真空爐系統冷卻循環水系統解決方案

    客戶案例--真空爐冷卻循環系統-冷水機的應用

真空爐是一種在惰性氣體（氮氣、氦氣為主）環境中,用石墨加熱器將多晶硅等多晶材料熔化。用直拉法生長無錯位單晶的設備。真空爐對溫度又有及其嚴格的溫度要求。例如：爐體加工溫度，如果爐體溫度得不到有效的控制，爐體因溫度過高會產生形變。勢必影響設備尺寸變化，造成不合格產品的出現；同時爐體材料長期高溫工作，冷熱不均會降低爐體壽命，造成損失。

這就需要專業穩定的冷卻水系統，來滿足真空爐的降溫冷卻需求，才能維持爐體設備正常工作，不至于發生因爐體設備溫度過高，造成設備變形，影響硅晶體的生長。

深圳達沃西提供有價值的制冷系統工程解決方案提供多套制冷解決方案-冷水機核心方案解決商系列冷水機組適用于燒結爐、退火爐、擴散焊爐、熱壓爐、氣淬爐、釬焊爐、單晶爐、等靜壓機、淬火爐、電弧爐、熔煉爐、懸浮爐、等離子燒結爐等。制冷量有10KW-300KW的冷水機，有一體機也可以支持定制分體式冷水機。

真空爐系統多采用開式循環系統。系統由循環水池，冷卻水循環泵，應急冷卻水箱，板式換熱器等組成。系統中比較關鍵的是需要設置一座有效容積較大的循環水池，此水池在系統正常運轉時僅作為水泵吸水池使用，在停電等緊急情況下，冷水機組或冷卻塔停止運行，無法為真空爐系統提供冷媒的時候，冷卻水循環泵配備應急電繼續工作，將管網及水池內水繼續打循環，因水的比熱大于硅的比熱，利用循環水池內的水把鑄錠爐中高溫硅的熱量吸收掉，從而把鑄錠爐的溫度降下來，保證爐體不至于在停電的時候產生損壞甚至爆炸危險。循環水池的儲水容量的確定即根據將系統中所有爐體內的硅料降溫至安全溫度的時候，水池中的水的溫度不至于升高到冷卻水系統管網及設備不耐受的程度。冷卻水系統必須要為真空爐循環水泵配應急電源，此應急電源一般采用柴油發電機，為了保證在柴油發電機啟動之前，爐體內仍然有冷卻水流過，一般會在真空爐系統中設置一座高位應急冷卻水箱，此水箱中的水在系統停電時，依靠重力流經爐體對爐體進行冷卻。循環系統流程見圖1。

　　 以上是對鑄錠爐真空爐系統的大概描述。而因項目所在地域的不同，會采用不同的方式作為真空爐系統的冷媒，以節約運行費用，鑄錠爐冷卻水進水溫度一般要求≤30℃，所以當項目所在地的夏季濕球溫度較低的時候，可以僅采用冷卻塔作為冷媒，就能滿足鑄錠爐冷卻水進水溫度的要求；而當項目所在地區夏季濕球溫度較高時，則需要冷水機組提供冷媒才能滿足鑄錠爐冷卻水進水溫度的要求。下面筆者就這兩種系統進行介紹。

　 　系統一：西北等夏季濕球溫度較低的地區。此類地區夏季濕球溫度可≤24℃，冷卻塔夏季出水溫度可≤28℃，則可由冷卻塔的出水作為冷媒，通過板式換熱器將真空爐水溫降至≤30℃，從而滿足鑄錠爐真空爐進水溫度≤30℃的要求。但需要注意，在風沙較大地區，氣候環境惡劣，普通的開式塔容易受到風沙的影響，選用閉式冷卻塔較為合適。此系統比較節能。

系統二：中南部等夏季濕球溫度較高的地區，則可采用兩級板式換熱器冷卻的方式提供鑄錠用的冷卻水，一級板式換熱器的一次側冷源采用冷卻水（由冷卻塔制取），二級板式換熱器的一次側冷源采用冷凍水（由冷凍機制取），冬季及過渡季節，不開冷凍機，僅開冷卻塔，用冷卻塔的出水作為冷媒。夏季及過渡季節時，鑄錠爐的冷卻水出水先經過一級板式換熱器換熱，水溫降低一定的幅度后，再進入二級板式換熱器，由冷凍水作為冷媒將真空爐冷卻至鑄錠爐要求的入口溫度。

達沃西制冷機組的設計特點

1.制冷機組為整體式結構內置水箱，水泵，用戶只需要連接管路和電源即可以。

2.特點

達沃西-風冷式冷水機組采用國際知名品牌渦旋壓縮機機，配套優質高效能雙螺紋銅管制作冷凝器，蒸發器及世界名牌控制元件，使機組具備體積小、噪音低、能量大、壽命長、操作簡便等優點，其優美精巧的外形設計和可靠穩定的高效能品質在同類產品中出類拔萃！

設計特點：                                                    

□進口品牌渦旋式壓縮機,能效比高,運行可靠,壽命長；

□采用冷水機專用溫度控制器，具備控溫精度高，性能穩定。,全數字化漢顯,與外部設備、遠程用戶和控制室通過RS485接口相連.可實現以下多重控制功能(選配)：

多重保護功能:壓縮機排氣超溫、電機超溫、冷水防凍等溫度保護：過電流、缺相、逆相等電氣保護；冷媒系統高低壓、油位、斷水等非常狀態保護

對以上保護功能可設置必要的報警、提示、記錄、檢索等維護管理功能（選配）

通過遠程通訊，按預定工作計劃自動實現無人操作管理

□選用國際著名品牌的熱力膨脹閥、電磁閥、單向閥等控制元件，保證機組在寬廣的使用工況范圍內高效可靠的工作

3.主機結構：

風冷式式冷凝器

可清洗的風冷冷凝器采用經強化的換熱管，獨家設計過冷段設計增加散熱面積，氟側設計壓力為30 bar，確保設備的安全性。

蒸發器

采用干水箱盤管式蒸發器/殼管式蒸發器/板式蒸發器根據不同類型來選擇，水側設計壓力為10 bar；氟側設計壓力為25 bar。蒸發器外包50mm厚的軟質閉孔橡塑海綿保溫材料，有效地防止了蒸發器和機房外界空氣的傳熱，降低了能量損耗。

電氣控制系統

主要零部件皆采用進口品牌元氣件，以確保機組運行的可靠性。機組控制采用冷水機專用溫控控制，使操作更為簡便。

水泵-結構：產品采用電機與泵體一體式結構，電機為全封閉、風冷式標準電機，其尺寸符合國家設計標準。產品泵體相當于一段管路，在泵進行維修時。產品泵頭的聯接電機和泵的裝置，其與泵體之間的密封件采用O形圈，解決了系統漏水的功能。

深圳市達沃西設備有限公司是一家技術型方案解決公司，為客戶提供高價值解決方案，專業提供冷水機；冷熱高精度測試系統；熱管理系統；超低溫冷凍機，螺桿式冷水機，在生物制藥；化工反應；芯片封裝加工；實驗儀器等諸多方面提供高價值產品，目前為多家上市公司形成了穩定的供貨協議，為諸多行業TOP10企業提供完美的制冷解決方案！