2019-12-12
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在一些特殊生產工藝如：測試、精密材料檢測、精密儀器冷卻水系統等，需要保證循環冷卻水進水恒溫或高精度，以便數據或產品性能穩定。眾高推出循環水制冷制熱四季恒溫設備，同時研發出高精度恒溫冷卻水設備，水溫精度可以控制在正負0.1℃或0.5度。小型制冷機會自帶儲水箱，當大流量就需要外置大型冷凍水保溫箱，以便儲液、儲冷、恒溫、補液等各方面控制。如何計算恒溫水箱體積大小我們總結如下經驗。
常見的工業冷卻水系統流程如下：
在實際的使用過程中，由于客戶負荷變化非常大，從0％～100％都有可能出現，且出現的幾率幾乎沒有規律可循，這就給冷凍水箱的設計提出了更高的要求。為解決這個問題，我們從不利的情況來分析設計冷凍水箱，只要在不利情況下能滿足要求，則整個系統即可以滿足要求。實際使用過程中不利的工況：冷水機組從卸載到待機狀態開始，負荷到達大值100％。
為計算設計冷凍水箱容積V（M3），還需要如下參數：
1、制冷量Q，單位：KW；
2、冷水機組防頻繁啟動間隔時間t1，單位：MIN；
3、冷水機組從啟動到滿載100%加載時間t2，單位：MIN；
4、冷凍水要求低溫度T3，單位：℃；
5、冷凍水要求上限高溫度T4，單位：℃；
6、水的密度：1000KG/M3；
7、水的比熱：4.187KJ/KG.℃
8、安全系數N；
9、水箱內的水溫為平均水溫；
冷凍水箱容積計算公式：V*1000*（T4-T3）*4.187 =Q*( t1+ t2)*60*N
本公式的含意：冷凍水箱內蓄冷量，少應滿足冷水機組從卸載到待機狀態開始到加載到滿載100%這段時間內，冷凍水箱內的水溫上限不能超過冷凍水要求的上限高水溫T4。
變換公式，即可計算出冷凍水箱容積：
V= Q*( t1+ t2)*60*N /(1000*（T4-T3）*4.187)
從上述公式可知：
冷水機組防頻繁啟動間隔時間t1、冷水機組從啟動到滿載100%加載時間t2、冷凍水要求低溫度T3和上限高溫度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，根據公司設計規范確定的冷水機組防頻繁啟動間隔時間t1、冷水機組從啟動到滿載100%加載時間t2、冷凍水要求低溫度T3和*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：
螺桿機系列冷水機組需要配置冷凍水箱容積，請大家參照計算。
以上計算結果是按照不利情況下計算出來的結果，實際使用時，負荷大值肯定小于冷水機組制冷量，且實際負荷不一定是大值，故冷凍水箱的容積可以適當減小。
根據上述說明，本人認為，冷凍水箱的設計要求：
1、需要客戶提供負荷變化規律（負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、多臺冷水機組系統的冷凍水箱容積，按照大一臺機組制冷量來選配冷凍水箱即可。因為多臺冷水機組系統，不會出現多臺同時停機、同時啟動狀況。
4、如果客戶對不穩定工況的溫度要求不是特別關注，選用冷凍水箱容積可以在上述計算結果下適當減小。
以上分析和計算，是根據本人對冷凍水系統的理解整理出來的，請大家批評指正。
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