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技術(shù)文章

工藝大型制冷站之冷凍恒溫儲(chǔ)水箱容積大小計(jì)算方法

閱讀:4796          發(fā)布時(shí)間:2019-12-12

在一些特殊生產(chǎn)工藝如:測(cè)試、精密材料檢測(cè)、精密儀器冷卻水系統(tǒng)等,需要保證循環(huán)冷卻水進(jìn)水恒溫或高精度,以便數(shù)據(jù)或產(chǎn)品性能穩(wěn)定。眾高推出循環(huán)水制冷制熱四季恒溫設(shè)備,同時(shí)研發(fā)出高精度恒溫冷卻水設(shè)備,水溫精度可以控制在正負(fù)0.1℃或0.5度。小型制冷機(jī)會(huì)自帶儲(chǔ)水箱,當(dāng)大流量就需要外置大型冷凍水保溫箱,以便儲(chǔ)液、儲(chǔ)冷、恒溫、補(bǔ)液等各方面控制。如何計(jì)算恒溫水箱體積大小我們總結(jié)如下經(jīng)驗(yàn)。
常見(jiàn)的工業(yè)冷卻水系統(tǒng)流程如下:

       在實(shí)際的使用過(guò)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(méi)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(gè)問(wèn)題,我們從不利的情況來(lái)分析設(shè)計(jì)冷凍水箱,只要在不利情況下能滿足要求,則整個(gè)系統(tǒng)即可以滿足要求。實(shí)際使用過(guò)程中不利的工況:冷水機(jī)組從卸載到待機(jī)狀態(tài)開始,負(fù)荷到達(dá)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(dòng)間隔時(shí)間t1,單位:MIN;
3、冷水機(jī)組從啟動(dòng)到滿載100%加載時(shí)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(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,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(shí)間內(nèi),冷凍水箱內(nèi)的水溫上限不能超過(guò)冷凍水要求的上限高水溫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(dòng)間隔時(shí)間t1、冷水機(jī)組從啟動(dòng)到滿載100%加載時(shí)間t2、冷凍水要求低溫度T3和上限高溫度T4,都對(duì)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(dòng)間隔時(shí)間t1、冷水機(jī)組從啟動(dòng)到滿載100%加載時(shí)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(jī)系列冷水機(jī)組需要配置冷凍水箱容積,請(qǐng)大家參照計(jì)算。
       以上計(jì)算結(jié)果是按照不利情況下計(jì)算出來(lái)的結(jié)果,實(shí)際使用時(shí),負(fù)荷大值肯定小于冷水機(jī)組制冷量,且實(shí)際負(fù)荷不一定是大值,故冷凍水箱的容積可以適當(dāng)減小。
根據(jù)上述說(shuō)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(shí)間變化曲線圖);
2、需要客戶提供水溫控制精度,不要過(guò)分要求控制精度;
3、多臺(tái)冷水機(jī)組系統(tǒng)的冷凍水箱容積,按照大一臺(tái)機(jī)組制冷量來(lái)選配冷凍水箱即可。因?yàn)槎嗯_(tái)冷水機(jī)組系統(tǒng),不會(huì)出現(xiàn)多臺(tái)同時(shí)停機(jī)、同時(shí)啟動(dòng)狀況。
4、如果客戶對(duì)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(duì)冷凍水系統(tǒng)的理解整理出來(lái)的,請(qǐng)大家批評(píng)指正。

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