冷水机

如何选择冷水机

冷水机选择的重要性

为了保证稳定运行，选择与运行条件和设备用途相匹配的冷水机至关重要。此外，还应注意冷水机安装位置、管道间距和形状。

冷水机选择时，重要的是根据使用条件和使用条件与冷水机的特性、使用性能和规格相匹配。
如果忽视了这一匹配过程，可能导致实际运行开始后性能无法达到预期性能，或者设备或冷水机冷却时出现问题。
除了为工件（冷却目标）设定温度和温度等问题外，提升幅度还取决于连接工件和冷水机的管道的厚度、长度和形状，因此与其他设备相比，冷水机型号选择并不简单。
因此，在本卷中我们将明确介绍适合您设备的冷水机选择方法。

冷水机选型的 4个确认・决定流程

如前所述，选择冷水机至关重要。选择最佳冷水机需要在考虑运行条件的前提下，确定其适用性。接下来，我们将介绍以下四个验证和决策流程，以确保您选择的冷水机真正适合您的设备。

冷水机和工件（待冷却物体）的结构图

冷水机选型程序 - 1：确定循环水

循环水的温度是根据工件（冷水机冷却的设备或工件）的最佳温度来确定的。

①确定工件冷却的最佳温度。
②确定循环水温度。

冷水机选型程序 - 第 2 部分：确定安装位置 [室外 ⇔ 室内] 和冷却方式 [空气冷却 ⇔ 水冷却]。

③ 确定安装位置是室外还是室内，以及冷却方式是风冷还是水冷。

○室外安装 (仅PCU-SL系列)

避免室内排热 (空气冷却)
避免室内气流 (空气冷却)
室内空间不足时

○室内安装

如果您想在设备附近操作冷水机
如果要缩短管道(减少压力损失，降低管道成本)
如果您想减少安装工时

●水冷[循环水]

如果可以提供冷却水(自来水、井水、冷却塔等)
当排气和热量成为问题时（当需要精确的空调设置、工人环境恶化等时）

●风冷式 [循环水与外部空气进行热交换来冷却]

安排冷却水(自来水、井水、冷却塔等)有困难时
允许空冷排气、排热时

冷水机和水冷式冷水机的特点和内部结构图

冷水机选型流程 - 3：确定制冷能力

④ 根据工件的温度变化、循环水的流量和温差等因素计算所需的冷却能力。
有关如何确定冷水机制冷能力的更多详细信息，请参阅热量计算方法。

冷水机选型步骤 - 4：确认所需扬程（检查水泵的能力）

所需扬程（泵输送循环水的能力）将根据下面描述的管道配置而变化。
⑤ 根据管道长度、⑥ 管道直径和⑦ 配件（弯头数量）确定所需的“扬程”，并确认所选冷水机的泵能力是否满足该要求。
有关如何计算所需水头的详细信息，请参阅水头计算方法。

热量计算方法

选择冷水机的能力时，
（1）热负荷 < （2）冷水机制冷能力
将据此进行选择。热负荷量和冷水机制冷能力将使用以下公式计算（计算示例和参考资料可供参考）。

(1)热量计算方法

PCU series热量计算方法

热量计算公式

Q[kW] =

(1)Vs × (2)Cs × (3)γs × (4)ΔT (5)t

Q:负载容量 [kW]
① Vs:对象体积 [m3]
② Cs:物体的比热 [kJ/kg·°C]
③ γs:对象物的密度 [kg/m3]
④ ΔT:对象温度差 [°C]
⑤ t—物体冷却时间 [sec]

计算示例 (1)

油箱内的800 L工作油在1小时内温度上升到30°C→60°C时

根据下物性表，(2) 1.95、(3) 870另外，(4) 60 -30=30
进行单位换算，(1) 800 L=0.8m3、(5) 1h=3600sec

将上述值代入公式，
（0.8 x 1.95 x 870 x 30 / 3600）x 1.2（安全系数）= 13.6 kW

计算示例 (2)

