Paano Magdisenyo ng Proteksyon sa Pag-freeze para sa Dry Cooler System

Ang isang dry cooler ay maaaring gumana nang mahusay sa buong taon, ngunit ang mga kondisyon ng taglamig ay nagpapakilala ng isa sa mga pinakamalubhang panganib sa anumang water-based na sistema ng pagtanggi sa init: pagyeyelo.

Kapag ang tubig o isang hindi sapat na protektadong water-glycol solution ay nag-freeze sa loob ng isang dry cooler coil, pipe, valve, o heat exchanger, maaaring makapinsala sa mga tube, fitting, header, at iba pang bahagi ang resultang expansion. Sa mga malubhang kaso, ang isang solong kaganapan sa pagyeyelo ay maaaring magresulta sa mga tagas, pagpapalit ng coil, pinahabang downtime, at mamahaling pag-aayos.

Para sa kadahilanang ito, hindi dapat ituring ang proteksyon sa freeze bilang isang accessory na idinagdag pagkatapos mapili ang dry cooler.

Dapat itong maging bahagi ng disenyo ng system mula sa simula.

Ang isang maaasahang diskarte ay dapat sagutin ang ilang mga katanungan:

• Ano ang pinakamababang temperatura sa labas na maaaring maranasan ng system?

• Dapat bang patuloy na gumana ang dry cooler sa panahon ng pagyeyelo?

• Ano ang mangyayari kung huminto ang bomba?

• Ano ang mangyayari sa panahon ng power failure?

• Katanggap-tanggap ba ang glycol sa buong proseso ng loop?

• Maaari bang ganap na maubos ang panlabas na circuit?

• Maaari bang manatiling nakakulong ang tubig sa loob ng coil o piping?

Ipinapaliwanag ng gabay na ito kung paano maaaring magdisenyo ang mga inhinyero ng proteksyon sa pagyeyelo para sa a dry cooler system at ihambing ang mga pangunahing diskarte na magagamit.

Bakit Mahalaga ang Freeze Protection sa isang Dry Cooler System

Ang dry cooler ay karaniwang naglalaman ng finned-tube coil na naka-install sa labas.

Ang tubig o isang water-glycol solution ay umiikot sa coil habang ang mga axial fan ay naglilipat ng hangin sa paligid sa mga palikpik.

Sa panahon ng normal na operasyon, ang kaayusan na ito ay simple at maaasahan.

Lumilitaw ang panganib kapag bumaba ang temperatura ng likido patungo sa punto ng pagyeyelo nito.

Ang dalisay na tubig ay lumalawak habang ito ay nagyeyelo. Kung ang tubig ay nakulong sa loob ng isang matibay na tubo, header, balbula, o daanan ng heat exchanger, ang sapat na pagbuo ng yelo ay maaaring lumikha ng nakakapinsalang panloob na presyon.

Ang mga nakalantad na bahagi ng isang dry cooler system ay maaaring kabilang ang:

• finned coils;

• mga header;

• supply at return piping;

• mga balbula;

• mga bomba;

• mga salain;

• mga sensor;

• mga sisidlan ng pagpapalawak;

• plate heat exchangers;

• mga linya ng paagusan.

Samakatuwid, ang proteksyon sa freeze ay kailangang masakop ang buong nakalantad na hydraulic circuit , hindi lamang ang dry cooler coil.

Magsimula Sa Pinakamababang Posibleng Temperatura

Ang unang input ng disenyo ay dapat ang pinakamababang temperatura na maaaring makatotohanang maranasan ng panlabas na circuit.

Ito ay hindi dapat maging taunang average na temperatura ng taglamig.

Dapat isaalang-alang ng mga inhinyero:

• makasaysayang minimum na temperatura ng kapaligiran;

• disenyo ng proyekto pinakamababang temperatura;

• temperatura sa gabi;

• pagkakalantad sa hangin;

• mga panahon ng pagsasara ng kagamitan;

• matagal na pagkawala ng kuryente;

• temperatura sa panahon ng pagpapanatili;

• hindi inaasahang mga kaganapan sa malamig na panahon.

Ang isang cooling system na normal na gumagana ay maaaring maglaman ng mainit na likido at mukhang may maliit na panganib sa pagyeyelo.

Ngunit kung biglang huminto ang sirkulasyon sa 2:00 am sa panahon ng pagkawala ng kuryente, ang isang panlabas na coil ay maaaring unti-unting lumapit sa temperatura ng kapaligiran.

Iyon ay maaaring kumakatawan sa tunay na pinakamasamang kalagayan.

Temperatura ng Disenyo kumpara sa Normal na Temperatura sa Pagpapatakbo

Isaalang-alang ang isang dry cooler na karaniwang gumagana sa:

• temperatura ng pumapasok na likido: 35°C

• temperatura ng paglabas ng likido: 30°C

• normal na kapaligiran sa taglamig: 0°C

Magiging mali ang paghihinuha na ang proteksyon sa freeze ay hindi kailangan dahil ang operating fluid ay malayo sa pagyeyelo.

