Системы охлаждения (чиллеры) для термопластавтоматов

Описание

Чиллер для ТПА — промышленная система охлаждения воды для гидравлики термопластавтомата и пресс-форм. В воздухоохладителях используются пластинчатые конденсаторы (без охлаждающей воды), обеспечивающие быструю передачу тепла и превосходное рассеивание тепла — диапазон охлаждения от 5 до 35°C, для низкотемпературных моделей до 3°C, точность поддержания ±1°C. В чиллерах с водяным конденсатором применяются кожухотрубные конденсаторы с той же быстрой теплопередачей и превосходным рассеиванием тепла: диапазон от 5 до 35°C, до 3°C для низкотемпературного исполнения, точность ±2°C.

❄Зачем термопластавтомату охлаждение

В термопластавтомате два принципиально разных источника тепла, и оба требуют отвода — по разным причинам и с разными требованиями к стабильности.

🛢

Гидравлическое масло ТПА

Насос гидравлической машины работает непрерывно и греет масло. Рабочая температура — до 50–55°C, максимум 70°C. При перегреве масло теряет вязкость: давление плавает, параметры цикла нестабильны, размеры изделий уходят за допуск.

Последствия: ускоренный износ насоса и уплотнений, деградация масла, нестабильный цикл.

🔩

Пресс-форма

Расплав входит в форму при 200–350°C, а извлечь изделие можно только после охлаждения до 20–140°C в зависимости от материала. Скорость и равномерность охлаждения определяют и качество, и время цикла.

Последствия нестабильности: коробление, разные размеры от смены к смене, затянутый цикл.

Что даёт чиллер Эффект на производстве
Стабильная температура воды круглый год Режим не зависит от сезона и температуры в цехе — зимой и летом одинаковые изделия
Защита гидравлики Масло не перегревается выше 70°C, ресурс насоса и уплотнений сохраняется
Сокращение времени цикла Охлаждение занимает 40–70% цикла — это главный резерв производительности
Замкнутый контур Нет постоянного расхода воды, меньше накипи в каналах формы
Независимость от водопровода Нет необходимости обеспечивать охлаждающую воду от внешнего источника

Электрические ТПА серии TE II не требуют охлаждения масла — гидравлики в них нет. Но охлаждение пресс-формы необходимо для любого типа машины.

🔄Два контура охлаждения термопластавтомата

Правильная система охлаждения состоит из двух независимых контуров с разными температурными режимами и разными требованиями к точности.

Параметр Контур охлаждения масла Контур охлаждения формы
Что охлаждает Гидравлический маслобак ТПА Каналы охлаждения пресс-формы
Температура воды 15–25°C 5–35°C по материалу
Требуемая стабильность ±3–5°C достаточно ±1°C — критично для качества
Оборудование Чиллер или градирня Чиллер + термостат формы
Нагрузка для ТПА 220 т ~15–25 кВт ~20–40 кВт
Последствия нестабильности Износ насоса, плавающие параметры Коробление, разные размеры, брак

Контур формы обычно строится в паре: чиллер даёт холодную воду 5–15°C, а термостат пресс-формы доводит её до нужной температуры оснастки и удерживает режим с точностью ±1°C. Такая схема даёт полный контроль формы примерно от 10 до 180°C независимо от сезона.

⚖Чиллер с воздушным или водяным конденсатором

Конденсатор сбрасывает отобранное тепло наружу — в воздух или в воду. От этого выбора зависят требования к цеху, эффективность в жару и стоимость монтажа.

Параметр Воздухоохладитель Чиллер водяного охлаждения
Тип конденсатора Пластинчатый Кожухотрубный
Охлаждающая вода на конденсатор Не требуется Нужна градирня или внешний источник
Диапазон охлаждения 5–35°C, низкотемп. до 3°C 5–35°C, низкотемп. до 3°C
Точность поддержания ±1°C ±2°C
Монтаж Проще — нужна вентиляция Сложнее — нужен водяной контур
Работа в жару Эффективность падает выше +40°C Стабильна
Габариты Больше Компактнее
Где применять Большинство производств Жаркий климат, крупные мощности

Практический вывод: для большинства производств оптимален воздушный конденсатор — нет необходимости обеспечивать охлаждающую воду, монтаж проще, точность выше. Важно только поставить машину в вентилируемом месте: горячий воздух от конденсатора не должен возвращаться обратно. Водяной вариант выбирают при высокой мощности, дефиците места или температуре в цехе выше +40°C.

🔩Функции и конструкция

⚙

Импортные компрессоры

Использование импортных компрессоров обеспечивает безопасную и бесшумную работу, энергосбережение и длительный срок службы. Компрессор — основной потребитель энергии в чиллере, и его КПД определяет эксплуатационные расходы.

🖥

Микрокомпьютерное управление

Микрокомпьютер с простым управлением точно контролирует температуру в пределах от ±2°C до ±4°C по контуру в зависимости от режима и исполнения. Настройка режима не требует специальной подготовки оператора.

🌡

Конструкция конденсатора

Уникальная конструкция конденсатора и блока рассеивания тепла обеспечивает превосходный эффект теплообмена — быстрая передача тепла и стабильная холодопроизводительность при высокой нагрузке.

🛡

Бак из нержавеющей стали 304

Внутренний изолированный резервуар для воды из нержавеющей стали 304 с длительным сроком службы — лёгкая очистка и обслуживание, отсутствие коррозии и продуктов ржавчины в контуре охлаждения формы.

💧

Без внешней охлаждающей воды

Нет необходимости обеспечивать охлаждающую воду: воздушное исполнение выдаёт 5–25°C, а низкотемпературный тип — ледяную воду от 3°C. Производство не зависит от водопровода и его сезонной температуры.

❄

Низкотемпературное исполнение

Для задач, где требуется вода холоднее стандартной, доступен режим до 3°C. Применяется при интенсивном литье тонкостенных изделий и там, где нужно выжать максимум из фазы охлаждения цикла.

Замкнутый контур с баком из нержавеющей стали — принципиальный момент для ресурса пресс-формы: в открытой системе на проточной воде каналы охлаждения зарастают накипью за несколько месяцев работы.

Посмотреть каталог периферийного оборудования (PDF)

🔢Как рассчитать мощность чиллера для ТПА

Холодопроизводительность считается по суммарной тепловой нагрузке от всех источников тепла на линии — гидравлики машины и расплава, проходящего через форму.

Q = Q_масло + Q_форма + запас

Q_масло — тепловыделение гидросистемы, около 15–25% от установленной мощности насоса

Q_форма — тепло от расплава, около 0,15–0,25 кВт·ч на 1 кг переработанного материала

запас — коэффициент 1,2–1,3 на пики нагрузки и загрязнение контура

Пример расчёта для ТПА 220 тонн

Составляющая Расчёт Результат
Мощность насоса ТПА Установленная по паспорту 37 кВт
Тепловыделение гидросистемы 37 × 0,20 ~7,4 кВт
Тепло от расплава при 15 кг/ч PP 15 × 0,20 ~3 кВт
Суммарная нагрузка 7,4 + 3 ~10,4 кВт
С коэффициентом запаса 1,3 10,4 × 1,3 ~13,5 кВт холода
Что ещё влияет на подбор Почему
Материал изделия PC и PA перерабатываются при 280–320°C — приносят в форму больше тепла, чем PP
Требуемая температура воды Чем холоднее вода, тем ниже фактическая холодопроизводительность машины
Температура в цехе Для воздушного конденсатора жара снижает эффективность теплосброса
Число машин на контуре Централизованная система требует суммирования нагрузок с общим запасом
Работа термостатов Термостат подмешивает холодную воду — это тоже нагрузка на чиллер

Сообщите тоннаж ТПА, материал и производительность в кг/ч — рассчитаем тепловую нагрузку и подберём модель бесплатно: 8 800 505 81 70 или оставьте заявку.

💧Водоподготовка и охлаждение пресс-форм

Качество воды в контуре напрямую влияет на ресурс чиллера, каналов охлаждения формы и теплообменников машины. Жёсткая вода образует накипь, мягкая и агрессивная вызывает коррозию.

Проблема Последствия Решение
Накипь в каналах Слой 1 мм снижает теплоотдачу на 10–20% — цикл растёт, температура формы уходит вверх Умягчение воды, антинакипный реагент
Кислородная коррозия Ржавчина в каналах формы и трубопроводах, шлам в баке чиллера Закрытый контур, ингибитор коррозии
Биообрастание Засорение узких каналов, падение теплообмена, запах Биоцид, УФ-стерилизатор
Замерзание при простое Разрыв трубопроводов и теплообменников зимой при остановке производства Антифриз, этиленгликоль 20–30%

Рекомендуемые параметры воды: жёсткость 5–10°dH, pH 7,0–8,5, хлориды менее 50 мг/л, взвеси менее 5 мг/л. Раз в год — промывка каналов охлаждения формы кислотным раствором и очистка теплообменника чиллера. Внутренний бак из нержавеющей стали 304 упрощает эту процедуру.

