冷水機（制冷機、冰水機、冷卻循環(huán)水機）在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

       近年隨著我國加入WTO,生產(chǎn)制造業(yè)進入了一個黃金時期，同時市場競爭激烈對產(chǎn)品質(zhì)量的要求亦有較大程度的提高。其實，在提高產(chǎn)品的過程中，廠家往往忽略了一個細微而重要的因素。在生產(chǎn)過程中，由于機械、模具及工業(yè)反應(yīng)不斷產(chǎn)生熱量，當(dāng)溫度超過物料之承受程度產(chǎn)品質(zhì)量就不穩(wěn)定，以塑料產(chǎn)品和電鍍生產(chǎn)為例.塑料產(chǎn)品生產(chǎn)中冷卻時間占全周期80%以上，冷卻時間減少之重要性由此可見，冷凍水能及時吸收熱量，使模腔溫度快速降低，加速產(chǎn)品定型，縮短開面。電鍍生產(chǎn)中,冷凍水能將電鍍?nèi)芤簻囟冉档?并將溫度恒定在某一范圍內(nèi)，使金屬分子隨著穩(wěn)定電流快速附向鍍件表面，使產(chǎn)品平滑和密度增加。工業(yè)冷水機(溫度范圍：+20℃ TO -25℃可調(diào))廣泛應(yīng)用于多種工業(yè)生產(chǎn) —— 1.化工（學(xué)）工業(yè)2.塑料制品、塑料容器、制膜 、塑鋼型材、管材、電線、電纜護套、輪胎行業(yè)3.電鍍及機床切削液冷卻行業(yè)4.制藥行業(yè)5.電子行業(yè)6.五金工業(yè)7. 食品及飲料行業(yè)8.制鞋行業(yè)9.實驗室10.醫(yī)療設(shè)備11.光學(xué)儀器等。
1．化工行業(yè)
主要用于化工反應(yīng)釜（化工換熱器）的降溫冷卻，及時帶走因化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的巨大熱量從而達到降溫（冷卻）的目的，用以提高產(chǎn)品質(zhì)量。
2．塑料產(chǎn)品、塑料容器、食品包裝膜、醫(yī)用包裝膜等的制造行業(yè)
●塑料產(chǎn)品（電視機、計算機、洗衣機、手機、冰箱、空調(diào)、塑料玩具、汽車塑料配件等等）的注塑工藝中，能否及時有效地冷卻（降溫），將直接影響產(chǎn)品的外表光潔度及外形合格率，從而影響生產(chǎn)效率，影響生產(chǎn)成本及企業(yè)利潤。
●塑料容器（吹瓶）及包裝膜的生產(chǎn)，則更離不開冷水機（冰水機）。塑料容器在生產(chǎn)過程中如不能及時冷卻定型,生產(chǎn)出來的容器將不飽滿,壁厚不均，色澤不明亮，甚至無法成型,造成產(chǎn)品品質(zhì)較低。包裝膜的生產(chǎn)中如沒有冷水（風(fēng)）的冷卻成型則無法生產(chǎn)出合格地產(chǎn)品。如使用冷水機（冰水機）提供的冷水（風(fēng)）來冷卻，不但能大大提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且還能提高生產(chǎn)效率。
3．電鍍液、液壓油及機床切削刀具冷卻液的冷卻
●電鍍生產(chǎn)中，電鍍液在電鍍反應(yīng)中不段地產(chǎn)生熱量，從而使電鍍?nèi)芤簻囟戎饾u升高，當(dāng)電鍍?nèi)芤簻囟雀叱龉に嚨囊髸r，對生產(chǎn)出的電鍍制品表面鍍層的牢固度、均勻度、平整度及表面光潔度有著較大影響。而選擇用冷水機（冰水機）提供的凍在電子組件的生產(chǎn)過程中需使組件在特定溫度下保持或冷卻，電子組件的性能參數(shù)才能控制在設(shè)計的狀態(tài)。水來冷卻并保持電鍍?nèi)芤旱暮銣?，將對電鍍生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)效率有較大提高。
●機床切削刀具冷卻液的冷卻，刀具刃部溫度的控制將直接影響刀具的使用壽命及產(chǎn)品質(zhì)量。
4．制藥行業(yè)
    制藥行業(yè)主要用于生產(chǎn)車間溫度、濕度的控制及生產(chǎn)原料藥過程中反應(yīng)熱的帶出
5．電子行業(yè)
   在電子組件的生產(chǎn)過程中需使組件在特定溫度下保持或冷卻，電子組件的性能參數(shù)才能控制在設(shè)計的狀態(tài)。
 