Kung maabot ng site ang:

−20°C

at ang pagkawala ng kuryente ay huminto sa pump sa loob ng ilang oras, ang stagnant fluid sa loob ng outdoor coil ay maaaring lumamig sa kalaunan patungo sa temperaturang iyon.

Samakatuwid, dapat isaalang-alang ng proteksyon sa freeze ang pinakamababang kapani-paniwalang kundisyon ng system , hindi lamang ang fluid temperature habang tumatakbo ang system.

Ang Proteksyon sa Pag-freeze at Proteksyon sa Pagsabog ay Hindi Pareho

Ang pagkakaiba na ito ay mahalaga kapag pumipili ng glycol.

Proteksyon sa I-freeze

Ang proteksyon sa freeze ay nangangahulugan na ang likido ay nananatiling sapat na likido na ang mga kristal ng yelo ay hindi nabubuo sa itaas ng napiling temperatura ng disenyo.

Ang pamamaraang ito ay angkop kung saan:

• ang sistema ay dapat magpatuloy sa sirkulasyon sa mababang temperatura;

• ang mga kristal ng yelo ay maaaring makahadlang sa maliliit na daanan;

• ang mga bomba ay kailangang i-restart sa panahon ng malamig na panahon;

• ang pagiging maaasahan ng proseso ay nangangailangan ng likido upang manatiling ganap na pumpable.

Inilalarawan ng Trane ang proteksyon sa pag-freeze bilang naaangkop kung saan hindi matitiis ang pagbuo ng yelo at kung saan dapat manatiling gumagana ang system sa panahon ng malamig na panahon.

Proteksyon sa pagsabog

Ang proteksyon ng pagsabog ay may ibang layunin.

Ang ilang pinaghalong glycol-water ay maaaring magsimulang bumuo ng mga ice crystal sa ibaba ng kanilang freezing point nang hindi agad nagiging solid block.

Habang ang tubig ay unang nagyeyelo, ang natitirang likido ay nagiging mas puro sa glycol.

Kung mayroong sapat na dami ng pagpapalawak, maaaring tiisin ng system ang bahagyang nagyelo na kondisyong ito nang hindi pumuputok.

Samakatuwid, ang proteksyon ng pagsabog ay nakatuon sa pagpigil sa mekanikal na pinsala , sa halip na panatilihing ganap na walang yelo ang solusyon.

Maaaring naaangkop ang diskarteng ito sa ilang partikular na sistema na nananatiling sarado sa panahon ng taglamig, ngunit hindi ito dapat awtomatikong gamitin sa mga kaso kung saan kailangang patakbuhin ang mga bomba o kung saan hindi matitiis ng mga pinaghihigpitang channel ang pagbuo ng putik.

Apat na Pangunahing Istratehiya sa Pag-freeze-Proteksyon

Para sa karamihan ng mga dry cooler system, ang proteksyon sa freeze ay batay sa isa o higit pa sa mga pamamaraang ito:

1. Glycol antifreeze

2. Patuloy na sirkulasyon

3. Drain-down o drain-back na disenyo

4. Aktibong pag-init at kontrol

Ang pinaka-maaasahang sistema ay maaaring pagsamahin ang ilan sa mga ito.

1. Proteksyon sa Freeze na Nakabatay sa Glycol

Ang paggamit ng glycol-water solution ay isa sa mga pinakakaraniwang pamamaraan para sa pagprotekta sa mga panlabas na dry cooler circuit.

Dalawang karaniwang ginagamit na likido ay:

• ethylene glycol, o EG;

• propylene glycol, o PG.

Parehong nagpapababa ng nagyeyelong punto ng tubig.

Gayunpaman, ang pagpili ng glycol ay hindi dapat nakabatay lamang sa freeze point.

Ethylene Glycol kumpara sa Propylene Glycol

Kung ikukumpara sa propylene glycol, ang ethylene glycol ay karaniwang may mas mahusay na thermal at fluid properties sa parehong antas ng proteksyon ng antifreeze.

Itinuturo ng Dow Corporation na ang lagkit ng mga solusyon sa ethylene glycol ay karaniwang mas mababa, na nagbibigay-daan sa mas mahusay na paglipat ng init at pagganap ng pumping sa maraming mga aplikasyon.

Kapag ang mas mababang toxicity ay kinakailangan, propylene glycol ay madalas na ginustong.

Ang tamang pagpipilian ay nakasalalay sa:

• aplikasyon;

• mga kinakailangan sa kapaligiran;

• mga lokal na regulasyon;

• panganib sa kontaminasyon sa proseso;

• mga rekomendasyon ng tagapagtustos ng likido;

• mga kinakailangan sa pagganap ng thermal.

Gaano Karaming Glycol ang Dapat Gamitin?

