Чиллер для холодной стабилизации вина: расчёт

Чиллер для холодной стабилизации вина рассчитывают по партии, которую нужно охладить до −4…−5 °C и держать несколько суток, чтобы винный камень выпал в осадок до розлива. Калькулятор считает холодопроизводительность по объёму вина, начальной температуре, температуре стабилизации и времени охлаждения, прибавляет теплопритоки к танку и показывает температуру и расход гликоля.

Расчёт чиллера для холодной стабилизации вина

Вино в партии, л Охлаждение, ч

Вино в начале, °C Стабилизация при, °C

Запас 10 % 15 % 20 % Выносной конденсатор

Вино −4 °C охлаждают гликолем −10 °C: нужен индивидуальный подбор.

Требуемый чиллер

11,0

кВт

Тепло вина, кВт

8,71

Теплопритоки к танку, кВт

0,87

Гликоль, °C

−10

Расход гликоля, м³/ч

2,60

Запросить подбор на 11,0 кВт

Письмо производителю xiron.ru с параметрами расчёта

Оборудование не укладывается в калькулятор? Опишите задачу словами — ассистент посчитает нагрузку и подберёт чиллер

Что охлаждаете, сколько и при какой температуре Посчитать и подобрать

Откуда берётся тепло

• Вино. Основная нагрузка — охлаждение партии с температуры погреба или цеха до температуры стабилизации; у вина теплоёмкость почти как у воды, около 4,0 кДж/(кг·°C).
• Теплопритоки. Танк при −4 °C в цехе при 18–20 °C принимает тепло через стенки и днище; на изолированном танке это несколько процентов, без изоляции — больше. Калькулятор берёт 10 %.
• Выдержка. После охлаждения вино держат при −4 °C от трёх до десяти суток; чиллер в это время работает только на теплопритоки, на десятую часть мощности.

Вино замерзает при −5…−7 °C в зависимости от спиртуозности, поэтому гликоль в рубашке держат на 6 °C холоднее вина — около −10 °C, и подбор индивидуальный. Охлаждение сусла и брожение считают отдельно — задача о чиллере для винодельни.

Формула

Q_в = V × 0,99 × 4,0 × (t₁ − t₂) / (3600 × τ)

Q = Q_в × 1,1 × (1 + k)

V_г = Q / (1,06 × Δt)

• Q_в — тепло вина, кВт; V — объём партии, л; 0,99 — плотность вина, кг/л; 4,0 — теплоёмкость, кДж/(кг·°C).
• t₁ — вино в начале, t₂ — температура стабилизации, °C; τ — время охлаждения, ч; 1,1 — надбавка на теплопритоки; k — запас, доля.
• V_г — расход гликоля, м³/ч; Δt — нагрев гликоля в рубашке, принят 4 °C; 1,06 — теплоёмкость кубометра 40 % пропиленгликоля, кВт·ч/(м³·°C).

Температуру стабилизации берут на 1 °C выше точки замерзания: ближе к ней вино начинает подмерзать у стенки рубашки. Если стабилизацию ведут в потоке через теплообменник, а не в танке, нагрузку считают по расходу — расчёт мощности по расходу и перепаду температур.

Пример расчёта

Танк 10 000 л столового вина, охлаждение с 15 до −4 °C за 24 ч, запас 15 %.

1. Тепло вина: Q_в = 10 000 × 0,99 × 4,0 × 19 / (3600 × 24) = 752 400 / 86 400 = 8,71 кВт.
2. Теплопритоки: 8,71 × 0,1 = 0,87 кВт.
3. С запасом: Q = (8,71 + 0,87) × 1,15 = 11,02 кВт, округлённо 11,0 кВт.
4. Гликоль: −4 − 6 = −10 °C, расход 11,02 / (1,06 × 4) = 2,60 м³/ч.

Типовые ошибки

• Считать по выдержке. На выдержке нужен киловатт, на охлаждении — одиннадцать; чиллер по выдержке будет охлаждать партию неделю, и камень не успеет выпасть.
• Гликоль слабой концентрации. При гликоле −10 °C раствор нужен на −20 °C и ниже, иначе он схватится в испарителе; концентрацию считает расчёт концентрации гликоля.
• Неизолированный танк. Танк из нержавеющей стали без изоляции при −4 °C в тёплом цехе принимает в разы больше тепла и покрывается льдом; изоляцию считают по расчёту теплоизоляции.
• Охлаждать все танки сразу. Если партии ставят подряд, нагрузка складывается только на тех, что сейчас охлаждаются; остальные на выдержке. Чиллер считают по числу одновременно охлаждаемых танков и ставят буферный бак гликоля — расчёт объёма бака-аккумулятора.

Вопросы и ответы

До какой температуры охлаждают вино при холодной стабилизации?

При холодной стабилизации вино охлаждают до температуры на 1 °C выше точки замерзания: вино 10–11 % об. — до −3,5 °C, 12–13 % — до −4,5 °C, 14–15 % — до −5,5 °C, и держат от трёх до десяти суток, пока винный камень не выпадет в осадок. Ближе к точке замерзания вино подмерзает у стенки рубашки.

Сколько холода нужно на стабилизацию вина?

На охлаждение партии 20 000 л вина с 15 до −4,5 °C за 24 часа нужно около 18 кВт при теплоёмкости 4,0 кДж/(кг·°C), с надбавкой 10 % на теплопритоки и запасом — около 23 кВт. Во время выдержки чиллер работает только на теплопритоки, примерно на десятую часть мощности.

Какой гликоль нужен для стабилизации вина?

Для стабилизации вина гликоль в рубашке держат на 6 °C холоднее вина — около −10 °C, это 40 % пропиленгликоль с теплоёмкостью 1,06 кВт·ч/(м³·°C). Режим вне серийного ряда, и чиллер подбирают индивидуально.