冷水机选择的重要性

为了稳定地运行冷水机，选择与设备运行条件和情况相匹配的产品非常重要。还需要注意冷水机安装位置以及管道距离和形状等。

选择冷水机时，重要的是要将运行条件和环境与冷水机的功能、性能和规格相匹配。
如果忽略了这项匹配工作，则可能在实际启动后无法发挥预期的性能，或者可能导致需要冷却的设备和冷水机本身出现问题。
除了工件（待冷却）的设定温度和热值问题外，冷水机型号的选择变频器对于其他设备的选择并不简单，例如提升高度因厚度，长度而异，连接工件和冷水机的管道的形状。
因此，在本集中，我们将通俗易懂地介绍选择适合您设施的冷水机的选择方法。

4冷水机选型的验证和确定过程

如上所述，选择适合要冷却的设备和工作的冷水机很重要。为了选择最合适的冷水机，在检查运行条件的同时要进行一个确定过程。让我们通过下面介绍的4个验证和确定过程来选择最适合设备的冷水机。

冷水机及工件结构图（需冷却）

冷水机选型第一步：指定循环水温度

循环水的温度由工件（受冷水机冷却的设备或工艺）的最佳温度确定。

(1)确定工件冷却的最佳温度。
(2)确定循环水的温度。

冷水机选型第二步：确定安装位置【室外⇔室内】和制冷方式【风冷⇔水冷】

(3)确定设备安装在室外还是室内，冷却方式应采用空冷式还是水冷。

○室外安装（仅限 PCU-SL 系列）

• 如果您想避免将废气热量排放到室内（用于空气冷却）
• 如果您想避免空气在室内流动（用于空气冷却）
• 如果室内没有安装空间

○室内安装

• 如果您想在设施附近运行冷水机
• 如果要缩短配管（减少压力损失，降低配管成本）
• 如果您想减少安装工时

●水冷[通过与冷却水进行热交换来冷却循环水水]

• 可布置冷却水（自来水、井水、冷却塔等）时
• 当排气和余热成为问题时（设置精密空调时，工作环境恶化等）

●水冷[通过与外部空气的热交换冷却循环水]

• 冷却水（自来水、井水、冷却塔等）不能方便布置时
• 当空气冷却产生的排气和余热可以承受时

空冷式式冷水机和水冷式冷水机的特点及内部结构图

冷水机选择步骤 3：指定制冷能力

(4)根据工件的温度变化、循环水的流量、温差等计算出冷却所需的能力。
关于如何确定冷水机制冷能力的更多信息，请参阅热值计算方法。

冷水机选型第四步：查看所需提升高度（水泵能力）

所需的提升高度（泵输送循环水的能力）因以下配管条件而异。
根据配管长度（5）、管径（6）、接头（7）（弯头数）确定所需的“起升高度”，并检查所选冷水机的水泵能力是否足够。
有关如何计算所需起升高度的更多信息，请参阅起升高度计算方法。

热量计算方法

在选择冷水机能力时，
(1) 热负荷发热量 < (2)冷水机制冷能力
确保满足上述条件。热负荷的发热量和冷水机的制冷能力通过下式计算（备有计算例和参考资料）。

(1) 热量计算方法

PCU系列发热量计算方法

计算示例（一）

当油箱中的 800 L 液压油从 30 °C 上升到 60 °C

根据下表的物理性质，(2) 1.95、(3) 870 和 (4) 60 - 30 = 30
进行单位换算，(1) 800 L = 0.8 m3, (5) 1 h = 3600 sec

并将上面的值代入公式以得出下面的值
(0.8 × 1.95 × 870 × 30/3600) × 1.2 (安全系数) = 13.6 kW

计算示例（2）

当流入设备的冷却水为IN：26℃，OUT：29℃，流量为45L/min时

根据下表的物理性质，(2) 4.18、(3) 998 和 (4) 29 - 26 = 3

将流量分解为分母和分子，根据以下单位换算表换算单位，36 L/min = 36 L/min = 0.036 m3/60 sec。因此，(1) 0.036，(5) 60
并将上面的值代入公式以得出下面的值
(0.045 × 4.18 × 998 × 3/60) × 1.2 (安全系数) = 11.3kW

*当循环溶液为水时，以物理性质等为系数，也可以仅通过温度差[ΔT]和流量[A]由下式确定该值。

Q[kW] = 0.07 × A[L/min] × ΔT[℃]

计算示例（3）

进行热处理后，当您想在 3 分钟内将质量为 3 kg 的铁工件从 250°C 冷却到 40°C

根据下表的物理性质，(2) 0.46，和 (4) 250 - 40 = 210
执行单位转换，(5) 3 min = 180 sec

通过将体积乘以密度来转换单位，即体积 [m3] × 密度 [kg/m3] = 质量 [kg]，因此 (1) × (3) = 3，

并将上面的值代入公式以得出下面的值
( 3 x 0.46 x 210 / 180) x 1.2 (安全系数) = 1.93 kW

(2)冷水机能力验证方法

循环水温度（冷水机设定温度）、环境温度（风冷）、冷却水温度（水冷）根据目标型号的特性图进行验证计算。

示例）确定循环水温度为 25°C，环境温度为 20°C 时 PCU-3300R 的制冷能力。

从上图确定的制冷能力为 3600 W。（在 60 Hz 的频率下选择）

如何计算起升高度

循环冷却水所需泵的功率可以用“扬程”来表示。
起升高度根据冷水机与负载（设备）连接的管路情况而有所不同，但计算出的起升高度必须保证泵的能力大于管路。根据配管条件等计算起升高度的方法如下所示。

第 1 步：确定管道长度。

从冷水机到设备的管道长度：
3 + 5 + 4 = 12 m × 2（来回）= 24 m…(1)

步骤 2：将接头的阻力转换为直管长度，并将其添加到管道长度。

从表中确定接头的等效直管长度。

根据表格… 螺纹型 90° 短弯头 25 A → 1.6 m
1.6 x 4（点）= 6.4m…(2)
(1)+(2)=24m+6.4m=30.4m…(3)

阻力因接头形状而异，因此请使用上表确认直管长度换算时的值。

第 3 步：由流量和管道直径确定“水头损失*Hf(m)”，然后乘以“第 2 步”中的总管道长度。

如果流量为 30 L/min，管道直径为 25 A，根据右图，Hf = 0.04 Hf(m)…(4)
(3)×(4)=30.4×0.04=1.2(m)…(5)

*水头损失：管道内摩擦产生的压力，以管道直径和每米管道的长度表示，每种流量。

*Hazen-Williams 公式
Hf=5.4775×10-3·C-1.85·D-4.87·Q1.85·L·α
（D：配管内径，Q：流量，L：配管长度，α：安全系数）

第四步：将冷水机的上升高度加到设备上，计算出提升高度。

从冷水机到设备的高度：如果 5 m … (6) (5)+(6) = 1.2 (m) + 5 (m) = 6.2 (m)

必需的提升高度为 6.2 m…(7)

第 5 步：选择满足第 4 步计算的起升高度的泵。

在流量为 30 L/min 时，图中所示冷水机的提升能力具有 35 m 的提升高度（对于 60 Hz）。
因此，本冷水机的起重量满足要求的起能力高度（6.2m）。

35m > 6.2m

例 1)循环水流量 30 l/min 时 PCU-3310R 的起升高度（需要流量＞额定流量时）

*根据上图确定的起升高度为 35 m。