Промышленные термостаты. Основные типы (термостаты, чиллеры, криостаты). Сферы применения.

Поддержание температуры на определенном уровне, охлаждение, а в определенных случаях нагрев являются важными технологическими задачами во многих отраслях промышленности. Для решения этих задач используются промышленные термостаты.

Как правило, в промышленности наиболее востребована функция охлаждения, так в производственных процессах выделяется значительное количество теплоты, которое влияет на параметры, качество и эффективность работы оборудования.

Промышленные термостаты предназначены для поддержания заданной температуры производственного оборудования с обеспечением отвода теплоты (технологического охлаждения), замораживания, а при необходимости нагрева.

Системы термостатирования, используются в различных отраслях промышленности, таких как нефтехимической, фармацевтической, биологической, пищевой, медицинской, а также на металлургических и машиностроительных производствах.

В зависимости от сферы применения промышленные термостаты могут работать в широком диапазоне температур: высоких, средних, низких, сверхнизких и поддерживать температуру в пределах минимальных отклонения.

Поскольку технологические термостаты часто работают в нагруженном режиме во многих важных промышленных процессах, они часто обеспечиваются аварийным электроснабжением и дублирующими системами. Особое внимание уделяется автоматизированному контролю и управлению основными параметрами процесса охлаждения: давлению и температуре.

Промышленный термостаты и их основные типы

Промышленные термостаты регулируют температуру в заданном диапазоне за счет прокачивания через технологическое оборудование теплоносителя, который в зависимости от конкретных условий нагревается или охлаждается. Устройства работающие по такому принципу называются промышленными циркуляционными термостатами.

Основные виды технологического термостатирующего оборудования:

Функционал промышленных циркуляционных термостатов зависит от технологических систем в которых они применяются. Например:

• Промышленные циркуляционные термостаты с нагревом и охлаждением подходят для работы с химическими реакторами, автоклавами, вакуумными камера, система дистилляции и т. п.

• Промышленные нагревающие циркуляционные термостаты применяются для управляемого процесса нагрева в химических реакторах, автоклавах, калориметрах и т. п.

• Интегрированные термостатные системы с большим количеством температурных контуров могут регулировать и поддерживать температуру сразу в большом количестве промышленных установок.

Промышленные термостаты охлаждения жидких теплоносителей (чиллеры)

Для достижения максимальной производительности в технологических процессах, генерирующие тепло, требуется регулирование температуры, которое может быть выполнятся с помощью промышленных термостатов различного типа. Среди них наиболее популярны устройства охлаждающие жидкости-теплоносители, часто называемые - чиллеры.

Промышленные чиллеры представляют собой устройства для отвода избыточного тепла в окружающую среду с помощью циркуляции теплоносителя задействованного в процессе теплообмена. Для систем технологического охлаждения наиболее часто применяют машины с показателями производительности от 10 до 900 кВт.

Чиллеры для промышленности обеспечивают охлаждение и точное поддержания температуры теплоносителя, подаваемого в технологические контуры различного оборудования, не зависимо от изменения параметров внешней среды. Постоянное охлаждение с высокой точностью важно для обеспечения протекания многих производственных процессов.

Промышленные чиллеры используют замкнутый контур и обеспечивают точное поддержание температуры жидкого теплоносителя ниже температуры окружающей среды. Они должны обеспечивать следующие условия:

• Контроль температуры теплоносителя на входе в технологический теплообменник;

• Возможность регулирования температуры теплоносителя в широком диапазоне;

• Незвисимость поддержания температуры от параметров окружающей среды.

Особенности чиллеров используемых в производственных процессах

Промышленный чиллер - это устройство представляющее собой разновидность термостата, предназначенное для отвода теплоты, выделяемой в определенном технологическом процессе.

Чтобы обеспечить снижение температуры в ходе производственного процесса, теплоноситель от оборудования многократно проходит через замкнутый контур теплообменника чиллер, в котором с помощью хладагента удаляется избыточная теплота.

Промышленные чиллеры имеют независимые контуры, как хладагента, так и теплоносителя, что повышает надежность всей системы охлаждения.

Технологические чиллеры имеют интегрированные элементы контура теплоносителя: теплообменники, насосы, накопительные и расширительные ёмкости, запорно-регулирующие устройства.

Чиллеры для промышленного применения могут быть централизованными, когда один чиллер обеспечивает охлаждение нескольких единиц оборудования или децентрализованными, когда каждый технологический процесс или производственная линия имеет свой собственный автономный охладитель.

Типы технологических чиллеров

Обычно в промышленности применяют чиллеры двух типов:

Абсорбционные чиллеры - это холодильные машины испарительного типа, где холод производится в процессе абсорбции и десорбции хладагента (раствора бромида лития) в теплообменниках машины. Такой принцип работы позволяет минимизировать применение электромеханических устройств и электрической энергии.

