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冷凍水系統(tǒng)中溫差和水箱容積計(jì)算

來源:恒生達(dá)精密機(jī)械制造(深圳)有限公司   2017年01月03日 15:52  

工業(yè)冷卻系統(tǒng)中,經(jīng)常設(shè)置冷凍水箱,這是工業(yè)冷卻系統(tǒng)區(qū)別于普通空調(diào)系統(tǒng)一個zui

顯著的特征,其目的有三:排氣、恒溫、快速補(bǔ)水。這說明了冷凍水箱在系統(tǒng)中是非常重

要的設(shè)備,如果設(shè)計(jì)不合理,將導(dǎo)致水溫波動超過規(guī)定范圍,影響生產(chǎn)。下面從系統(tǒng)、控

制、結(jié)構(gòu)等方面,來說明冷凍水箱的設(shè)計(jì)要求。
冷凍水箱設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是確定冷凍水箱的容積。


常見的工業(yè)冷卻系統(tǒng)流程如下:

在實(shí)際的使用過程中,由于客戶負(fù)荷變化非常大,從0%~100%都有可能出現(xiàn),

且出現(xiàn)的幾率幾乎沒有規(guī)律可循,這就給冷凍水箱的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。為解決這個

問題,我們從zui不利的情況來分析設(shè)計(jì)冷凍水箱,只要在zui不利情況下能滿足要求,則整

個系統(tǒng)即可以滿足要求。實(shí)際使用過程中zui不利的工況:冷水機(jī)組從卸載到待機(jī)狀態(tài)開始

,負(fù)荷到達(dá)zui大值100%。
為計(jì)算設(shè)計(jì)冷凍水箱容積V(M3),還需要如下參數(shù):
1、制冷量Q,單位:KW;
2、冷水機(jī)組防頻繁啟動間隔時間t1,單位:MIN;
3、冷水機(jī)組從啟動到滿載100%加載時間t2,單位:MIN;
4、冷凍水要求zui低溫度T3,單位:℃;
5、冷凍水要求zui高溫度T4,單位:℃;
6、水的密度:1000KG/M3;
7、水的比熱:4.187KJ/KG.℃
8、安全系數(shù)N;
9、水箱內(nèi)的水溫為平均水溫;
冷凍水箱容積計(jì)算公式:V*1000*(T4-T3)*4.187 =Q*( t1+ t2)*60*N
本公式的含意:冷凍水箱內(nèi)蓄冷量,zui少應(yīng)滿足冷水機(jī)組從卸載到待機(jī)狀態(tài)開始到加載到

滿載100%這段時間內(nèi),冷凍水箱內(nèi)的水溫zui高不能超過冷凍水要求的zui高水溫T4。
變換公式,即可計(jì)算出冷凍水箱容積:
V= Q*( t1+ t2)*60*N /(1000*(T4-T3)*4.187)
從上述公式可知:
冷水機(jī)組防頻繁啟動間隔時間t1、冷水機(jī)組從啟動到滿載100%加載時間t2、冷凍水要求zui

低溫度T3和zui高溫度T4,都對冷凍水箱容積有影響。
為方便大家確定冷凍水箱容積,根據(jù)公司設(shè)計(jì)規(guī)范確定的冷水機(jī)組防頻繁啟動間隔時間t1

、冷水機(jī)組從啟動到滿載100%加載時間t2、冷凍水要求zui低溫度T3和zui高溫度T4、冷凍水

溫度控制精度整理出如下表格,供大家參考使用:


螺桿機(jī)系列冷水機(jī)組需要配置冷凍水箱容積,請大家參照計(jì)算。
      以上計(jì)算結(jié)果是按照zui不利情況下計(jì)算出來的結(jié)果,實(shí)際使用時,負(fù)荷zui大值肯

定小于冷水機(jī)組制冷量,且實(shí)際負(fù)荷不一定是zui大值,故冷凍水箱的容積可以適當(dāng)減小。
根據(jù)上述說明,本人認(rèn)為,冷凍水箱的設(shè)計(jì)要求:
1、需要客戶提供負(fù)荷變化規(guī)律(負(fù)荷隨時間變化曲線圖);
2、需要客戶提供水溫控制精度,不要過分要求控制精度;
3、多臺冷水機(jī)組系統(tǒng)的冷凍水箱容積,按照zui大一臺機(jī)組制冷量來選配冷凍水箱即可。

因?yàn)槎嗯_冷水機(jī)組系統(tǒng),不會出現(xiàn)多臺同時停機(jī)、同時啟動狀況。
4、如果客戶對不穩(wěn)定工況的溫度要求不是特別關(guān)注,選用冷凍水箱容積可以在上述計(jì)算

結(jié)果下適當(dāng)減小。
以上分析和計(jì)算,是根據(jù)本人對冷凍水系統(tǒng)的理解整理出來的,請大家批評指正。


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