选择用于附加冷却的冷水机组时的考虑点以及制冷能力不足的原因

当周围设备的发热量增加或冷却设备的能力下降时,除了维护冷却设备或更换新产品外,使用冷水机组进行强制补充冷却将有助于防止工厂运转率的下降。
这次,以现有油压装置为例,介绍探讨追加冷却时的必要要点。
1.选择附加冷却方法的要点
首先,以现有油压装置为例,介绍追加冷却方法的选择方法。
有几种模式可以将额外的冷却设备添加到现有的液压系统中,所以这次我将分别告诉你以下三个场景。
- ·现有冷却设备附带在液压泵和其他系统上的情况
- ·液压泵返回管道附带设备冷却时
- ·没有现有冷却时
现有冷却设备附带在液压泵和其他系统上的情况
如果要使用现有冷却器,请在下游安装新的热交换器并连接冷却单元以进行额外冷却。
通过将现有设备置于上游,与液压油的温度差变大,因此现有冷却器的热交换量最大。由于工作油的温度更低,因此具有减轻冷却器负担的效果。

液压泵返回配管附带现有冷却设备时
在液压泵的回水管上安装冷却器时,也同样在现有冷却器的下游侧安装新的热交换器,用冷却器单元进行追加冷却。
请注意,使用液压泵时,产生的压力可能会超过热交换器的承受压力,因此热交换器可能会破裂。安装过程中,务必仔细检查回水管中的压力是否小于或等于热交换器的承压压力,以及是否存在重大压力变化。

无现有冷却时
如果当前未使用冷却设备,则可以使用以下三种方法进行安装:。
- ・安装油冷机
- ·安装新的冷却回路
- ·液压泵上设置热交换器和冷却装置
安装油冷机
最省时的选择是安装油冷机,虽然它的制冷能力比通用冷水机要小,但如果能力足够的话,它的优势就是安装施工比较简单。

安装新的冷却回路
也有新设连接泵、热交换器、冷却器三个的冷却回路的方法。循环泵的重点是确认容量和流量的适当后再选择。

液压泵上设置热交换器和冷却装置
在液压泵的返回管道一侧安装热交换器和冷却装置也是有效的。由于油压泵会产生超过热交换器耐压压力的压力,因此安装时要充分注意回水管内的压力下降和压力变化。

2.制冷能力不足的原因
下面我们以现有的液压设备为例,说明制冷能力不足的原因。
例如,对于空冷式冷却设备,其制冷能力会受到环境温度的影响,外界温度高会导致能力下降。另外,周围原动机和热处理炉产生的热量的影响会导致液压油温度升高,制冷能力下降。
冷却设备的老化也是一个因素,可能由冷却塔管道被水垢堵塞、风冷散热器和冷水机组堵塞、冷媒泄漏以及冷却循环泵老化等因素造成。
3. 如何计算额外制冷能力
最后,我们将说明安装冷水机组进行额外冷却时,如何计算所需的制冷能力缺口。所需制冷能力可以通过将“热量计算公式”乘以考虑了外部空气热量侵入等因素的安全系数来计算。
【所需制冷能力计算公式(热量计算公式)】
Vs×Cs×γs×ΔT÷t=Q[kW]
所需额外制冷能力的计算示例
假设液压油箱内800L液压油的温度在一小时内由30℃升至60℃,计算此时所需的制冷能力。

根据单位换算表和物性表,在转换单位的同时将液压油的数值应用于热量计算公式,计算公式如下。

Q[kW]=(1)Vs×(2)Cs×(3)γs×(4)ΔT÷(5)t
① .Vs (物体体积) | 800L=0.8m3 |
---|---|
② .Cs (物体的比热) | 1.95kj/kg・°C |
③ .γs (物体密度) | 870kg/m3 |
④ .ΔT (对象温度差) | 60-30=30℃ |
⑤ .t (对象冷却时间) | 1h=3600sec |
0.8×1.95×870×30÷3600=11.3[kW]
最后,在热量计算公式中加入 1.2(20%)的安全比率,同时考虑上述热量侵入和其他因素。安全如果需要的热量为 3.5 千瓦或更多,则热量计算率一般为 1.2-1.3;如果需要的热量少于 3.5 千瓦或更多,则热量计算率一般为 1.2-1.7。如果保冷能力不足,则应进行更多计算。
11.3×1.2=13.6[kW]
也就是说,800L液压油在一小时内从30℃升至60℃的热负荷估计为13.6kW,而附加的冷却设备必须具有补偿这一负荷的能力。
计算额外制冷能力时需要考虑的要点
液压油的温升在设备启动后立即达到最大值,并随着时间的推移而下降。估算需要增加的制冷能力时,务必检查启动后温度变化较大的区域,如下图红色箭头所示。

4.まとめ
遭受外部温度升高的夏季和老化等冷却不足的情况并不少见。在这种情况下,为了不降低操作效率,可能需要额外冷却。
安装时,请仔细检查是否有现有的冷却设备以及管道状况,并在效率和安全方面以最佳方式进行。