Чиллер для печатной машины: расчёт для офсета, флексо и УФ

Чиллер для печатной машины считают по числу печатных секций и типу машины — от них зависит тепло красочного аппарата и увлажнения, — и по мощности УФ-ламп с водяным охлаждением. Калькулятор показывает тепло секций и УФ-сушки, холодопроизводительность с запасом и расход воды.

Откуда берётся тепло

• Красочный аппарат. Краска раскатывается десятками валиков, и трение греет её: без охлаждения валики уходят за 35–40 °C, краска теряет вязкость, растёт растискивание и меняется тон. Термостат держит раскатные цилиндры при 20–28 °C, а тепло отдаёт воде чиллера.
• Увлажнение. В офсете увлажняющий раствор охлаждают до 10–15 °C, чтобы он меньше испарялся и стабильно держал баланс краска — вода. Это меньшая часть нагрузки секции.
• Центральный барабан и печатные цилиндры. Во флексографской машине с центральным барабаном барабан держат при постоянной температуре, чтобы плёнка не тянулась от нагрева сушками.
• УФ-лампы. Ртутные УФ-лампы превращают в ультрафиолет малую часть мощности, остальное уходит в тепло; у ламп с водяным охлаждением рефлекторов и экранов ориентировочно половина мощности уходит в воду, остальное — в воздух и на оттиск.

Тепло ламп и сушек с воздушным охлаждением уходит в цех и ложится на вентиляцию, как тепло двигателей в расчёте тепловыделений от электродвигателей; приток для цеха считают в задаче о приточной установке.

Формула

Q = (q_с × n + 0,5 × N_УФ) × (1 + k / 100)

V = Q / (1,163 × 5)

q_с — тепло одной секции: красочный аппарат, увлажнение или барабан, кВт; n — число печатных и лакировальных секций; N_УФ — электрическая мощность УФ-ламп с водяным охлаждением, кВт; 0,5 — доля этой мощности, которую снимает вода; k — запас, %; Q — холодопроизводительность чиллера, кВт; V — расход воды при её нагреве на 5 °C, м³/ч, как в расчёте мощности по расходу и температурам.

Если в паспорте машины или термостата указана нужная холодопроизводительность, берут её, а калькулятор используют для проверки. Мощность УФ-ламп складывают по всем лампам, которые горят одновременно, включая межсекционные. Рулонные машины с газовой сушкой и охлаждающими валами снимают с полотна десятки киловатт и считаются отдельно, по паспорту сушки.

Пример расчёта

Листовая офсетная машина формата B1, четыре краски и лак — 5 секций, УФ-сушка на выходе 20 кВт с водяным охлаждением, вода 10 °C, запас 15 %.

1. Секции: 4,5 × 5 = 22,5 кВт.
2. УФ-сушка: 0,5 × 20 = 10,0 кВт.
3. Холодопроизводительность: (22,5 + 10,0) × 1,15 = 37,375 кВт, округлённо 37,4 кВт.
4. Расход воды при нагреве на 5 °C: 37,375 / (1,163 × 5) = 6,43 м³/ч.

Как выглядит установка на 37,4 кВт — компрессоры, потребление, расход воды, габариты и масса — показано на странице чиллера 35 кВт; температуру воды там задают свою.

Типовые ошибки

• Считать только увлажнение. Охладитель увлажняющего раствора — меньшая часть нагрузки; без термостатирования красочного аппарата валики греются, и на длинных тиражах уходит цвет.
• Холодная вода прямо в валики. Вода 10 °C в раскатных цилиндрах опускает их ниже точки росы цеха: на валиках выпадает конденсат, краска эмульгирует. Валики охлаждают через термостат с подмесом, как в расчёте температуры смешения двух потоков.
• Забыть межсекционные УФ-лампы. Каждая лампа — это 10–20 кВт мощности, и половина её в воде: три межсекционные лампы по 15 кВт добавляют столько же тепла, сколько пять секций формата B1. Светодиодные УФ-модули считают отдельно — задача о чиллере для УФ-отверждения.
• Жёсткая вода в термостате. Каналы валиков и рефлекторов тонкие и зарастают накипью; контур заполняют подготовленной водой — требования в справочнике о воде для чиллера.