Walang pangkalahatang konsentrasyon na tama para sa bawat dry cooler.

Ang kinakailangang konsentrasyon ay pangunahing nakasalalay sa:

• uri ng glycol;

• pinakamababang inaasahang temperatura;

• kung kinakailangan ang proteksyon sa pag-freeze o pagsabog;

• data ng tagapagtustos ng likido;

• kinakailangang pumpability.

Halimbawa, inirerekomenda ng Dow ang pagpili ng proteksyon sa freeze sa ibaba ng pinakamababang inaasahang operating temperature at nagpapahiwatig ng tipikal na margin ng disenyo na humigit-kumulang 3°C / 5°F sa ibaba ng minimum na inaasahang kondisyon.

Ang mahalagang prinsipyo ay:

Huwag pumili ng glycol concentration mula sa isang generic na panuntunan gaya ng 'laging gumamit ng 30%.'

Gamitin ang aktwal na data ng concentration-versus-temperature ng manufacturer.

Hindi Palaging Mas Maganda ang Mas maraming Glycol

Ang pagdaragdag ng mas maraming glycol ay nagpapabuti sa mababang-temperatura na proteksyon, ngunit binabago din nito ang mga thermal properties ng fluid.

Ang mas mataas na konsentrasyon ng glycol sa pangkalahatan ay nangangahulugang:

• mas mataas na lagkit;

• iba't ibang density;

• mas mababa ang epektibong heat-transfer performance kumpara sa tubig;

• nadagdagan ang haydroliko na pagtutol;

• mas malaking pangangailangan sa pumping.

Partikular na binanggit ng Dow na ang pagtaas ng propylene glycol na konsentrasyon ay nagpapabuti sa proteksyon ng freeze ngunit maaari ring tumaas ang lagkit at kinakailangang pumping energy.

Samakatuwid:

Ang pinakamainam na konsentrasyon ng glycol ay kadalasan ang pinakamababang konsentrasyon na ligtas na nakakatugon sa kinakailangang antas ng proteksyon at mga kinakailangan ng tagapagtustos ng likido.

Ang dry cooler ay dapat ding thermally na pinili gamit ang aktwal na konsentrasyon ng glycol kaysa sa mga katangian ng tubig.

2. Patuloy na Pag-ikot ng Fluid

Ang isa pang paraan ay ang panatilihing patuloy na umiikot ang mainit na likido sa panlabas na circuit.

Kung ang umiikot na likido ay nananatiling ligtas sa ibabaw ng pagyeyelo, ang dry cooler coil at piping ay mapoprotektahan.

Maaaring gumana ang diskarteng ito sa mga system kung saan:

• patuloy na magagamit ang init;

• ang mga bomba ay may mataas na pagiging maaasahan;

• ang operasyon ng taglamig ay tuluy-tuloy;

• Ang supply ng kuryente ay lubos na maaasahan.

Gayunpaman, ang sirkulasyon lamang ay dapat na bihirang maging ang tanging diskarte sa proteksyon nang hindi sinusuri ang mga kondisyon ng pagkabigo.

Ano ang Mangyayari Kung Huminto ang Pump?

Ito ang kahinaan ng circulation-only protection.

Sa panahon ng pump trip o pagkawala ng kuryente:

daloy = zero

Ang panlabas na coil ay magsisimulang mawalan ng init sa nakapaligid na hangin.

Sa kalaunan, ang nakulong na tubig ay maaaring umabot sa nagyeyelong temperatura.

Samakatuwid ang mga inhinyero ay dapat magtanong:

Kung titigil ang sirkulasyon sa pinakamalamig na gabi ng taon, gaano katagal mananatiling ligtas ang system?

Kung walang katanggap-tanggap na sagot, kinakailangan ang backup na proteksyon.

Mga Redundant Pump

Ang mga kritikal na pag-install ay maaaring gumamit ng:

• duty/standby na mga bomba;

• awtomatikong pagpapalit ng bomba;

• kapangyarihang pang-emergency;

• mababang daloy ng mga alarma.

Ang mga hakbang na ito ay nagpapabuti sa pagiging maaasahan ngunit hindi pa rin inaalis ang bawat senaryo ng pag-freeze.

Halimbawa, ang isang karaniwang electrical failure ay maaaring hindi paganahin ang parehong mga bomba.

Samakatuwid, dapat isaalang-alang ng proteksyon ng freeze ang mga common-mode failure , hindi lamang ang pagkabigo ng indibidwal na kagamitan.

3. Drain-Down at Drain-Back Freeze Protection

Kung ang panlabas na circuit ay maaaring ganap na mawalan ng laman kapag huminto ang sistema, ang tubig ay hindi maaaring mag-freeze sa loob ng mga pinatuyo na bahagi.

Maaari nitong bawasan o alisin ang pangangailangan para sa mataas na konsentrasyon ng glycol.

