Soluções eficientes e{0}}de economia de energia para refrigeradores secos de alta e baixa temperatura na área de controle de temperatura industrial

1, definição central: compreender a essência dos refrigeradores secos de alta e baixa temperatura
O refrigerador seco de alta e baixa temperatura, também conhecido como refrigerador seco de alta e baixa temperatura, é um equipamento integrado baseado no princípio de troca de calor seco, combinado com desumidificação por congelamento e tecnologia precisa de controle de temperatura. Ele pode alternar com flexibilidade entre condições de trabalho extremas de alta e baixa temperatura e faixa de temperatura ambiente, realizando regulação de temperatura e tratamento de secagem de meios (ar, solução de etilenoglicol, etc.). Suas principais características são "sem perda por evaporação de água" e "adaptação a ampla faixa de temperatura", que são diferentes dos equipamentos tradicionais de resfriamento de água que dependem de recursos hídricos para resfriamento e dos refrigeradores secos comuns que só podem se adaptar a uma única faixa de temperatura. Os refrigeradores secos de alta e baixa temperatura alcançam o controle de temperatura através da troca de calor sensível entre o ar e o meio dentro do tubo, basicamente alcançando consumo zero de água. Ao mesmo tempo, eles podem se adaptar a uma ampla faixa de temperatura de -40 graus a 120 graus, equilibrando o efeito de secagem e a estabilidade da temperatura, e adaptando-se a requisitos complexos de controle de temperatura em vários cenários.

Em comparação com refrigeradores de ar comuns e refrigeradores de ar convencionais, as principais vantagens dos refrigeradores de ar de alta e baixa temperatura são "cobertura total de temperatura" e "controle úmido e seco" - eles podem lidar com meios de alta temperatura de 65 graus -80 graus, como refrigeradores de ar de alta-temperatura, e se adaptar a condições de baixa temperatura abaixo de 42 graus, como equipamentos de baixa temperatura. Ao mesmo tempo, eles integram a função de desumidificação, que pode remover efetivamente a umidade e a névoa de óleo do meio, evitar corrosão de tubulações, falhas de equipamentos e umidade do produto, e alcançar o valor de aplicação eficiente de "um equipamento, múltiplas funções".

2, Princípio de funcionamento: Dupla sinergia de troca de frio e quente e desumidificação de secagem
O núcleo de trabalho dos refrigeradores secos de alta e baixa temperatura é "troca de calor de ciclo fechado + desumidificação por congelamento". O processo geral é dividido em dois elos principais: ciclo de controle de temperatura e desumidificação por secagem. Os dois trabalham juntos para garantir conformidade precisa de temperatura e alcançar secagem e purificação médias. O fluxo de trabalho específico é o seguinte:

(1) Estágio do ciclo de controle de temperatura

1. Condição de trabalho em alta temperatura: Ao lidar com meios-de alta temperatura (como ar comprimido-de alta temperatura, líquido residual industrial), o meio entra no interior da bobina aletada do equipamento. O ventilador de alta-eficiência integrado ao equipamento extrai o ar em temperatura ambiente e o sopra com força sobre a superfície da bobina com aletas. Devido à diferença de temperatura entre o meio-de alta temperatura dentro do tubo e a temperatura normal do ar fora do tubo, o calor é rapidamente transferido através das aletas e da parede do tubo. A temperatura do meio-de alta temperatura diminui gradativamente até o valor definido e, após a conclusão do processo de resfriamento, é descarregado do equipamento e entra no processo de produção subsequente. Durante este processo, as aletas são feitas de materiais de alta condutividade térmica (alumínio ou cobre), aumentando consideravelmente a área de transferência de calor e melhorando a eficiência da condutividade térmica. A relação entre a área de transferência de calor e a capacidade média de processamento de alguns equipamentos chega a 1,5, excedendo em muito os 1,1-1,2 vezes dos equipamentos convencionais, garantindo um efeito de resfriamento estável e confiável.

2. Condição de trabalho em baixa temperatura: Ao lidar com mídia de baixa-temperatura ou resfriar a mídia a uma faixa de temperatura baixa (como 2-10 graus), o equipamento inicia o sistema de refrigeração. O refrigerante evapora e absorve calor no evaporador, troca totalmente calor com o meio que entra no evaporador e cai rapidamente a temperatura do meio abaixo da temperatura definida do ponto de orvalho. Ao mesmo tempo, o sistema de refrigeração está equipado com um dispositivo completo de ajuste de temperatura, que pode ajustar automaticamente a capacidade de resfriamento de acordo com a flutuação da temperatura média, evitar excesso de temperatura, garantir que a temperatura média seja estável dentro de uma faixa precisa de ± 0,3 graus e atender às necessidades de produção de precisão.

