冷凍水系統(tǒng)中溫差和水箱容積計算
工業(yè)冷卻系統(tǒng)中,經常設置冷凍水箱,,這是工業(yè)冷卻系統(tǒng)區(qū)別于普通空調系統(tǒng)一個zui
顯著的特征,其目的有三:排氣,、恒溫,、快速補水。這說明了冷凍水箱在系統(tǒng)中是非常重
要的設備,,如果設計不合理,,將導致水溫波動超過規(guī)定范圍,,影響生產。下面從系統(tǒng),、控
制,、結構等方面,來說明冷凍水箱的設計要求,。
冷凍水箱設計的主要任務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(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zui不利的情況來分析設計冷凍水箱,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,。實際使用過程中zui不利的工況:冷水機組從卸載到待機狀態(tài)開始
,負荷到達zui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,zui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,,冷凍水箱內的水溫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zui不利情況下計算出來的結果,,實際使用時,,負荷zui大值肯
定小于冷水機組制冷量,且實際負荷不一定是zui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(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zui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(tǒng)的理解整理出來的,,請大家批評指正,。