วิธีการออกแบบระบบป้องกันการแช่แข็งสำหรับระบบทำความเย็นแบบแห้ง

เครื่องทำความเย็นแบบแห้งสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพตลอดทั้งปี แต่สภาพอากาศในฤดูหนาวทำให้เกิดความเสี่ยงที่ร้ายแรงที่สุดประการหนึ่งในระบบปฏิเสธความร้อนแบบน้ำ: การแช่แข็ง.

เมื่อน้ำหรือสารละลายน้ำ-ไกลคอลที่มีการป้องกันไม่เพียงพอแข็งตัวภายในคอยล์ทำความเย็นแบบแห้ง ท่อ วาล์ว หรือตัวแลกเปลี่ยนความร้อน การขยายตัวที่เกิดขึ้นอาจทำให้ท่อ อุปกรณ์เชื่อมต่อ ส่วนหัว และส่วนประกอบอื่นๆ เสียหายได้ ในกรณีที่รุนแรง เหตุการณ์ค้างเพียงครั้งเดียวอาจส่งผลให้เกิดการรั่วไหล การเปลี่ยนคอยล์ การหยุดทำงานนานขึ้น และการซ่อมแซมที่มีราคาแพง

ด้วยเหตุผลนี้ ไม่ควรถือว่าการป้องกันการแช่แข็งเป็นอุปกรณ์เสริมหลังจากเลือกเครื่องทำความเย็นแบบแห้งแล้ว

ควรเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบระบบตั้งแต่เริ่มต้น

กลยุทธ์ที่เชื่อถือได้จะต้องตอบคำถามหลายข้อ:

• อุณหภูมิภายนอกต่ำสุดที่ระบบอาจประสบคือเท่าใด

• เครื่องทำความเย็นแบบแห้งต้องทำงานต่อไปในช่วงที่อากาศหนาวจัดหรือไม่?

• จะเกิดอะไรขึ้นถ้าปั๊มหยุด?

• จะเกิดอะไรขึ้นระหว่างไฟฟ้าดับ?

• ไกลคอลเป็นที่ยอมรับตลอดทั้งลูปกระบวนการหรือไม่?

• วงจรภายนอกสามารถระบายออกจนหมดได้หรือไม่?

• น้ำอาจติดอยู่ภายในขดลวดหรือท่อหรือไม่?

คู่มือนี้จะอธิบายว่าวิศวกรสามารถออกแบบการป้องกันการเยือกแข็งสำหรับ a ได้อย่างไร ระบบ ทำความเย็นแบบแห้ง และเปรียบเทียบกลยุทธ์หลักที่มีอยู่

เหตุใดการป้องกันการแช่แข็งจึงมีความสำคัญในระบบทำความเย็นแบบแห้ง

เครื่องทำความเย็นแบบแห้งโดยปกติจะมีคอยล์ท่อแบบครีบติดตั้งอยู่กลางแจ้ง

น้ำหรือสารละลายน้ำ-ไกลคอลไหลเวียนผ่านคอยล์ ในขณะที่พัดลมตามแนวแกนจะเคลื่อนอากาศโดยรอบไปทั่วครีบ

ในระหว่างการทำงานปกติ การจัดการนี้จะง่ายและเชื่อถือได้

ความเสี่ยงจะปรากฏขึ้นเมื่ออุณหภูมิของของเหลวลดลงจนถึงจุดเยือกแข็ง

น้ำบริสุทธิ์จะขยายตัวเมื่อมันแข็งตัว หากมีน้ำติดอยู่ภายในท่อ เฮดเดอร์ วาล์ว หรือทางเดินของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่แข็งตัว การก่อตัวของน้ำแข็งที่เพียงพอสามารถสร้างความเสียหายให้กับแรงดันภายในได้

ส่วนที่สัมผัสของระบบทำความเย็นแบบแห้งอาจรวมถึง:

• คอยล์ครีบ;

• ส่วนหัว;

• ท่อจ่ายและส่งคืน

• วาล์ว;

• ปั๊ม;

• กระชอน;

• เซ็นเซอร์;

• ภาชนะขยาย;

• เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น

• ท่อระบายน้ำ

การป้องกันการแข็งตัวจึงต้องครอบคลุม วงจรไฮดรอลิกที่เปิดออกทั้งหมด ไม่ใช่แค่คอยล์เย็นแบบแห้งเท่านั้น

เริ่มต้นด้วยอุณหภูมิต่ำสุดที่เป็นไปได้

อินพุตการออกแบบแรกควรเป็นอุณหภูมิต่ำสุดที่วงจรภายนอกสามารถสัมผัสได้จริง

นี่ไม่ควรเป็นเพียงอุณหภูมิฤดูหนาวเฉลี่ยต่อปีเท่านั้น

วิศวกรควรคำนึงถึง:

• อุณหภูมิแวดล้อมต่ำสุดในอดีต

• อุณหภูมิต่ำสุดในการออกแบบโครงการ

• อุณหภูมิตอนกลางคืน

• การสัมผัสลม

• ระยะเวลาการปิดเครื่องอุปกรณ์

• ไฟฟ้าขัดข้องเป็นเวลานาน

• อุณหภูมิระหว่างการบำรุงรักษา

• เหตุการณ์อากาศหนาวที่ไม่คาดคิด

ระบบทำความเย็นที่ทำงานตามปกติอาจมีของเหลวอุ่นอยู่และดูเหมือนจะมีความเสี่ยงต่อการแข็งตัวเล็กน้อย

แต่หากการไหลเวียนหยุดกะทันหันในเวลา 02.00 น. ในระหว่างที่ไฟฟ้าดับ คอยล์ภายนอกจะค่อยๆ เข้าใกล้อุณหภูมิโดยรอบ

นั่นอาจแสดงถึงสภาวะที่เลวร้ายที่สุดที่แท้จริง

อุณหภูมิการออกแบบเทียบกับอุณหภูมิการทำงานปกติ

พิจารณาเครื่องทำความเย็นแบบแห้งที่ปกติจะทำงานโดยมี:

• อุณหภูมิของเหลวขาเข้า: 35°C

• อุณหภูมิทางออกของของเหลว: 30°C

• อุณหภูมิปกติในฤดูหนาว: 0°C

อาจไม่ถูกต้องที่จะสรุปว่าการป้องกันการเยือกแข็งนั้นไม่จำเป็น เนื่องจากของเหลวที่ใช้งานอยู่เหนือการเยือกแข็งมาก

หากไซต์สามารถเข้าถึงได้:

−20°ซ

และไฟฟ้าดับจะหยุดปั๊มเป็นเวลาหลายชั่วโมง ของเหลวที่นิ่งภายในคอยล์ภายนอกสามารถเย็นตัวลงตามอุณหภูมิดังกล่าวได้ในที่สุด

การป้องกันการแข็งตัวจึงควรพิจารณาถึง สภาวะของระบบที่น่าเชื่อถือต่ำที่สุด ไม่ใช่แค่อุณหภูมิของของเหลวในขณะที่ระบบกำลังทำงาน

การป้องกันการแช่แข็งและการป้องกันการระเบิดไม่เหมือนกัน

ความแตกต่างนี้มีความสำคัญเมื่อเลือกไกลคอล

การป้องกันการแช่แข็ง

การป้องกันการแข็งตัวหมายถึงของเหลวยังคงมีของเหลวเพียงพอจนผลึกน้ำแข็งไม่ก่อตัวสูงกว่าอุณหภูมิการออกแบบที่เลือก

แนวทางนี้มีความเหมาะสมเมื่อ:

• ระบบจะต้องหมุนเวียนต่อไปที่อุณหภูมิต่ำ

• ผลึกน้ำแข็งอาจกีดขวางทางเดินเล็กๆ

• ปั๊มต้องรีสตาร์ทในช่วงอากาศหนาวเย็น

• ความน่าเชื่อถือของกระบวนการทำให้ของเหลวยังคงสามารถสูบได้เต็มที่

Trane อธิบายการป้องกันความเย็นจัดตามความเหมาะสมในกรณีที่ไม่สามารถทนต่อการก่อตัวของน้ำแข็งได้ และในกรณีที่ระบบต้องยังคงทำงานในช่วงสภาพอากาศหนาวเย็น

ป้องกันการระเบิด

การป้องกันการระเบิดมีวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน

ของผสมไกลคอล-น้ำบางชนิดอาจเริ่มก่อรูปผลึกน้ำแข็งที่ต่ำกว่าจุดเยือกแข็งโดยไม่กลายเป็นก้อนแข็งทันที

เมื่อน้ำกลายเป็นน้ำแข็งก่อน ของเหลวที่เหลือจะมีความเข้มข้นมากขึ้นด้วยไกลคอล

หากมีปริมาตรการขยายตัวที่เพียงพอ ระบบอาจทนต่อสภาวะการแช่แข็งบางส่วนโดยไม่เกิดการระเบิด

การป้องกันการระเบิดจึงมุ่งเน้นไปที่ การป้องกันความเสียหายทางกล แทนที่จะรักษาสารละลายให้ปราศจากน้ำแข็ง

กลยุทธ์นี้อาจใช้ได้กับบางระบบที่ยังคงปิดอยู่ในช่วงฤดูหนาว แต่ไม่ควรนำมาใช้โดยอัตโนมัติในกรณีที่ต้องใช้งานเครื่องสูบน้ำ หรือในกรณีที่ช่องแคบไม่สามารถทนต่อการก่อตัวของโคลนได้

สี่กลยุทธ์หลักในการป้องกันการแช่แข็ง

สำหรับระบบทำความเย็นแบบแห้งส่วนใหญ่ การป้องกันการแข็งตัวจะขึ้นอยู่กับแนวทางใดแนวทางหนึ่งต่อไปนี้:

1. สารป้องกันการแข็งตัวของไกลคอล

2. การไหลเวียนอย่างต่อเนื่อง

3. การออกแบบท่อระบายน้ำหรือท่อระบายน้ำด้านหลัง

4. การทำความร้อนและการควบคุมแบบแอคทีฟ

ระบบที่น่าเชื่อถือที่สุดอาจรวมหลายระบบเข้าด้วยกัน

1. การป้องกันการแช่แข็งด้วยไกลคอล

การใช้สารละลายไกลคอล-น้ำเป็นหนึ่งในวิธีการทั่วไปในการปกป้องวงจรเครื่องทำความเย็นแบบแห้งกลางแจ้ง

ของเหลวที่ใช้กันทั่วไป 2 ชนิดคือ:

• เอทิลีนไกลคอลหรือ EG;

• โพรพิลีนไกลคอลหรือ PG

ทั้งลดจุดเยือกแข็งของน้ำ

อย่างไรก็ตาม การเลือกไกลคอลไม่ควรอิงตามจุดเยือกแข็งเท่านั้น

เอทิลีนไกลคอลกับโพรพิลีนไกลคอล

เมื่อเปรียบเทียบกับโพรพิลีนไกลคอล เอทิลีนไกลคอลมักจะมีคุณสมบัติทางความร้อนและของเหลวได้ดีกว่าที่ระดับการป้องกันสารป้องกันการแข็งตัวเท่ากัน

Dow Corporation ชี้ให้เห็นว่าความหนืดของสารละลายเอทิลีนไกลคอลมักจะต่ำกว่า ซึ่งช่วยให้สามารถถ่ายเทความร้อนและประสิทธิภาพการปั๊มได้ดีขึ้นในการใช้งานหลายประเภท

เมื่อต้องการความเป็นพิษต่ำ มักนิยมใช้โพรพิลีนไกลคอล

ตัวเลือกที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับ:

• แอปพลิเคชัน;

• ข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม

• ข้อบังคับท้องถิ่น

• ความเสี่ยงในการปนเปื้อนในกระบวนการ

• คำแนะนำจากผู้จำหน่ายของเหลว

• ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพการระบายความร้อน

ควรใช้ไกลคอลมากแค่ไหน?

