混凝土攪拌站用工業冷水機降溫

一、混凝土攪拌站的降溫需求

在混凝土攪拌過程中，水泥的水化反應是一個放熱過程。尤其是在大規模生產或者夏季高溫環境下，混凝土內部溫度會迅速上升。如果溫度過高，會帶來一系列問題：

混凝土性能下降

高溫會加速混凝土的水化反應速度，使混凝土的凝結時間縮短。這可能導致在施工過程中，混凝土還沒來得及充分振搗和抹面就已經開始凝固，影響混凝土的密實性和表面質量。而且，過高的溫度還會使混凝土的強度增長受到抑制，后期強度可能達不到設計要求。

裂縫產生

混凝土內部和表面的溫度差過大，會產生溫度應力。當這種應力超過混凝土的抗拉強度時，就會導致裂縫的產生。這些裂縫會降低混凝土結構的耐久性，使其更容易受到外界侵蝕性介質（如水分、化學物質等）的侵害。

二、工業冷水機用于混凝土攪拌站降溫的原理

制冷循環系統工作原理

工業冷水機主要通過制冷劑的循環來實現制冷。壓縮機將低溫低壓的氣態制冷劑壓縮成高溫高壓的氣態制冷劑。在這個過程中，制冷劑的溫度和壓力大幅升高，為后續的熱量交換提供動力。

高溫高壓的氣態制冷劑進入冷凝器，與外界空氣（風冷式冷水機）或冷卻水（水冷式冷水機）進行熱交換，釋放熱量，自身冷卻并液化。

液態制冷劑通過膨脹閥進行節流降壓，變成低溫低壓的液態制冷劑。此時，制冷劑具備了吸收熱量的能力。

低溫低壓的液態制冷劑進入蒸發器，與需要冷卻的混凝土（通過熱交換器）進行熱交換，吸收熱量，使混凝土溫度降低，而制冷劑自身汽化成低溫低壓的氣態制冷劑，然后再回到壓縮機，開始新的循環。

熱交換方式

在混凝土攪拌站，通常采用間接冷卻的方式。冷水機的蒸發器與混凝土攪拌設備中的冷卻管道或冷卻夾套相連。例如，在攪拌機的攪拌筒外設置冷卻夾套，或者在混凝土輸送管道周圍布置冷卻管道。冷水機產生的冷水在這些管道或夾套中循環，通過管壁與混凝土進行熱量傳遞，從而降低混凝土的溫度。

三、冷水機選型要點

（一）制冷量計算

混凝土發熱量估算

需要考慮混凝土的配合比、攪拌量、攪拌速度、環境溫度等因素來估算發熱量。混凝土中水泥的水化熱是主要的熱量來源，不同品種的水泥水化熱不同。例如，普通硅酸鹽水泥的水化熱較高，3 天齡期時水化熱一般在 250 - 300kJ/kg 左右。

假設混凝土中水泥用量為（kg/m3），攪拌量為（m3），攪拌時間為（h），則混凝土在攪拌過程中產生的熱量（kJ）大致可以估算為：（這里假設水泥水化熱按 3 天齡期平均值 250kJ/kg 計算，且將時間單位換算為小時）。

同時，還要考慮環境溫度傳入的熱量。如果環境溫度為（℃），混凝土初始溫度為（℃），攪拌設備的表面積為（m2），綜合傳熱系數為（W/(m2?℃)），攪拌時間為（h），則環境傳入的熱量（kJ）為：（將功率單位從瓦換算為焦耳 / 小時）。混凝土總的發熱量（kJ）。

確定 *制冷量

根據混凝土的發熱量，結合實際的工作環境和冷卻要求，確定所需的制冷量。一般要考慮一定的余量（10% - 20%），以應對可能出現的熱量波動或其他因素導致的制冷需求增加。例如，如果計算得到混凝土的發熱量為kJ，那么所需制冷量

（二）溫度控制精度

精度要求分析

混凝土攪拌站對溫度控制精度有一定要求，一般希望能將混凝土溫度控制在 ±1℃ - ±3℃之間。精確的溫度控制有助于保證混凝土的質量穩定性，尤其是對于一些高性能混凝土或者對溫度敏感的施工項目（如大體積混凝土澆筑），更需要嚴格的溫度控制。

高精度冷水機選擇

應選擇具有高精度溫度傳感器和先進控制系統的冷水機。例如，采用 PID（比例 - 積分 - 微分）控制器的冷水機能夠根據混凝土的實時溫度與設定溫度的差值，精確調節制冷量，通過控制制冷劑的流量和壓縮機的功率等參數，實現精確的溫度控制。

（三）冷卻方式選擇

風冷式冷水機

工作特點：風冷式冷水機通過風扇將冷凝器中的熱量散發到空氣中。其優點是安裝方便，不需要額外的冷卻水系統，占地面積小，適用于水源不方便或空間有限的混凝土攪拌站。但是，風冷式冷水機的散熱效率相對較低，在高溫環境下制冷效果可能會受到一定影響，而且運行時噪音相對較大。

適用場景：如果混凝土攪拌站規模較小，對制冷量要求不高，且場地不便于設置冷卻水系統，風冷式冷水機是一個比較合適的選擇。

水冷式冷水機

工作特點：水冷式冷水機通過冷卻水循環系統將冷凝器中的熱量帶走。其散熱效率高，能夠在高溫環境下保持較好的制冷效果，并且運行時噪音較小。不過，水冷式冷水機需要配備冷卻塔等冷卻水設備，安裝和維護相對復雜，成本也較高。

適用場景：對于大型混凝土攪拌站，尤其是對制冷量要求高、溫度控制精度要求高的場合，如大型水利工程、高層建筑等混凝土施工項目的攪拌站，水冷式冷水機更為合適。