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工藝大型制冷站之冷凍恒溫儲水箱容積大小計算方法

來源:眾高冷源   2019年12月12日 17:09  

在一些特殊生產(chǎn)工藝如:測試、精密材料檢測、精密儀器冷卻水系統(tǒng)等,需要保證循環(huán)冷卻水進水恒溫或高精度,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備,同時研發(fā)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(jié)如下經(jīng)驗。
常見的工業(yè)冷卻水系統(tǒng)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(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(tǒng)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(tài)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(shù):
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(shù)N;
9、水箱內(nèi)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(nèi)蓄冷量,少應滿足冷水機組從卸載到待機狀態(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(jù)公司設計規(guī)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(jié)果是按照不利情況下計算出來的結(jié)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(jù)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(guī)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(tǒng)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(tǒng),不會出現(xiàn)多臺同時停機、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算結(jié)果下適當減小。
以上分析和計算,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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