深圳市宏川机械设备有限公司

水冷机是一种水冷却设备，能提供恒温、恒流、恒压的冷却水设备。其工作原理是先向机内水箱注入一定量的水，通过制冷系统将水冷却，再由水泵将低温冷却水送入需冷却的设备，冷冻水将热量带走后温度升高再回流到水箱，达到冷却的作用

水冷机原理是根据制冷系统原理，低温低压的液态冷媒在蒸发器里面与周围水进行热交换蒸发器吸收水的热量，蒸发成低温低压的气态，蒸发过程中冷媒温度不变，低温低压气态的冷媒进入到压缩机，经压缩机压缩，被压缩成高温高压的气态，然后进入冷凝器，在冷凝器里与室内的介质进行热交换，高温高压的气态的部分热量被介质吸收，介质温度升高，冷媒放热冷凝器变成高温高压液态，冷凝器过程温度不变，然后进入膨胀阀进行节流，节流是迅速降温的过程，冷媒变成低温低压的液态，此过程后的冷媒再进入到蒸发器进行换热蒸发，从而实现制冷系统的整个过程，这种循环是连续进行的，水才得以连续不断的制冷；

工作原理图

2水冷机的分类

1、 按冷却（散热）方式

A、水冷式: （壳管式） 冷凝器加装冷却塔散热。

B、风冷式: （翅片式） 冷凝器通过机台本身风扇散热。

2、按外形结构

A、封闭式冷水机：有外箱钣金，里面带水泵及水箱。

B、开放式冷水机：无外箱（壳）、蒸发器、冷凝器为壳管式，压缩机置于蒸发器上面，无水泵，要另外配水箱及循环水泵。

3、按蒸发器的结构

A、闭式水冷机：指蒸发器是封闭式（壳管式）的，可在设备里面放置水泵，也可外置，可有外壳，也可以不用外壳，冷凝器根据风冷式或水冷式来决定。

B、开式水冷机：蒸发器是开放式的，蒸发器为钢管盘管式，放置于水箱里面，冷凝器根据水冷式或风冷式来决定。

4、在电镀及氧化行业

A、直冷式水冷机：是指直接循环电镀槽或氧化槽里面的液体。

5、按压缩机结构

A、活塞式B、涡漩式 C、螺杆式 D、离心式

3水冷机的运用范围

1，UV固化机：

特点：无级调光+水冷却+金属卤素灯=节能+低温+高效，灯室内采用水冷+风冷式排热，灯管下方加装隔热石英玻璃，有效降低被照物表面温度，保护干燥物品不会受热变形，延长灯管使用寿命，水冷机适合：胶印机、凹印机、柔印机、上光涂布机等国内外印刷设备。胶印机如：德国曼罗兰、海德堡、高宝、日本小森、良明、三菱、樱井、北人等。凹印机如：瑞士博斯特、意大利赛鲁迪、西安黑牛、中山松德

2，超声波清洗机：

经研究证明：超声波作用于液体中时，液体中每个气泡的破裂会产生能量极大的冲击波，相当于瞬间产生几百度的高温和高达上千个大气压，这种现象被称之为“空化作用”，超声波清洗正是用液体中气泡破裂所产生的冲击波来达到清洗和冲刷工件内外表面的作用。

