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工業(yè)冷水機(jī)（冰水機(jī)）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(jìn)入了一個(gè)黃金時(shí)期，同時(shí)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(shí)，在提高產(chǎn)品的過程中，廠家往往忽略了一個(gè)細(xì)微而重要的因素。在生產(chǎn)過程中，由于機(jī)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(shí)間占全周期80%以上，冷卻時(shí)間減少之重要性由此可見，冷凍水能及時(shí)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(jī)(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(hù)套、輪胎行業(yè)

3.電鍍及機(jī)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(shí)驗(yàn)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(shí)帶走因化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的巨大熱量從而達(dá)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(jī)、計(jì)算機(jī)、洗衣機(jī)、手機(jī)、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(shí)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(jī)（冰水機(jī)）。塑料容器在生產(chǎn)過程中如不能及時(shí)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(jī)（冰水機(jī)）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(jī)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(shí)，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(jī)（冰水機(jī)）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(jì)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(jī)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(jì)的狀態(tài)。

關(guān)于冷水機(jī)選用的幾個(gè)問題

一、如何選配冷水機(jī)

　　事實(shí)上，一副模具就是一個(gè)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(jìn)入空氣和注塑機(jī)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(shí)可占到塑料成型周期的80%以上，因此將冷卻時(shí)間控制到小是必要的。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(jī)產(chǎn)生的冰水進(jìn)行冷卻，它可縮短到16秒。盡管初選擇配備的冷水機(jī)造價(jià)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(shí)的溫度，重量以及制品脫模時(shí)的溫度有關(guān)。

一副模具所需的冰水能量之計(jì)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(shí)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(jī)匹配時(shí)，一般選擇小值，而當(dāng)一臺冷水機(jī)與多臺模具相配時(shí)取大值，如選擇風(fēng)冷式冷水機(jī)時(shí)，S也應(yīng)適當(dāng)選擇大一點(diǎn)。

　　 例如：一副模具生產(chǎn)PP制品，每小時(shí)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(jī)為合適？

Q=50×0.48×200×1.35=6480(kcal/h);

　　每小時(shí)需6480kcal/h冷卻量，可選用PR冷水機(jī)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(yàn)，△T=200℃，它是眾多常用制品經(jīng)過多年統(tǒng)計(jì)后的一個(gè)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(jì)算，一般熱膠道是以KW為單位，計(jì)算時(shí)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(shí)就不需要使用冷水機(jī)，這一般是不太現(xiàn)實(shí)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(shí)驗(yàn)裝置可以使用這種方法，但對于工廠，這樣做是不切實(shí)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(jī)能提供5℃以上的冰水，低溫型智能溫控冷水機(jī)能滿足5℃以下及至0℃以下的要求。

　　模具進(jìn)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(shí)是理想的，但有時(shí)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(shí)，流量需要60L，而到溫差為2℃時(shí)，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(jìn)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(jī)的過程中，也是一個(gè)不可忽視的問題，對水的PH值也需要不斷地觀測，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(yán)重時(shí)，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。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(jì)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(fèi)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(jī)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(jī)能滿足這個(gè)要求，當(dāng)壓力要求高于0.2Mpa時(shí)，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?yàn)檫@不僅是的方法，單就生產(chǎn)成本看，也是極經(jīng)濟(jì)的，除非對其溫度有特定的要求，可用冰水對其進(jìn)行冷卻。

七、冰水管道的保溫

　　冰水管道必須進(jìn)行保溫隔熱，因?yàn)楣艿栏魺岵粌H能阻止冷量的嚴(yán)重?fù)p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(dá)750kcal/h，這差不多是3HP壓縮機(jī)產(chǎn)生的制冷量的10%，5HP壓縮機(jī)產(chǎn)生的制冷量的6%左右。

　　冷水機(jī)與模具的連接，通常采用增強(qiáng)膠管連接，因?yàn)檫@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