流入设备的冷却水IN:26°C、OUT:29°C、流量45L/min时

根据下物性表，(2) 4.18、(3) 998 (4) 29 -26=3

将流量分解为分子和分母，并根据下方单位换算表换算成单位，则为36升/分钟=36升/1分钟=0.036立方米/60秒。因此，①0.036，⑤60
将上述值代入公式，
（0.045 x 4.18 x 998 x 3 / 60）x 1.2（安全系数）= 11.3kW

※循环溶液为水时，以物性值等为系数，仅通过温差 [ΔT] 和流量 [A]
可通过下式求出。

Q[kW] = 0.07 × A[L/min] × ΔT[°C]

计算示例 (3)

热处理后，3重量钢工件需要在3分钟内从250°C冷却到40°C。

根据下物性表，(2) 0.46另外，(4) 250 -40=210
进行单位换算，(5) 3min=180sec

对于①和③，单位可以换算为体积[m3] x 密度[kg/m3] =重量[kg]，因此① x ③ = 3，

将上述值代入公式，
（3 x 0.46 x 210 / 180）x 1.2（安全系数）= 1.93 kW

单位换算表

① 体积Vs	50 L	= 0.05 m3
	100 L	= 0.1 m3
	1000 L	= 1 m3
② 比热Cs	1 cal/g・°C	= 4.18 kJ/kg・°C
	1 kcal/kg・°C	= 4.18 kJ/kg・°C
	1000 J/kg・°C	= 1 kJ/kg・°C
③ 密度γs	1 g/cm3	= 1000 kg/m3
⑤ 时间t	1 min	= 60 sec
⑤ 时间t	1 H	= 3600 sec

物性表

数值均为20°C时。
表中的值仅供参考。对于使用这个表的计算结果，敝公司概不负责。

	物质名称	② 比热 (kJ/kg·K)	③ 密度 (kg/m3)
液体体	水	4.18	998
	水溶性切削油 (90%水)	3.90～4.05	940～960
	润滑油	1.80～1.95	850～870
	轴油
	液压油
金属	铁 (钢材)	0.46	7870
	铝	0.91	2700
	铜	0.39	8900
	黄铜	0.38	8500
	锌	0.39	7150
非金属	陶瓷	0.80	3600～3950
	玻璃	0.80～0.84	2600～2700
	烘焙灯	1.59	1270
树脂	ABS (丁二烯苯乙烯等)	1.35～1.65	1000～1150
	EP (环氧树脂)	1.10	1850
	PC (聚碳酸酯)	1.25	1200
	PE (聚乙烯)	2.30	910～960
	PET	1.25	1450～1670
	PMMA (丙烯酸)	1.48	1200
	PP (聚丙烯)	1.95	900
	PS (聚苯乙烯)	1.35	1030～1070
	聚氯乙烯 (PVC)	0.85～2.1	1160～1450

（2）冷水机能力检查方法

检查循环水温度（冷水机设定温度）、环境温度（对于风冷式机型）和冷却水温度（对于水冷式机型），然后根据目标机型的特性图计算温度。

例：计算循环水温度为25℃，环境温度为20℃时，PCU-3300R的制冷能力。

由上图计算得出制冷能力为3600W（以频率60Hz选定）。

扬程计算方法

水泵循环冷却水所需的力可以用“扬程”来表示。
所需扬程取决于冷水机与负载（设备）之间的管道配置，但前提是泵的能力必须大于根据管道配置计算出的所需扬程。下面我们将解释如何根据管道条件等因素计算扬程。

步骤1:确定管道长度。

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

步骤2:将管件阻力转换为直管长度，并将其添加到管道长度。

从表中求出接头的直管相当长度。

见表...螺丝型90°短弯头25A→1.6m
1.6×4 (处) =6.4m ... (2)
(1) + (2) =24m+6.4m=30.4m ... (3)

名称	接头形状	管径 (上段B) (下段mm)
		1	1¼	1½	2	2½
		25	32	40	50	65
90° 短弯头	螺钉	1.6	2.0	2.3	2.6	2.9
90° 短弯头	法兰	0.5	0.6	0.7	0.9	1.1
90°长弯头	螺钉	0.8	1.0	1.0	1.1	1.1
90°长弯头	法兰	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9