Gayunpaman, ang pangunahing salita ay:

ganap.

Ang isang sistema na theoretically drainable ngunit nag-iiwan ng tubig na nakulong sa mababang mga punto ay maaari pa ring mag-freeze.

Mga Kinakailangan para sa Drainable Dry Cooler System

Ang isang maaasahang drain-down system ay dapat isaalang-alang:

• orientation ng coil;

• mga slope ng tubo;

• mga punto ng alisan ng tubig;

• high-point vents;

• pag-aayos ng balbula;

• geometry ng header;

• mababang-point traps.

Ang lahat ng tubig ay dapat magkaroon ng isang malinaw na landas upang maubos.

Bakit Delikado ang Nakulong na Tubig

Ang mga posibleng lokasyon ng pag-trap ay kinabibilangan ng:

• pahalang na tubo;

• mga header;

• mga balbula;

• mga salain;

• nababaluktot na mga hose;

• piping dips;

• mga palitan ng init;

• mga pambalot ng bomba.

Kahit na ang isang maliit na nakahiwalay na volume ay maaaring mag-freeze at lumawak.

Ang dokumentasyon ng Trane ay partikular na nagbabala na ang tubig ay maaaring manatiling nakulong sa mga daanan ng heat exchanger at dapat na ganap na alisin kapag ang drainage ay umaasa para sa proteksyon sa taglamig.

Samakatuwid, ang simpleng pag-install ng drain valve sa ilalim ng isang system ay hindi awtomatikong lumikha ng freeze-safe drain-down na disenyo.

4. Aktibong Mga Kontrol sa Pag-init at Pag-freeze

Maaari ding gamitin ang init upang maiwasan ang nakalantad na tubig na umabot sa temperaturang nagyeyelong.

Ang mga posibleng pamamaraan ay kinabibilangan ng:

• electric heat tracing;

• mga pampainit ng tubo;

• immersion heater;

• enclosure heater;

• pinainit na mga silid ng bomba.

Tinutukoy ng Trane ang pagdaragdag ng init bilang isa sa mga pangunahing pamamaraan para sa pagpapanatili ng mga kagamitang naglalaman ng tubig sa itaas ng mga kondisyon ng pagyeyelo.

Pagsubaybay sa init

Ang pagsubaybay sa init ay karaniwang ginagamit sa mga mahina:

• mga tubo;

• mga balbula;

• drains;

• mga instrumento;

• mga pambalot ng bomba.

Maaari itong maging partikular na kapaki-pakinabang kung saan imposible ang buong draining.

Gayunpaman, ang pagsubaybay sa init mismo ay nangangailangan ng:

• kapangyarihan ng kuryente;

• mga kontrol;

• pagkakabukod;

• inspeksyon;

• pagpapanatili.

Ang isang nabigong heat-tracing circuit ay maaaring lumikha ng isang nakatagong panganib sa pag-freeze.

Ang Mga Kontrol ay Bahagi ng Proteksyon sa Freeze

Ang mekanikal na disenyo lamang ay hindi sapat.

Dapat makilala ng sistema ng kontrol kapag papalapit na ang mga kondisyon ng pagyeyelo.

Maaaring kabilang sa mahahalagang variable ang:

• temperatura ng hangin sa paligid;

• pagpasok ng temperatura ng likido;

• nag-iiwan ng temperatura ng likido;

• katayuan ng daloy;

• pagpapatakbo ng bomba;

• Mga setting ng konsentrasyon ng glycol.

Ang dokumentasyon ng carrier, halimbawa, ay nagbibigay-diin sa outdoor-air at water-loop temperature sensing pati na rin sa mga setting ng antifreeze sa mga system na nauugnay sa dry-cooler na operasyon.

Alarm na Mababang Temperatura

Ang isang alarma sa mababang temperatura ay maaaring magbigay ng babala sa mga operator bago maging kritikal ang pagyeyelo.

Depende sa disenyo ng system, maaaring mag-trigger ang isang alarma:

• pag-shutdown ng fan;

• pump startup;

• bypass valve operation;

• backup na pag-init;

• pang-emergency na abiso.

Awtomatikong Pagsisimula ng Pump

Kapag bumaba ang temperatura sa paunang natukoy na minimum na halaga, maaaring awtomatikong simulan ng controller ang sirkulasyon.

Maaaring ilipat nito ang mas maiinit na likido mula sa panloob na circuit sa pamamagitan ng nakalantad na panlabas na circuit.

Gayunpaman, ang diskarte na ito ay nakasalalay din sa pagkakaroon ng suplay ng kuryente at mga bomba.

Pag-shutdown ng Fan

Ang isang dry cooler fan ay nagpapabilis sa pagtanggi sa init.

Sa sobrang lamig ng kapaligiran, ang pagpapatakbo ng lahat ng mga bentilador ay maaaring lumamig nang sobra sa likido.