(2) Processo de secagem e desumidificação
Este estágio é projetado principalmente para meios gasosos (como ar comprimido), com o objetivo principal de remover vapor de água e névoa de óleo dos meios para evitar corrosão subsequente do equipamento ou umidade do produto. Quando o meio gasoso é resfriado e a temperatura cai abaixo da temperatura do ponto de orvalho, o vapor d'água nele atinge a saturação e se condensa em gotículas de água líquida e gotículas de óleo; Posteriormente, o gás contendo impurezas líquidas entra no separador de gás-líquido, onde a água líquida, as gotículas de óleo e o gás são separados por força centrífuga e filtração. As impurezas líquidas separadas são descarregadas para fora da máquina através de uma válvula de drenagem automática; Finalmente, o gás seco entra novamente no pré-resfriador e troca calor com o gás de alta-temperatura na entrada para aumentar a temperatura, evitando a condensação na tubulação devido à baixa temperatura dos gases de exaustão. Ao mesmo tempo, a capacidade de frio é recuperada para melhorar a eficiência da utilização de energia.

Ao longo de todo o processo de trabalho, o equipamento adota um design de circuito fechado, e o meio dentro da tubulação não entra em contato direto com o ar externo, evitando poluição secundária; Ao mesmo tempo, não há necessidade de consumir recursos hídricos e o resfriamento só é conseguido através da troca de calor do ar. Em comparação com equipamentos tradicionais-resfriados a água, a taxa de economia-de água pode chegar a mais de 90%, o que está alinhado com a meta de "carbono duplo" e o conceito de produção verde. Além disso, o equipamento está equipado com múltiplas funções de proteção, incluindo proteção de alta e baixa tensão de refrigerante, proteção contra sobrecarga de corrente, proteção contra sobrecarga média, etc., para garantir operação estável durante comutação de alta e baixa temperatura e um tempo de operação livre de falhas de mais de 20.000 horas.

3, Estrutura central e tecnologias-chave: o suporte central que determina o desempenho do equipamento
As vantagens de desempenho dos refrigeradores secos de alta e baixa temperatura decorrem de seu projeto estrutural científico e da aplicação integrada de tecnologias essenciais. Eles são compostos principalmente por cinco componentes principais, que trabalham juntos para garantir uma operação eficiente e estável do equipamento em uma ampla faixa de temperatura.

(1) Componentes principais

1. Bobina de aleta: O componente central de troca de calor do equipamento adota uma estrutura de tubo paralelo, que melhora o efeito de transferência de calor em 2,13 vezes em comparação com a estrutura de tubo horizontal convencional. O material pode ser selecionado de acordo com as características do meio (tubos de cobre com aletas de alumínio são usados ​​em cenários comuns, aletas com revestimento anti-corrosão ou todas as estruturas de cobre são usadas em cenários corrosivos), e diferentes meios (ar, solução de etilenoglicol, líquido residual industrial, etc.) podem ser adaptados dentro do tubo. Alguns equipamentos suportam bobinas especiais customizadas para atender condições extremas de trabalho.

2. Sistema de ventiladores: Ventiladores de fluxo axial de alta eficiência ou ventiladores centrífugos são usados, e alguns são equipados com ventiladores sem escova EC DC e conversores de frequência. A velocidade pode ser ajustada automaticamente de acordo com a temperatura e vazão do meio, o que não só reduz o consumo de energia, mas também reduz o ruído operacional. O ruído a uma distância de 1,0m do equipamento pode ser controlado abaixo de 50dB(A), adequado para cenários com alta exigência de ruído (como oficinas farmacêuticas e laboratórios). O ventilador adota um design modular, fácil de instalar e desmontar e conveniente para manutenção posterior.

3. Sistema de refrigeração: usado somente para condições de trabalho-de baixa temperatura e processos de desumidificação. Os componentes principais (compressor, condensador, evaporador) são feitos de marcas-de renome mundial com desempenho superior. O refrigerante utilizado é um meio ecologicamente correto (como o R22), com alta eficiência de refrigeração. Ao mesmo tempo, está equipado com um dispositivo de ajuste automático da capacidade de refrigeração, que pode ser ajustado de forma flexível de acordo com as condições de trabalho para evitar desperdício de energia.