ไม่มีความเข้มข้นแบบสากลที่ถูกต้องสำหรับเครื่องทำความเย็นแบบแห้งทุกเครื่อง

ความเข้มข้นที่ต้องการขึ้นอยู่กับ:

• ประเภทไกลคอล

• อุณหภูมิต่ำสุดที่คาดหวัง

• ไม่ว่าจะต้องมีการป้องกันการแช่แข็งหรือการระเบิดหรือไม่

• ข้อมูลซัพพลายเออร์ของเหลว

• ความสามารถในการสูบน้ำที่ต้องการ

ตัวอย่างเช่น Dow แนะนำให้เลือกการป้องกันความเย็นจัดที่ต่ำกว่าอุณหภูมิการทำงานต่ำสุดที่คาดการณ์ไว้ และระบุระยะขอบการออกแบบโดยทั่วไปที่ประมาณ 3°C / 5°F ต่ำกว่าสภาวะขั้นต่ำที่คาดการณ์ไว้

หลักการสำคัญคือ:

อย่าเลือกความเข้มข้นของไกลคอลจากกฎทั่วไป เช่น 'ใช้ 30% เสมอ'

ใช้ข้อมูลความเข้มข้นเทียบกับอุณหภูมิของผู้ผลิตจริง

ยิ่งไกลคอลไม่ได้ดีกว่าเสมอไป

การเพิ่มไกลคอลมากขึ้นจะช่วยเพิ่มการป้องกันอุณหภูมิต่ำ แต่ยังเปลี่ยนคุณสมบัติทางความร้อนของของเหลวด้วย

ความเข้มข้นของไกลคอลที่สูงขึ้นโดยทั่วไปหมายถึง:

• ความหนืดสูงขึ้น

• ความหนาแน่นต่างกัน

• ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนที่มีประสิทธิภาพต่ำกว่าเมื่อเทียบกับน้ำ

• เพิ่มความต้านทานไฮดรอลิก

• ความต้องการสูบน้ำที่มากขึ้น

Dow ตั้งข้อสังเกตเป็นพิเศษว่าการเพิ่มความเข้มข้นของโพรพิลีนไกลคอลช่วยเพิ่มการป้องกันการแข็งตัว แต่ยังช่วยเพิ่มความหนืดและพลังงานในการสูบน้ำที่จำเป็นอีกด้วย

ดังนั้น:

ความเข้มข้นของไกลคอลที่เหมาะสมมักจะเป็นความเข้มข้นต่ำสุดที่ตอบสนองระดับการป้องกันที่ต้องการและข้อกำหนดของซัพพลายเออร์ของเหลวได้อย่างปลอดภัย

ควรเลือกเครื่องทำความเย็นแบบแห้งโดยใช้ความร้อนโดยใช้ความเข้มข้นของไกลคอลจริงมากกว่าคุณสมบัติของน้ำ

2. การไหลเวียนของของไหลอย่างต่อเนื่อง

อีกวิธีหนึ่งคือการทำให้ของเหลวอุ่นไหลเวียนอย่างต่อเนื่องผ่านวงจรภายนอก

หากของเหลวหมุนเวียนยังคงอยู่เหนือจุดเยือกแข็งอย่างปลอดภัย ก็สามารถป้องกันคอยล์เย็นและท่อทำความเย็นแบบแห้งได้

กลยุทธ์นี้สามารถทำงานได้ในระบบที่:

• ความร้อนมีอย่างต่อเนื่อง

• ปั๊มมีความน่าเชื่อถือสูง

• การดำเนินการในฤดูหนาวดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง

• แหล่งจ่ายไฟมีความน่าเชื่อถือสูง

อย่างไรก็ตาม การหมุนเวียนเพียงอย่างเดียวไม่ควรเป็นเพียงกลยุทธ์การป้องกันเพียงอย่างเดียวโดยไม่ต้องประเมินสภาวะความล้มเหลว

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าปั๊มหยุด?

นี่คือจุดอ่อนของการป้องกันแบบหมุนเวียนเท่านั้น

ระหว่างปั๊มทริปหรือไฟฟ้าดับ:

การไหล = ศูนย์

คอยล์ภายนอกจะเริ่มสูญเสียความร้อนไปยังอากาศโดยรอบ

ในที่สุดน้ำที่กักขังก็สามารถมีอุณหภูมิถึงจุดเยือกแข็งได้

ดังนั้นวิศวกรควรถาม:

หากการไหลเวียนหยุดในคืนที่หนาวที่สุดของปี ระบบจะยังคงปลอดภัยได้นานแค่ไหน?

หากไม่มีคำตอบที่ยอมรับได้ จำเป็นต้องมีการป้องกันสำรอง

ปั๊มสำรอง

การติดตั้งที่สำคัญอาจใช้:

• ปั๊มทำงาน/ปั๊มสำรอง;

• การเปลี่ยนปั๊มอัตโนมัติ

• พลังงานฉุกเฉิน

• สัญญาณเตือนการไหลต่ำ

มาตรการเหล่านี้ปรับปรุงความน่าเชื่อถือ แต่ยังคงไม่สามารถขจัดทุกสถานการณ์การหยุดนิ่งได้

ตัวอย่างเช่น ไฟฟ้าขัดข้องทั่วไปอาจทำให้ปั๊มทั้งสองตัวหยุดทำงาน

การป้องกันการแช่แข็งจึงควรพิจารณาถึง ความล้มเหลวในโหมดทั่วไป ไม่ใช่เฉพาะความล้มเหลวของอุปกรณ์แต่ละตัวเท่านั้น

3. การป้องกันการแช่แข็งแบบ Drain-Down และ Drain-Back

หากสามารถล้างวงจรภายนอกทั้งหมดได้เมื่อระบบหยุดทำงาน น้ำจะไม่สามารถแข็งตัวภายในส่วนประกอบที่ระบายออกได้

สิ่งนี้สามารถลดหรือขจัดความต้องการความเข้มข้นของไกลคอลที่สูงได้

อย่างไรก็ตาม คำสำคัญคือ:

อย่างสมบูรณ์.

