Во многих производственных процессах выделяется значительное количество теплоты. Без удаления этой теплоты срок службы технологического оборудования сокращается, а эффективность производства снижается. Системы технологического охлаждения промышленного оборудования предназначены для повышения его эффективности и увеличения срока его службы.

Технологическое охлаждение является критическим требованием для процессов охлаждения, замораживания, отвода теплоты и поддержания температуры во время производственных или других технологических процессов. Эти системы, иногда называемые промышленным охлаждением, используются в различных отраслях промышленности, включая нефтехимическую, фармацевтическую, пищевую, медицинскую отрасли, а также металлургию и машиностроение.

В зависимости от желаемого результата различные системы технологического охлаждения работают в широком диапазоне температур: высоких, средних, низких или сверхнизких. Одной из наиболее широко используемых систем технологического охлаждения является система с номинальной температурой +5ºC, которая используется в большинстве технологических теплообменников. Эти системы обычно поддерживают температуру в пределах плюс или минус один градус от заданной температуры. Поскольку системы технологического охлаждения используются во многих критических технологических процессах, они перед сдачей в эксплуатацию обычно проходят специальную аттестацию. Поскольку системы технологического охлаждения работают круглогодично, они часто защищены резервными источниками холода и насосами, а также аварийным электропитанием. Кроме этого они оснащаются устройствами для контроля и управления основными параметрами процесса охлаждения: давлением, расходом и температурой.

Промышленная сублимационная сушилка.

Системы охлаждения с более низкими рабочими температурами также широко применяются в различных сферах промышленного производства, например, для сублимационной сушки, в морозильниках или теплообменниках на жидком азоте, а также в аппаратах МРТ, сверхпроводящих магнитов и т.п., которые необходимо охлаждать до температур жидкого гелия. Данные системы требуют применения специальных охладителей, трубопроводов, инструментов и теплоизоляции, вследствие воздействия низких и сверхнизких температур.

В отличие от систем комфортного охлаждения (кондиционирования), технологическое и промышленное охлаждение требует от инженерно-технического персонала определенных навыков и понимания не только физических и химических законов, применяемых для различных технологических процессов, но и знания особенностей термодинамических процессов, необходимых для достижения и поддержания температур в заданном диапазоне.

Обзор водоохлаждающих машин (чиллеров)

Устройства для охлаждения жидкости, водоохлаждающие или холодильные машины принято называть чиллерами (от английского: "chiller"). Однако, между основными типами чиллеров (холодильных машин) есть значительные отличия в зависимости от области их применения и стоящих перед ними задач. Эти параметры, а также наличие специальных опций оказывает значительное влияние на цену холодильной машины.

Говоря о системах охлаждения применительно к поддержанию микроклимата, мы имеем в виду системы, которые могут контролировать как температуру, так и уровень влажности в помещении. Помимо традиционных систем ОВиК, аналогичные системы также используются для холодных комнат, электрических шкафов или других нежилых помещений, где температура воздуха, охлажденного с помощью холодной воды требует высокой точности и круглогодичного использования. Взять, к примеру, современные центры обработки данных (ЦОД).

Великое множество производственных процессов производят тепловую энергию в качестве побочного продукта. Учитывая, что для большинства производственных процессов требуются определенные рабочие температуры, теплота, выделяемая в ходе технологических манипуляций (реакций), может иметь нежелательные последствия для готовой продукции или негативно влиять на само технологическое оборудование.

Для достижения максимальной производительности все производственные процессы, генерирующие тепловую энергию, требуют соответствующего регулирования температуры, которое может быть выполнено при помощи холодильных машин различного типа. Наиболее популярными вариантами таких источников холода являются водоохлаждающие машины, или чиллеры, которые применяются как в системах комфортного кондиционирования, так и в технологических процессах. Ключевые различия между этими устройствами рассмотрены ниже.

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, сокращенно ОВиК, представляют собой комплекс терморегулирующих устройств, которые сочетают в себе функции отопления, циркуляции воздуха и его охлаждения, используя принципы гидродинамики и обмена тепловой энергией.

Отопление
Системы ОВиК включают в себя генератор тепловой энергии, который работает на твердом, жидком или газообразном топливе, и который нагревает теплоноситель, подаваемый в помещения здания через систему инженерных коммуникаций.

Вентиляция
Вентиляционные устройства предназначены для обеспечения воздухообмена в обслуживаемых помещениях здания. Независимо от выбранного типа системы вентиляции, приточный вентиляторы подают свежий уличный воздух в помещение, а вытяжные вентиляторы удаляют воздух из помещения. Таким образом, системы вентиляции обеспечивают циркуляцию воздуха в помещениях.

Устройства кондиционирования воздуха в системах ОВиК выполняет функции охлаждения воздуха, одновременно регулируя уровень его влажности, и поддерживая эти два параметра на заданном уровне. Система кондиционирования воздуха обычно включает в себя холодильный агрегат, который охлаждает воздух, циркулирующий в здании, или подаваемый в него извне. В системах кондиционирования для отвода теплоты от воздуха и подачи его в кондиционируемое пространство применяется охлажденная вода, которая поступает в систему охлаждения от чиллера.

Отличие чиллеров для кондиционирования и чиллеров для технологии

Чиллеры, применяемые для охлаждения технологических процессов и чиллеры для систем ОВиК имеют существенные различия с точки зрения их конструкции и особенностей применения.

В отличие от машин, применяемых для поддержания микроклимата в помещениях с присутствием людей, чиллеры для охлаждения технологической воды представляют собой механические устройства для отвода избыточной теплоты в окружающую среду с помощью теплообменника, являющегося неотъемлемой частью такого устройства. В зависимости от среды, используемой для отвода теплоты, эти теплообменники могут быть с воздушным или с водяным охлаждением. Для систем технологического охлаждения наибольшее применение находят машины в диапазоне номинальной холодопроизводительности от 2 до 750 кВт.

Технологические охладители для промышленности обеспечивают высокую и постоянную точность поддержания температуры воды, подаваемой в технологический контур, не зависимо от изменения атмосферных условий. При этом, чтобы предотвратить повреждение технологического оборудования, в водяном контуре поддерживается высокая степень чистоты жидкости. Фактически, технологические чиллеры используются для охлаждения промышленного оборудования, для которого требуется, чтобы охлаждающая жидкость была незагрязненной и имела точную и постоянную температуру. Например, во всех гидравлических контурах машин, если температура масла превышает определенные значения, машина останавливается по аварии, что приводит к остановке технологического процесса. Следовательно, точное и постоянное охлаждение необходимо и крайне важно для увеличения надежности и эффективности производственных процессов.

Когда требуется точное поддержание температуры воды ниже температуры окружающей среды, прецизионные технологические охладители являются единственным решением. Такие чиллеры, использующие замкнутый охлаждающий контур, должны обеспечивать: