatment, and Maintenance That Actually Matter

Pętle wodne skraplacza są najbrudniejszym obiegiem wody w większości budynków. Open cooling towers expose water to air, dust, insects, bird waste, and sunlight. Left untreated, that water will scale the condenser tubes, grow biofilm, and corrode the pipework within a season or two.

Skalowanie i zanieczyszczanie

Hardness minerals dissolved in make-up water precipitate when water is heated and evaporated in the tower. Kamień na rurkach skraplacza działa jak izolator: gorący gaz chłodniczy nie może efektywnie uwalniać ciepła, więc ciśnienie skraplania wzrasta, sprężarka pobiera więcej mocy, a wydajność agregatu chłodniczego spada. Podręcznik ASHRAE zaleca pomiar spadku ciśnienia i temperatury podejścia na skraplaczu, ponieważ wzrost podejścia o kilka stopni jest prawie zawsze pierwszym objawem zanieczyszczenia.

Korozja i erozja

Chlorki, rozpuszczony tlen i zawieszone ciała stałe atakują rury skraplacza i elementy wieży. Copper tubes corrode rapidly in ammonia-rich environments; stale nierdzewne mogą wżerać się pod wpływem wysokich chlorków; and high water velocity erodes the inlet ends of tubes. Utrzymywanie projektowej prędkości wody w rurach miedzianych poniżej 10 stóp/s (3 m/s) i stosowanie rozsądnej kontroli chloru i filtracji pozwala uniknąć większości tych przypadków.

Uzdatnianie i monitorowanie wody

• Utrzymuj pH w zakresie od 7,5 do 9,0 w większości systemów z otwartymi wieżami, z przewodnością i cyklami zatężania kontrolowanymi przez przedmuch.
• Stosować inhibitory kamienia i program biobójczy odpowiedni do lokalnego składu chemicznego wody uzupełniającej.
• Monitoruj temperaturę dopływu do skraplacza, spadek ciśnienia po stronie wody i przepływ co tydzień w sezonie chłodniczym.
• Zainstaluj filtry koszowe lub filtrację ze strumieniem bocznym, aby usunąć zawieszone ciała stałe przedostające się do basenu.
• W obszarach z twardą wodą sprawdź twardość wody uzupełniającej przed wyborem materiału na skraplacz; Rury miedzioniklowe lub powlekane radzą sobie z agresywną wodą lepiej niż zwykła miedź.

Alternatywy oszczędzające wodę

Systemy z otwartą wieżą odparowują znaczną ilość wody, zwykle ok 1 procent przepływu cyrkulacyjnego na każde 10°F zakresu chłodzenia . Dlatego też 300-tonowa instalacja wytwarzająca około 860 galonów na minutę traci w przybliżeniu 8 do 9 galonów na minutę w wyniku parowania przy obciążeniu projektowym, przed obliczeniem przedmuchu i dryfu. W regionach suchych lub miejscach dotkniętych niedoborami wody wielu właścicieli zastępuje oddzielną wieżę chłodniczą skraplaczem wyparnym, który łączy skraplacz i wieżę chłodniczą w jedną fabrycznie zbudowaną maszynę, dzięki czemu pętla rurociągów jest krótsza. Jednostki takie jak Skraplacz wyparny serii KD LN zmniejsz także wysokość podnoszenia pompy i objętość wody w skraplaczu, ponieważ znajdują się one blisko sprężarek. Tam, gdzie wody jest jeszcze mniej, praktycznym rozwiązaniem stają się wieże z obiegiem zamkniętym i systemy hybrydowe chłodzone powietrzem.

Producenci skraplaczy wyparnych serii OEM / ODM KDLN, fabryka - Zhejiang Kaid Jako chińscy producenci skraplaczy wyparnych serii KDLN i hurtownia skraplaczy wyparnych serii KDLN oem/odm, Zhejiang Kaid... Zobacz produkt →

Typowe problemy z wodą w skraplaczu, przyczyny i elementy, które należy sprawdzić

Większość skarg dotyczących awarii agregatów chłodniczych ma swój początek w skraplaczu. W poniższej tabeli wymieniono awarie, które najczęściej spotykamy w pracach serwisowych, wraz z szybkimi kontrolami, które wskazują pierwotną przyczynę.

Nic nie zastąpi czystej linii bazowej. Rejestruj temperaturę wody w skraplaczu, podejście, przepływ i ciśnienie czynnika chłodniczego, gdy agregat chłodniczy jest nowy lub świeżo oczyszczony. Przyszłe problemy są znacznie łatwiejsze do wykrycia, jeśli masz znany, dobry zestaw liczb do porównania. Ta sama zasada ma zastosowanie w przypadku dopasowywania skraplacza do reszty układu chłodniczego, dlatego przed wyceną maszyny przeprowadzamy kupujących przez cały wybór wyposażenia. If you are working through similar decisions, our guide to choosing the right condensing unit for cold-storage applications obejmuje logikę selekcji w kontekście instalacji niskotemperaturowych.

Rozważania dotyczące wymiarowania i projektowania niezawodnego systemu wodnego skraplacza

Dobierz obieg wodny skraplacza do ciepła oddawanego przez sprężarkę w warunkach projektowych, a nie do nominalnego obciążenia chłodniczego agregatu chłodniczego. Ta pojedyncza decyzja wpływa na wielkość wieży, przepływ pompy, rozmiar rury i koszty operacyjne.

Obciążenie cieplne skraplacza jest równe obciążeniu chłodniczemu plus ciepło sprężarki. Dla agregatu chłodniczego w warunkach projektowych oszacuj je jako obciążenie chłodnicze x (1 1/COP). 200-tonowy agregat chłodniczy ze współczynnikiem COP przy pełnym obciążeniu wynoszącym 5,0 odrzuca około 240 ton (200 x 1,2), a przy temperaturze 10°F wymaga to około 576 gal/min wody ze skraplacza (240 x 24/10). Add pump motor heat if the pump sits in the loop, and add a small safety margin for tower performance during hot weather.

• Wybierz projekt mokrego termometru na podstawie lokalnych danych klimatycznych, zazwyczaj 1% warunków projektowych, a nie z gorącego letniego popołudnia, które pamiętasz.
• Utrzymuj podejście w zakresie od 5 do 7°F; mniejsze podejście kosztuje więcej wieży, ale może zaoszczędzić energię sprężarki, dlatego należy ocenić koszt cyklu życia.
• Provide at least N 1 redundancy on pumps and towers in plants that cannot tolerate shutdowns; matching pump curves to condenser pressure drop is critical.
• Design pipe velocities between 4 and 10 ft/s (1.2 to 3 m/s) to balance pump power, erosion, and air separation.
• Plan for water treatment from day one: a tap for chemical feed, a sample tap, conductivity control, and a blowdown drain.
• W zimnym klimacie należy uwzględnić zabezpieczenie przed zamarzaniem basenów wieżowych, odsłoniętych rurociągów i elementów spustowych.

Aby uzyskać szerszy widok opcji, możesz przejrzyj naszą ofertę produktów skraplających aby porównać konfiguracje skraplaczy chłodzonych powietrzem, chłodzonych wodą i skraplaczy wyparnych przed ustaleniem podstaw projektu.

Często zadawane pytania dotyczące wody skraplacza

1. Czym w skrócie jest woda skraplacza?

Woda skraplacza to woda, która usuwa ciepło z czynnika chłodniczego w skraplaczu układu chłodzenia chłodzonego wodą. It absorbs heat in the condenser, carries it to a cooling tower, releases it to the air, and returns colder to repeat the loop.

2. Are condenser water and chilled water the same?

No. Chilled water is the cold water produced by the evaporator at about 44°F and sent to the spaces being cooled. Condenser water is the warm water at about 85 to 95°F that rejects heat in the cooling tower. The two loops are separate and must not be mixed.

3. Jaka powinna być temperatura wody w skraplaczu?

W typowym projekcie woda ze skraplacza powinna wpływać do skraplacza o temperaturze około 85°F (29,4°C) i opuszczać go w temperaturze około 95°F (35°C). The exact values depend on the cooling tower approach and the local wet-bulb temperature.

4. Dlaczego woda skraplacza wymaga uzdatniania?

Because the cooling tower exposes the water to air, dirt, hardness minerals, algae, and microorganisms. Bez obróbki w rurkach skraplacza tworzy się kamień i biofilm, co podnosi ciśnienie skraplania i zwiększa zużycie energii. Corrosion of the tubes and tower can also shorten equipment life.

5. Co się stanie, jeśli przepływ wody w skraplaczu będzie zbyt niski?

Low flow raises the water temperature rise across the condenser and pushes condensing pressure up. Agregat chłodniczy pobiera więcej mocy, traci wydajność, a zabezpieczenie wysokociśnieniowe może wyłączyć maszynę. Najczęstszymi przyczynami są zatkany filtr siatkowy, zużyty wirnik pompy lub zamknięty zawór równoważący.

6. Ile wody zużywa system wodny skraplacza?

Otwarta wieża chłodnicza traci wodę w wyniku parowania, dryfu i przedmuchu. Samo parowanie jest z grubsza 1 procent szybkości cyrkulacji na każde 10°F zakresu chłodzenia . Dlatego też 300-tonowa instalacja wytwarzająca przepływ około 860 gal/min może odparować około 8 do 9 gal/min przy obciążeniu projektowym, przed obliczeniem wycieków i znoszenia.

Konkluzja: co ma największe znaczenie w przypadku wody skraplacza

Woda w skraplaczu nie jest szczegółem pobocznym. Określa ciśnienie skraplania, moc sprężarki i żywotność agregatu chłodniczego. Najważniejsze: utrzymywać projektową temperaturę zasilania na poziomie około 85°F, utrzymywać zakres na poziomie około 10°F, utrzymywać przepływ dostosowany do oddawanego ciepła, uzdatniać wodę i monitorować temperaturę podejścia.

Najlepsza pętla wodna skraplacza to ta, o której ludzie myślą tylko raz: wieża o odpowiedniej wielkości, rurki skraplacza nadające się do czyszczenia, prawidłowy przepływ pompy, proste uzdatnianie wody i podstawowy zapis testów. To połączenie zapewnia dziesięciolecia pracy i przewidywalną konserwację. Nasza fabryka produkuje skraplacze chłodzone wodą, skraplacze wyparne i agregaty chłodnicze w obudowie dla zakładów komercyjnych i przemysłowych od 1995 roku, dlatego większość opisanych powyżej trybów awarii widzieliśmy w praktyce.

Jeśli dobierasz obieg wodny skraplacza lub wybierasz skraplacz chłodzony wodą do nowej instalacji, możesz skontaktuj się z naszym zespołem inżynierów z danymi dotyczącymi termometru mokrego, obciążenia chłodniczego i jakości wody według projektu. Pomogą Ci dopasować kondensator i pętlę do aplikacji, zanim zatwierdzisz układ.