Чиллер для охлаждения масла в гидростанции: расчёт по приводу

Чиллер для охлаждения масла в гидростанции отводит тепло, в которое превращаются потери гидросистемы: обычно это 20–40 % мощности привода насосов. Калькулятор считает холодопроизводительность по мощности привода и типу системы и показывает расход воды на маслоохладитель.

Расчёт чиллера для гидростанции

Мощность привода насосов, кВт Тип гидросистемы Регулируемый насос Нерегулируемый насос Дроссельное регулирование, сервоклапаны

Температура воды, °C Нагрев воды, °C

Запас 10 % 15 % 20 % Выносной конденсатор

Вода 25 °C теплее, чем у серийных чиллеров (от 5 до 15 °C): нужен индивидуальный подбор.

Требуемый чиллер

12,8

кВт

Тепло в масле, кВт

11,1

Расход воды, м³/ч

2,20

Температура воды, °C

25

Запросить подбор на 12,8 кВт

Письмо производителю xiron.ru с параметрами расчёта

Откуда берётся тепло

Вся энергия привода, которая не стала полезной работой, нагревает масло.

• Сброс через клапаны. Главный источник в системах с нерегулируемым насосом: лишняя подача уходит в бак через переливной клапан, и её энергия целиком переходит в тепло.
• Дросселирование. Дроссели, распределители и сервоклапаны гасят давление, которое не совершает работы.
• Потери в насосе и гидромоторах. Утечки и трение есть в любой гидромашине, даже исправной.
• Сопротивление трубопроводов. Потери давления в трубах, рукавах и фильтрах тоже нагревают масло.

Небольшая станция успевает отдать это тепло воздуху через стенки бака. Остальным нужен маслоохладитель. По тому же принципу — по доле мощности привода, ушедшей в тепло, — считают охлаждение винтового компрессора. Закалочное масло охлаждают по той же схеме, но нагрузку считают по садкам — задача о закалочной ванне.

Формула

Тепло, которое уходит в масло:

Q_м = N × a

Q_м — тепло в масле, кВт; N — мощность привода насосов, кВт; a — доля мощности, которая переходит в тепло.

Холодопроизводительность чиллера с запасом и расход воды:

Q = Q_м × (1 + k)

V = Q / (1,163 × Δt)

Q — холодопроизводительность, кВт; k — запас в долях единицы, обычно 0,10–0,20; V — расход воды, м³/ч; Δt — нагрев воды в маслоохладителе, °C; 1,163 — теплоёмкость кубометра воды, кВт·ч/(м³·°C).

На работающей станции тепло точнее определить по нагреву бака с отключённым охлаждением:

Q_м = V_б × 1,7 × ΔT / τ

V_б — объём масла в баке, л; 1,7 — теплоёмкость литра минерального масла, кДж/(л·°C); ΔT — на сколько градусов нагрелось масло; τ — время нагрева, с. Бак на 400 л нагрелся на 20 °C за час: 400 × 1,7 × 20 / 3600 = 3,8 кВт.

Пример расчёта

Гидростанция с нерегулируемым насосом, мощность привода 37 кВт. Вода на маслоохладитель 25 °C, нагрев воды 5 °C, запас 15 %.

1. Тепло в масле: 37 × 0,30 = 11,1 кВт.
2. Холодопроизводительность с запасом: 11,1 × 1,15 = 12,8 кВт.
3. Расход воды: 12,8 / (1,163 × 5) = 2,20 м³/ч.

Вода 25 °C теплее, чем у серийных чиллеров (от 5 до 15 °C). Для масла чиллер подбирают индивидуально, в исполнении с температурой воды до +30 °C; такое же исполнение нужно испытательным стендам двигателей. Если на площадке уже есть чиллер на 7–12 °C, тёплую воду для маслоохладителя получают подмесом обратки — температуру смеси считают в расчёте температуры смешения.

Типовые ошибки

• Берут чиллер на всю мощность привода. В тепло переходит только 20–40 % этой мощности. Чиллер получается завышенным в несколько раз и работает короткими пусками.
• Подают в маслоохладитель холодную воду. При воде 7–12 °C масло переохлаждается и густеет, растут потери давления, а на холодных стенках выпадает конденсат, который попадает в масло.
• Считают по среднему режиму. Пока пресс держит давление, нерегулируемый насос сбрасывает через клапан почти всю подачу. При долгих выдержках масло перегревается, хотя в среднем за цикл расчёт сходился. У экструзионных прессов к маслу добавляется закалка профиля — задача о чиллере для экструзии алюминия.
• Рассчитывают на воздушный охладитель в жару. Он не охладит масло ниже температуры воздуха в цехе. Летом масло перегревается, теряет вязкость, и быстрее изнашиваются уплотнения и насос.