ポータブルチラー
空冷チラー
水冷チラー
低温チラー
カスタム産業用チラー
空冷チラーは、水資源からの単純な設置と独立性により、商業ビル、産業施設、さらには住宅プロジェクトに広く展開されています。水冷式チラーとは異なり、彼らはコンデンサーのコイルを吹き飛ばすファンを介して大気に熱を放散し、水処理と冷却塔の複雑さを避けます。ただし、極端な温度や破片の蓄積など、屋外の状態への曝露は、明確な設計上の課題を示しています。
空気冷却チラーを設計するには、アプリケーションのスケールと負荷の変動に適したコンプレッサーの選択、環境への影響と環境への影響のバランスをとる冷媒、蒸発器の熱伝達のバランス、エネルギー節約のための高度なコントロールの実施、騒音、スペース、メンテナンスのアクセスなどの実用的な懸念に対処するなど、バランスをとる要因が必要です。これらの考慮事項により、チラーはプロジェクトの需要を満たし、運用コストと環境フットプリントを最小限に抑えます。
空気冷却と水冷チラーの比較
チラータイプを選択すると、空冷と水冷設計が大きく異なります。
- 熱拒絶：空冷チラーは、ファンとコンデンサーコイルを環境空気で使用します。水冷チラーは、冷却塔や水源に依存しています。
- インストール：空冷ユニットは水の配管を必要とせず、セットアップを簡素化しますが、空気の流れのためのスペースが必要です。水冷ユニットには広範な配管が必要ですが、屋内でよりコンパクトなものになる可能性があります。
- 効率：水の冷却チラーは、水の優れた熱伝達のために暑い気候で優れています。空気冷却効率は高温で低下します。
- メンテナンス：エア冷却チラーは、ファウリングを防ぐために頻繁にコイルクリーニングが必要になる場合があります。水冷ユニットは、スケーリングや腐食を避けるために水処理を必要とし、コストが増加します。
したがって、空冷チラーは、都市の屋上や乾燥地域のような水彫刻や空間制限設定に適していますが、大規模で効率駆動型の産業用途には水冷設計が適しています。
設計パラメーター
冷却能力
冷却能力は通常、冷凍トン（TR）またはキロワット（kW）で定格され、1 TRは3.517 kWまたは12,000 BTU/hに相当します。評価は標準条件に基づいています。
- 気温に入るコンデンサー：86°F（30°C）
- 温度に入る冷却水：54°F（12°C）
- 温度を残す冷水：44°F（7°C）
例えば：
- 397 kW（〜113 Tr）チラーは、中サイズの商業または産業のニーズに合っています。
- 容量は冷却荷重と一致する必要があります。裏口のリスクが不十分な冷却と頻繁なサイクリング。特大化は効率を低減し、コストを引き上げます。一般的なアプローチは、効率を損なうことなく、バリエーションまたは将来の拡張を処理するために、計算された負荷を10〜20％上回るユニットを選択することです。
コンプレッサーの種類
チラーのコアであるコンプレッサーは、冷媒ガスを圧縮して熱伝達を促進します。通常、空冷チラーは使用します。
- コンプレッサーをスクロールします：中小ユニット（最大150 Tr）に最適です。コンパクトで静かな（〜60〜65 dB（a））、漏れを最小限に抑えるハーメチックデザインを備えた安定した負荷の下で効率的です。
- ネジコンプレッサー：中から大規模なシステム（150+ TR）に適しています。彼らはパートロード効率で優れており、容量制御にVSDを使用できます。
- 遠心コンプレッサー：空冷システムではまれですが、非常に大きなアプリケーション（500+ TR）で使用されています。全負荷で効率的に、パーツロード操作には複雑なコントロールが必要です。
選択は、負荷サイズ、変動性（例：オフィス対工場）、ノイズの制約（都市の屋上など）、および予算に依存します。
冷媒の選択
冷媒の選択は、効率、規制のコンプライアンス、パフォーマンスに影響を与えます。
- 一般的な冷媒：
- R-134a：HFC、ゼロ回答、GWP〜1430。
- R-410A：HFCブレンド、ゼロODP、GWP〜2088、小さなシステムで一般的。
- R-407C：HFCブレンド、GWP〜1774、多くの場合、R-22の置き換え。
- 低GWPの代替品：
- R-32：GWP〜675、効率のために成長しています。
- R-454B: GWP <200, designed as a R-410A substitute.
