简单易懂地解说冷却器的构造!介绍基本原则和介绍的优点
“必须向新引进的设备供应冷却水”
“希望稳定产品质量”
“工厂的机器因热而停止运转”
像这样的工业设备冷却问题是制造现场常见问题，而解决这些问题的设备就是“冷却器（冷却水循环装置）”。
冷却器大致分为“设备用”和“空调用 (建筑物、建筑物) ”两种。
在本文中，我们将重点关注“设备冷却器”，即使对于初学者也很容易理解，我们将仔细解释基本机制和结构，冷却方法和选择点。
那些正在考虑在公司引入冷却器的人，请参考它。
1.什么是冷却器 (冷却水循环装置) ?
冷水机组是用于冷却制造现场设备和工艺过程中产生的热量，从而维持稳定运行的设备。本文将阐述冷水机组的作用及其应用领域。
冷却器的基本角色
许多工业机械和制造过程在运行过程中都会产生热量。如果产生的热量无法充分冷却，机器内部温度就会升高，这会导致故障、性能下降甚至机器损坏。此外，加工产品和材料的温度变化也会对产品质量产生负面影响。
冷却器是一种通过循环控制在恒定温度 (水，防冻液，纯净水等) 的液体来有效去除这种热量的装置。
适当的冷却有助于确保设备的稳定运行、保持产品质量并提高生产效率。
冷却器活跃的产业领域和具体用途
冷水机因其能力精确控制温度，而被广泛应用于各个工业领域。下表总结了主要工业领域及其具体应用。
| 工业领域 | 主要用途 (设备) | 具体的冷却和温度管理对象) |
|---|---|---|
| 制造业 | ·机床(切削、磨削等) ・射出成形机 ・激光加工机 ・搅拌机・粉碎机 |
·主轴、工具、工件的冷却、冷却液、油压单元的温度管理 ・模具的冷却、油压液压油的冷却 ・激光振荡器、光学系统的冷却 ・装置主体的冷却 |
| 食品饮料 | ·食品加工、包装机械 ・食品、液体的温控 |
·加热搅拌机的冷却、包装机的封条的冷却 ・精酿啤酒的熟成罐、发酵罐的温度管理 加工工序中的温度管理 |
| 半导体电子 | 半导体制造设备 | ·晶片卡盘的温度控制 ・加工气体、药液的温度调整 ・真空泵的冷却 |
| 医疗、医药 | ·医疗影像诊断装置 (MRI・CT等) ・医药品制造装置 (反应槽・混合槽) |
·装置内部发热部位(磁铁、控制电路等)的冷却) ・API・试剂的反应温度管理、结晶化工序的冷却 (品质的再现性维持) |
| 理化 | 分析仪器、研究设备 | ・保持分析设备的稳定运行和性能 - 实验过程中的温度控制和可重复性 |
通过这种方式，它被用于各种工业领域的工厂和生产线中的各种应用。
2.冷却器的原理和结构
冷水机组是一种为目标设备提供冷却水、带走设备热量并进一步冷却设备的装置。设备用冷水机组的结构通常将冷冻循环、水箱和水泵集成在一起。
我将通过三点解释其原理和结构。
- -什么是冷冻循环（冷却回路）？
- 空冷式和水冷
- -有油箱和没有油箱
冷水机的冷却原理是基于冷冻循环，即循环冷媒来冷却房间。
■什么是冷水机的冷冻循环（冷却回路）？
冷水机的核心是冷媒冷冻循环冷冻循环”。
- -蒸发器吸热，
- -由压缩机压缩成高温高压气体，
- -冷凝器向外散热液化，
- -通过膨胀阀返回低压，
中选择新的扶手类型，来修改默认的扶手。
通过不断重复这个循环，冷媒持续“吸收热量并将其输送到外部”。这就是冷水机能够冷却物体的原理。
冷却器的冷却结构
冷却器通过向被冷却物体供应循环水来保持物体温度恒定。
该机制由“冷冻水回路”和“制冷循环（制冷剂回路）”组成。冷冻水回路从被冷却物体吸收热量，而冷冻循环（冷媒回路）则将吸收的热量排出体外。这两个回路协同工作，为设备提供稳定的冷却。其流程可按步骤逐步描述如下。
1. 吸热（冷冻水循环）
循环水吸收被冷却物体（激光加工机、注塑机等）产生的热量，导致水温升高。
2. 热交换器（蒸发器）
加热后的循环水被送入蒸发器，在那里与冷媒进行热交换。冷媒从水中吸收热量并蒸发，使循环水恢复到低温状态。
3.冷媒循环和散热（冷冻循环）
蒸发的冷媒气体经压缩机转化为高温高压状态，并送至冷凝器。冷凝器利用外部空气（空冷式）或冷却水（水冷式）向外部释放热量，冷媒液化。液化的冷媒经膨胀阀减压后返回蒸发器，准备再次吸收热量。这种循环过程称为“冷冻循环”，是一个持续向外部输送热量的系统。
4. 补充冷水
冷却后的循环水随后被送回设备中，以持续带走热量。
这样一来，冷水机就具有双重结构，其中“冷冻水将热量带出设备，冷媒则将热量散发到外部”。正是由于冷冻循环，冷冻水才能反复冷却，从而确保设备的稳定运行。
■空冷式和水冷
空冷式冷水机组
水冷式冷却器
根据冷媒吸收的热量释放到外部的方式不同，冷水机组的冷却方式可分为“空冷式”和“水冷式”。两者基本结构相同，但由于散热方式不同，在安装和维护方面也存在差异。
空冷式冷水机组
结构
风扇将室外空气吹入冷凝器，使冷媒与空气直接进行热交换，其原理与空调室外机相同。
特征
- -无需冷却水管道，便于安装和搬迁。
- -安装工程等的引进成本低于水冷式。
- -通过改变布局等方便搬迁和移动。