4. Sistema de controle: Adotando um sistema de controle PLC inteligente, ele suporta modos de controle duplo manual e automático, tem funções completas de exibição de parâmetros (pressão média de entrada e saída, temperatura, pressão do refrigerante, etc.), pode monitorar o status de operação do equipamento em tempo real, obter alarme automático de falhas e proteção de desligamento e suportar monitoramento remoto e depuração para reduzir a operação manual e os custos de manutenção. Componentes de última geração são selecionados para componentes elétricos, com fiação razoável, baixa taxa de falhas e fácil manutenção.

5. Invólucro e componentes auxiliares: O invólucro é feito de placa de aço galvanizado revestido a pó ou material de aço inoxidável, com alta resistência, resistência à corrosão, à prova d'água e à prova de poeira, e pode se adaptar a ambientes industriais externos ou agressivos; Os componentes auxiliares incluem separador de gás-líquido, válvula de drenagem automática, grupo de válvulas de equilíbrio térmico, etc. Entre eles, o separador de gás-líquido adota um projeto exclusivo de interceptação e drenagem de esgoto, com alta eficiência de separação, drenagem confiável e evita falhas do equipamento causadas por impurezas líquidas residuais.

(2) Tecnologias-chave
1. Tecnologia de adaptação de ampla faixa de temperatura: por meio de um projeto de estrutura empilhada de sistema duplo, um refrigerante dedicado de baixa-temperatura (como R23) é usado no lado de baixa-temperatura para atingir -resfriamento profundo de 40 graus, e um refrigerante convencional é usado no lado de alta-temperatura para construir um circuito independente que pode produzir um meio de alta-temperatura de 120 graus, conseguindo uma alternância perfeita entre alta e alta temperatura. condições de trabalho em baixas temperaturas sem a necessidade de equipamentos adicionais, economizando muito investimento em equipamentos e área de terreno.

2. Tecnologia eficiente de transferência de calor: adotando um layout de bobina com aletas em forma de V-, que garante área de transferência de calor suficiente e economiza espaço; Ao mesmo tempo, otimize o projeto do duto de ar usando simulação de campo de fluxo CFD para otimizar o duto de ar de condensação, reduzir a resistência ao fluxo de ar e melhorar a eficiência da transferência de calor. Em estações de alta temperatura, a tecnologia de pulverização de filme úmido pode ser usada para reduzir a temperatura do ar de retorno em cerca de 5 graus e aumentar a transferência de calor em quase 60%.

3. Tecnologia inteligente de controle de temperatura: Algoritmo composto PID Fuzzy integrado, pode ajustar automaticamente a capacidade de resfriamento e a velocidade do ventilador de acordo com a flutuação da temperatura média, suprimir a saturação integral, evitar excesso de temperatura e garantir a precisão do controle de temperatura; Ao mesmo tempo, possui funções como reinício de queda de energia e autodiagnóstico de falhas, melhorando a confiabilidade e o nível de inteligência de operação do equipamento.

 

4, Classificação e seleção: Adapte-se a diferentes cenários de aplicação conforme necessário
A classificação de refrigeradores secos de alta e baixa temperatura é baseada principalmente em métodos de resfriamento e cenários de aplicação. Diferentes tipos de equipamentos têm seus próprios cenários de desempenho e adaptação, e as empresas podem selecionar com precisão de acordo com suas próprias necessidades de produção para evitar desperdício de recursos:

(1) Classificado por método de resfriamento

1. Refrigerador seco de alta e baixa temperatura resfriado a ar: contando com o ar externo como meio de resfriamento, sem a necessidade de um sistema de água de resfriamento, estrutura compacta, fácil instalação, sem necessidade de suporte de engenharia civil, pode ser colocado diretamente ao ar livre ou em salas de equipamentos, adequado para uso em áreas com escassez de água, ambientes externos ou pequenas e médias-empresas. Suas principais vantagens são implantação flexível, baixos custos operacionais e pressão controlável da água de resfriamento entre 0,2 MPa e 0,4 MPa, adequada para cenários industriais convencionais. A desvantagem é que o efeito de resfriamento é muito afetado pela temperatura ambiente externa, e a tecnologia de pulverização é necessária para auxiliar no resfriamento em ambientes de alta temperatura.

