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循环冷水机组保护选项和流体兼容性

铁路行业和宝德解决方案

Last updated Jan 27, 2025 | Published on Aug 15, 2019

循环冷却器是“现成的”液体冷却系统,可提供精确的温度控制和/或低于环境温度的冷却。

延长您系统的寿命并提高可靠性

循环冷却器用于冷却各种类型的设备,包括医疗设备、激光器、显微镜、分析仪器、半导体加工设备、电源、电子产品和许多其他应用。冷水机组有许多选项可以根据您的特定应用配置系统。这些冷水机组选项包括保护、便利性、特殊应用和流体兼容性选项。

保护和便捷选项(如下所示)包括外部流量阀、外部释压阀、防虹吸系统、气滤、水滤及远程启动功能。选择相应的选项可使您的冷却装置运行及维护更容易、有助于最小化系统过早发生故障的风险,并保证最优系统性能。

阀门和过滤器被视为保护选项。阀门帮助管理输送到您应用设备的流量和压力。

Boyd循环冷却装置保护选项

外部流量阀

高度推荐的一个选项是外部流量阀。外部流量阀是可人工调节的球阀,用于控制到达应用设备的冷却剂流速。阀打开时,更多流量绕过应用设备并被导回冷却装置回流线。

外部流量阀安装在冷却装置后部,与冷却装置冷却剂供给线/回流线平行。

此选项适用于过程压降未知或需要特定流量的应用。该选项还为冷却装置提供最大的灵活性,用于不同的流速。

外部减压阀

另一个选项是外部释压阀。如果应用的流量供给暂时中断,此阀允许循环冷却装置继续运行并维持温度和压力。例如,如果您的应用不断开启/关闭,它可发挥作用。外部释压阀还可用于防止冷却装置供给超过预先确定的压力设置。外部释压阀和外部流量阀选项不应同时选择使用,因为二者之间的交互可能较难控制。

外部释压阀是一个可人工调节的单向阀,可设置为50-100 psig。当流量中断时,该阀会打开并将流量旁通至冷却装置的回流线。此阀通常安装在冷却装置后部,与冷却装置冷却剂供给/回流线平行。当结合使用容积泵和外部释压阀时,泵的集成旁通阀设定通常增加到90 psi。这是为了防止泵旁通流量而造成回流线流量低的情况,进而导致冷却装置停止运行。Boyd RC006至RC022冷却装置要求最小流速为0.5 gpm,Boyd RC030和RC045冷却装置为1.5 gpm以防止低流量情况发生。

防虹吸系统

提供保护和便捷的阀门选项是防虹吸系统。此系统允许冷却装置的安装位置低于应用设备。冷却装置冷却剂箱具有通气功能,如果应用设备的安装位置高于冷却装置,当冷却装置关闭时,冷却装置和应用设备之间管路中的冷却剂将流回冷却剂箱。这种情况下,如果没有安装防虹吸系统,液体可能溢出冷却剂箱。在空间不足,且冷却装置唯一可用的安装位置位于应用设备之下或位于洁净室应用中的情况下,防虹吸系统选项最有助益。

防虹吸系统包括一个内部单向阀和分别安装在供给和回流线上的电磁阀。单向阀允许冷却剂流向应用设备,但同时防止其回流至冷却装置。通电时,电磁阀打开,允许冷却剂流动,而当冷却装置断电时,电磁阀关闭,防止冷却剂回流至冷却装置的通气冷却剂箱。

和阀门一样,过滤器有助于保护您的冷却装置和您的应用设备。

空气过滤器

对于多尘和/或肮脏的环境,强烈建议使用空气过滤器。空气过滤器将有助于防止灰尘积聚,从而导致冷却器冷却能力下降。它还减少了清洁冷凝盘管和其他内部制冷组件的需要。空气过滤器安装在前格栅后面的冷却器内部,易于接近。Boyd建议根据空气中的灰尘水平定期更换空气过滤器。例如,在清洁的环境中,例如在空调实验室中,空气过滤器可能只需要每 6 个月更换一次。但是,在非常多尘或肮脏的环境中,例如在机械车间,可能需要每月更换一次过滤器。

5微米冷却剂过滤器

与空气过滤器同样重要的是水或冷却液过滤器。顾名思义,5 微米过滤器可去除供应给您应用的冷却液中高达 5μ (0.197 密耳) 的颗粒,保护设备免受颗粒堆积造成的堵塞或损坏。它位于冷水机组的供应线上。所有冷却液流都通过过滤器。如果冷水机组同时具有冷却剂过滤器和泄压阀或流量阀,则过滤器将安装在阀门之后。在这种情况向应用的冷却液的 100% 将通过过滤器。Boyd建议在初始设置后的第二天检查过滤器,之后每周检查一次。未能更换滤芯会导致流量减少,从而导致冷水机组冷却能力下降或系统关闭。

这些过滤器可用于涡轮和容积泵。在使用对颗粒敏感的容积泵的情况下,它们特别有助益。不建议使用带离心泵的冷却剂过滤器,因为通过过滤器的压降过高。

远程启动选项被视为便捷选项:

远程启动

远程启动选项通过位于冷却装置后部的干接点允许外部电路控制冷却装置的开/关功能。标准冷却装置控制组件含自动重启功能,但远程启动仅适用于那些希望通过电脑或继电器同时启动设备和循环冷却装置以便于操作的客户。远程启动还可以防止应用设备在脱离冷却装置运行的情况下发生意外操作(反之亦然),后者可导致损坏、不必要的能耗等。

高级要求和专门应用的冷却装置选项

循环冷却装置是提供精确温度控制和/或低于环境温度冷却的液冷系统(图1)。冷却装置有很多选件,可方便集成到各种应用中。这些循环冷却装置选件包括特殊应用选件、液体兼容选件、保护选件和方便选件。

特殊应用和流体兼容性冷水机组选项(如下)包括加热器、内部绝缘套件、低温操作、水冷冷凝器和 0.1°C 设定点。

Recirculating Chiller Figure 1

加热器

当环境温度低于您需要的冷却装置设定点温度时,可能需要加热器。此选件特别有利于在寒冷环境中每晚关闭设备或不断开关设备的情况。加热器选件为2000 W 230V浸没式电阻加热器,允许在冷启动或频繁冷却剂设定点循环过程中更快达到设定点温度。它具有内置超温(不可调节)关闭功能。当冷却剂处于设定温度3°C以内时,加热器关闭而制冷循环开始运行,直到达到设定温度。此选件适用于Boyd RC011至RC045型号。它不会拓宽冷却剂温度范围。

内部绝缘套件

当冷却装置冷却剂设定温度低于环境露点时,内部绝缘包层可大大减少冷却剂箱、泵头和冷却剂管线中形成冷凝。这就有利于防止冷却装置中出现腐蚀和防止水滴对电子元件造成损坏。建议为设定温度低于或等于10°C的应用及环境温度高于25°C的情况使用内部绝缘包层。

低温运行

对于低温设定点(-5°C至25°C),低温运行选件可以最大程度提高性能,且相比标准冷却装置可提供更高的低温冷却能力。选择此选件时需要搭配内部绝缘包层。低温运行用于激光设备、X射线设备冷却、分析仪器等。

水冷冷凝器

另一个选件是水冷冷凝器。此选件允许通过一个钎焊板液-液冷凝器将热量排入外部液体冷却剂源,而不是通过液-气冷凝器将其排入环境空气。此选件有助于防止室温升高和可能的空调过载。此外,由于没有冷凝器风扇,水冷冷却装置噪音更小。液体冷却剂源通常为设施用水,但也可以是位于另一个房间的另一台冷却装置。冷却装置的冷却能力基于压力低于100 psi的24°C(75°F)设施用水温度。图2列出了每种Boyd循环冷却装置的建议设施用水流速。联系Boyd应用工程团队获取不同温度条件下的所需设施用水流速。

表:宝德循环冷水机组的推荐设施水流量

型号 流速(min)
RC011 1.4 gpm
RC022 1.4 gpm
RC030 1.9 gpm
RC045 3.4 gpm

0.1°C设定点

对于标准冷却装置,用户可以尽可能设置接近目标温度的温度。通过0.1°C设定点选件,温度最小精度为0.1度,允许对冷却剂输送温度进行更精确的控制。仅支持以摄氏度为单位。如果温度稳定性非常关键,推荐使用此功能。此选件可用于激光冷却和分析仪器冷却应用。

液体兼容选件包括去离子(DI)滤芯、高纯度管道和PAO兼容性。

去离子滤芯

DI水滤芯可以移除冷却剂中的离子,通过部分流经树脂层将流体电阻水平维持在1- 3 兆欧/cm之间。过滤器滤芯安装在冷却装置回流线外部。由于去离子水的腐蚀性,应配合此选件选择高纯度管道。正常运行时,过滤器应每3-6个月更换一次。可以测试电阻率来确定是否应更早更换滤芯。(此选件不包括电阻率指示灯且不适用于离心泵。)

高纯度管道

借助高纯度管道选件,所有湿组件均与DI水完全兼容。高纯度组件包括镍钎焊蒸发器、不锈钢容积泵以及镀镍或尼龙配件。选择DI水滤芯时,强烈建议选用高纯度管道选件。

PAO兼容性

标准冷却装置通常使用过滤水、抑制乙二醇和丙二醇水溶液。不过,聚α烯烃也可用作冷却剂。聚α烯烃(PAO)是一种导热流体,因其介电属性和大范围运行温度而常用于军事和航空航天领域。使用这种流体时,必须选择适宜的湿料。PAO兼容性选件包括½ HP离心泵、铜配件、按压锁管子、5微米油滤、防虹吸系统和内部绝缘包层。PAO兼容性选件仅适用于RC011、RC022、RC030和RC045循环冷却装置。

循环冷却装置有很多可用选件。冷却剂兼容性和温度控制选件仅为一小部分。了解冷却装置的可用选件对于确定冷却装置如何满足您应用的特定液冷需求至关重要。

结语

循环冷却装置可用选项有很多。阀门、过滤器和远程启动仅仅是标准冷却系统中的几个可用选项。选择正确的选项有助于让您的系统运行和维护更简便,并可降低成本。改装后的冷却系统还可通过设计来满足其他额外要求。例如,定制循环冷却装置可通过设计来降低声级、增加冷却能力或功率、满足各种形状和尺寸要求,选择带壳体或不带壳体等等。

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