3， 塑胶业

标准型水冷机均能适用于上述行业。

A，注塑 模具冷却

塑胶粒经加热溶化后注入模具中，凝结后，开模顶出成型塑胶工件，在连续生产过程中有需用对模具进行冷却，以缩短塑胶凝结时间，提高工件尺寸精度，成型质量、表面质量。

冻水温度要求：6…18℃

冻水温差要求：±2K 或 ±0.5K

冷水机组制冷能力与注塑机注塑量（通常称“安士”）相关，注塑量越大，所需制冷能力亦大。

B，挤塑

挤压成型管材、线槽、电缆及各种塑料型材。

加热溶化原料经模具成型后经过一冻水浴冷却，冻水浴池中的水温必须保持恒定。

由于生产速度高，因面需大冷量机组。

由于已有冻水池如果够大，机组可不配水箱。

C,吹瓶

主要生产各类矿泉水瓶、汽水瓶。

压缩空气干燥 - 吹瓶需用清洁、干燥的压缩空气，利用水冷机提供的冻水作冷源可除去压缩空气中的水份。

模具冷却 – 水冷机能准确控制模具温度,提高产品质量，提高生产效率

压缩空气干燥和模具冷却可使用同一水冷机作冷源

D，热力塑型

最常见产品为一些少容器，如酸奶杯

塑料在恒定频率下被加热的模具挤压成型，保持恒定的温度是非常重要，对冷冻水的温差范围要求非常高，因此需要一个比例式冻水阀门来自却地精确地调节温度。

E,液压系统

开模、合模、注料都需要液压系统完成，液压油吸收液压泵能量温度上升，通常油温不能高于60℃。

冷却水温度大约在27℃较为合适，由于要求水温与模具不相同，因此需要电动水阀与模具冷却回路分开或需一个独立冷却系统。

4，机械行业

A,激光技术

在激光（镭射）系统中的激光发生源、光束控制器和电控柜都可能需要额外冷却。

对冻水温度要求通常在15…22℃之间，对冻水精度要求通常为±1K 或 ±2K。部分设备可能要求±0.5K，

另外部分设备对冻水电导率，耐腐蚀等有一定的要求。

激光系统中通常在启动时对水温有一定要求，这样就需要在水回路中增加电加热。

在部分系统中的光束控制器会要求独立冷却回路。

对于激光系统中的特殊应用，都能专门设计工业冷水机以满足不同的要求。

B,焊接

电极、焊接炉和切割器等均需要冷却。

如大、中型焊机电极焊嘴冷却；金、银手饰加工的电炉冷却等

通常小型至中型水冷机。

需要内外循环水泵系统或封闭水箱系统。

C，切削加工

许多切削加工机床（加工中心、车床、铣床、钻床等）中需要刀具或主轴高速转动产生热量，在切削过程中亦产生大量的热量。在这些机床设备中通常需冷却的部分如主轴、切削液、润滑油、液压油、电控柜等。

D，非切削加工

如电火花机，抛光机、研磨机等。

使用冷水机组时水系统易容被一些铁屑堵塞，因些必需加装过滤器。

需要内外循环水泵系统或封闭水箱系统。

4水冷机的选型

1、通过冷却水(油)进、出口温差来计算发热量

Q = SH × De × F × DT / 60

Q: 发热量 KW（注明： 1P水冷机的制冷机约为3KW）

SH：比热 水的比热为 4.2KJ/Kg*C (4.2千焦耳/千克*摄氏度) 油的比热为 1.97KJ/Kg*C (1.97千焦耳/千克*摄氏度)

De: 比重 水的比重1Kg/L (1千克/升) 油的比重0.88Kg/L (0.88千克/升)

F： 流量 LPM (L/min 升/分钟)

DT: 冷却水（油）进出口温差（出口温度-进口温度）

注： "/ 60" 是用于将流量升/分 变为 升/秒 ；1kW = 1kJ/s ；

例1： 冷却水进水为15度，出水20度，流量20升/分钟

发热量 Q = 4.2 ×1 × 20 × (20-15) / 60 = 7KW

例2： 冷却油进口为18度，出油26度，流量15升/分钟

发热量 Q = 1.97× 0.88×15×(26-18) /60 = 2.6KW

2、通过设备的功率、发热量估算

a、如用于主轴冷却，可根据主轴电机功率的30%估算所需制冷机组的冷量。

例： 15KW电机，可选配4.5kw 或 5.8kw冷量的制冷机组；

b、注塑机可按 每安士0.6KW 冷量估算或每80吨3KW的制冷量来核算；

3、通过水（油）箱的温升来计算发热量

Q = SH × De × V × DT / 60

Q: 发热量 KW

SH：比热 水的比热为 4.2KJ/Kg*C (4.2千焦耳/千克*摄氏度) 油的比热为 1.97KJ/Kg*C (1.97千焦耳/千克*摄氏度)

