Оставьте заявку
Мы свяжемся с вами, чтобы обсудить детали
Содержание:
- Почему термопластавтомат требует охлаждения
- Что охлаждается в ТПА
- Одноконтурная схема охлаждения
- Двухконтурная схема охлаждения
- Температурные режимы
- Расчёт мощности чиллера для ТПА
- Чиллер воздушного или водяного охлаждения
- Централизованная и индивидуальная система охлаждения
- Водоподготовка и качество теплоносителя
- Монтаж системы охлаждения ТПА
- Стоимость работ
- Диагностическая таблица
- Типичные ошибки
- Реализованные проекты
Почему термопластавтомат требует охлаждения
Термопластавтомат (ТПА) — литьевая машина для производства пластиковых изделий методом впрыска расплавленного полимера в пресс-форму под давлением. В процессе работы ТПА преобразует до 80–85% потребляемой электрической энергии в тепло: нагревается расплав полимера, нагревается гидравлическое масло привода, нагревается пресс-форма от контакта с расплавом.
Без организованного охлаждения эта теплота накапливается и разрушает технологический цикл. Перегрев пресс-формы приводит к нарушению геометрии изделий, появлению облоя, увеличению времени кристаллизации и удлинению цикла. Перегрев гидравлического масла выше +60 °C снижает его вязкость, ухудшает смазку и точность работы гидравлики, ускоряет деградацию уплотнений. Без чиллера время производственного цикла возрастает на 20–40%, процент брака — до 35%.
Frostsystems оказывает промышленный сервис холодильных систем в Москве и МО для торговых сетей, кондитерских цехов, мясоперерабатывающих предприятий и фармацевтических складов — ремонт чиллеров, компрессорных агрегатов и централей с диагностикой на объекте, заменой компрессорных блоков Bitzer, Copeland, Frascold и составлением акта выполненных работ.
Без организованного охлаждения эта теплота накапливается и разрушает технологический цикл. Перегрев пресс-формы приводит к нарушению геометрии изделий, появлению облоя, увеличению времени кристаллизации и удлинению цикла. Перегрев гидравлического масла выше +60 °C снижает его вязкость, ухудшает смазку и точность работы гидравлики, ускоряет деградацию уплотнений. Без чиллера время производственного цикла возрастает на 20–40%, процент брака — до 35%.
Frostsystems оказывает промышленный сервис холодильных систем в Москве и МО для торговых сетей, кондитерских цехов, мясоперерабатывающих предприятий и фармацевтических складов — ремонт чиллеров, компрессорных агрегатов и централей с диагностикой на объекте, заменой компрессорных блоков Bitzer, Copeland, Frascold и составлением акта выполненных работ.
Что охлаждается в ТПА: три зоны
Пресс-форма — основная зона охлаждения. Расплав полимера при впрыске имеет температуру +200…+300 °C. Охлаждающая вода в каналах пресс-формы (+5…+20 °C) отбирает тепло от расплава, кристаллизация ускоряется. Чем холоднее вода и чем выше её расход — тем короче цикл. Именно охлаждение пресс-формы определяет производительность линии.
Гидравлический привод — маслобак гидравлической системы ТПА содержит 50–300 л гидравлического масла. В работе масло нагревается от потерь давления в гидроаппаратуре. Рабочая температура масла: +30…+55 °C. При превышении +60 °C меняется вязкость, снижается точность позиционирования узла смыкания и давления впрыска; при +80 °C — разрушаются уплотнения.
Бункер-сушилка (при наличии) — дополнительная зона охлаждения в крупных ТПА при горячеканальном литье. Охлаждение зоны питания шнека предотвращает преждевременное расплавление гранул до зоны пластикации.
Гидравлический привод — маслобак гидравлической системы ТПА содержит 50–300 л гидравлического масла. В работе масло нагревается от потерь давления в гидроаппаратуре. Рабочая температура масла: +30…+55 °C. При превышении +60 °C меняется вязкость, снижается точность позиционирования узла смыкания и давления впрыска; при +80 °C — разрушаются уплотнения.
Бункер-сушилка (при наличии) — дополнительная зона охлаждения в крупных ТПА при горячеканальном литье. Охлаждение зоны питания шнека предотвращает преждевременное расплавление гранул до зоны пластикации.
