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冷卻循環(huán)水機(jī)的應(yīng)用和原理
日期：2024-11-26 01:39
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摘要：冷卻循環(huán)水機(jī)是種水冷卻設(shè)備，能恒溫、恒流、恒壓的冷卻水設(shè)備。其工作原理是先向機(jī)內(nèi)水箱注入定量的水，通過制冷系統(tǒng)將水冷卻，再由水泵將低溫冷卻水送入需冷卻的設(shè)備，冷凍水將熱量帶走后溫度升再回流到水箱，達(dá)到冷卻的作用。冷卻水溫可根據(jù)要求自動(dòng)調(diào)節(jié)，長(zhǎng)期使用可節(jié)約用水。因此，冷卻循環(huán)水機(jī)是種標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能設(shè)備。
冷卻循環(huán)水機(jī)的冷卻原理
冷卻循環(huán)水機(jī)組系統(tǒng)的運(yùn)作是通過三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)：制冷劑循環(huán)系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、電器自控系統(tǒng)。
制冷劑循環(huán)系統(tǒng)： 蒸發(fā)器中的液態(tài)制冷劑吸收水中的熱量并開始蒸發(fā)，終制...
冷卻循環(huán)水機(jī)是種水冷卻設(shè)備，能恒溫、恒流、恒壓的冷卻水設(shè)備。其工作原理是先向機(jī)內(nèi)水箱注入定量的水，通過制冷系統(tǒng)將水冷卻，再由水泵將低溫冷卻水送入需冷卻的設(shè)備，冷凍水將熱量帶走后溫度升再回流到水箱，達(dá)到冷卻的作用。冷卻水溫可根據(jù)要求自動(dòng)調(diào)節(jié)，長(zhǎng)期使用可節(jié)約用水。因此，冷卻循環(huán)水機(jī)是種標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能設(shè)備。
冷卻循環(huán)水機(jī)的冷卻原理
冷卻循環(huán)水機(jī)組系統(tǒng)的運(yùn)作是通過三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)：制冷劑循環(huán)系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、電器自控系統(tǒng)。
制冷劑循環(huán)系統(tǒng)： 蒸發(fā)器中的液態(tài)制冷劑吸收水中的熱量并開始蒸發(fā)，終制冷劑與水之間形成定的溫度差，液態(tài)制冷劑亦完全蒸發(fā)變?yōu)闅鈶B(tài)后被壓縮機(jī)吸入并壓縮（壓力和溫度增加）,氣態(tài)制冷劑通過冷凝器（風(fēng)冷/水冷）吸收熱量，凝結(jié)成液體，通過熱力膨脹閥（或毛細(xì)管）節(jié)流后變成低溫低壓制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器，完成制冷劑循環(huán)過程。
制冷系統(tǒng)基本組成
壓縮機(jī)：壓縮機(jī)是整個(gè)制冷系統(tǒng)中的**部件，也是制冷劑壓縮的動(dòng)力之源。它的作用是將輸入的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，將制冷劑壓縮。
冷凝器：在制冷過程中冷凝器起著輸出熱能并使制冷劑得以冷凝的作用。從制冷壓縮機(jī)排出的壓過熱蒸氣進(jìn)入冷凝器后，將其在工作過程吸收的全部熱量，其中包括從蒸發(fā)器和制冷壓縮機(jī)中以及在管道內(nèi)所吸收的熱量都傳遞給周圍介質(zhì)（水或空氣）帶走；制冷劑壓過熱蒸氣重新凝結(jié)成液體。（根據(jù)冷卻介質(zhì)和冷卻方式的不同，冷凝器可分為三類：水冷式冷凝器、風(fēng)冷式冷凝器、蒸發(fā)式冷凝器。）