Maaaring bawasan ng fan staging o variable-speed control ang kapasidad ng paglamig habang bumababa ang temperatura.

Maaaring kabilang sa posibleng lohika ang:

Mataas na pagkarga → buong operasyon ng fan

Lower ambient → binawasan ang bilis ng fan

Napakababa ng kapaligiran → huminto ang mga tagahanga

habang patuloy ang sirkulasyon.

Nakakatulong ito na maiwasan ang labis na paglamig at makatipid ng enerhiya ng fan.

Bypass Control

Maaaring bawasan o ihinto ng bypass arrangement ang daloy sa pamamagitan ng dry cooler kapag hindi kinakailangan ang karagdagang pagtanggi sa init.

Ang isang tipikal na konsepto ay maaaring may kasamang:

Process Loop → Three-Way Valve → Dry Cooler / Bypass → Return

Gayunpaman, ang pag-bypass sa coil ay hindi awtomatikong pinoprotektahan ito.

Kung ang tubig ay nananatili sa loob ng isang nakahiwalay na panlabas na coil, maaari pa rin itong mag-freeze.

Samakatuwid, ang nakahiwalay na seksyon ay dapat na manatiling protektado ng glycol, pinainit, na-circulate, o ganap na pinatuyo.

Isaalang-alang ang Power Failure bilang Kondisyon ng Disenyo

Ang isa sa mga pinakamahusay na tanong sa panahon ng disenyo ng freeze-protection ay:

Ano ang mangyayari kung mawawalan ng kuryente sa pinakamababang temperatura ng disenyo sa labas?

Maaaring hindi paganahin ang power failure:

• mga bomba ng sirkulasyon;

• pagsubaybay sa init;

• control valves;

• mga kontrol ng fan;

• mga electric heater.

Ang isang sistema na ganap na nakadepende sa aktibong kagamitan ay maaaring mawala ang lahat ng proteksyon nang sabay-sabay.

Para sa mga kritikal na pasilidad, maaaring isaalang-alang ng mga inhinyero ang:

• mga generator ng emergency;

• Mga kontrol na suportado ng UPS;

• proteksyon ng passive glycol;

• disenyo ng drain-back;

• labis na pag-init.

Ang passive na proteksyon ay partikular na mahalaga dahil hindi ito nakadepende sa mga kontrol na tumutugon nang tama.

Kinakailangan ba ang Glycol sa Buong System?

Hindi palagi.

Ang paggamit ng glycol sa kabuuan ng isang malaking cooling loop ay maaaring lumikha ng mga parusa sa:

• paglipat ng init;

• pumping enerhiya;

• gastos ng likido;

• pagpapanatili.

Ang isang alternatibo ay ang paghiwalayin ang nakalantad na panlabas na circuit.

Paghiwalayin ang Glycol Loop Sa Heat Exchanger

Ang isang karaniwang pag-aayos ay:

Loop ng Tubig sa Panloob

↓

Plate Heat Exchanger

↓

Panlabas na Glycol Loop

↓

Dry Cooler

Tanging ang panlabas na circuit ay naglalaman ng glycol.

Ang panloob na proseso loop ay maaaring magpatuloy sa paggamit ng tubig.

Inilalarawan ng Trane ang diskarte na ito bilang isang opsyon kapag ang glycol ay hindi kanais-nais sa kumpletong sistema, gamit ang isang isolation heat exchanger at lokal na pumping circuit upang ikulong ang glycol sa panlabas na bahagi.

Mga kalamangan

Ang mga potensyal na benepisyo ay kinabibilangan ng:

• mas maliit na dami ng glycol;

• nabawasan ang halaga ng glycol;

• mas mababang mga parusa sa pumping sa pangunahing loop;

• mas madaling pamamahala ng likido;

• malinaw na paghihiwalay sa pagitan ng panloob at panlabas na mga circuit.

Mga Trade-Off

Gayunpaman, ipinakilala ng plate heat exchanger ang:

• karagdagang temperatura ng diskarte;

• pagbaba ng presyon;

• mga kinakailangan sa bomba;

• gastos ng kagamitan.

Dapat isaalang-alang ang sobrang pagkakaiba ng temperatura kapag sinusukat ang dry cooler.

Huwag Kalimutan ang Expansion Tank

Ang konsentrasyon ng glycol ay nakakaapekto sa higit sa pagyeyelo.

Ang tangke ng pagpapalawak ng system ay dapat tumanggap ng mga pagbabago sa dami ng likido habang nagbabago ang temperatura.

Ang disenyo ay dapat isaalang-alang:

• kabuuang dami ng system;

• minimum na temperatura ng likido;

• maximum na temperatura ng likido;

• konsentrasyon ng glycol;

• presyon ng sistema.

Kung ang proteksyon ng pagsabog ay nagbibigay-daan sa bahagyang pagbuo ng yelo, ang kapasidad ng pagpapalawak ay nagiging mas mahalaga.