2. Refrigerador seco de alta e baixa temperatura resfriado a água: Através da troca de calor entre a água de resfriamento e o meio dentro do tubo, o efeito de resfriamento é estável e não é afetado pela temperatura ambiental externa. É adequado para ambientes de alta temperatura e alta umidade ou cenários de produção de precisão com altos requisitos de efeito de resfriamento (como fabricação de componentes eletrônicos, pesquisa e desenvolvimento farmacêutico). A temperatura da água de resfriamento precisa ser controlada em menor ou igual a 32 graus, com uma pressão de 0,2MPa-0,4MPa. A temperatura de entrada de alguns-equipamentos resfriados a água de baixa temperatura pode ser adaptada para 32 graus -35 graus, com uma pressão de 0,27 MPa-0,4 MPa. A desvantagem é que é necessário equipar um sistema de circulação de água de resfriamento, o que requer alto investimento inicial e tratamento regular da qualidade da água para evitar incrustações nas tubulações.

5, Cenário de aplicação: Cobrindo vários setores, capacitando a produção de precisão verde
Os refrigeradores secos de alta e baixa temperatura, com as vantagens de adaptação a uma ampla faixa de temperatura, alta eficiência e economia de energia, e secagem e desumidificação integradas, penetraram amplamente em vários cenários segmentados na produção industrial e na subsistência das pessoas, tornando-se o equipamento principal dos sistemas de controle de temperatura em vários setores. As aplicações específicas são as seguintes:

(1) Campo de manufatura industrial

1. Indústria eletrônica e de semicondutores: utilizada na produção de componentes eletrônicos, embalagens de semicondutores e processos de teste, para regular e secar ar comprimido e gases inertes em altas e baixas temperaturas para evitar curtos-circuitos de componentes e oxidação causada pela umidade, garantindo taxa de qualificação do produto; Ao mesmo tempo, pode fornecer controle preciso de temperatura para equipamentos de produção (como máquinas de litografia e equipamentos de teste de chips) para garantir a operação estável do equipamento.

2. Indústria automotiva: usada no processamento e pulverização de peças automotivas, resfriando peças processadas em alta-temperatura, secando e pulverizando com ar comprimido para evitar ferrugem de peças e embaçamento de superfícies de pulverização e melhorar a qualidade do produto; Ao mesmo tempo, pode simular ambientes de alta e baixa temperatura sob diferentes condições climáticas para testes de resistência à temperatura de componentes automotivos.

3. Indústria química: usada para controle de temperatura de vasos e tubulações de reação química, resfriando meios de reação de alta-temperatura, enquanto seca gases de matérias-primas químicas para evitar corrosão de tubulações e afetar a eficiência da reação; Adapte-se a condições extremas de trabalho como corrosividade e alta pressão, proporcionando garantias de segurança e estabilidade da produção química.

2) Campos de precisão e meios de subsistência
1. Nas áreas de medicina e biologia: usado para pesquisa e desenvolvimento de medicamentos, produção de vacinas e armazenamento de amostras clínicas, fornecendo ambientes precisos de alta e baixa temperatura para garantir a estabilidade do medicamento e a atividade da amostra; Seque simultaneamente o ar comprimido usado na produção para evitar o crescimento microbiano e atender aos requisitos de certificação GMP.

2. Campo de data center: Como equipamento principal de soluções de resfriamento natural para data centers, pode utilizar totalmente fontes externas de resfriamento natural para fornecer resfriamento para servidores e dispositivos de armazenamento de energia, reduzindo o valor PUE dos data centers; Ao mesmo tempo, ele pode se adaptar a ambientes de alta temperatura e usar a tecnologia de spray para melhorar a transferência de calor, garantindo temperatura estável e efeitos significativos-de economia de energia do equipamento sob operação com alto poder de computação.

3. Na área de novas energias: utilizado na produção de lama fotovoltaica e na preparação de eletrólito de bateria de lítio, proporcionando controle preciso de temperatura e ambiente de secagem para melhorar o desempenho do produto; Também pode ser usado para resfriar usinas de energia solar fotovoltaica e sistemas de armazenamento de energia, garantindo que os equipamentos operem em temperaturas adequadas e prolongando sua vida útil.

(3) Domínio de cenário especial

Adequado para produção industrial em áreas com escassez de água, áreas extremamente frias de-altitude, cenários à prova de explosão-, como áreas montanhosas e de{2}}alta altitude, equipamentos refrigerados-a ar podem ser usados ​​sem consumir recursos hídricos; Cenários à prova de explosão podem ser personalizados com estruturas-à prova de explosão para se adaptarem a ambientes inflamáveis ​​e explosivos, garantindo a segurança da produção.