ระบบที่สามารถระบายออกได้ตามทฤษฎีแต่ปล่อยให้น้ำติดอยู่ที่จุดต่ำยังสามารถแข็งตัวได้

ข้อกำหนดสำหรับระบบทำความเย็นแบบแห้งที่ระบายได้

ระบบระบายน้ำทิ้งที่เชื่อถือได้ควรคำนึงถึง:

• การวางแนวคอยล์

• ความลาดชันของท่อ

• จุดระบายน้ำ

• ช่องระบายอากาศจุดสูง

• การจัดเรียงวาล์ว

• เรขาคณิตส่วนหัว

• กับดักจุดต่ำ

น้ำทั้งหมดควรมีทางระบายน้ำที่ชัดเจน

เหตุใดน้ำที่ติดอยู่จึงเป็นอันตราย

ตำแหน่งวางกับดักที่เป็นไปได้ ได้แก่ :

• ท่อแนวนอน

• ส่วนหัว;

• วาล์ว;

• กระชอน;

• ท่ออ่อน

• ท่อจุ่ม;

• เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

• ปลอกปั๊ม

แม้แต่ปริมาตรที่แยกได้เพียงเล็กน้อยก็สามารถหยุดและขยายได้

เอกสารของ Trane เตือนเป็นพิเศษว่าน้ำอาจติดอยู่ในช่องแลกเปลี่ยนความร้อน และจะต้องถูกกำจัดออกทั้งหมดเมื่อมีการระบายน้ำเพื่อป้องกันในฤดูหนาว

ดังนั้น การติดตั้งวาล์วระบายน้ำที่ด้านล่างของระบบเพียงอย่างเดียว ไม่ได้ สร้างการออกแบบท่อระบายน้ำแบบแช่แข็งได้โดยอัตโนมัติ

4. การควบคุมการทำความร้อนและการแช่แข็งแบบแอคทีฟ

ความร้อนยังสามารถใช้เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำที่สัมผัสถึงอุณหภูมิเยือกแข็งได้

วิธีการที่เป็นไปได้ ได้แก่:

• การติดตามความร้อนไฟฟ้า

• เครื่องทำความร้อนแบบท่อ

• เครื่องทำความร้อนแบบแช่;

• เครื่องทำความร้อนตู้;

• ห้องปั๊มอุ่น

Trane ระบุว่าการเพิ่มความร้อนเป็นหนึ่งในแนวทางพื้นฐานในการบำรุงรักษาอุปกรณ์ที่มีน้ำให้อยู่เหนือสภาวะเยือกแข็ง

การติดตามความร้อน

การติดตามความร้อนมักใช้กับกลุ่มเปราะบาง:

• ท่อ;

• วาล์ว;

• ท่อระบายน้ำ;

• เครื่องมือ;

• ปลอกปั๊ม

จะมีประโยชน์อย่างยิ่งในกรณีที่ไม่สามารถระบายน้ำได้เต็มที่

อย่างไรก็ตาม การติดตามความร้อนนั้นต้องการ:

• พลังงานไฟฟ้า

• การควบคุม;

• ฉนวนกันความร้อน;

• การตรวจสอบ;

• การซ่อมบำรุง.

วงจรติดตามความร้อนที่ล้มเหลวสามารถสร้างความเสี่ยงในการแช่แข็งที่ซ่อนอยู่ได้

การควบคุมเป็นส่วนหนึ่งของการป้องกันการแช่แข็ง

การออกแบบกลไกเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ

ระบบควบคุมควรรับรู้เมื่อใกล้ถึงสภาวะการแช่แข็ง

ตัวแปรที่สำคัญอาจรวมถึง:

• อุณหภูมิอากาศโดยรอบ

• เข้าสู่อุณหภูมิของเหลว

• ออกจากอุณหภูมิของเหลว

• สถานะการไหล

• การทำงานของปั๊ม

• การตั้งค่าความเข้มข้นของไกลคอล

ตัวอย่างเช่น เอกสารประกอบของผู้ขนส่ง เน้นการตรวจจับอุณหภูมิอากาศภายนอกและวงจรน้ำ ตลอดจนการตั้งค่าสารป้องกันการแข็งตัวในระบบที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของเครื่องทำความเย็นแบบแห้ง

สัญญาณเตือนอุณหภูมิต่ำ

สัญญาณเตือนอุณหภูมิต่ำสามารถเตือนผู้ปฏิบัติงานก่อนที่การแช่แข็งจะกลายเป็นเรื่องสำคัญ

ขึ้นอยู่กับการออกแบบระบบ สัญญาณเตือนอาจทริกเกอร์:

• การปิดพัดลม

• การเริ่มต้นปั๊ม

• การทำงานของวาล์วบายพาส

• เครื่องทำความร้อนสำรอง

• การแจ้งเหตุฉุกเฉิน

ปั๊มสตาร์ทอัตโนมัติ

เมื่ออุณหภูมิลดลงถึงค่าต่ำสุดที่กำหนดไว้ ตัวควบคุมจะสามารถเริ่มการไหลเวียนได้โดยอัตโนมัติ

สิ่งนี้อาจถ่ายโอนของเหลวอุ่นจากวงจรภายในผ่านวงจรกลางแจ้งที่เปิดโล่ง

อย่างไรก็ตาม กลยุทธ์นี้ยังขึ้นอยู่กับความพร้อมของแหล่งจ่ายไฟและปั๊มด้วย

การปิดพัดลม

พัดลมระบายความร้อนแบบแห้งช่วยเร่งการปฏิเสธความร้อน

ในระหว่างสภาวะแวดล้อมที่เย็นจัด การทำงานของพัดลมทุกตัวอาจทำให้ของเหลวเย็นเกินไป

การจัดเตรียมพัดลมหรือการควบคุมความเร็วแบบแปรผันสามารถลดความสามารถในการทำความเย็นเมื่ออุณหภูมิลดลง

ตรรกะที่เป็นไปได้อาจรวมถึง:

โหลดสูง → การทำงานของพัดลมเต็ม

สภาพแวดล้อมด้านล่าง → ความเร็วพัดลมลดลง

สภาพแวดล้อมโดยรอบต่ำมาก → พัดลมหยุดทำงาน

ในขณะที่การหมุนเวียนดำเนินต่อไป

ซึ่งช่วยป้องกันการระบายความร้อนมากเกินไปและประหยัดพลังงานพัดลม

การควบคุมบายพาส

การจัดบายพาสสามารถลดหรือหยุดการไหลผ่านเครื่องทำความเย็นแบบแห้ง เมื่อไม่จำเป็นต้องระบายความร้อนเพิ่มเติม

แนวคิดทั่วไปอาจเกี่ยวข้องกับ:

วงจรกระบวนการ → วาล์วสามทาง → เครื่องทำความเย็นแบบแห้ง / บายพาส → กลับ

อย่างไรก็ตาม การบายพาสคอยล์ไม่ได้ป้องกันโดยอัตโนมัติ

หากยังมีน้ำเหลืออยู่ในคอยล์กลางแจ้งที่แยกออกไป น้ำก็ยังสามารถแข็งตัวได้

ดังนั้นส่วนที่แยกออกมาจึงต้องมีการป้องกันไกลคอล ได้รับความร้อน หมุนเวียน หรือระบายออกจนหมด

พิจารณาไฟฟ้าขัดข้องเป็นเงื่อนไขการออกแบบ

หนึ่งในคำถามที่ดีที่สุดในการออกแบบระบบป้องกันการแข็งตัวคือ:

จะเกิดอะไรขึ้นหากพลังงานไฟฟ้าสูญเสียไปที่อุณหภูมิการออกแบบภายนอกอาคารขั้นต่ำ?

ไฟฟ้าขัดข้องอาจปิดการใช้งาน:

• ปั๊มหมุนเวียน

• การติดตามความร้อน

• วาล์วควบคุม

• การควบคุมพัดลม

• เครื่องทำความร้อนไฟฟ้า

ระบบที่ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่ทำงานอยู่ทั้งหมดอาจสูญเสียการป้องกันทั้งหมดพร้อมกัน

สำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกที่สำคัญ วิศวกรอาจพิจารณา:

• เครื่องกำเนิดไฟฟ้าฉุกเฉิน

• การควบคุมที่รองรับ UPS;

• การป้องกันไกลคอลแบบพาสซีฟ

• การออกแบบทางระบายน้ำด้านหลัง

• ความร้อนซ้ำซ้อน

การป้องกันแบบพาสซีฟมีคุณค่าอย่างยิ่ง เนื่องจากไม่ได้ขึ้นอยู่กับการควบคุมที่ตอบสนองอย่างถูกต้อง

จำเป็นต้องใช้ไกลคอลในระบบทั้งหมดหรือไม่?

ไม่เสมอไป

การใช้ไกลคอลตลอดวงจรการทำความเย็นขนาดใหญ่สามารถสร้างบทลงโทษใน:

• การถ่ายเทความร้อน

• การสูบน้ำพลังงาน

• ต้นทุนของเหลว

• การซ่อมบำรุง.

ทางเลือกหนึ่งคือการแยกวงจรกลางแจ้งที่ถูกเปิดเผยออก

แยกวงแหวนไกลคอลด้วยตัวแลกเปลี่ยนความร้อน

ข้อตกลงทั่วไปคือ:

ห่วงน้ำในร่ม

↓

แผ่นแลกเปลี่ยนความร้อน

↓

ห่วงไกลคอลกลางแจ้ง

↓

ดรายคูลเลอร์

เฉพาะวงจรภายนอกเท่านั้นที่มีไกลคอล

วงจรกระบวนการในอาคารสามารถใช้น้ำต่อไปได้

เทรนอธิบายแนวทางนี้ว่าเป็นทางเลือกเมื่อไกลคอลไม่เป็นที่ต้องการในระบบที่สมบูรณ์ โดยใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแยกเดี่ยวและวงจรการสูบเฉพาะที่เพื่อจำกัดไกลคอลไว้กับส่วนภายนอก

ข้อดี

ผลประโยชน์ที่เป็นไปได้ ได้แก่ :

• ปริมาณไกลคอลที่เล็กลง

• ลดต้นทุนไกลคอล

• บทลงโทษการสูบน้ำที่ต่ำกว่าในลูปหลัก

• การจัดการของเหลวได้ง่ายขึ้น

• แยกวงจรภายในและภายนอกได้ชัดเจน

การแลกเปลี่ยน

อย่างไรก็ตาม แผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนจะแนะนำ:

• อุณหภูมิทางเข้าเพิ่มเติม

• ความดันตก;

• ข้อกำหนดของปั๊ม

• ค่าอุปกรณ์

ควรคำนึงถึงความแตกต่างของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเมื่อปรับขนาดเครื่องทำความเย็นแบบแห้ง

อย่าลืมถังขยาย

ความเข้มข้นของไกลคอลมีผลมากกว่าจุดเยือกแข็ง

ถังขยายของระบบจะต้องรองรับการเปลี่ยนแปลงปริมาตรของของเหลวตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

การออกแบบควรคำนึงถึง:

• ปริมาตรรวมของระบบ

• อุณหภูมิของเหลวขั้นต่ำ

• อุณหภูมิของเหลวสูงสุด

• ความเข้มข้นของไกลคอล

• ความดันของระบบ

หากการป้องกันการระเบิดทำให้เกิดน้ำแข็งบางส่วน ความสามารถในการขยายจะมีความสำคัญมากยิ่งขึ้น

ปกป้องปั๊มและส่วนประกอบอื่นๆ

บางครั้งนักออกแบบก็เน้นไปที่คอยล์ทั้งหมด

แต่คอยล์เป็นเพียงส่วนประกอบเดียวเท่านั้น

การตรวจสอบการแช่แข็งที่สมบูรณ์ควรประกอบด้วย:

ปั๊ม

ตรวจสอบตำแหน่งของปั๊มและดูว่ามีน้ำนิ่งอยู่ภายในท่อหรือไม่

วาล์ว

ตัววาล์วอาจมีของเหลวติดอยู่

กระชอน

ตัวกรองมักสร้างจุดต่ำที่มีน้ำเหลืออยู่

เซนเซอร์

ช่องเซ็นเซอร์ขนาดเล็กหรือเส้นอิมพัลส์อาจมีความเสี่ยง

ท่อขยาย

เส้นเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กสามารถหยุดได้อย่างรวดเร็ว

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น

ทางเดินแคบอาจกักเก็บน้ำไว้และอาจระบายน้ำได้ไม่หมด

ท่อระบายน้ำ

ท่อระบายน้ำที่แข็งตัวสามารถป้องกันไม่ให้ระบบถ่ายเทออกเมื่อจำเป็นต้องมีการป้องกัน

ฉนวนช่วยได้ — แต่ไม่ใช่การป้องกันการแช่แข็งด้วยตัวมันเอง

ฉนวนทำให้การสูญเสียความร้อนช้าลง

มันไม่ก่อให้เกิดความร้อน

หากอุณหภูมิโดยรอบยังคงต่ำกว่าจุดเยือกแข็งนานเพียงพอ น้ำนิ่งที่หุ้มฉนวนจะเข้าใกล้อุณหภูมิโดยรอบในที่สุด

ดังนั้นโดยปกติฉนวนควรได้รับการพิจารณาว่าเป็น มาตรการรองรับ ไม่ใช่กลไกหลักในการป้องกันการแช่แข็ง

หลักการเดียวกันนี้ใช้กับบังลม

สามารถลดการสูญเสียความร้อนได้แต่ไม่สามารถรับประกันการป้องกันได้ตลอดไป

การออกแบบการป้องกันการแช่แข็งสำหรับโหมดการทำงานที่แตกต่างกัน

การออกแบบที่แข็งแกร่งควรคำนึงถึงการทำงานมากกว่าปกติ

โหมด 1: การทำงานปกติในฤดูหนาว

ระบบคือ:

• ขับเคลื่อน;

• หมุนเวียน;

• ควบคุมโดยอัตโนมัติ

การป้องกันการแข็งตัวอาจอาศัยไกลคอลหรือการไหลเวียนของของไหลที่ควบคุมเป็นหลัก

โหมด 2: สแตนด์บาย

เครื่องทำความเย็นแบบแห้งไม่ปฏิเสธความร้อนแต่ยังคงเต็มอยู่

การป้องกันอาจต้องการ:

• ไกลคอล;

• การไหลเวียนขั้นต่ำ

• เครื่องทำความร้อน;

• การระบายน้ำอัตโนมัติ

โหมด 3: การปิดระบบตามแผน

หากระบบจะออฟไลน์เป็นเวลานาน วิศวกรอาจเลือก:

• การระบายน้ำเต็ม

• การป้องกันไกลคอล

• ควบคุมความร้อน

โหมด 4: ไฟฟ้าขัดข้องโดยไม่ได้วางแผน

เงื่อนไขนี้สมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ

ระบบอาจสูญเสีย:

• ปั๊ม;

• ควบคุม;

• เครื่องทำความร้อน

การป้องกันแบบพาสซีฟ เช่น การเลือกสารป้องกันการแข็งตัวอย่างเหมาะสมหรือการระบายน้ำโดยสมบูรณ์จะมีคุณค่าอย่างยิ่ง

ตัวอย่างการออกแบบป้องกันการแช่แข็ง

พิจารณาเครื่องทำความเย็นแบบแห้งที่ใช้กระบวนการทางอุตสาหกรรม

เงื่อนไขโครงการ

• ความเย็น : 500 kW

• การจ่ายของไหลไปยังเครื่องทำความเย็นแบบแห้ง: 40°C

• ของเหลวไหลกลับ: 35°C

• การออกแบบโดยรอบในฤดูร้อน: 32°C

• การออกแบบขั้นต่ำในฤดูหนาว: −18°C

• การติดตั้งกลางแจ้ง

• ต้องดำเนินการตลอดทั้งปี

เนื่องจากระบบจะต้องทำงานต่อไปในช่วงฤดูหนาว ดังนั้นการอาศัยการระบายน้ำเพียงอย่างเดียวจึงไม่สามารถทำได้

แนวคิดที่เป็นไปได้คือ:

ประมวลผลห่วงน้ำ

↓

แผ่นแลกเปลี่ยนความร้อน

↓

ห่วงไกลคอลที่ได้รับการป้องกัน

↓

ปั๊ม

↓

ดรายคูลเลอร์

↓

กลับไปที่เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น

วงจรกลางแจ้งสามารถใช้ไกลคอลที่ถูกยับยั้งที่เลือกตามข้อมูลการป้องกันการแช่แข็งของผู้ผลิตไกลคอลสำหรับอุณหภูมิต่ำสุดที่ต้องการ

ลำดับการควบคุมอาจรวมถึง:

1. การควบคุมพัดลมแบบปรับความเร็วได้ระหว่างการทำงานปกติ

2. ความเร็วพัดลมลดลงเมื่ออุณหภูมิโดยรอบลดลง

3. พัดลมหยุดทำงานเมื่อไม่จำเป็นต้องระบายความร้อนเพิ่มเติม

4. การไหลเวียนของปั๊มคงอยู่ตามที่ต้องการ

5. สัญญาณเตือนอุณหภูมิของเหลวต่ำ

6. ตรรกะการทำงานฉุกเฉิน

7. การป้องกันยังคงเพียงพอในระหว่างที่ไฟฟ้าขัดข้อง เนื่องจากของเหลวภายนอกมีการป้องกันสารป้องกันการแข็งตัว

เปอร์เซ็นต์ไกลคอลสุดท้ายควรถูกกำหนดหาจากข้อมูลของผู้ผลิตของเหลวที่เลือก แทนที่จะสันนิษฐานจากตัวอย่างนี้

