冷冻水箱容积的确定方法

冷冻水箱容积的确定方法

工业冷却系统中，经常设置冷冻水箱，这是工业冷却系统区别于普通空调系统一个最显著的特征，其目的有三：排气、恒温、快速补水。这说明了冷冻水箱在系统中是非常重要的设备，如果设计不合理，将导致水温波动超过规定范围，影响生产。下面从系统、控制、结构等方面，来说明冷冻水箱的设计要求。

冷冻水箱设计的主要任务是确定冷冻水箱的容积。

常见的工业冷却系统流程如下：

在实际的使用过程中，由于客户负荷变化非常大，从0％～100％都有可能出现，且出现的几率几乎没有规律可循，这就给冷冻水箱的设计提出了更高的要求。为解决这个问题，我们从最不利的情况来分析设计冷冻水箱，只要在最不利情况下能满足要求，则整个系统即可以满足要求。实际使用过程中最不利的工况：冷水机组从卸载到待机状态开始，负荷到达最大值100％。

为计算设计冷冻水箱容积V（M3），还需要如下参数：

1、制冷量Q，单位：KW；

2、冷水机组防频繁启动间隔时间t1，单位：MIN；

3、冷水机组从启动到满载100%加载时间t2，单位：MIN；

4、冷冻水要求最低温度T3，单位：℃；

5、冷冻水要求最高温度T4，单位：℃；

6、水的密度：1000KG/M3；

7、水的比热：4.187KJ/KG.℃

8、安全系数N；

9、水箱内的水温为平均水温；

冷冻水箱容积计算公式：V*1000*（T4-T3）*4.187 =Q*( t1+ t2)*60*N

本公式的含意：冷冻水箱内蓄冷量，最少应满足冷水机组从卸载到待机状态开始到加载到满载100%这段时间内，冷冻水箱内的水温最高不能超过冷冻水要求的最高水温T4。

变换公式，即可计算出冷冻水箱容积：

V= Q*( t1+ t2)*60*N /(1000*（T4-T3）*4.187)

从上述公式可知：

冷水机组防频繁启动间隔时间t1、冷水机组从启动到满载100%加载时间t2、冷冻水要求最低温度T3和最高温度T4，都对冷冻水箱容积有影响。

为方便大家确定冷冻水箱容积，根据公司设计规范确定的冷水机组防频繁启动间隔时间t1、冷水机组从启动到满载100%加载时间t2、冷冻水要求最低温度T3和最高温度T4、冷冻水温度控制精度整理出如下表格，供大家参考使用：

螺杆机系列冷水机组需要配置冷冻水箱容积，请大家参照计算。

以上计算结果是按照最不利情况下计算出来的结果，实际使用时，负荷最大值肯定小于冷水机组制冷量，

且实际负荷不一定是最大值，故冷冻水箱的容积可以适当减小。

根据上述说明，本人认为，冷冻水箱的设计要求：

1、需要客户提供负荷变化规律（负荷随时间变化曲线图）；

2、需要客户提供水温控制精度，不要过分要求控制精度；

3、多台冷水机组系统的冷冻水箱容积，按照最大一台机组制冷量来选配冷冻水箱即可。因为多台冷水机组系统，不会出现多台同时停机、同时启动状况。

4、如果客户对不稳定工况的温度要求不是特别关注，选用冷冻水箱容积可以在上述计算结果下适当减小。以上分析和计算，是根据本人对冷冻水系统的理解整理出来的，请大家批评指正。（作者：万月华）