Парокомпрессионные чиллеры — это устройства которые используют компрессорный агрегат, который производит холод, превращая в процессе циркуляции, пары хладагента в охлажденную жидкость, которая испаряясь, отбирая теплоту от теплоносителя. В зависимости от специфики применения, в таких аппаратах применяются конденсаторы с воздушным или водяным охлаждением.

Промышленные чиллеры могут работать с разными жидкостями теплоносителями при различных температурах и иметь в своем составе несколько насосов и контуров охлаждения, что позволяет повысить эффективность и снизить расход ресурсов.

Основные компоненты чиллеров для технологии

Промышленные чиллеры являются частью системы технологического охлаждения, в которой жидкость теплоноситель забирает теплоту от производственного оборудования и перемещает ее в теплообменник охлаждающего устройства. Там теплоноситель отдает теплоту хладагенту, и уже охлажденный поступает обратно в оборудование.

Испаритель

Испаритель это специализированное теплообменное устройство, в котором жидкость теплоноситель передает теплоту хладагенту. При этом хладагент, испаряется и переходит в парообразное состояние, поглощая теплоту из жидкости теплоносителя, снижая ее температуру.

В промышленных чиллерах применяются, в основном, два типа теплообменников испарителей:

Пластинчатый испаритель — это устройства, в которых осуществляется передача теплоты, через стальные, медные или другие гофрированные пластины, которые стянуты в пакет. Горячие и холодные слои перемежаются друг с другом. Такие теплообменники имеют очень малый вес, что дает значительное преимущество по сравнению с другими видами. При этом их недостатком является то, что они быстро засоряются механическими частицами содержащимися в теплоносителе.

Кожухотрубный испаритель — это устройство, в котором поверхность теплообмена сформирована из труб, заключённых в кожух, а теплообмен осуществляется через поверхность этих труб. Такие испарители обладают высокой эффективностью, что позволяет получить значительную экономию ресурсов.

Компрессор

Компрессор это механическое устройство использующее электрическую энергию для изменения фазового состояния хладагента, в процесс его перекачки и сжатия с превращением из газа в жидкость. Этот переход происходит в теплообменнике конденсатора, куда хладагент попадает в виде газа под высоким давлением и где он отдает тепло воздуху или воде.

В чиллерах, применяются компрессоры разных типов, различающиеся по типу механизма, используемого для сжатия хладагента. В промышленных чиллерах используются компрессоры объемного типа как винтовые, так и спиральные.

Винтовой компрессор — это устройство, где хладагент проходит в полости между двумя вращающимися винтовыми роторами или между винтовым ротором и направляющими «звездочками». При вращении ротора полость уменьшает свой объем и происходит сжатие и повышение давления газа.

Спиральный компрессор — это устройство где сжатие хладагента происходит при взаимодействии двух спиралей. Одна спираль остаётся неподвижной, а другая — совершает эксцентрические движения, благодаря чему обеспечивается перенос рабочего тела из полости всасывания в полость нагнетания.

Чиллеры для технологического охлаждения, как правило имеют два холодильных контура каждый из которых оснащен компрессором, что повышает надежность и эффективность.

Конденсатор

В конденсаторе происходит процесс превращения газообразного хладагента в жидкость. Чтобы это произошло, газ под высоким давлением должен выделять тепловую энергию в окружающую среду. В конденсаторах для поглощения теплоты фазового перехода хладагента обычно используется воздух или вода. Из конденсатора жидкий хладагент поступает в испаритель, где забирает теплоту от теплоносителя циркулирующего через охлаждаемое оборудование.

Существую конденсаторы как с воздушным, так и более эффективным водяным охлаждением, которые требуют наличия отдельного водяного контура.

Применение чиллеров в промышленности

Регулирование и понижение температуры с применением термостатов, чиллеров, криостатов применяется во многих отраслях промышленности. Для многих процессов системы технологического охлаждения разрабатываются специально и имееют специальные характеристики.

Металлургия и металлообработка

Процессы электрохимической металлообработки выделяют большое количество теплоты, для их проведения используют технологическое охлаждение для отвода тепла. Чиллеры поддерживают требуемую температуру электролита в ванне, сводя к минимуму появление брака при цинковании и хромировании.

Процессы сварки, резки, гибки, штамповки и перфорации так же требуют активного отведения тепла от оборудования и обрабатываемых деталей. В этих процессах часто охлаждается как механическое, так и электрическое оборудование.

Активного охлаждения требуют и металлообрабатывающие станки (токарные, фрезерные, строгальные винторезные) оснащенные гидравлическими контурами и нагруженными электроприводами.

Лазерная обработка деталей

При применении лазеров для резки и сварки различных материалов, а так же для маркировки деталей выделяется очень много тепла, которое необходимо отводить. Для теплоотвода от лазера также применяются чиллеры.

Производство резины и пластмассы

При производстве резины и пластмасс требуется технологическое охлаждение для процессов экструзии, формования, прессования. В процессе экструзии расплавленный пластик проходит через экструдер и заполняет различные формы, в которых формируются пластиковые изделия заданной формы. С помощью жидкости, охлаждающей такие формы, происходит отведение теплоты и снижение температуры пластика для его затвердевания. Также происходит охлаждение гидравлических контуров оборудования и самих изделий.