🏭Отрасли применения

Отрасль Задача охлаждения
Электроника Точные размеры корпусов — нужна стабильная температура формы круглый год
Контейнеры и тара Высокая производительность и большой поток расплава — серьёзная тепловая нагрузка
Бытовая техника 3C Качество видимой поверхности корпусных деталей
Косметика Глянец флаконов и колпачков, стабильная геометрия крышек
Автозапчасти Переработка PA и PC при высоких температурах — повышенный теплоприток
Товары народного потребления Сокращение цикла и повторяемость от партии к партии

%Охлаждение ТПА: ключевые цифры

±1°C
точность поддержания температуры в воздушном исполнении

5–35°C
рабочий диапазон охлаждения, низкотемпературный тип — до 3°C

40–70%
доля охлаждения в цикле литья — главный резерв производительности

70°C
предел температуры масла ТПА — выше начинается износ гидравлики

2 контура
масло и пресс-форма — независимые системы с разными режимами

сталь 304
изолированный бак без коррозии, лёгкая очистка контура

?Вопросы и ответы о чиллерах для ТПА

Зачем нужен чиллер для ТПА?

+

Чиллер решает две задачи. Первая — охлаждение гидравлического масла: насос работает непрерывно и греет масло, а выше 70°C оно теряет вязкость, давление начинает плавать, параметры цикла становятся нестабильными, ускоряется износ насоса и уплотнений. Вторая — охлаждение пресс-формы: расплав входит при 200–350°C, и форму нужно стабильно охлаждать, иначе температура меняется от смены к смене и от сезона к сезону, а вместе с ней меняются усадка и размеры изделий. Водопроводная вода такой стабильности не даёт: зимой она +5°C, летом +25°C.

Как рассчитать мощность чиллера для термопластавтомата?

+

Формула: суммарная холодопроизводительность = тепловыделение гидросистемы + тепло от расплава + запас 20–30%. Тепловыделение гидравлики составляет около 15–25% от установленной мощности насоса, тепло от расплава — примерно 0,15–0,25 кВт·ч на килограмм переработанного материала. Пример для ТПА 220 тонн с насосом 37 кВт и расходом PP 15 кг/ч: масло даёт 37 × 0,20 = 7,4 кВт, расплав — 15 × 0,20 = 3 кВт, вместе 10,4 кВт, с запасом 1,3 получаем около 13,5 кВт холода. Для точного подбора нужны тоннаж машины, материал и производительность в кг/ч.

Воздушный или водяной конденсатор — что выбрать?

+

В воздухоохладителях используются пластинчатые конденсаторы, не требующие охлаждающей воды: монтаж проще, отдельный водяной контур не нужен, точность поддержания температуры ±1°C. Ограничение — при температуре воздуха выше +40°C эффективность падает, поэтому машину ставят в вентилируемом месте, чтобы горячий воздух от конденсатора не возвращался обратно. В чиллерах водяного охлаждения применяются кожухотрубные конденсаторы: они компактнее, стабильно работают в жару и подходят для больших мощностей, точность ±2°C, но требуют внешнего контура — градирни или другого источника воды. Для большинства производств оптимален воздушный вариант.

Какую температуру воды даёт чиллер?

+

Стандартный диапазон охлаждения — от 5 до 35°C, что покрывает и контур гидравлического масла (обычно 15–25°C), и контур пресс-формы. Низкотемпературное исполнение выдаёт ледяную воду вплоть до 3°C — это нужно при интенсивном литье тонкостенных изделий, где требуется выжать максимум из фазы охлаждения. Точность поддержания зависит от типа конденсатора: ±1°C для воздушного исполнения с пластинчатым конденсатором и ±2°C для водяного с кожухотрубным. Важно учитывать: чем ниже требуемая температура воды, тем меньше фактическая холодопроизводительность машины.

Чем чиллер отличается от градирни?

+

Чиллер работает по принципу холодильника: компрессор сжимает хладагент, тот испаряется и забирает тепло у воды. Он охлаждает воду до заданной температуры независимо от погоды, работает в замкнутом контуре и не расходует воду. Градирня охлаждает испарением: горячая вода разбрызгивается в потоке воздуха, часть её испаряется и уносит тепло. Температура на выходе градирни всегда на 3–5°C выше температуры воздуха, поэтому летом при +35°C она даёт воду +38–40°C, непригодную для охлаждения формы. Зимой добавляется риск обмерзания. Вывод: для формы — только чиллер, градирня возможна для масла в умеренном климате.