ไกลคอลส่งผลต่อขนาดเครื่องทำความเย็นแบบแห้งอย่างไร

ข้อผิดพลาดทั่วไปประการหนึ่งคือ:

เลือกเครื่องทำความเย็นแบบแห้งโดยใช้น้ำ → เติมไกลคอลในภายหลัง

ซึ่งอาจทำให้เกิดการเลือกที่ไม่ถูกต้อง

ไกลคอลส่งผลต่อ:

• ความร้อนจำเพาะ

• การนำความร้อน

• ความหนืด;

• ความหนาแน่น;

• หมายเลขเรย์โนลด์ส;

• ความดันลดลง

ดังนั้นผู้ผลิตจึงควรรู้:

ประเภทไกลคอล + ความเข้มข้น

ก่อนการเลือกเครื่องทำความเย็นแบบแห้งขั้นสุดท้าย

การเพิ่มความเข้มข้นของไกลคอลอาจต้องการ:

• การไหลมากขึ้น

• พื้นที่ผิวมากขึ้น

• ขนาดปั๊มที่แตกต่างกัน

• แก้ไขการคำนวณแรงดันตกคร่อม

ข้อผิดพลาดในการออกแบบป้องกันการแช่แข็งทั่วไป

ข้อผิดพลาด 1: การเลือกไกลคอลจากอุณหภูมิฤดูหนาวเฉลี่ย

การออกแบบควรขึ้นอยู่กับเงื่อนไขขั้นต่ำที่น่าเชื่อถือ ไม่ใช่สภาพอากาศโดยเฉลี่ย

ข้อผิดพลาด 2: สมมติว่าไกลคอล 20% หรือ 30% ก็เพียงพอแล้วเสมอ

จุดเยือกแข็งจะแตกต่างกันไปตาม:

• ประเภทไกลคอล

• ความเข้มข้น;

• สูตรผลิตภัณฑ์

ใช้ข้อมูลของผู้ผลิตของเหลวเสมอ

ข้อผิดพลาด 3: การเพิ่มไกลคอลหลังจากเลือกเครื่องทำความเย็นแบบแห้ง

การคำนวณทางความร้อนและไฮดรอลิกควรใช้ส่วนผสมจริง

ข้อผิดพลาด 4: ขึ้นอยู่กับการไหลเวียนของปั๊มเท่านั้น

ปั๊มหรือไฟฟ้าขัดข้องสามารถถอดการป้องกันได้

ข้อผิดพลาด 5: สมมติว่าคอยล์สามารถระบายได้เต็มที่

รูปทรงภายในอาจกักเก็บน้ำไว้

จะต้องตรวจสอบความสามารถในการระบายน้ำ

ข้อผิดพลาด 6: การปกป้องคอยล์แต่ไม่สนใจท่อและวาล์ว

ระบบสามารถทนต่อการแช่แข็งได้พอๆ กับส่วนประกอบที่เต็มไปด้วยของเหลวที่เปราะบางที่สุดเท่านั้น

ข้อผิดพลาด 7: การใช้ไกลคอลมากเกินไป

สารป้องกันการแข็งตัวที่มากขึ้นไม่ได้หมายความว่าการออกแบบระบบดีขึ้นโดยอัตโนมัติ

ความหนืดที่สูงขึ้นสามารถเพิ่มพลังงานในการสูบและลดประสิทธิภาพเชิงความร้อนได้

คู่มือการตัดสินใจป้องกันการแช่แข็ง

ตารางนี้ควรใช้เป็นกรอบงานการออกแบบแทนที่จะใช้แทนวิศวกรรมเฉพาะโครงการ

ข้อมูลใดบ้างที่ควรถูกส่งไปยังผู้ผลิตเครื่องทำความเย็นแบบแห้ง?

เพื่อการเลือกฤดูหนาวที่เชื่อถือได้ วิศวกรควรจัดเตรียม:

ข้อมูลความร้อน

• ความสามารถในการทำความเย็นที่ต้องการ

• เข้าสู่อุณหภูมิของเหลว

• ออกจากอุณหภูมิของเหลว

• อัตราการไหลของของไหล

ข้อมูลของเหลว

• น้ำหรือไกลคอล

• เอทิลีนไกลคอลหรือโพรพิลีนไกลคอล

• ความเข้มข้นของไกลคอล

เงื่อนไขฤดูร้อน

• อุณหภูมิแวดล้อมการออกแบบสูงสุด

• การแสดงภาคฤดูร้อนที่จำเป็น

สภาพฤดูหนาว

• อุณหภูมิแวดล้อมการออกแบบขั้นต่ำ

• จำเป็นต้องระบายความร้อนในฤดูหนาวหรือไม่

• กลยุทธ์การปิดระบบ

ข้อกำหนดด้านไฟฟ้าและการควบคุม

• แรงดันไฟฟ้า;

• ความถี่;

• ข้อกำหนดการควบคุมความเร็วตัวแปร

• อินเตอร์เฟซระบบควบคุม

ข้อมูลการติดตั้ง

• การติดตั้งกลางแจ้งหรือในร่ม

• ความยาวท่อที่เปิดเผย

• ระดับความสูงในการติดตั้ง

• ระยะห่างของอุปกรณ์

• การสัมผัสลม

กลยุทธ์การป้องกันการแช่แข็งและการเลือกเครื่องทำความเย็นแบบแห้งสามารถประเมินร่วมกันได้

การออกแบบเครื่องทำความเย็นแบบแห้ง Aidear สำหรับการใช้งานในสภาพอากาศหนาวเย็น

สำหรับโครงการที่มีสภาพอากาศหนาวเย็น การเลือกเครื่องทำความเย็นแบบแห้งควรพิจารณามากกว่าความสามารถในการทำความเย็นที่กำหนด

Aidear สามารถกำหนดค่าระบบทำความเย็นแบบแห้งตามข้อกำหนดการดำเนินงานของโครงการ ได้แก่:

• การออกแบบการปฏิเสธความร้อน

• เข้าและออกจากอุณหภูมิของของเหลว

• ชนิดและความเข้มข้นของไกลคอล

• อุณหภูมิต่ำสุดในฤดูหนาว

• อุณหภูมิการออกแบบฤดูร้อน

• การจัดพัดลมที่จำเป็น

• การควบคุมความเร็วตัวแปร

• ข้อกำหนดวัสดุคอยล์และปลอก

• ข้อ จำกัด ของไซต์

เมื่อไร การขอเครื่องทำความเย็นแบบแห้ง สำหรับสภาพอากาศเยือกแข็ง โดยระบุทั้ง อุณหภูมิการออกแบบสูงสุดในฤดูร้อนและอุณหภูมิการออกแบบต่ำสุดในฤดูหนาว.