Полиграфия

В полиграфической промышленности применяется исключительно мощное печатное оборудование, выделяющее много избыточной теплоты. Для обеспечения надежности работы машин и эффективности печати требуется технологическое охлаждение, обеспечиваемое чиллерами.

Пищевая промышленность

Промышленные чиллеры и термостаты используются для понижения и поддержания температуры, необходимой для охлаждения ингредиентов или для создания заданной среды при хранении продуктов питания. Технологическое охлаждение чиллерами активно применяется в молочной промышленности, производстве пива, масложировой продукции, кондитерской промышленности и т. д.

При производстве молочных продуктов чиллеры применяются в процессах ферментации и пастеризации, а в пивоваренном производстве при ферментации, стабилизации осветлении.

Фармацевтика

При производстве лекарств часто требуется регулирование температуры с помощью промышленных термостатов во время процесса синтеза. Это необходимо для того, чтобы параметры химических реакции оставались стабильными при синтезе определенных лекарственных веществ. Кроме того, многие препараты после изготовления необходимо хранить при низких и особо низких температурах, которые обеспечиваются с помощью чиллеров и криостатов.

Медицина

Современное диагностическое оборудование, используемое в медицине выделяет большое количество теплоты. Если эта теплота не отводится с помощью чиллеров, то это может привести к выходу из строя сложных, дорогостоящих устройств.

В некоторых системах требуется охлаждение до сверхнизких температур, например в сублимационных сушилках, в медицинских морозильниках, аппаратах МРТ. Такие системы имеют особое устройство и требуют применения специальных охладителей и теплоизоляции.

Химическое производство

На многих химических производствах требуется термический контроль протекания химических реакций. Это осуществляют с помощью прокачивания теплоносителей через терморубашки реакторов, а процесс охлаждение и контроля температуры осуществляется с помощью промышленных чиллеров и термостатов.

Охлаждение гидравлического оборудования

Большое количество машин и оборудования оснащены гидравлическими системами и приводами, гидравлическая жидкость, в которых так же охлаждается с помощью чиллеров.

Это основные из многих областей применения промышленного термостатирующего оборудования. В широком спектре отраслей промышленности, где требуется контроль или понижение температуры для повышения эффективности производственных процессов, применяются термостаты, чиллеры, криостаты.

Особенности промышленного охлаждения

По мере роста различных отраслей промышленности происходит и развитие систем технологического охлаждения. Применение технических инновации позволяет повысить эффективность и снизить затраты на промышленное охлаждение.

В связи с этим можно выделить ряд современных тенденций в развитии систем термостатирования и технологического охлаждения.

Все большее значение приобретают автоматизированные системы управления, которые позволяют осуществлять дистанционный мониторинг и контроль эксплуатационных параметров систем промышленного охлаждения. Автоматизированны управлением сейчас оборудуются практически все термостаты, чиллеры и криостаты, это позволяет оперативно осуществлять диагностику состояния и управление работой оборудования для технологического охлаждения. Возможности автоматики позволяют осуществлять постоянный мониторинг рабочих параметров системы и предотвращать проблемы, связанные с возникновением неисправностей оборудования, кроме того появляется возможность дистанционной регулировки параметров, что повышает эффективность работы все комплекса промышленного охлаждения.

На многих предприятиях, особенно в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей и химической промышленности требуется соблюдение условий взрывобезопасности. По этой причине многие производители выпускают взрывозащищенные промышленные термостаты, чиллеры и криостаты. Такое оборудование обеспечивает процесс технологического охлаждения с соблюдением стандартов взрывозащиты. Взрывозащищенные термостаты, чиллеры и криостаты имеют в своей конструкции значительное количество узлов и деталей выполненных в специальном исполнении.

Большое значение в обеспечении эффективного промышленного охлаждения имеют применяемые хладагенты. Применяемы в современных термостатах, чиллерах и криостатах хладагенты типа R134A, хотя и эффективны но не обладают достаточными экологическими параметрами, что стимулирует производителей переходить на более современные, такие как R404A.

Производители промышленных термостатов, чиллеров и криостатов продолжают поиск высокоэффективных экологически безопасных хладагентов, например в качестве альтернативы рассматривается, такие как диоксид углерода и различные углеводороды.

Компания Мида предлагает промышленные термостаты

Компания «Мида» предлагает обширный перечень промышленных термостатов, их производственные параметры полностью удовлетворят запросы клиентов по показателям мощности, спектру реализуемых температур, производительности, а также конфигураций оснащения. Все охладительные установки эффективны, обладают высоким уровнем экономичности и безопасности, элементарны в управлении, совместимы с абсолютно всеми видами специализированного лабораторного оборудования.

Наши инженеры окажут профессиональную поддержку в подборе подходящей модификации чиллеров, а также дадут консультации по схеме их подключения.

Посмотреть каталог

Термостатирующее оборудование