水冷式冷却器
结构
冷凝器在冷媒和冷却水之间进行热交换，将冷媒的热量传递给冷却水并将其散发到外部。
特征
- - 室内不产生热量，因此不会对室外环境造成影响。
- -由于不需要风扇，因此运行噪音小，静音性好。
- 与空冷式相比，冷却效率极佳
- -需要管道或泵来提供冷却水。增加了初期施工和维护的麻烦。
空冷式系统与水冷系统的比较表
| 空冷式冷水机组 | 水冷式冷却器 | |
|---|---|---|
| 工作原理 | 风扇将空气吹入冷凝器，使冷媒与外部空气进行热交换并释放热量。 | 冷凝器在冷媒和冷却水之间进行热交换，热量通过冷却水释放出来。 |
| 冷却性能 | 它会受到外界温度的影响。在环境温度较高的情况下，能力会下降。 | 它的冷却效率比空冷式更高，但冷却水的温度和供应量会影响其制冷能力。 |
| 安装和部署 | 不需要冷却水管道。易于安装和搬迁。由于不需要冷却水侧的配管施工，因此引进成本低。 | 需要冷却水配管和泵。施工和维护管理需要时间和成本。 |
■有油箱和无油箱
冷却器有储存冷却水的水箱内置在主机内的“水箱内置式冷却器”和内部没有水箱的“无水箱冷却器”两种。
| 比较项目 | 水箱内置式冷却器 | 无水箱冷却器 |
|---|---|---|
| 结构 | 使内置在冷却器主体中的水箱 (水箱) 中的冷却水循环到设备并冷却 | 与外部水箱 (水箱) 或泵连接使用 |
| 好处 | ·只需将冷却器本体配管至冷却对象即可使用 ・可节省空间设置 |
·可直接连接开放式水槽 ・水槽的大小、水泵的输出功率等设计自由度高 |
| 缺点 | ·冷却器的水槽大小无法变更 ・无法直接连接开放式水槽 |
·需要另外准备水槽、泵、配管等 ・除冷却器本身外，还需要设置水槽和配管的空间 |
内置水箱冷却器具有易于安装和开箱即用的优点，非常适合冷却带有密封冷却回路的设备。
另一方面，无水箱冷却器的特点是可以灵活调整冷却水量和流量。根据管道设计，可以将冷却水分散到多个设备。
Apiste提供一系列冷水机组，包括带内置水箱的和不带水箱的。如有任何关于引进新型冷水机组或改进现有设施制冷系统的问题，欢迎随时联系我们。
3.选择和引入冷却器的注意事项
在选择和部署适当的冷却器时，需要注意以下几点:。通过提前检查这些，您可以防止部署后出现问题并实现高效操作。
■检查制冷能力是否足以满足冷却目标。
选择冷水机时最重要的是确认其制冷能力是否足以满足被冷却物体的需求。如果制冷能力不足，则无法达到预期的冷却效果，这可能导致设备故障或生产效率下降。
具体来说，让我们提前详细掌握以下要素。
- -冷却物体的精确散热量 (精确计算物体产生的热量)
- -要求的冷却温度(确定您想要冷却多少度的设定温度)
- -要循环的液体的流速 (确定向冷却对象供应的液体量)
根据这些信息，您需要确认冷水机的制冷能力（以千瓦或千卡/小时等单位表示）是否合适。计算所需制冷能力有两种方法：
- -根据被冷却对象物的冷却时间和温度求出
- -根据循环水的流量和负载（设备）侧的温差计算得出
※计算方法的说明在下一页。
https://www.apiste.co.jp/pcu/guide/
https://www.apiste.co.jp/contents/pcu/chiller_guide/bacic/ability/
在Apiste，我们专业的销售技术团队将为您提供支持，即使是复杂的能力计算也能迎刃而解。如有任何疑问，请随时联系我们。
■检查安装空间和环境条件
根据冷水机的冷却方式不同，所需的安装空间和对周围环境影响也会有很大差异。
空冷式冷水机组
虽然它可以安装在相对较小的空间内，但排气产生的热量和噪音会导致室内温度升高，这一点令人担忧。尤其是在室内安装时，务必确保能力良好，并考虑对工作环境影响。
水冷式冷却器
冷却效率高，但需要冷却塔和冷却水管的大空间。在设计整个系统时，还要考虑这些设备附件的位置。
必须对安装地点进行详细评估环境（室内/室外、环境温度、通风能力、噪音法规等），以选择最合适的散热方法。 最终，你将决定是引入空冷式冷却机还是水冷冷却机。
■确定泵的能力
除了冷水机的制冷能力外，循环泵的能力也至关重要。为了有效地将冷却水输送到待冷却物体，泵的能力必须与管道条件相匹配。
具体来说，水泵所需的“扬程”取决于管道长度、管道直径和接头（管道连接部件）等因素。扬程表示水泵能够推动水的高度和阻力。水泵的最佳能力取决于该扬程。
确定泵的能力可能需要专门的计算，因此请参考下面的链接以获取详细的计算公式。
4.请根据您的目的选择合适的冷却器。
如上所述，根据用途、结构和冷却方式的不同，冷水机组有很多不同的类型。为了选择最佳的冷水机组，必须综合考虑多种因素，包括被冷却物体的特性、安装环境、预算和长期运行成本。
在Apiste，我们将根据您所需的条件和详细规格，为您推荐最佳的冷水机组。如果您正在考虑引入冷水机组，请随时联系我们。我们很乐意帮助您找到最适合您需求的设备。