Одноконтурная схема охлаждения
Одноконтурная схема — один общий контур охлаждающей воды подаётся как к пресс-форме, так и к маслоохладителю гидравлики. Применяется, когда требуемая температура охлаждающей воды для обоих потребителей совпадает: +15…+25 °C. Чиллер подаёт воду одной температуры на оба контура параллельно.
Преимущество: упрощённая схема, один чиллер, меньше трубопроводов. Ограничение: при необходимости охладить пресс-форму до +5…+10 °C вся вода поступает к маслу при той же температуре, что избыточно холодно и может вызвать конденсацию влаги на маслобаке.
Преимущество: упрощённая схема, один чиллер, меньше трубопроводов. Ограничение: при необходимости охладить пресс-форму до +5…+10 °C вся вода поступает к маслу при той же температуре, что избыточно холодно и может вызвать конденсацию влаги на маслобаке.
Двухконтурная схема охлаждения
Двухконтурная схема — два независимых контура с разными температурными уставками:
- Первый контур (пресс-форма): +5…+20 °C в зависимости от перерабатываемого материала. Чиллер охлаждает воду до нужной температуры; циркуляционный насос гонит её через каналы охлаждения пресс-формы.
- Второй контур (гидравлика): +35…+45 °C. Маслоохладитель — кожухотрубный теплообменник «масло–вода», встроенный в маслобак ТПА. Температуру поддерживает отдельный контур с более тёплой водой или термостатируемый байпас.
Температурные режимы по типу материала
Правильная температура охлаждающей воды определяется перерабатываемым полимером. Слишком холодная вода ускоряет цикл, но создаёт внутренние напряжения и коробление; слишком тёплая — удлиняет цикл и снижает размерную точность.
При температуре пресс-формы выше +80 °C чиллер уже не нужен — применяется термостат (контроллер температуры пресс-формы с нагревателем и охладителем). Для поликарбоната и полиамида температурный контроллер пресс-формы (термостат), а не чиллер, является основным оборудованием.
Расчёт мощности чиллера для ТПА
Формула расчёта:
Q = (M × C × ΔT) / t + Qмасло + резерв 30%
где:
Q = (1,2 × 2,0 × 200) / 30 = 16 кВт + Qмасло 10 кВт = 26 кВт × 1,3 = 34 кВт — требуемая мощность чиллера.
На практике производители ТПА указывают расчётный расход охлаждающей воды и тепловую нагрузку в паспорте машины. Это точнее расчёта по формуле при наличии паспортных данных.
При нескольких ТПА на одной линии применяется централизованный чиллер с суммарной мощностью и запасом на одновременность пуска (коэффициент одновременности 0,7–0,9).
Q = (M × C × ΔT) / t + Qмасло + резерв 30%
где:
- M — масса впрыска за цикл, кг
- C — удельная теплоёмкость полимера, кДж/(кг·K)
- ΔT — перепад температуры (температура расплава − температура извлечения изделия), °C
- t — время цикла, с
- Qмасло — тепловыделение гидравлики (обычно 10–15% от мощности электродвигателя ТПА)
Q = (1,2 × 2,0 × 200) / 30 = 16 кВт + Qмасло 10 кВт = 26 кВт × 1,3 = 34 кВт — требуемая мощность чиллера.
На практике производители ТПА указывают расчётный расход охлаждающей воды и тепловую нагрузку в паспорте машины. Это точнее расчёта по формуле при наличии паспортных данных.
При нескольких ТПА на одной линии применяется централизованный чиллер с суммарной мощностью и запасом на одновременность пуска (коэффициент одновременности 0,7–0,9).
Чиллер воздушного или водяного охлаждения
Чиллер воздушного охлаждения конденсатора — наиболее распространённый вариант для охлаждения ТПА. Устанавливается в цехе или снаружи; не требует отдельной системы охлаждающей воды. При установке в цехе необходима вентиляция для отвода горячего воздуха от конденсатора; иначе температура в цехе растёт и чиллер теряет производительность.
При наружной установке — трубопровод хладоносителя от чиллера до ТПА необходимо изолировать. При температуре воды ниже +15 °C и значительной длине трассы через неизолированный трубопровод вода нагревается, теряя расчётную температуру у пресс-формы.