貯液器：貯液器安裝在冷凝器之后，與冷凝器的排液管是直接連通的。冷凝器的制冷劑液體應(yīng)暢通無阻地流入貯液器內(nèi)，這樣就可以充分利用冷凝器的冷卻面積。另方面，當(dāng)蒸發(fā)器的熱負(fù)荷變化時(shí)，制冷劑液體的需要量也隨之變化，那時(shí)，貯液器便起到調(diào)劑和貯存制冷劑的作用。對(duì)于小型制冷裝置系統(tǒng)，往往不裝貯液器，而是利用冷凝器來調(diào)劑和貯存制冷劑。
干燥過濾器：在制冷循環(huán)中必須預(yù)防水分和污物（油污、鐵屑、銅屑）等進(jìn)入，水分的來源主要是新添加的制冷劑和潤(rùn)滑油所含的微量水份，或由于檢修系統(tǒng)時(shí)空氣進(jìn)入而帶來的水分。如果系統(tǒng)中的水分未排除干凈，當(dāng)制冷劑通過節(jié)流閥（熱力膨脹閥或毛細(xì)管）時(shí)，因壓力及溫度的下降有時(shí)水分會(huì)凝固成冰，使通道阻塞，影響制冷裝置的正常運(yùn)作。因此，在制冷系統(tǒng)中必須安裝干燥過濾器。
熱力膨脹閥：熱力膨脹閥在制冷系統(tǒng)中既是流量的調(diào)節(jié)閥，又是制冷設(shè)備中的節(jié)流閥，它在制冷設(shè)備中安裝在干燥過濾器和蒸發(fā)器之間，它的感溫包是包扎在蒸發(fā)器的出口處。其主要作用是使壓常溫的制冷劑液體在流經(jīng)熱力膨脹閥時(shí)節(jié)流降壓，變?yōu)榈蜏氐蛪褐评鋭裾魵猓ù蟛糠质且后w，小部分是蒸汽）進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)汽化吸熱，而達(dá)到制冷降溫的目的。
蒸發(fā)器：蒸發(fā)器是依靠制冷劑液體的蒸發(fā)（實(shí)際上是沸騰）來吸收被冷卻介質(zhì)熱量的換熱設(shè)備。它在制冷系統(tǒng)中的功能是吸收熱量（或稱輸出冷量）。為了保證蒸發(fā)過程能穩(wěn)定持久的進(jìn)行，必須不斷的用制冷壓縮機(jī)將蒸發(fā)的氣體抽走，以保持定的蒸發(fā)壓力。
制冷劑：在現(xiàn)代工業(yè)中使用的大多數(shù)冷卻循環(huán)水機(jī)均使用R22或R12作為制冷劑。制冷劑是制冷系統(tǒng)里的流動(dòng)工質(zhì)，它的主要作用是攜帶熱量，并在狀態(tài)變化時(shí)實(shí)現(xiàn)吸熱和放熱。
水循環(huán)系統(tǒng)： 水循環(huán)系統(tǒng)是由水泵將水從水箱抽出到用戶需冷卻的設(shè)備，冷凍水將熱量帶走后溫度升，再回到冷凍水箱中。
電器自控系統(tǒng)： 電器自控系統(tǒng)包括電源部分和自動(dòng)控制部分。 電源部分是通過接觸器，對(duì)壓縮機(jī)、風(fēng)扇、水泵等供應(yīng)電源。 自動(dòng)控制部分包括溫控器、壓力保護(hù)、延時(shí)器、繼電器、過載保護(hù)等相互組合達(dá)到根據(jù)水溫自動(dòng)啟動(dòng)和停止，保護(hù)等功能。
冷卻循環(huán)水機(jī)冷卻特點(diǎn)及應(yīng)用
冷卻循環(huán)水機(jī)冷卻特點(diǎn)
現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)突飛猛進(jìn)發(fā)展的今天，為了提生產(chǎn)效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，故對(duì)生產(chǎn)過程中的溫度控制中的溫度控制要求越來越。
般地用水冷卻（即自然水和水塔散熱方式兩種）方式不能達(dá)到精度、效率控制溫度的目的，因?yàn)樽匀凰退岫疾豢杀苊獾厥艿阶匀粴鉁氐挠绊?，冬天水溫底夏天水溫。如果氣溫?0℃的情況下，要水溫達(dá)到10℃，這幾乎是不可能的，因此用這種方式控制是不穩(wěn)定的。