Protektahan ang Pump at Iba Pang Mga Bahagi

Ang mga taga-disenyo kung minsan ay ganap na nakatuon sa likid.

Ngunit ang coil ay isa lamang nakalantad na bahagi.

Ang isang kumpletong pagsusuri sa pag-freeze ay dapat kasama ang:

Mga bomba

Suriin ang lokasyon ng bomba at kung ang stagnant na tubig ay maaaring manatili sa loob ng casing.

Mga balbula

Ang mga katawan ng balbula ay maaaring maglaman ng nakulong na likido.

Mga salaan

Ang mga salaan ay kadalasang gumagawa ng mga mababang punto kung saan nananatili ang tubig.

Mga sensor

Maaaring mahina ang mga maliliit na bulsa ng sensor o mga linya ng impulse.

Pagpapalawak ng Piping

Mabilis na mag-freeze ang mga linyang may maliit na diameter.

Mga Plate Heat Exchanger

Ang mga makitid na daanan ay maaaring magpanatili ng tubig at maaaring hindi maubos nang lubusan.

Drain Lines

Maaaring pigilan ng frozen drain ang system na mawalan ng laman kapag kailangan ang proteksyon.

Nakakatulong ang Insulation — Ngunit Hindi Ito Mag-isa na Proteksyon sa Pagyeyelo

Ang pagkakabukod ay nagpapabagal sa pagkawala ng init.

Hindi ito lumilikha ng init.

Kung ang temperatura sa paligid ay mananatiling mababa sa pagyeyelo nang sapat na mahabang panahon, ang insulated stagnant na tubig ay lalapit sa ambient temperature.

Samakatuwid, ang pagkakabukod ay karaniwang dapat ituring na isang pansuportang panukala , hindi ang pangunahing mekanismo ng proteksyon sa pagyeyelo.

Ang parehong prinsipyo ay nalalapat sa wind shielding.

Maaari nitong bawasan ang pagkawala ng init ngunit hindi magagarantiya ng proteksyon nang walang hanggan.

Pagdidisenyo ng Freeze Protection para sa Iba't ibang Operating Mode

Ang isang matatag na disenyo ay dapat isaalang-alang ang higit sa normal na operasyon.

Mode 1: Normal na Operasyon sa Taglamig

Ang sistema ay:

• pinapagana;

• nagpapalipat-lipat;

• awtomatikong kinokontrol.

Ang proteksyon sa freeze ay maaaring pangunahing umasa sa glycol o kontroladong sirkulasyon ng likido.

Mode 2: Standby

Ang dry cooler ay hindi tinatanggihan ang init ngunit nananatiling puno.

Maaaring mangailangan ng proteksyon:

• glycol;

• minimum na sirkulasyon;

• mga pampainit;

• awtomatikong drain-down.

Mode 3: Nakaplanong Pag-shutdown

Kung mananatiling offline ang system para sa pinalawig na panahon ng taglamig, maaaring piliin ng mga inhinyero ang:

• buong kanal;

• proteksyon ng glycol;

• kinokontrol na pag-init.

Mode 4: Hindi Planadong Power Failure

Ang kundisyong ito ay nararapat na espesyal na pansin.

Maaaring mawala ang system:

• mga bomba;

• kontrol;

• pag-init.

Ang passive na proteksyon tulad ng wastong napiling antifreeze o kumpletong drainage ay nagiging lalong mahalaga.

Halimbawa ng Freeze-Protection Design

Isaalang-alang ang isang dry cooler na nagsisilbi sa isang prosesong pang-industriya.

Mga Kondisyon ng Proyekto

• Pagpapalamig ng tungkulin: 500 kW

• Supply ng likido sa dry cooler: 40°C

• Pagbabalik ng likido: 35°C

• Ambient ng disenyo ng tag-init: 32°C

• Minimum na disenyo ng taglamig: −18°C

• Pag-install sa labas

• Kailangan ang buong taon na operasyon

Dahil ang system ay dapat magpatuloy sa paggana sa panahon ng taglamig, ang pag-asa lamang sa draining ay hindi magiging praktikal.

Ang isang posibleng konsepto ay:

Iproseso ang Water Loop

↓

Plate Heat Exchanger

↓

Protektadong Glycol Loop

↓

Pump

↓

Dry Cooler

↓

Bumalik sa Plate Heat Exchanger

Ang panlabas na circuit ay maaaring gumamit ng inhibited glycol na pinili ayon sa data ng freeze-protection ng tagagawa ng glycol para sa kinakailangang minimum na temperatura.

Maaaring kabilang sa control sequence ang:

1. Variable-speed fan control sa panahon ng normal na operasyon.

2. Binawasan ang bilis ng bentilador habang bumababa ang temperatura ng kapaligiran.

3. Humihinto ang mga fan kapag hindi na kailangan ang karagdagang paglamig.

4. Ang sirkulasyon ng bomba ay pinananatili kung kinakailangan.

5. Low-fluid-temperatura alarma.

6. Pang-emergency na lohika sa pagpapatakbo.

7. Ang proteksyon ay nananatiling sapat sa panahon ng pagkaputol ng kuryente dahil ang panlabas na likido mismo ay protektado ng antifreeze.

