在工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)加工過程中,由于工藝需要,常常會用到冷水機組,這些冷水機組一般也通常統(tǒng)稱為“工業(yè)冷水機組”。比如一些化工產(chǎn)品的制造過程、制藥行業(yè),以及實驗室、食品加工行業(yè)、飲料加工廠等的配套設(shè)備,需要進行溫度控制時,依據(jù)具體的工藝或使用工況,要求選配不同型號的冷水機組。在選配工業(yè)冷水機時,通常我們會說,“用大概幾匹(HP)的冷水機組就可以了”,這里說的“幾匹”,指的是冷水機組中的核心部件---壓縮機的功率大小。尤其是小型的工業(yè)冷水機組,選用時習(xí)慣用“匹數(shù)”來計算。
壓縮機是整個冷水機組裝置系統(tǒng)的核心部件,也叫制冷主機、機頭等,是用來壓縮和輸送制冷工質(zhì)的設(shè)備,由電機驅(qū)動,通過把低壓過熱的制冷劑氣體壓縮成高溫高壓的氣體,使制冷劑不斷在系統(tǒng)中循環(huán)流動,為制冷系統(tǒng)實現(xiàn)制冷目的提供動力。壓縮機的功率大小決定了工業(yè)冷水機組的制冷能力,所以,計算工業(yè)冷水機的“匹數(shù)”,其實就是計算系統(tǒng)應(yīng)用時所需的制冷量的大小。
在計算制冷量時,要考慮具體的工藝應(yīng)用中,有哪些需要冷水機組帶走的熱量。比如,計劃對一套加工塑料的模具進行降溫冷卻,就要考慮整個加工過程中,所生成的全部熱量,工業(yè)冷水機的作用就是要將加工過程中將傳遞到模具的熱量帶出,以達(dá)到給模具降溫的目的。在規(guī)定工況下單位時間內(nèi)從被冷卻的物質(zhì)或空間中移去的熱量就是制冷量。所以在計算制冷量時,應(yīng)考慮時間因素,即需要過長時間降到多少度溫度。
現(xiàn)在,很多行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)非常成熟,產(chǎn)品的加工工藝過程完全標(biāo)準(zhǔn)化,在選用冷水機組時,會有相對應(yīng)的工業(yè)冷水機型號匹配,但是選擇時還應(yīng)當(dāng)考慮其他因素,例如環(huán)境溫度對工業(yè)冷水機制冷量大小的影響。比如同一臺冷水機組在海南和北京使用,冬季和夏季使用效果肯定是有差別的。另外,為了冷水機組能長期穩(wěn)定的運行,應(yīng)當(dāng)保持其具有一定的工作時間比,而不是讓它長期處于滿負(fù)荷工作,或是過于頻繁地啟停。所以我們應(yīng)當(dāng)在考慮計算負(fù)荷的情況下再取一定的安全系數(shù),這樣才能確保達(dá)到制冷效果。
另外,工業(yè)冷水機的制冷量大小,與壓縮機的類型、機組系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有一定關(guān)系,制冷效率不盡相同。例如,同樣匹數(shù)的風(fēng)冷式冷水機組和水冷式冷水機組,二者的制冷效率是不一樣的,一臺10HP的水冷式冷水機組,其標(biāo)準(zhǔn)工況下的制冷量大概是32KW左右;而一臺10HP風(fēng)冷式冷水機組,其標(biāo)準(zhǔn)工況下的制冷量大概只有29KW左右。另外,采用了渦旋式壓縮機或螺桿式壓縮機的工業(yè)冷水機,比活塞式壓縮機組的制冷效率要高。