ขั้นแรกกำหนดว่าระบบสามารถปฏิเสธความร้อนเพียงพอในช่วงอากาศร้อนหรือไม่

ส่วนที่สองช่วยกำหนดวิธีการป้องกันวงจรไฮดรอลิกกลางแจ้งในช่วงฤดูหนาว

รายการตรวจสอบทางวิศวกรรมสำหรับการป้องกันการแช่แข็งแบบแห้งด้วยความเย็น

ก่อนทำการสรุประบบ ให้ตรวจสอบ:

1. อุณหภูมิแวดล้อมการออกแบบขั้นต่ำคือเท่าไร?

2. เครื่องทำความเย็นแบบแห้งต้องทำงานภายใต้สภาวะดังกล่าวหรือไม่?

3. ใช้ของเหลวอะไร?

4. ชนิดไกลคอลและความเข้มข้นคืออะไร?

5. จำเป็นต้องมีการป้องกันความเย็นหรือการป้องกันการระเบิดหรือไม่?

6. ความเข้มข้นของไกลคอลได้รับการตรวจสอบเทียบกับข้อมูลซัพพลายเออร์หรือไม่

7. เครื่องทำความเย็นแบบแห้งถูกเลือกโดยใช้คุณสมบัติไกลคอลจริงหรือไม่

8. จะเกิดอะไรขึ้นถ้าปั๊มหมุนเวียนล้มเหลว?

9. จะเกิดอะไรขึ้นหากการใช้พลังงานของไซต์ล้มเหลว?

10. คอยล์ระบายได้หมดจริงหรือ?

11. วาล์ว สเตรนเนอร์ และจุดต่ำมีการป้องกันหรือไม่

12. ท่อเปลือยมีฉนวนและ/หรือติดตามความร้อนเมื่อจำเป็นหรือไม่

13. มีสัญญาณแจ้งเตือนอุณหภูมิต่ำหรือไม่?

14. พัดลมสามารถหยุดหรือหยุดในช่วงที่อากาศหนาวจัดได้หรือไม่?

15. มีกลยุทธ์ป้องกันการแช่แข็งฉุกเฉินหรือไม่?

หากคำถามเหล่านี้หลายข้อไม่มีคำตอบที่ชัดเจน การออกแบบป้องกันการแช่แข็งอาจต้องมีการตรวจสอบเพิ่มเติม

การซื้อกลับบ้านครั้งสุดท้าย

การป้องกันการแช่แข็งด้วยเครื่องทำความเย็นแบบแห้งที่เชื่อถือได้นั้นไม่สามารถเกิดขึ้นได้โดยการเติมไกลคอลในปริมาณที่ต้องการ

กำหนดให้วิศวกรประเมิน:

• *อุณหภูมิแวดล้อมขั้นต่ำ

• คุณสมบัติของของไหล

• โหมดการทำงาน

• ปั๊มขัดข้อง

• ไฟฟ้าขัดข้อง

• การระบายน้ำ

• กลยุทธ์การควบคุม**

สำหรับระบบตลอดทั้งปี สารละลายไกลคอลที่ถูกเลือกอย่างเหมาะสมจัดให้มีการป้องกันเชิงรับที่แข็งแกร่งที่สุดรูปแบบหนึ่ง

สำหรับระบบที่ไกลคอลเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์ ทางเลือกอื่น เช่น วงจรไกลคอลกลางแจ้งที่แยกจากกัน การจัดเรียงทางระบายกลับที่เชื่อถือได้ การหมุนเวียนอย่างต่อเนื่อง หรือการทำความร้อนแบบแอคทีฟสามารถถูกพิจารณาได้

หลักการที่สำคัญที่สุดคือ:

ออกแบบการป้องกันความเย็นจัดในสภาวะที่น่าเชื่อถือที่สุด ไม่ใช่แค่การทำงานปกติเท่านั้น

เครื่องทำความเย็นแบบแห้งอาจทำงานได้ตามปกติเป็นเวลาหลายพันชั่วโมง แต่ความเสียหายจากการแข็งตัวอาจเกิดขึ้นได้ในระหว่างการปิดเครื่องในฤดูหนาวโดยไม่มีการป้องกันเพียงครั้งเดียว

การวางแผนสำหรับเงื่อนไขดังกล่าวระหว่างการออกแบบระบบเบื้องต้นสามารถปรับปรุงความน่าเชื่อถือได้อย่างมาก และลดความเสี่ยงที่อุปกรณ์จะเสียหายซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูง

ต้องการเครื่องทำความเย็นแบบแห้งสำหรับโครงการที่มีอากาศหนาวเย็นใช่ไหม

จัดเตรียม:

• ความสามารถในการทำความเย็นที่ต้องการ

• เข้าและออกจากอุณหภูมิของของเหลว

• ประเภทของของไหล

• ความเข้มข้นของไกลคอล

• อุณหภูมิแวดล้อมสูงสุดในฤดูร้อน

• อุณหภูมิต่ำสุดในฤดูหนาว

• ตำแหน่งการติดตั้ง

Aidear สามารถใช้เงื่อนไขการทำงานเหล่านี้เป็นพื้นฐานในการเลือกและกำหนดค่าเครื่องทำความเย็นแบบแห้งสำหรับสภาพแวดล้อมของโครงการที่ต้องการ