Чиллер водяного охлаждения конденсатора — при наличии градирни или замкнутого контура охлаждения конденсатора. Более эффективен в жарком климате и при размещении в закрытых помещениях. Для Московского региона воздушный чиллер в большинстве случаев достаточен.
Независимо от типа конденсатора — испаритель чиллера ТПА должен иметь антикоррозионное исполнение и стальные трубки; в системе применяется умягчённая или деминерализованная вода.
При наружной установке — трубопровод хладоносителя от чиллера до ТПА необходимо изолировать. При температуре воды ниже +15 °C и значительной длине трассы через неизолированный трубопровод вода нагревается, теряя расчётную температуру у пресс-формы.
Чиллер водяного охлаждения конденсатора — при наличии градирни или замкнутого контура охлаждения конденсатора. Более эффективен в жарком климате и при размещении в закрытых помещениях. Для Московского региона воздушный чиллер в большинстве случаев достаточен.
Независимо от типа конденсатора — испаритель чиллера ТПА должен иметь антикоррозионное исполнение и стальные трубки; в системе применяется умягчённая или деминерализованная вода.
Централизованная и индивидуальная система охлаждения
Индивидуальная система — каждый ТПА оснащён собственным чиллером. Независимость температур и расходов для каждой машины; отказ одного чиллера не влияет на остальных. Применяется при 1–3 машинах или при существенно различающихся технологических требованиях.
Централизованная система — один или два резервированных чиллера обслуживают весь парк ТПА через распределительные коллекторы. При однотипных машинах и материалах — экономичнее; проще обслуживать. Недостаток: один аварийный останов чиллера останавливает весь цех.
При централизованной схеме рекомендуется резервный чиллер (100% резерв) или схема N+1 (три чиллера вместо двух, каждый на 50% мощности). В российской промышленной практике резерв часто игнорируется до первой летней аварии.
Регулирование расхода по каждому ТПА — через балансировочные вентили или расходомеры на коллекторе. Без балансировки ближайший к насосу ТПА получает избыточный расход, дальний — недостаточный.
Централизованная система — один или два резервированных чиллера обслуживают весь парк ТПА через распределительные коллекторы. При однотипных машинах и материалах — экономичнее; проще обслуживать. Недостаток: один аварийный останов чиллера останавливает весь цех.
При централизованной схеме рекомендуется резервный чиллер (100% резерв) или схема N+1 (три чиллера вместо двух, каждый на 50% мощности). В российской промышленной практике резерв часто игнорируется до первой летней аварии.
Регулирование расхода по каждому ТПА — через балансировочные вентили или расходомеры на коллекторе. Без балансировки ближайший к насосу ТПА получает избыточный расход, дальний — недостаточный.
Водоподготовка и качество теплоносителя
pH охлаждающей воды: 6,5–8,0 для систем с медными трубками испарителя; выше 8,0 — коррозия меди; ниже 6,5 — коррозия стали. Рекомендуемый pH: 7,0–7,5.
Накипь в каналах пресс-формы — главный враг производительности. Слой карбоната кальция толщиной 1 мм снижает теплоотдачу пресс-формы на 10–20%, что ведёт к удлинению цикла. При жёсткости воды более 5 мг-экв/л обязателен умягчитель или применение деминерализованной воды.
Гликоль в системе охлаждения ТПА применяется только при прохождении трубопроводов через неотапливаемые зоны (от наружного чиллера до цеха). Непосредственно в каналах пресс-формы применяется только чистая вода — гликоль ухудшает теплоотдачу и несовместим с отдельными марками уплотнений.
Ингибиторы коррозии на основе молибдатов или органических комплексов — обязательны при смешанных системах (сталь + медь + алюминий). Стандартный пакет присадок типа Fernox F1 или аналог дозируется один раз при заполнении.
Накипь в каналах пресс-формы — главный враг производительности. Слой карбоната кальция толщиной 1 мм снижает теплоотдачу пресс-формы на 10–20%, что ведёт к удлинению цикла. При жёсткости воды более 5 мг-экв/л обязателен умягчитель или применение деминерализованной воды.