冷卻循環(huán)水機(jī)與般用水冷卻設(shè)備是完全不同的，因?yàn)槔鋮s循環(huán)水機(jī)具有完全獨(dú)立的制冷系統(tǒng)，不會(huì)受氣溫及環(huán)境的影響，水溫在5℃ ～30℃ 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)控制，因而可以達(dá)到精度、效率控制溫度的目的。冷卻循環(huán)水機(jī)設(shè)有獨(dú)立的水循環(huán)系統(tǒng)，冷卻循環(huán)水機(jī)內(nèi)的水循環(huán)使用，可大量節(jié)約用水。
冷卻循環(huán)水機(jī)在實(shí)驗(yàn)室的使用主要針對(duì)化學(xué)、生物域：原子吸收、ICP、ICP-MS，核磁共振、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、生物發(fā)酵罐。電鏡、X射線衍射、磁控濺射、真空鍍膜機(jī)、分子束外延、ICP刻蝕、各種半導(dǎo)體設(shè)備等。物理域：激光器、磁場(chǎng)、各種分子泵。超導(dǎo)磁共振、直線加速器、CT、X光機(jī)等，具備手動(dòng)添加水和自動(dòng)補(bǔ)水，適合純凈水，蒸餾水杜次污染。
冷卻循環(huán)水機(jī)的應(yīng)用
冷卻循環(huán)水機(jī)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)的生產(chǎn)過程，例如： 塑料工業(yè)：準(zhǔn)確的控制各種塑料加工之模溫，縮短啤塑周期，保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。
電子工業(yè)：穩(wěn)定電子元件內(nèi)部在生產(chǎn)線上的分子結(jié)構(gòu)，提電子元件的合格率，應(yīng)用于超聲波清洗行業(yè)，有效地防止昂貴的清洗劑揮發(fā)和揮發(fā)給人帶來的傷害。
電鍍行業(yè)：控制電鍍溫度，增加鍍件的密度和平滑，縮短電鍍周期，提生產(chǎn)效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量。
機(jī)械工業(yè)：控制油壓系統(tǒng)壓力油溫度，穩(wěn)定油溫油壓，延長(zhǎng)油質(zhì)使用時(shí)間，提機(jī)械潤(rùn)滑的效率，減少磨損。
建筑工業(yè)：供給混凝土用之冷凍水，使混凝土分子結(jié)構(gòu)適合建筑用途要求，有效地增強(qiáng)混凝土的硬度與韌性。
真空鍍膜：控制真空鍍膜機(jī)的溫度，以保證鍍件的質(zhì)量。
食品工業(yè)：用于食品加工后的速冷卻，使之適應(yīng)包裝要求。另外還有控制發(fā)酵食品的溫度等。
化纖工業(yè)： 冷凍干燥空氣，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
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冷卻循環(huán)水機(jī)的冷卻原理
冷卻循環(huán)水機(jī)組系統(tǒng)的運(yùn)作是通過三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)：制冷劑循環(huán)系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、電器自控系統(tǒng)。
制冷劑循環(huán)系統(tǒng)： 蒸發(fā)器中的液態(tài)制冷劑吸收水中的熱量并開始蒸發(fā)，終制冷劑與水之間形成定的溫度差，液態(tài)制冷劑亦完全蒸發(fā)變?yōu)闅鈶B(tài)后被壓縮機(jī)吸入并壓縮（壓力和溫度增加）,氣態(tài)制冷劑通過冷凝器（風(fēng)冷/水冷）吸收熱量，凝結(jié)成液體，通過熱力膨脹閥（或毛細(xì)管）節(jié)流后變成低溫低壓制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器，完成制冷劑循環(huán)過程。