Можно ли охлаждать ТПА водопроводной водой?

+

Для масла — условно можно в умеренном климате, пока вода не теплее 20°C, но летом она прогревается до 20–25°C, и при интенсивной работе машины этого уже не хватает. Для пресс-формы — крайне нежелательно по двум причинам. Первая: температура водопроводной воды меняется сезонно, зимой +5°C, летом +20°C, а значит усадка и размеры изделий тоже меняются. Вторая: водопровод — открытый контур, жёсткая вода непрерывно приносит соли и оставляет накипь в каналах формы, и через несколько месяцев теплоотдача заметно падает. Для ответственного производства нужен замкнутый контур с подготовленной водой.

Как накипь в каналах влияет на производство?

+

Накипь — слой солей кальция и магния на стенках каналов — проводит тепло в 30–40 раз хуже стали. Слой всего 1 мм снижает теплоотдачу канала на 10–20%. Последствия накапливаются постепенно и потому незаметны: время охлаждения растёт, цикл удлиняется, производительность падает; температура формы поднимается, меняется усадка, появляется коробление; в разных зонах формы толщина отложений разная, охлаждение становится неравномерным, размеры плывут. Профилактика — замкнутый контур с водой жёсткостью 5–10°dH и ежегодная промывка каналов кислотным раствором.

Нужен ли термостат, если уже есть чиллер?

+

Зависит от материала. Чиллер даёт холодную воду 5–15°C и способен только охлаждать — нагреть форму выше температуры своей воды он не может. Для холодных форм из PP и PE этого достаточно. Но ABS требует 50–80°C, полиамид и поликарбонат — 80–120°C, наполненные компаунды — до 160°C: здесь нужен термостат, который берёт воду от чиллера и доводит её до нужной температуры, удерживая режим с точностью ±1°C. Правильная схема для большинства производств — чиллер плюс термостат: вместе они дают полный контроль формы примерно от 10 до 180°C.

Один чиллер на несколько ТПА — это возможно?

+

Да, централизованная система охлаждения — стандартное решение для цеха с несколькими машинами: одна мощная установка обслуживает все ТПА через коллектор с регулирующими клапанами. Плюсы: меньше единиц оборудования, проще обслуживание, ниже общая стоимость по сравнению с отдельным чиллером на каждую машину. Минусы: остановка чиллера оставляет без охлаждения весь цех, и требуется грамотная балансировка расходов по машинам, иначе дальние потребители недополучат воду. При централизации холодопроизводительность считается суммированием нагрузок всех машин с общим запасом 20–30%.

Нужен ли чиллер для электрического ТПА?

+

Для охлаждения масла — нет, у электрической машины гидравлики и масла попросту нет. Для охлаждения пресс-формы — обязательно: форму нужно охлаждать независимо от типа привода, поскольку расплав входит при 200–350°C и его требуется быстро и стабильно довести до температуры извлечения. При этом суммарная тепловая нагрузка на электрической машине ниже, чем на гидравлической того же тоннажа, потому что отпадает теплоприток от гидросистемы — чиллер можно выбрать меньшей мощности, считая только тепло от расплава с обычным запасом.

Как охлаждение влияет на время цикла?

+

Охлаждение занимает 40–70% времени цикла — это самый крупный резерв производительности на любом литьевом производстве. При снижении температуры формы на 10°C время охлаждения сокращается примерно на 10–15%. Пример: цикл 30 секунд, из них охлаждение 18 секунд; снижаем температуру формы с 30 до 20°C, охлаждение сокращается до 15 секунд, цикл становится 27 секунд. На тираже в миллион изделий в год это экономит сотни машино-часов. Но работает это только при стабильной температуре: если форма перегревается по ходу смены, цикл придётся выставлять с запасом на худший случай.

Совместимы ли чиллеры с ТПА других производителей?

+

Да. Чиллер подключается к контурам охлаждения — маслобаку машины и каналам пресс-формы — и не зависит от марки, модели и года выпуска термопластавтомата. То же касается остальной периферии TOPSTAR CMT: термостатов, сушилок и осушителей, загрузчиков, дозаторов и грануляторов. Всё поставляется как отдельными позициями на действующее производство, так и в составе комплексного решения вместе с машиной. Для подбора достаточно знать тоннаж ТПА, перерабатываемый материал, производительность в кг/ч и требуемую температуру воды: 8 800 505 81 70 или оставьте заявку.

Подобрать чиллер для вашего ТПА

Сообщите тоннаж машины, материал и производительность — рассчитаем тепловую нагрузку и подберём модель бесплатно.