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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(jīng)常設(shè)置冷凍水箱，這是工業(yè)冷卻系統(tǒng)區(qū)別于普通空調(diào)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(shè)備，如果設(shè)計不合理，將導(dǎo)致水溫波動超過規(guī)定范圍，影響生產(chǎn)。下面從系統(tǒng)、控
制、結(jié)構(gòu)等方面，來說明冷凍水箱的設(shè)計要求。
冷凍水箱設(shè)計的主要任務(wù)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(fù)荷變化非常大，從0％～100％都有可能出現(xiàn)，
且出現(xiàn)的幾率幾乎沒有規(guī)律可循，這就給冷凍水箱的設(shè)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(shè)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(fù)荷到達(dá)zui大值100％。
為計算設(shè)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(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，zui少應(yīng)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(jù)公司設(shè)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(jié)果是按照zui不利情況下計算出來的結(jié)果，實際使用時，負(fù)荷zui大值肯
定小于冷水機組制冷量，且實際負(fù)荷不一定是zui大值，故冷凍水箱的容積可以適當(dāng)減小。
根據(jù)上述說明，本人認(rèn)為，冷凍水箱的設(shè)計要求：
1、需要客戶提供負(fù)荷變化規(guī)律（負(fù)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(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(dāng)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。