也就是說,對制冷量需求相同的情況,如果采用水冷式冷水機組,會比采用風(fēng)冷式冷水機組所需的壓縮機匹數(shù)小,如果采用渦旋式壓縮機,會比活塞式壓縮機的機組功率更小、更節(jié)能。一般情況下,風(fēng)冷式冷水機組的制冷效率在2.6左右,水冷式冷水機組的制冷效率在3.0左右,這樣用制冷功率再除以能效比,這樣就可以知道工業(yè)冷水機匹數(shù)的大小了。如果是采用水冷式冷水機組的冷凝水溫度在35度以下,風(fēng)冷式冷水機的環(huán)境溫度在43度以下時,風(fēng)冷式冷水機組的制冷量大概為相同功率水冷式冷水機組的0.8倍。
工業(yè)冷水機組選型時,一般會有設(shè)置安全系數(shù),確保有足夠的冷卻能力將應(yīng)用設(shè)備的溫度控制在所需的范圍內(nèi)。但冷水機組的匹數(shù)并非越大越好,制冷量過大,會造成初期投資大、使用時能耗高。在計算工業(yè)冷水機組制冷量時,可參考下面這個公式:
制冷量=冷凍水流量×4.187×溫差×系數(shù)
其中:(1)“冷凍水流量”是指機器工作時所需的冷水流量;
?(2)“溫差”是指機器進出水之間的溫差;
??(3)“4.187”為水的比熱容;
??(4)選擇風(fēng)冷式冷水機時需乘以系數(shù)1.3,選擇水冷式工業(yè)冷水機組則取系數(shù)為1.1。??????????
關(guān)于冷水機組和冷卻水塔的匹配:
通常情況下,1HP冷水機組需要匹配一臺1.2冷噸的冷卻水塔才能帶走工業(yè)冷水機組所產(chǎn)生的熱量。有些行業(yè)中,工藝?yán)鋮s所需的冷卻水可以循環(huán)利用,如注塑模具用的冷水機組,可以利用工廠的消防水池等設(shè)施,把注塑模具出來的水運送到冷卻水塔降溫后再流入水池存儲,再由水泵輸送給注塑機再次用于冷卻,可以節(jié)約能源降低成本。
后,簡介下冷水機組的銘牌上的幾個知識點。
冷水機組的銘牌上,廠家會標(biāo)注一些參數(shù),主要有電壓、電流、功率、溫度、壓力、流量、液位、濃度等,或者是在機組運行時,在機組上的儀器儀表中進行顯示。有一些參數(shù)則需要在日常巡檢時,用的儀器儀表進行檢測、測量。
(1)電壓:目前我國的冷水機組基本是采用220V(單相)和380V(三相)工業(yè)用電兩種電壓。選用時需要注意供電電壓要與設(shè)備用電電壓相符,電壓過高或過低都會造成冷水機組無法運行或設(shè)備損壞。
(2)電流:冷水機組的銘牌上一般會標(biāo)有額定電流與實際運行電流。另外,還要注意,構(gòu)成機組的部件如壓縮機、水泵、風(fēng)扇等也會有各自的銘牌注明部件的電流等參數(shù)。
(3)功率: 銘牌上會標(biāo)有冷水機組的整機運行耗電功率及額定功率,有時候銘牌上還會標(biāo)出各個部件的功率。
(4)溫度:冷水機組的溫度有蒸發(fā)器溫度、冷凝溫度、壓縮機吸氣溫度、壓縮機排氣溫度、中間溫度、節(jié)流閥前制冷劑的過冷溫度、曲軸箱內(nèi)壓縮機油溫度、冷卻水溫度、冷凍水溫度等。大多數(shù)廠家會在控制面板或溫度控制器上顯示冷卻水溫度以及冷凍水溫度。
(5)壓力:工業(yè)冷水機組的壓力有蒸發(fā)壓力、冷凝壓力、中間壓力、冷卻水壓力、冷凍水壓力、潤滑油壓力等。從這些參數(shù)可以判斷出系統(tǒng)的運行情況,比如當(dāng)制冷系統(tǒng)中制冷劑不足時,系統(tǒng)的蒸發(fā)壓力就會變低,引起壓力報警。
(6)流量:冷水機組的流量參數(shù)有制冷劑流量、冷卻水流量、冷凍水流量等。通過對冷卻水流量和冷凍水流量的觀察,可以判斷出當(dāng)冷水機出現(xiàn)高壓報警時,是否是由于冷卻水流量不足所引起的;冷凍水流量則可以顯示系統(tǒng)應(yīng)用所需要的冷凍水量是否足夠。