制冷系統(tǒng)基本組成
壓縮機(jī)：壓縮機(jī)是整個(gè)制冷系統(tǒng)中的**部件，也是制冷劑壓縮的動(dòng)力之源。它的作用是將輸入的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，將制冷劑壓縮。
冷凝器：在制冷過程中冷凝器起著輸出熱能并使制冷劑得以冷凝的作用。從制冷壓縮機(jī)排出的壓過熱蒸氣進(jìn)入冷凝器后，將其在工作過程吸收的全部熱量，其中包括從蒸發(fā)器和制冷壓縮機(jī)中以及在管道內(nèi)所吸收的熱量都傳遞給周圍介質(zhì)（水或空氣）帶走；制冷劑壓過熱蒸氣重新凝結(jié)成液體。（根據(jù)冷卻介質(zhì)和冷卻方式的不同，冷凝器可分為三類：水冷式冷凝器、風(fēng)冷式冷凝器、蒸發(fā)式冷凝器。）
貯液器：貯液器安裝在冷凝器之后，與冷凝器的排液管是直接連通的。冷凝器的制冷劑液體應(yīng)暢通無阻地流入貯液器內(nèi)，這樣就可以充分利用冷凝器的冷卻面積。另方面，當(dāng)蒸發(fā)器的熱負(fù)荷變化時(shí)，制冷劑液體的需要量也隨之變化，那時(shí)，貯液器便起到調(diào)劑和貯存制冷劑的作用。對(duì)于小型制冷裝置系統(tǒng)，往往不裝貯液器，而是利用冷凝器來調(diào)劑和貯存制冷劑。
干燥過濾器：在制冷循環(huán)中必須預(yù)防水分和污物（油污、鐵屑、銅屑）等進(jìn)入，水分的來源主要是新添加的制冷劑和潤(rùn)滑油所含的微量水份，或由于檢修系統(tǒng)時(shí)空氣進(jìn)入而帶來的水分。如果系統(tǒng)中的水分未排除干凈，當(dāng)制冷劑通過節(jié)流閥（熱力膨脹閥或毛細(xì)管）時(shí)，因壓力及溫度的下降有時(shí)水分會(huì)凝固成冰，使通道阻塞，影響制冷裝置的正常運(yùn)作。因此，在制冷系統(tǒng)中必須安裝干燥過濾器。
熱力膨脹閥：熱力膨脹閥在制冷系統(tǒng)中既是流量的調(diào)節(jié)閥，又是制冷設(shè)備中的節(jié)流閥，它在制冷設(shè)備中安裝在干燥過濾器和蒸發(fā)器之間，它的感溫包是包扎在蒸發(fā)器的出口處。其主要作用是使壓常溫的制冷劑液體在流經(jīng)熱力膨脹閥時(shí)節(jié)流降壓，變?yōu)榈蜏氐蛪褐评鋭裾魵猓ù蟛糠质且后w，小部分是蒸汽）進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)汽化吸熱，而達(dá)到制冷降溫的目的。
蒸發(fā)器：蒸發(fā)器是依靠制冷劑液體的蒸發(fā)（實(shí)際上是沸騰）來吸收被冷卻介質(zhì)熱量的換熱設(shè)備。它在制冷系統(tǒng)中的功能是吸收熱量（或稱輸出冷量）。為了保證蒸發(fā)過程能穩(wěn)定持久的進(jìn)行，必須不斷的用制冷壓縮機(jī)將蒸發(fā)的氣體抽走，以保持定的蒸發(fā)壓力。
制冷劑：在現(xiàn)代工業(yè)中使用的大多數(shù)冷卻循環(huán)水機(jī)均使用R22或R12作為制冷劑。制冷劑是制冷系統(tǒng)里的流動(dòng)工質(zhì)，它的主要作用是攜帶熱量，并在狀態(tài)變化時(shí)實(shí)現(xiàn)吸熱和放熱。
水循環(huán)系統(tǒng)： 水循環(huán)系統(tǒng)是由水泵將水從水箱抽出到用戶需冷卻的設(shè)備，冷凍水將熱量帶走后溫度升，再回到冷凍水箱中。
電器自控系統(tǒng)： 電器自控系統(tǒng)包括電源部分和自動(dòng)控制部分。 電源部分是通過接觸器，對(duì)壓縮機(jī)、風(fēng)扇、水泵等供應(yīng)電源。 自動(dòng)控制部分包括溫控器、壓力保護(hù)、延時(shí)器、繼電器、過載保護(hù)等相互組合達(dá)到根據(jù)水溫自動(dòng)啟動(dòng)和停止，保護(hù)等功能。
