Чиллер для МРТ: расчёт холодопроизводительности для томографа

Чиллер для МРТ отводит тепло от гелиевого компрессора, градиентных катушек и усилителей томографа. Точную цифру даёт паспорт аппарата; калькулятор считает холодопроизводительность по паспортному тепловыделению или по типовому значению для поля 1,5 и 3 Тл.

Расчёт чиллера для МРТ

Томограф Поле 1,5 Тл, типовое значение Поле 3 Тл, типовое значение Ввести тепловыделение по паспорту

Температура воды, °C Нагрев воды, °C

Запас 10 % 15 % 20 % Выносной конденсатор

Требуемый чиллер

41,4

кВт

Томограф, кВт

36,0

Круглосуточно, кВт

8,00

Расход воды, м³/ч

7,12

Температура воды, °C

10

Подобрать чиллер на 41,4 кВт

Подбор модели откроется на сайте производителя xiron.ru

Откуда берётся тепло

• Гелиевый компрессор. Он держит магнит холодным и работает круглосуточно, даже когда исследований нет. Это около 8 кВт постоянной нагрузки.
• Градиентные катушки и их усилители. Греются только во время сканирования. Это самая большая и самая переменная часть нагрузки.
• Радиочастотный усилитель и электроника. Работают вместе с градиентной системой и добавляют несколько киловатт.

Вода от чиллера обычно приходит в шкаф охлаждения томографа и через теплообменник забирает тепло его внутреннего контура. Требования к воде задаёт паспорт аппарата: температура, расход и давление. Так же через внешний контур охлаждают линейный ускоритель и КТ — задача о чиллере для линейного ускорителя и КТ.

Формула

Холодопроизводительность чиллера считают от тепловыделения томографа в воду:

Q = Q_т × (1 + k)

Q — холодопроизводительность, кВт; Q_т — тепловыделение томографа в воду, кВт (из паспорта или руководства по размещению); k — запас в долях единицы, обычно 0,10–0,20.

Расход воды:

V = Q / (1,163 × Δt)

V — расход воды, м³/ч; Δt — нагрев воды в томографе, °C; 1,163 — теплоёмкость кубометра воды, кВт·ч/(м³·°C), как в расчёте мощности по расходу и температурам. Если в паспорте указан расход, берут его.

Пример расчёта

Томограф с полем 1,5 Тл, паспортной цифры под рукой нет. Вода 10 °C, нагрев воды 5 °C, запас 15 %.

1. Тепловыделение в воду по таблице: 36 кВт.
2. Холодопроизводительность с запасом: 36 × 1,15 = 41,4 кВт.
3. Расход воды: 41,4 / (1,163 × 5) = 7,12 м³/ч.

Как выглядит установка на 41,4 кВт — компрессоры, потребление, расход воды, габариты и масса — показано на странице чиллера 40 кВт; температуру воды там задают свою.

Типовые ошибки

• Берут электрическую мощность подключения. В воду уходит не вся потребляемая мощность: часть тепла электроника отдаёт воздуху аппаратной. Чиллер получается завышенным, а кондиционер аппаратной при этом забывают; его считают как для серверной.
• Оставляют томограф без резерва охлаждения. Если чиллер встал, гелиевый компрессор отключается, магнит начинает греться и терять гелий. Нужен второй чиллер, модульный чиллер с резервным модулем или аварийная подача водопроводной воды. Компьютерный томограф с рентгеновской трубкой считают иначе, по загрузке трубки, — задача о чиллере для томографа и рентгена.
• Не думают о ночном режиме. Ночью остаётся только гелиевый компрессор, это около пятой части расчётной нагрузки. Чиллер без регулирования и буферного бака работает короткими пусками, и температура воды скачет.
• Отступают от паспортных требований к воде. При температуре или расходе вне допуска томограф выдаёт ошибку охлаждения и останавливает исследование. Уставку, дифференциал и защиты настраивают по справочнику о настройке чиллера.