(7)液位:是指曲軸箱內(nèi)油液位和制冷劑液位。通過觀察液位鏡,判斷系統(tǒng)內(nèi)的潤滑油或制冷劑情況。
(8)濃度:一般是指載冷劑的濃度,如乙二醇溶液、鹽水溶液濃度等。
(9)銘牌上或說明書中還有一些其他常見的參數(shù),如制冷劑型號、重量、管路接口尺寸(冷凍水、冷卻水進出水口尺寸等)等。
依據(jù)上述參數(shù)做出正確的選擇,并在運行時及時觀察監(jiān)控、控制各個參數(shù),使各參數(shù)在許可的上下限內(nèi)經(jīng)濟合理的運行,從而達(dá)到制冷量大、能耗少的效果,并提高冷水機組的使用壽命。
產(chǎn)品競爭除了考慮成本、性能外還要考慮環(huán)保、節(jié)能。在工業(yè)冷水機中產(chǎn)品是否節(jié)能通過能效比COP數(shù)值來反映。能效比COP是指在額定工況和規(guī)定條件下,冷水機進行制冷運行時實際制冷量與實際輸入功率(不包括水泵功率)之比。反映單位輸入功率在冷水機制冷過程中轉(zhuǎn)成的制冷量(舉例:假設(shè)一臺工業(yè)冷水機能效比COP數(shù)值為2.5,那么消耗1kW的電能獲得的制冷量為2.5kW。能效比越大表示機器越省電)。能效比COP數(shù)值都要通過試驗室模擬額定工況(環(huán)境溫度、冷凍水進水溫度、冷凍水出水溫度、冷卻水進水溫度、冷卻水出水溫)才能測試出來。
為節(jié)約能源減少能耗,在工業(yè)冷水機行業(yè)國家有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定冷水機的能效比COP要達(dá)到相應(yīng)的數(shù)值。現(xiàn)國家執(zhí)行的國家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 19577-2004《冷水機組能效限定值及能源效率等級》。標(biāo)準(zhǔn)中能效等級分1.2.3.4.5五個等級如下表:
從表中可以看出標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定同一等級不同的制冷量能效比COP要求不一樣,總的制冷量越大要求的能效比COP數(shù)值就越高。同一等級水冷式機組能效比COP數(shù)值要比風(fēng)冷式的數(shù)值要高。另外標(biāo)準(zhǔn)中還規(guī)定冷水機能效比COP數(shù)值只有達(dá)到5級才能生產(chǎn)銷售否則都是違法生產(chǎn)。同時生產(chǎn)的冷水機能效比COP只有大于表中規(guī)定2級相對應(yīng)的能效比數(shù)值才能評價為節(jié)能產(chǎn)品。
目前由于國家對于工業(yè)冷水機生產(chǎn)管控力度較弱,國內(nèi)很多生產(chǎn)廠家為了利用低售價來吸引客戶,在生產(chǎn)過程中存在偷工減料導(dǎo)致產(chǎn)品能效比COP達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)低要求,但是在產(chǎn)品上卻標(biāo)注達(dá)到國家低標(biāo)準(zhǔn)要求、甚至達(dá)到國家1級節(jié)能產(chǎn)品要求現(xiàn)象。信易公司生產(chǎn)誠信產(chǎn)品,公司有自己的冷水機性能實驗室,現(xiàn)生產(chǎn)的R410A環(huán)保冷媒系列冷水機都經(jīng)過冷水機性能實驗室測試能效比COP等級在4級以上。為響應(yīng)國家節(jié)約能源的號召信易公司正在開發(fā)的新一代R410A環(huán)保冷媒系列冷水機能效比COP數(shù)值了1級要求。