冷卻循環(huán)水機(jī)冷卻特點(diǎn)及應(yīng)用
冷卻循環(huán)水機(jī)冷卻特點(diǎn)
現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)突飛猛進(jìn)發(fā)展的今天，為了提生產(chǎn)效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，故對(duì)生產(chǎn)過程中的溫度控制中的溫度控制要求越來越。
般地用水冷卻（即自然水和水塔散熱方式兩種）方式不能達(dá)到精度、效率控制溫度的目的，因?yàn)樽匀凰退岫疾豢杀苊獾厥艿阶匀粴鉁氐挠绊?，冬天水溫底夏天水溫。如果氣溫?0℃的情況下，要水溫達(dá)到10℃，這幾乎是不可能的，因此用這種方式控制是不穩(wěn)定的。
冷卻循環(huán)水機(jī)與般用水冷卻設(shè)備是完全不同的，因?yàn)槔鋮s循環(huán)水機(jī)具有完全獨(dú)立的制冷系統(tǒng)，不會(huì)受氣溫及環(huán)境的影響，水溫在5℃ ～30℃ 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)控制，因而可以達(dá)到精度、效率控制溫度的目的。冷卻循環(huán)水機(jī)設(shè)有獨(dú)立的水循環(huán)系統(tǒng)，冷卻循環(huán)水機(jī)內(nèi)的水循環(huán)使用，可大量節(jié)約用水。
冷卻循環(huán)水機(jī)在實(shí)驗(yàn)室的使用主要針對(duì)化學(xué)、生物域：原子吸收、ICP、ICP-MS，核磁共振、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、生物發(fā)酵罐。電鏡、X射線衍射、磁控濺射、真空鍍膜機(jī)、分子束外延、ICP刻蝕、各種半導(dǎo)體設(shè)備等。物理域：激光器、磁場(chǎng)、各種分子泵。超導(dǎo)磁共振、直線加速器、CT、X光機(jī)等，具備手動(dòng)添加水和自動(dòng)補(bǔ)水，適合純凈水，蒸餾水杜次污染。
冷卻循環(huán)水機(jī)的應(yīng)用
冷卻循環(huán)水機(jī)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)的生產(chǎn)過程，例如： 塑料工業(yè)：準(zhǔn)確的控制各種塑料加工之模溫，縮短啤塑周期，保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。
電子工業(yè)：穩(wěn)定電子元件內(nèi)部在生產(chǎn)線上的分子結(jié)構(gòu)，提電子元件的合格率，應(yīng)用于超聲波清洗行業(yè)，有效地防止昂貴的清洗劑揮發(fā)和揮發(fā)給人帶來的傷害。
電鍍行業(yè)：控制電鍍溫度，增加鍍件的密度和平滑，縮短電鍍周期，提生產(chǎn)效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量。
機(jī)械工業(yè)：控制油壓系統(tǒng)壓力油溫度，穩(wěn)定油溫油壓，延長(zhǎng)油質(zhì)使用時(shí)間，提機(jī)械潤(rùn)滑的效率，減少磨損。
建筑工業(yè)：供給混凝土用之冷凍水，使混凝土分子結(jié)構(gòu)適合建筑用途要求，有效地增強(qiáng)混凝土的硬度與韌性。
真空鍍膜：控制真空鍍膜機(jī)的溫度，以保證鍍件的質(zhì)量。
食品工業(yè)：用于食品加工后的速冷卻，使之適應(yīng)包裝要求。另外還有控制發(fā)酵食品的溫度等。
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