Ang panghuling porsyento ng glycol ay dapat matukoy mula sa data ng napiling tagagawa ng likido sa halip na ipagpalagay mula sa halimbawang ito.

Paano Nakakaapekto ang Glycol sa Dry Cooler Sizing

Ang isang karaniwang pagkakamali ay:

Pumili ng dry cooler gamit ang tubig → Magdagdag ng glycol mamaya.

Maaari itong makagawa ng hindi tumpak na pagpili.

Nakakaapekto ang Glycol:

• tiyak na init;

• thermal conductivity;

• lagkit;

• density;

• Numero ng Reynolds;

• pagbaba ng presyon.

Samakatuwid, dapat malaman ng tagagawa:

uri ng glycol + konsentrasyon

bago ang huling pagpili ng dry cooler.

Ang pagtaas ng konsentrasyon ng glycol ay maaaring mangailangan ng:

• mas malaking daloy;

• mas maraming lugar sa ibabaw;

• iba't ibang laki ng bomba;

• binagong mga kalkulasyon ng pagbaba ng presyon.

Mga Karaniwang Pagkakamali sa Disenyo sa Pag-freeze-Protection

Pagkakamali 1: Pagpili ng Glycol Mula sa Average na Temperatura ng Taglamig

Ang disenyo ay dapat na nakabatay sa isang kapani-paniwalang pinakamababang kondisyon, hindi sa average na panahon.

Pagkakamali 2: Ipagpalagay na 20% o 30% Glycol ay Laging Sapat

Nag-iiba ang mga freeze point ayon sa:

• uri ng glycol;

• konsentrasyon;

• pagbabalangkas ng produkto.

Palaging gumamit ng fluid-manufacturer data.

Pagkakamali 3: Pagdaragdag ng Glycol Pagkatapos Piliin ang Dry Cooler

Ang mga kalkulasyon ng thermal at haydroliko ay dapat gumamit ng aktwal na timpla.

Pagkakamali 4: Depende Lamang sa Sirkulasyon ng Pump

Maaaring alisin ng pump o power failure ang proteksyon.

Pagkakamali 5: Ipagpalagay na ang Coil ay Maaaring Ganap na Maubos

Ang panloob na geometry ay maaaring mapanatili ang tubig.

Dapat ma-verify ang drainability.

Pagkakamali 6: Pinoprotektahan ang Coil ngunit Binabalewala ang Piping at Valves

Ang system ay kasing-freeze-resistant lamang gaya ng pinaka-mahina nitong bahagi na puno ng likido.

Pagkakamali 7: Paggamit ng Labis na Glycol

Ang mas maraming antifreeze ay hindi awtomatikong nangangahulugan ng mas mahusay na disenyo ng system.

Ang mas mataas na lagkit ay maaaring tumaas ang pumping energy at mabawasan ang thermal performance.

Gabay sa Desisyon sa Pag-freeze-Proteksyon

Dapat gamitin ang talahanayang ito bilang isang balangkas ng disenyo sa halip na isang kapalit para sa engineering na partikular sa proyekto.

Anong Impormasyon ang Dapat Ipadala sa Dry Cooler Manufacturer?

Para sa maaasahang pagpili sa taglamig, dapat magbigay ang mga inhinyero:

Thermal Data

• kinakailangang kapasidad ng paglamig;

• pagpasok ng temperatura ng likido;

• nag-iiwan ng temperatura ng likido;

• rate ng daloy ng likido.

Data ng likido

• tubig o glycol;

• ethylene glycol o propylene glycol;

• konsentrasyon ng glycol.

Kondisyon sa Tag-init

• maximum na disenyo ng ambient temperature;

• kinakailangang pagganap ng tag-init.

Mga Kondisyon sa Taglamig

• minimum na disenyo ng ambient temperature;

• kung kinakailangan ang paglamig ng taglamig;

• diskarte sa pagsara.

Mga Kinakailangan sa Elektrisidad at Kontrol

• boltahe;

• dalas;

• mga kinakailangan sa kontrol ng variable-speed;

• interface ng control-system.

Impormasyon sa Pag-install

• panlabas o panloob na pag-install;

• nakalantad na haba ng piping;

• taas ng pag-install;

• espasyo ng kagamitan;

• pagkakalantad sa hangin.

Ang diskarte sa pag-freeze-protection at pagpili ng dry cooler ay maaaring masuri nang magkasama.

Aidear Dry Cooler Design para sa Cold-Climate Applications

Para sa mga proyekto sa malamig na klima, ang pagpili ng dry cooler ay dapat isaalang-alang ang higit sa nominal na kapasidad ng pagpapalamig.