工業(yè)冷水機防凍技巧
隨著氣溫降低,很多冷水機出現(xiàn)了結(jié)冰現(xiàn)象,影響正產(chǎn)生產(chǎn)活動,更有甚者冷水機組出現(xiàn)凍壞的現(xiàn)象,給企業(yè)帶來很大的損失。
對于風(fēng)冷式冷水機組來說,由于采用的是水冷散熱,所以并沒有水冷機的水冷卻系統(tǒng),風(fēng)冷機散熱部位只有風(fēng)機需要防凍,關(guān)注點應(yīng)放在風(fēng)機的潤滑油上。如果連續(xù)運行則無需擔(dān)心潤滑油防凍問題,如果冷水機間歇使用或長期不用,則應(yīng)該注意防凍。長期不用,應(yīng)將風(fēng)機清理干凈、涂抹保護油,好能夠防水,以防止冬季天氣導(dǎo)致風(fēng)冷機凍傷。間歇使用的話,停產(chǎn)時應(yīng)將風(fēng)機潤滑油刮干凈,使用時再加注適量潤滑油。在風(fēng)冷式冷水機組正常工作的情況下,足夠的水流量及水壓,基本不會發(fā)生冷卻水被凍住的問題。
水冷式冷水機組和風(fēng)冷式冷水機組不同,水冷式冷水機的散熱冷卻部件是水循環(huán)系統(tǒng),而不是風(fēng)機系統(tǒng),所以防凍任務(wù)艱巨,即便是正常運行期間,都要進行防凍工作。
先從水冷卻系統(tǒng)入手,排查和預(yù)防冷卻水解凍情況。一般來說,冬季使用水冷冷水機組,建議為冷卻水加防凍液,但需要將防凍液在水中的濃度、防凍液與冷卻水的比例搞清楚,加少了起不到應(yīng)有的防凍作用,加多了則會對水冷系統(tǒng)比如管道以及填料、水塔塔身等產(chǎn)生腐蝕。除了水冷卻系統(tǒng)之外,還應(yīng)從冷媒處入手,冷媒在溫度過低的情況下,可能會產(chǎn)生性狀改變的問題,冬季短時間不使用水冷式冷水機,應(yīng)該經(jīng)常開機預(yù)熱,在正式使用之前,也應(yīng)先開水泵、冷卻水塔,再開壓縮機。
冷水機在工業(yè)范圍內(nèi)有很大的作用,在電鍍、化工、印刷、制藥、塑膠等各工業(yè)的制冷過程中都需要用到冷水機,由于冷水機的應(yīng)用范圍之廣,接下來我們來了解一下冷水機的三大循環(huán)系統(tǒng)。
冷水機不但應(yīng)用塑膠、電子冷領(lǐng)域,在醫(yī)療設(shè)備、皮革加工等方面都會有所涉及,以及人們的公共日?;顒又械目照{(diào)制冷也會應(yīng)用到冷水機。冷水機是通過三個系統(tǒng)相互聯(lián)系運作的:制冷劑循環(huán)系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)和電器自控系統(tǒng)。
制冷劑循環(huán)系統(tǒng)
工業(yè)的冷水機蒸發(fā)器中有液態(tài)的制冷劑,制冷劑在吸收水中的熱量之后開始形成蒸發(fā),后在水和制冷劑之間會有個溫度的差值,液態(tài)的制冷器在完全蒸發(fā)以后會變成氣態(tài),被壓縮機吸收之后進行壓縮,氣態(tài)制冷劑再通過冷凝器散熱,溫度下降然后結(jié)成液體,終完成制冷循環(huán)的過程。
水泵的作用主要是將水從水箱里抽出到需要冷卻的設(shè)備,水將熱量代州之后會使得溫度升高,然后回到冷凍的水箱之中。