De: 比重 水的比重1Kg/L (1千克/升) 油的比重0.88Kg/L (0.88千克/升)

V： 水容量 L（升）包括水箱及管路中的总水容量

DT: 水（油）在一分钟内的最大温升

注： "/ 60" 是用于将温升摄氏度/分变为 摄氏度/秒 ； 1kW = 1kJ/s；

注意： 测量时，水（油）箱的温度需略低于环境温度；并且设备处于最大的负荷下工作。

例： 水箱容积 3000L 最大的水温 0.6度/分钟

发热量 Q = 4.2 × 1 × 3000 × 0.6 / 60 = 126KW

补充说明：

1、水冷机的制冷量与环境温度及出水温度不同而变化；

2、设备实际发热量亦会因为不同的工件、模具、参数等发生变化；

3、使用水冷机后温度下降，连接管路、水箱、油箱、模具、主轴、设备表面温度会低于环境温度，因此会吸收热量导致负荷增大；

4、在工业冷却的实际应用中很多情况是无法准确利用以上方法计算的，这时只能通过经验数据、同类设备类比等方法估算。

5、任何的计算方法都有可能会出现偏差，以致实际选用的制冷机组过大或过少，所以上面的方法仅作参考；

5水冷机操作程序

1、启动冷却水塔风扇马达。

2、启动冷却水循环泵。

3、启动冷冻水循环泵。

4、启动压缩机马达。

1、停止压缩机马达。

2、停止冷冻水循环泵

3、停止冷却水循环泵

4、停止冷却水塔风扇

5、做好设备的日常维护和保养，按时对运行设备进行巡检。

6、做好机组范围内的环境卫生工作。

电气部分

1、检查启动后电压是否正常。（±10%）。

2、各项电源开关是否准确推上。

3、开机后电流表安培数是否正常。

系统部分

1、各项马达是否运转正常。

2、各项机器运转是否有特别响声及不正常声音。

3、循环水泵送水是否良好，水压力是否正常。

4、压缩机压力表指数是否正常（R-22制冷剂低压表正常在3～5.5kg/cm2，高压表正常在12～17kg/cm2）。

5、检视冷冻油液面窗口内之冷冻油油位是否正常。（油面为油面计看得到为正常）。

6、高低压开关或油位开关跳脱时，应先查明原因并修复后再开机。

7、限电压控制器跳脱时，须注意电压升与电压降之问题。

8、注意回流管是否有结霜，如有结霜应立即检查。

9、确认有无漏油。

蒸发器部分

1、冷却水是否依规定流量。冷冻水出入口温度差5℃，使用范围3～8℃请确认在使用范围内。

2、冷冻水出口温度是否过低。请确认在5～15℃范围内。

3、冷冻水出口温度是否稳定。

4、膨胀阀是否正常动作。压缩机吸入管是否结霜。无论任何情况下不可压缩液体。

5、过热度是5～8℃为适当。

冷凝器部分

1、冷却温度是否过高。冷却水在30℃入水时，长期运转高压须在15.0kg/cm2[R-22]。

2、冷凝温度与冷却水出口温度差不要过大。

3、制冷剂有无泄漏。制冷剂泄漏时，高低压都会偏低，满载运转电流降低。

4、过冷度为2～5℃。

1、温度传感器启停—循环为十分钟，停止时间为五分钟。压缩机一旦停止后，须间隔十五分钟以上再启动，切换频繁为故障原因。

2、保护装置运作是否正常。请定期检查。

3、运转日志内停止时间及一天的运转时间请记载。有特殊事项请于记录栏内记录部分

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工作范围:冰水出水温度范围：5---20℃冷却水出水温度范围;15-35℃ 箱型水冷式冷水机参数二

工作范围:冰水出水温度范围:5---20℃冷却水出水温度范围:15-35℃

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