Maaaring i-configure ng Aidear ang mga dry cooler system sa paligid ng mga kinakailangan sa pagpapatakbo ng proyekto kabilang ang:

• disenyo ng pagtanggi sa init;

• pagpasok at pag-alis ng temperatura ng likido;

• uri at konsentrasyon ng glycol;

• pinakamababang temperatura ng kapaligiran sa taglamig;

• temperatura ng disenyo ng tag-init;

• kinakailangang pag-aayos ng fan;

• kontrol ng variable-speed;

• mga kinakailangan sa materyal ng coil at casing;

• mga paghihigpit sa site.

kailan humihiling ng dry cooler para sa nagyeyelong klima, ibigay ang parehong maximum na temperatura ng disenyo ng tag-init at pinakamababang temperatura ng disenyo ng taglamig.

Ang una ay tumutukoy kung ang sistema ay maaaring tanggihan ang sapat na init sa panahon ng mainit na panahon.

Ang pangalawa ay tumutulong na matukoy kung paano dapat protektahan ang panlabas na hydraulic circuit sa panahon ng taglamig.

Engineering Checklist para sa Dry Cooler Freeze Protection

Bago i-finalize ang system, i-verify:

1. Ano ang pinakamababang disenyo ng ambient temperature?

2. Dapat bang gumana ang dry cooler sa ganitong kondisyon?

3. Anong likido ang ginagamit?

4. Ano ang uri at konsentrasyon ng glycol?

5. Kailangan ba ng proteksyon sa pag-freeze o pagsabog?

6. Na-verify ba ang konsentrasyon ng glycol laban sa data ng supplier?

7. Napili ba ang dry cooler gamit ang aktwal na mga katangian ng glycol?

8. Ano ang mangyayari kung nabigo ang circulation pump?

9. Ano ang mangyayari kung nabigo ang kapangyarihan ng site?

10. Maaari ba talagang maubos ang likid?

11. Pinoprotektahan ba ang mga balbula, strainer at mababang punto?

12. Ang mga nakalantad na tubo ba ay insulated at/o init na sinusubaybayan kung saan kinakailangan?

13. Nagbibigay ba ng mga alarma sa mababang temperatura?

14. Maaari bang bumaba o huminto ang mga tagahanga sa panahon ng napakalamig na panahon?

15. Mayroon bang diskarte sa proteksyon sa pag-freeze ng emergency?

Kung ang ilan sa mga tanong na ito ay walang malinaw na mga sagot, ang disenyo ng freeze-protection ay malamang na nangangailangan ng karagdagang pagsusuri.

Pangwakas na Takeaway

Ang maaasahang dry cooler freeze na proteksyon ay hindi nakakamit sa pamamagitan lamang ng pagdaragdag ng di-makatwirang halaga ng glycol.

Nangangailangan ito ng mga inhinyero na suriin:

• *Minimum na Ambient Temperature

• Mga Katangian ng Fluid

• Operating Mode

• Pagkabigo ng bomba

• Power Failure

• Kakayahang umagos

• Diskarte sa Pagkontrol**

Para sa maraming mga sistema sa buong taon, ang isang maayos na napiling inhibited glycol solution ay nagbibigay ng isa sa pinakamatatag na paraan ng passive na proteksyon.

Para sa mga system kung saan hindi kanais-nais ang glycol, maaaring isaalang-alang ang mga alternatibo gaya ng hiwalay na panlabas na glycol circuit, maaasahang drain-back arrangement, tuluy-tuloy na sirkulasyon, o aktibong pag-init.

Ang pinakamahalagang prinsipyo ay:

Proteksyon sa freeze ng disenyo sa paligid ng pinakamasamang kapani-paniwalang kondisyon—hindi lamang normal na operasyon.

Ang isang dry cooler ay maaaring gumana nang normal sa loob ng libu-libong oras, ngunit ang pinsala sa freeze ay maaaring mangyari sa panahon lamang ng isang hindi protektadong winter shutdown.

Ang pagpaplano para sa kundisyong iyon sa panahon ng paunang disenyo ng system ay maaaring makabuluhang mapabuti ang pagiging maaasahan at mabawasan ang panganib ng mamahaling pagkasira ng kagamitan.

Kailangan ng Dry Cooler para sa Cold-Climate Project?

Magbigay ng:

• kinakailangang kapasidad ng paglamig;

• pagpasok at pag-alis ng mga temperatura ng likido;

• uri ng likido;

• konsentrasyon ng glycol;

• maximum na temperatura ng kapaligiran ng tag-init;

• pinakamababang temperatura ng kapaligiran sa taglamig;

• lokasyon ng pag-install.

Maaaring gamitin ng Aidear ang mga kundisyong ito sa pagpapatakbo bilang batayan para sa pagpili at pag-configure ng dry cooler para sa nilalayong kapaligiran ng proyekto.