電器自控系統(tǒng)
包括工業(yè)冷水機系統(tǒng)的自動控制部分和電源部分。自動控制部分包括繼電器、壓力保護、溫控器、壓力保護、溫控器、延時器、過載保護等組合在一起可以根據(jù)水溫來自動的調(diào)節(jié)啟動或者停止。電源的部分通過接觸器之后,主要是對壓縮機、水泵和風(fēng)扇燈進行電源的供應(yīng)。
工業(yè)冷水機隨著科技發(fā)展,越來越多被應(yīng)用在工業(yè)的各個領(lǐng)域,為工業(yè)生產(chǎn)和提升產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)揮了應(yīng)有的貢獻
而工業(yè)冷水機也是一臺機械設(shè)備,運行久了,也會出現(xiàn)一些問題,其中腐蝕屬于冷水機的常見現(xiàn)象之一。
為了讓冷水機避免腐蝕,延長使用壽命,下面小編為行業(yè)朋友探討下冷水機腐蝕的幾個原因,然后對應(yīng)采取措施,避免冷水機腐蝕,影響到自己企業(yè)的生產(chǎn)。
工程施工、設(shè)計安裝不合理造成腐蝕。
有些行業(yè)朋友應(yīng)該遇到過,比如工業(yè)冷水機采購后,尤其是普通冷水機,沒有做過防腐、防銹等流程處理,直接放置于室外環(huán)境中,時間久了,風(fēng)吹日曬造成殼體腐蝕。
水處理器錯誤安裝或工作異常造成腐蝕。
冷卻水管道,是水冷式冷水機進行冷卻水循環(huán)的通道,水質(zhì)決定了系統(tǒng)管道是否出現(xiàn)水垢和銹蝕,而水處理器如果安裝不到位或工作異常,就會造成銹蝕的發(fā)生。
除污器多為Y型過濾器,對細(xì)小雜質(zhì)過濾較弱。
Y型過濾器,安裝簡單、清污簡單,可對機械雜質(zhì)、鐵屑、砂粒進行粗過濾,而對細(xì)小雜質(zhì)不能做到細(xì)過濾,所以機組運行時間久了,容易造成冷凝器積垢,積泥及其他雜質(zhì)。
4、冷凍水系統(tǒng)中沒有安裝快速排污閥
快速排污閥是冷凍機或冷凍水系統(tǒng)中應(yīng)用的一個排污閥門,其特點結(jié)構(gòu)簡單、密封性好,體積小,重量輕,尤其適合應(yīng)用于系統(tǒng)定期排污,同時具有耐腐蝕、抗沖擊,使用壽命長等優(yōu)點。
目前較多企業(yè)工業(yè)冷凍機端板處并未安裝快速排污閥。就會造成系統(tǒng)管道的腐蝕,平時使用冷水機中,應(yīng)每周開啟關(guān)閉排污閥
3次,方便系統(tǒng)排污。
冷卻系統(tǒng)補水管道未安裝水表
冷卻系統(tǒng)對于水質(zhì)的處理,一般使用藥劑和菌劑,用于殺滅管理內(nèi)部真菌、微生物,各類污垢等,使用藥劑時要依照補水量和系統(tǒng)水量,配定量的藥劑
而如果沒有水表進行計量,就會造成配藥量不,致使后期系統(tǒng)管道腐蝕。
環(huán)境中酸、堿性氣體對設(shè)備表面造成腐蝕
工廠生產(chǎn)中難免會有特殊氣體,比如酸堿性氣體的流動,會對設(shè)備表面造成危害,那么在這樣的環(huán)境下選擇冷水機,應(yīng)提前跟人員說明,在電控機箱或蒸發(fā)器管道方面選用防爆、耐腐蝕的管道制作。以免造成后期腐蝕損耗。
隨著工業(yè)的發(fā)展,新材料、新工藝的不斷應(yīng)用,工業(yè)冷水機的使用場景也變得多種多樣,無形間也加大了設(shè)備腐蝕的概率。
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