Подход к выбору чиллера для пластикового производства.

При существующих темпах роста производства изделий из пластиков в России, невозможно преуспеть в конкурентной борьбе, используя в своем производстве устаревшие методы и оборудование. Так, например, уходят в прошлое проточная вода и градирни, использовавшиеся для охлаждения термопластавтоматов и экструзионных линий на протяжении нескольких десятилетий, и большинство предприятий уже давно используют для этих целей промышленные охладители. Это дает большие преимущества. Производственный цикл перестает зависеть от времени года, поскольку в отличие от проточной воды, вода, охлажденная чиллером, всегда имеет постоянную, заданную пользователем температуру. В замкнутом контуре: холодильная установка – оборудование, можно использовать воду высокой очистки с добавлением присадок, замедляющих процесс коррозии каналов охлаждения. В целом, охлаждение проточной водой или полное отсутствие охлаждения значительно сокращает срок службы оборудования, сильно снижает его производительность, добавляет лишнюю работу персоналу, занимающемуся обслуживанием оборудования. 

Итак, рано или поздно, либо в результате ухода от охлаждения проточной водой, либо при замене выработавшего свой ресурс охладителя, у руководителя производства возникает вопрос необходимости выбора и приобретения промышленного охладителя. 

В данной статье мы расскажем о существующих моделях охладителей, их применении и преимуществах, о том, как определить необходимые параметры чиллера, и др. В настоящее время на российском рынке представлено около 30 фирм-производителей холодильного оборудования. Их условно можно разделить на три группы – западно-европейские, отечественные и азиатские. Чтобы наглядно описать каким качеством обладает продукция тех или иных групп можно провести аналогию с производителями автомобилей. Самым высоким качеством обладают чиллеры европейского производства, а лидирующей страной производителем является Италия. Холодильные установки европейского производства имеют высокое качество и надежность, просты в управлении, обладают высокой точностью. Цены на охладители европейского производства выше, чем на аналогичные модели других производителей. Отечественные производители занимаются лишь сборкой холодильников из импортных, в основном европейских, комплектующих. Но, к сожалению, качество такой сборки значительно ниже. Это связано с отсутствием у большинства фирм-сборщиков возможности проведения корректного процесса сборки, и практически полным отказом от последующего тестирования, поскольку для его проведения требуется дорогостоящее оборудование, занимающее большие производственные площади. Приблизительно на одном ценовом уровне с отечественными моделями, находятся модели азиатских производителей. Но их качество оставляет желать лучшего. Разгерметизация контура и утечка хладагента, разрыв сварных швов на трубках при перевозке из-за некачественной сварки и малой жесткости корпуса, поломки компрессора – это то, к чему нужно быть готовым, приобретая такие холодильники. 

Как выбрать производителя и поставщика. 

При приобретении холодильной установки нужно обращать внимание на следующее:

• Известность производителя на мировом рынке
• Наличие прав дилера у фирмы продавца
• Наличие ходовых моделей на складе (говорит о стабильности фирмы)
• Возможность пройти обучение работе с установкой у фирмы – продавца
• Склад запчастей, гарантийные обязательства, сервисное обслуживание.

Существующие типы промышленных охладителей и их основные параметры. 

Холодильные установки в целом подразделяются на две группы по методу теплоотвода. Наибольшее распространение на отечественном рынке имеют чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора, т.е. теплоотвод в них осуществляется посредством принудительного воздушного потока, создаваемого вентиляторами. Есть также модели с водяным охлаждением конденсатора, но они используются реже. 

Существует большое количество различных моделей охладителей не имеющих принципиальных различий, но отличающихся по величине хладопроизводительности, наличию и параметрам встроенной помпы, системе управления, дополнительному оборудованию. 

Современный холодильник должен быть оснащен надежной системой управления, позволяющей легко контролировать и изменять параметры работы машины, а также защищать ее от поломки в случае аварийной ситуации. 

Такая система обязательно должна включать в себя следующие компоненты:

• Манометры отображающие давления хладагента в контуре охлаждения на входе в компрессор или компрессоры (если в контуре их несколько) и на выходе из него. Давление на входе в компрессор обычно называют низким, а на выходе высоким.
• Датчики, блокирующие работу установки при понижении или повышении давления хладагента за критические отметки.
• Тепловую защиту компрессора.
• Контроль уровня воды в баке холодильника др.
• Манометр, отображающий давление воды на выходе из помпы.