Гликоль в системе охлаждения ТПА применяется только при прохождении трубопроводов через неотапливаемые зоны (от наружного чиллера до цеха). Непосредственно в каналах пресс-формы применяется только чистая вода — гликоль ухудшает теплоотдачу и несовместим с отдельными марками уплотнений.
Ингибиторы коррозии на основе молибдатов или органических комплексов — обязательны при смешанных системах (сталь + медь + алюминий). Стандартный пакет присадок типа Fernox F1 или аналог дозируется один раз при заполнении.
Монтаж системы охлаждения ТПА
- Расположение чиллера: не далее 15 м от ТПА — для минимизации потерь давления и теплоприобретений трубопровода. При бо́льшем расстоянии — увеличить диаметр трубопровода или мощность циркуляционного насоса.
- Трубопровод: нержавеющая сталь AISI 316 или полипропилен PN20; соединения пресс-фитингами или сварными. Трубопровод холодного контура (+5…+15 °C) теплоизолируется закрытоячеистым каучуком K-Flex или Armaflex 19–25 мм — иначе конденсат заливает цех.
- Гидравлический модуль — насос, расширительный бак, воздухоотводчик, манометры, обратный клапан — монтируется между чиллером и распределительным коллектором. Насос обеспечивает постоянный расход; давление в системе — 1,5–3 бар.
- Балансировка: после монтажа и пуска — балансировка расхода по каждому ТПА через балансировочные вентили или регуляторы расхода. Замер расхода ротаметром или ультразвуковым расходомером.
- Пуско-наладочные работы: заполнение системы водой, удаление воздуха, проверка pH, замер температуры воды на входе и выходе каждого ТПА при работе, контроль времени цикла, составление паспорта системы.
Стоимость работ
Диагностическая таблица
Типичные ошибки
- Подают хозяйственную воду без умягчения. За один летний сезон каналы охлаждения пресс-формы покрываются накипью, время цикла растёт на 15–20%. Стоимость очистки и простоя оборудования в 5–10 раз превышает стоимость умягчителя. Деминерализованная или умягчённая вода с pH 7,0–7,5 и ингибитором коррозии — обязательное требование для системы охлаждения ТПА.
- Не изолируют трубопровод холодного контура в цехе. Труба с водой +8 °C в цехе при влажности +65% покрывается конденсатом. Конденсат стекает на пол и оборудование, создавая риск скольжения персонала и коррозии ТПА. Изоляция трубопровода — расходы на монтаж 10–15% от стоимости чиллера; последствия конденсата — значительно дороже.
- Устанавливают чиллер в цехе без вентиляции. Чиллер воздушного охлаждения сбрасывает тепло в воздух цеха. Без вентиляции температура в цехе повышается на +5…+10 °C, чиллер работает с перегрузкой, производительность падает, компрессор уходит в аварию по защите. При установке чиллера в помещении — обязателен вытяжной воздуховод от конденсатора наружу или выделение отдельного холодного помещения для чиллера.
Frostsystems проектирует и монтирует системы охлаждения термопластавтоматов — одно- и двухконтурные схемы с чиллерами воздушного и водяного охлаждения, балансировка расходов, водоподготовка с пуско-наладочными работами в Москве и Московской области.
Почему стоит обратиться к профессионалам?
Квалифицированный монтаж и сервис в перспективе значительно снижают эксплуатационные затраты на содержание холодильной техники
-
Оригинальные комплектующиеПредоставляем запчасти, которые поставляются напрямую от производителей. Подберем качественные аналоги. Ваша экономия до 30% за счет дилерских цен. Сокращенные сроки поставки. -
Бесплатная диагностикаТочная причина неисправности определяется во время визита. На основе полученной информации предлагается наиболее подходящий способ решения проблемы. -
Выезд на объект в течение 4 часовТехническое обслуживание холодильного оборудования в Москве и Московской области. Оформление вызова по телефону за 2 минуты. Гарантия на выполненные работы.
Реализованные проекты
За 12 лет выполнили более 170 объектов
Камеры хранения в г. Зеленоград
Мясоперерабатывающий завод "Мясницкий ряд"
Сборка холодильных агрегатов в цеху
Молокозавод г. Новомичуринск
Компании, которые нам доверяют
Не знаете с чего начать?
Оставьте ваши контактные данные и инженер разберется в вашей проблеме и предложит пути решения.