關(guān)于冷水機選用的幾個問題
 
一、如何選配冷水機
　　事實上，一副模具就是一個換熱器，熱量由融熔的塑料傳入模具，再由模具傳入不斷循環(huán)的冷卻介質(zhì)——冰水中，只有很小一部分進入空氣和注塑機的壓模板。眾所周知，塑料成型的周期，相當(dāng)大的部分用于冷卻，有時可占到塑料成型周期的80%以上，因此將冷卻時間控制到最小是絕對必要的。例如，一副模具成型周期一般要20秒，如將原來冷卻水塔的水改用冷水機產(chǎn)生的冰水進行冷卻，它可縮短到16秒。盡管最初選擇配備的冷水機造價要高些，但它可使產(chǎn)量提高20%，在長期的生產(chǎn)中，能取得很大的收益。那么，如何來選擇冰水能量呢？從上面我們即可知道，它與成型材料的比熱、熔膠時的溫度，重量以及制品脫模時的溫度有關(guān)。一副模具　　所需的冰水能量之計算公式為： Q=W×C×△T×S
　　式中：Q為所需冰水能量 kcal/h;
　　W為塑料原料重量 kg/h;
　　C為塑料原料比熱kcal/kg℃;
　　△T為熔膠溫度與制品脫模時的溫度差℃（見附表）；
　　S為安全系數(shù)（一般取1.35-2.0），當(dāng)單機匹配時，一般選擇小值，而當(dāng)一臺冷水機與多臺模具相配時取大值，如選擇風(fēng)冷式冷水機時，S也應(yīng)適當(dāng)選擇大一點。
　　 例如：一副模具生產(chǎn)PP制品，每小時生產(chǎn)量約50kg,問冷卻需要量為多少？應(yīng)配備多大的冷水機為合適？
Q=50×0.48×200×1.35=6480(kcal/h);
　　每小時需6480kcal/h冷卻量，可選用PR冷水機過程中，很難取得比較完整的數(shù)據(jù)。根據(jù)我們以往多年規(guī)劃，配套銷售的經(jīng)驗，△T=200℃，它是眾多常用制品經(jīng)過多年統(tǒng)計后的一個平均值。
　　如果模具上附有熱膠道，還應(yīng)將熱膠道的能量加入冷量的計算，一般熱膠道是以KW為單位，計算時應(yīng)將單位轉(zhuǎn)換成kcal/h,1KW=860kcal/h。如果供給工廠的水量充足，溫度較低，成本也較低，此時就不需要使用冷水機，這一般是不太現(xiàn)實的，除非工廠能在水溫較低的大湖邊；另一種是利用城市深井供水來滿足溫度和流量的需要，但往往成本太高。對實驗裝置可以使用這種方法，但對于工廠，這樣做是不切實際的。
 
二、冰水溫差
　　模具冷卻流體（冰水）的溫度一般受制于加工材料和制品形狀而發(fā)生較大變化，如聚乙烯薄壁燒杯，模具要求冰水溫度在0℃以下；而其它絕大多數(shù)情況下，模具所要求的冰水的溫度都在5℃以上，微電腦全功能冷水機能提供5℃以上的冰水，低溫型智能溫控冷水機能滿足5℃以下及至0℃以下的要求。
　　模具進出口處冰水的溫差往往是根據(jù)制品要求來設(shè)定的，在許多情況下，溫差為3-5℃時是最理想的，但有時也需要溫差有1-2℃。溫差越小，意味著把同樣的熱量帶出去，需要的冰水流量就越大，反之需要的流量越小。比如：溫差為5℃時，流量需要60L，而到溫差為2℃時，流量則需要150L。
 
三、冰水流量
　　一副模具所需的冰水流量直接與模具要帶走的熱量和冰水進出模具的溫差有關(guān)。例如；要將6480kcal/h的熱量從模具上帶走，若溫差為3℃，那么至少需要的流量為多少？冰水流量Q=6480÷3÷60=36（L/min）。
 
四、冰水水質(zhì)的處理
　　水的軟化，在使用冷水機的過程中，也是一個不可忽視的問題，對水的PH值也需要不斷地觀測，最佳PH值應(yīng)等于7，大于7的PH值會產(chǎn)生可怕的腐蝕現(xiàn)象，如不采取措施，會在蒸發(fā)器、模具內(nèi)生垢，會起隔熱的作用，嚴重時，使其能量的轉(zhuǎn)換效果降低30%。很明顯這就要求考慮對硬水的軟化。最有效的方法，可在系統(tǒng)中配置一臺電子硬水軟化器，這樣的軟化器是以離子交換原理設(shè)計制作的。根據(jù)流量的不同可配置不同規(guī)格的軟化器，直接連接在循環(huán)水管路中，一般配置有水處理軟化器所需費用也不會太高，也可定期向循環(huán)系統(tǒng)中加入一定比例的除垢劑。
 
五、冰水機流量、壓力
　　一般注塑成型模具冷卻，冰水的壓力選擇0.1~0.2Mpa，即可滿足要求，而微電腦全功能冷水機能滿足這個要求，當(dāng)壓力要求高于0.2Mpa時，需另行規(guī)劃，以利采用相應(yīng)壓力的水泵以滿足系統(tǒng)供水之需要。
流量與管徑之間的關(guān)系表：
管徑 3/8″ 1/2″ 3/4″ 1\" 1\'/4″ 1\'/2″ 2″ 3″
流量 12 20 35 60 90 130 230 560

六、液壓油和料筒喂料段的冷卻
　　 通常液壓油和料筒喂料段采用冷卻水塔的水來冷卻，因為這不僅是最佳的方法，單就生產(chǎn)成本看，也是極經(jīng)濟的，除非對其溫度有特定的要求，可用冰水對其進行冷卻。
七、冰水管道的保溫
　　冰水管道必須進行保溫隔熱，因為管道隔熱不僅能阻止冷量的嚴重損失，而且也阻止了在管外壁上形成的結(jié)露水。例如：冰水溫度10℃，環(huán)境溫度為30℃，一根25米長，表面積為25m2金屬管道的熱輻射可達750kcal/h，這差不多是3HP壓縮機產(chǎn)生的制冷量的10%，5HP壓縮機產(chǎn)生的制冷量的6%左右。
　　冷水機與模具的連接，通常采用增強膠管連接，因為這樣的膠管其本身就有隔熱的功能，但長度超過5m，也要考慮適度的保溫隔熱性。
附表：不同的模塑材料需要的注塑和模具溫度和比容熱。
材料 注塑溫度℃ 模具溫度℃ 比容熱Kcal/kg℃
聚乙烯 160～310 0～70 0.55
聚苯乙烯 185～250 0～60 0.35
尼龍NYLON 230～300 25～70 0.58
聚碳酸脂PC 280～320 70～130 0.03
聚丙烯PP 200～280 0～80 0.48
ABS 180～260 40～80 0.40