Kigali修正のような規制は、HFCSを段階的に段階的に段階的にすることを目的としており、エンジニアがパフォーマンス、コスト、および可用性のバランスをとることを要求します。
コンデンサー設計
熱拒絶に重要なコンデンサーには、以下が含まれます。
- 主な機能：
- フィンタイプ：銅 - アルミニウムフィンが標準です。密度が高いと熱伝達が改善されますが、ファウリングのリスクがあります。
- チューブ：銅、優れた熱伝導率のため。
- ファンアレンジメント：複数のファンが冗長性を確保します。段階的な操作は負荷と一致します。
- ファンモーターパワー：地元の気候に極端な気候に対処し、気流率を決定します。
例えば：
- 典型的なコンデンサーは、30°C（86°F）で空気に入り、44°C（111°F）で出発する〜30m³/sのエアフローを提供するファンを特徴とする場合があります。
コンデンサーは、周囲温度の範囲を冬の安値（例えば-10°C）から夏の高さ（例えば +40°C）に処理し、エネルギー使用を最小限に抑えながら信頼性を確保する必要があります。
蒸発器の設計
蒸発器は、冷水またはプロセス液から熱を吸収します。
- 種類：
- シェルアンドチューブ：堅牢で、ほとんどのアプリケーションに適しています。
- 皿：コンパクト、スペース制限セットアップに最適です。
重要なパラメーター：
- 水流量：中規模ユニットのシステム設計、たとえば〜15 kg/s（〜251 gpm）に一致します。
- 温度低下：通常、6-10°C（例：入口12°C/53°F、出口6°C/42°F）。
適切なサイジングは、蒸発器全体の圧力降下を最小限に抑えながら、効率的な熱伝達を保証します。
制御システム
モダンエアクーリングチラーは、高度なコントロールを備えています：
- 可変速度ドライブ（VSD）：正確な容量調整のためにコンプレッサーとファンに適用されます。
- マイクロプロセッサコントロール：温度/圧力を監視し、セットポイントを動的に調整します。
これらは、コンプレッサーやファンなどのコンポーネントの摩耗を削減しながら、パートロード効率を高めます。
エネルギー効率
効率は、パフォーマンス係数（COP）またはエネルギー効率比（EER）を介して測定されます。
- COP =冷却出力 /電源入力
- 例：397 kW冷却、98.9 kW入力、COP≈4.0。
Higher COP indicates better efficiency; modern systems typically achieve COP >4.0 at full load. Look for high ratings at both full and part-load conditions (e.g., IPLV), as chillers rarely operate at full capacity year-round.
ノイズレベル
エアクーリングチラーは、ファンとコンプレッサーから大きなノイズを生成します。
- 典型的なサウンドパワー：〜70-90 dB（a）30フィート。
緩和戦略：
- 敏感なエリアから離れたユニットを配置します。
- 音響エンクロージャーまたは障壁を使用します。
騒音は、都市部や住宅環境の重要な懸念事項であり、多くの場合、厳格な地元の規制によって支配されています。
サイズと重量
物理的寸法は、インストールの実現可能性に影響します：
- 例：〜100 TRユニットは、5〜10トンの重量で10 x 6 x 7フィートを測定できます。
特に負荷制限付きの屋上設備のために、構造的サポートを確保してください。
電気要件
チラーはかなりのパワーを必要とします：
- 電圧：通常、より大きなユニットの場合は460V/3相。
- フルロードアンプ：サイズによって異なります。 100 TRユニットは50〜150を描画できます。
検証電気インフラストラクチャは、地元のコードごとの適切なブレーカーや過電流保護など、ピーク需要をサポートしています。
インストール要件
インストールの考慮事項は次のとおりです。
- クリアランス：エアフローとメンテナンスのために、ユニットの周りで〜3〜5フィート。
- レベルマウント：適切な排水/冷媒の流れを保証します。
地元の気候を説明します。必要に応じて、極端な天候（雨が降るなど）から保護します。
メンテナンスの考慮事項
定期的なメンテナンスは長寿を保証します：
- 毎年きれいなコンデンサーコイル。冷媒レベルを確認してください。
取り外し可能なコアやアクセス可能なパネルなどの設計機能は、フィルターの交換やコイルのクリーニングなどのタスクを簡素化し、ダウンタイムコストを削減します。
結論
空気冷却チラーの設計には、条件全体で効率的な動作を実現するために、クーリング容量、コンプレッサータイプ、冷媒の選択、熱交換器の設計などの複数のパラメーターのバランスを取ります。制御システム、COP/IPLV、ノイズレベル、サイズ、インストールのニーズ、メンテナンス機能などの効率的なメトリックなど、これらの側面を理解することは、長期コストと環境への影響を最小限に抑えながらプロジェクトの要件を満たすシステムを指定することができます。
既存の施設を改造するか、新しいプロジェクトを設計するかにかかわらず、これらの要因を慎重に検討することで、最適なパフォーマンスと耐久性が保証され、キガリ修正のような持続可能性の目標と規制要件に沿っています。
