冷却介质是冷水机热量传递的核心载体,选择合适的介质直接影响制冷效率、设备寿命和运行成本。不同冷却介质在冰点、沸点、腐蚀性和导热性上存在显著差异,需根据实际需求科学选用。

一、清水介质:基础选择的适用场景

清水是最常见的冷却介质,其优势在于成本低、导热性好(20℃时导热系数约 0.6W/(m・K)),适合水温在 5-35℃的常规场景。在塑料注塑、小型机床冷却等工艺中,清水介质能满足基本冷却需求,且无需额外处理成本。

但清水的局限性也很明显:0℃以下会结冰膨胀,可能冻裂管道;长期使用易滋生藻类和水垢,导致换热器堵塞。某家具厂未定期换水,3 个月后冷水机蒸发器结垢厚度达 2mm,制冷量下降 25%,不得不停机清洗。因此,使用清水时需每月添加阻垢剂,每季度彻底换水一次。

螺杆式冷水机.jpg

二、乙二醇溶液:低温环境的必备选择

当冷却需求低于 5℃时,需添加乙二醇降低冰点。浓度 30% 的乙二醇溶液冰点约 - 14℃,50% 浓度可降至 - 37℃,适合低温冷水机(如医药冷藏、低温反应釜)。苏州新久阳机械为某生物制药厂定制的 - 20℃冷水机,采用乙二醇与水 1:1 混合介质,确保冬季低温环境下稳定运行。

但乙二醇会降低介质导热性(浓度 50% 时导热系数降至 0.45W/(m・K)),且具有轻微腐蚀性,需选择不锈钢材质的蒸发器和管道。同时,乙二醇易挥发,每月需补充 1%-2% 的量,运行成本比清水高 30%-40%。

三、特殊工业液体:应对极端工况的专业方案

(一)硅油介质

在高温冷却场景(水温 60-150℃),普通水介质易沸腾,需使用硅油。硅油沸点可达 300℃以上,导热系数稳定,适合塑料压延机、玻璃成型设备的冷却。某光伏玻璃厂采用硅油冷却,解决了传统水介质在 80℃以上易产生蒸汽泡的问题,设备运行稳定性提升 40%。

(二)氟化液

电子行业的浸没式冷却中,氟化液因不导电、不腐蚀电子元件成为首选。其绝缘强度达 50kV/mm 以上,可直接接触芯片散热,适合数据中心服务器的高密度冷却。氟化液成本较高(约 300 元 /kg),但能使散热效率提升 3 倍,降低服务器故障率。

(三)盐水溶液

在食品冷藏等对成本敏感的低温场景,盐水(氯化钙或氯化钠溶液)是乙二醇的经济替代品。25% 浓度的氯化钙溶液冰点约 - 25℃,成本仅为乙二醇的 1/5。但盐水腐蚀性极强,需采用钛合金换热器,且每周需检测浓度,避免因挥发导致冰点上升。

四、介质选择的三大核心原则

00001. 温度范围匹配:根据最低冷却温度选择介质冰点(需比目标温度低 5-10℃),高温场景关注沸点。

00002. 材料兼容性:腐蚀性介质需搭配对应的耐腐材质(如盐水配钛合金、乙二醇配不锈钢)。

00003. 成本平衡:低温需求优先考虑浓度适配(而非盲目提高浓度),极端工况需综合计算初期投入与长期维护成本。

选择冷却介质时,需结合工艺温度、设备材质和运行成本综合评估。苏州新久阳机械建议,普通工业场景优先用清水 + 阻垢剂;低温场景采用 30%-50% 乙二醇溶液;极端温度或特殊环境则需定制特殊介质方案,避免因介质选择不当导致设备故障。