В настоящее время на рынок постепенно начинают поступать чиллеры с возможностью удаленного программного контроля работы, т.е. с возможностью подключения одного или нескольких холодильников к компьютеру, например при помощи обыкновенной локальной сети. С такого компьютера можно осуществлять удаленное управление холодильниками из среды Windows, используя специальные программные приложения. 
Важным параметром является марка хладагента используемого в чиллере. В настоящее время наиболее широкое применение в России получил хладагент марки R22. Он имеет невысокую цену, обеспечивает хорошую хладопроизводительность. Но в случае утечки он наносит сильный вред окружающей среде и поэтому на смену ему постепенно приходит более безопасный хладагент R407. Его параметры хладопроизводительности аналогичны параметрам R22, он менее вреден для окружающей среды, но стоит дороже. Использование хладагента R22 уже запрещено экологическими нормами в некоторых европейских странах (Ограничения наложенные ЕЭС). Высококачественные модели холодильников европейского производства оснащены также специальными системами теплообмена хладагент-вода, позволяющими свести к минимуму потери на трение. Предусматривается также раздельный запуск вентиляторов и компрессоров в случае неполной загрузки холодильной установки. Все это приводит к значительной экономии электроэнергии и уменьшению износа установки. 
Многие фирмы – производители выпускают для своих холодильных установок различное дополнительное оборудование. Оно редко устанавливается на чиллеры, использующиеся в отечественном производстве, поскольку большинство российских фирм-поставщиков плохо знакомы с перечнем дополнительного оборудования. Соответственно, клиент остается плохо проинформированным и не может оценить степень необходимости в его производстве таких дополнений. Полную информацию предоставляют обычно только официальные дилеры. 

Среди дополнительного оборудования обычно встречаются: 

• Расширительный бак, система автоматического долива воды в контур охлаждения (необходима, если контур полностью герметичен или в нем имеются большие потери воды).
• Специальное оснащение для направления теплого воздуха, прошедшего конденсатор, в короба для его отвода из помещения. Такая система может понадобится если холодильник установлен в небольшом помещении.
• Оборудование для установки чиллера на улице.
• Доработка, дающая возможность использовать холодильник для охлаждения антифризов до температур ниже нуля градусов Цельсия.

Использование чиллера для охлаждения термопластавтоматов. 

В ТПА охлаждения требуют масляный бак и зона загрузки. Масло охлаждается для поддержания его нормальной рабочей температуры, при которой его гидродинамические свойства оптимальны для работы машины. В зоне загрузки каналы охлаждения отсекают узел пластикации от бункера с материалом, для предотвращения нагрева сырья в бункере от разогретого цилиндра пластикации. Обычно в документации термопласта указана мощность чиллера, необходимая для его охлаждения. Если таких данных нет, то ее несложно рассчитать самостоятельно. Для расчета необходимой хладопроизвоительности нужно знать следующие параметры литьевой машины: усилие смыкания машины, объем масляного бака.

Охлаждение литьевой прессформы. 

Охлаждение прессформы необходимо для отвода тепла от застывающего материала и, в случае горячеканальной прессформы, для отвода избыточного тепла от нагревателей горячих каналов. Рассчитать точно необходимую мощность охлаждения для прессформы невозможно. Она сильно зависти от производственного цикла, расход воды и ее температура могут быть изменены мастером при наладке оборудования для достижения надлежащего качества изделия. Поэтому производители прессформ указывают обычно максимальную мощность охлаждения, которая может потребоваться при самых жестких режимах работы прессформы. 
Грубый подсчет можно провести следующим образом. Взвесив изделие, найти массу материала, перерабатываемого за час. Далее определив разность температур материала на входе в прессформу и изделия после ее раскрытия, а также выяснив теплоемкость материала, можно найти количество теплоты, выделяющееся при остывании изделия в прессформе, а, следовательно, и мощность охлаждения. В случае горячеканальной прессформы к полученному результату необходимо добавить суммарную мощность нагревателей горячего канала, уменьшенную в 1,5 – 2 раза в зависимости от геометрических характеристик прессформы. Деление производится для учета рассеивания тепла в теле прессформы. 

Чиллер для экструзионных линий. 

В экструзионых линиях вода применяется для охлаждения калибра и изделия после выхода из калибрующего отверстия. Необходимая хладопроизводительность рассчитывается путем, аналогичным приведенному для ТПА. Просчитывается максимально возможное количество материала, перерабатываемого за час, определяется разность температур конечного изделия и материала на выходе из фильера, и находится количество теплоты, которое необходимо отвести, а, следовательно, и необходимая мощность охлаждения. 
Технически охлаждение изделия в экстузионных линиях осуществляется двумя способами. При первом, изделие, пройдя через калибр, погужается в ванну с охлажденной водой, которая подается от охладителя и самотеком сливается в какой-либо промежуточный ресивер, откуда забирается холодильником. В другом, изделие после калибра попадает в цилиндр, по стенкам которого расположены форсунки, разбрызгивающие воду на поверхность изделия. Вода, как и в первом случае, самотеком сливается в промежуточную емкость, откуда поступает в холодильник. 
При использовании чиллера для охлаждения экструзионных линий особое внимание следует уделять тщательному фильтрованию воды, которое необходимо в связи с тем, что вода, не только находится в непосредственном контакте с атмосферой и насыщается кислородом, что приводит к образованию ржавчины, но и может захватывать различные инородные частицы при непосредственном контакте с изделием. Недостаточная очистка воды может привести к преждевременному выходу из строя холодильной установки. 

Применение холодильного оборудования в других областях промышленности. 

Промышленные охладители находят применение в самых разных производствах от металлообработки до пищевой промышленности. Модели с высокоточным контролем температуры используются при работе с оборудованием для лазерной обработки материалов, в химической и фармацевтической промышленности. При обработке пластиков, кроме уже указанных применений, холодильники требуются для охлаждения машин пневмоформовки и вакуумформовки, вспенивания полиуретана и др. Холодильные установки применяются также в полиграфии, при обработке керамики и во многих других областях