真空炉系统冷却循环水系统解决方案

    客户案例--真空炉冷却循环系统-冷水机的应用

真空炉是一种在惰性气体（氮气、氦气为主）环境中,用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化。用直拉法生长无错位单晶的设备。真空炉对温度又有及其严格的温度要求。例如：炉体加工温度，如果炉体温度得不到有效的控制，炉体因温度过高会产生形变。势必影响设备尺寸变化，造成不合格产品的出现；同时炉体材料长期高温工作，冷热不均会降低炉体寿命，造成损失。

这就需要专业稳定的冷却水系统，来满足真空炉的降温冷却需求，才能维持炉体设备正常工作，不至于发生因炉体设备温度过高，造成设备变形，影响硅晶体的生长。

深圳达沃西提供有价值的制冷系统工程解决方案提供多套制冷解决方案-冷水机核心方案解决商系列冷水机组适用于烧结炉、退火炉、扩散焊炉、热压炉、气淬炉、钎焊炉、单晶炉、等静压机、淬火炉、电弧炉、熔炼炉、悬浮炉、等离子烧结炉等。制冷量有10KW-300KW的冷水机，有一体机也可以支持定制分体式冷水机。

真空炉系统多采用开式循环系统。系统由循环水池，冷却水循环泵，应急冷却水箱，板式换热器等组成。系统中比较关键的是需要设置一座有效容积较大的循环水池，此水池在系统正常运转时仅作为水泵吸水池使用，在停电等紧急情况下，冷水机组或冷却塔停止运行，无法为真空炉系统提供冷媒的时候，冷却水循环泵配备应急电继续工作，将管网及水池内水继续打循环，因水的比热大于硅的比热，利用循环水池内的水把铸锭炉中高温硅的热量吸收掉，从而把铸锭炉的温度降下来，保证炉体不至于在停电的时候产生损坏甚至爆炸危险。循环水池的储水容量的确定即根据将系统中所有炉体内的硅料降温至安全温度的时候，水池中的水的温度不至于升高到冷却水系统管网及设备不耐受的程度。冷却水系统必须要为真空炉循环水泵配应急电源，此应急电源一般采用柴油发电机，为了保证在柴油发电机启动之前，炉体内仍然有冷却水流过，一般会在真空炉系统中设置一座高位应急冷却水箱，此水箱中的水在系统停电时，依靠重力流经炉体对炉体进行冷却。循环系统流程见图1。

　　 以上是对铸锭炉真空炉系统的大概描述。而因项目所在地域的不同，会采用不同的方式作为真空炉系统的冷媒，以节约运行费用，铸锭炉冷却水进水温度一般要求≤30℃，所以当项目所在地的夏季湿球温度较低的时候，可以仅采用冷却塔作为冷媒，就能满足铸锭炉冷却水进水温度的要求；而当项目所在地区夏季湿球温度较高时，则需要冷水机组提供冷媒才能满足铸锭炉冷却水进水温度的要求。下面笔者就这两种系统进行介绍。

　 　系统一：西北等夏季湿球温度较低的地区。此类地区夏季湿球温度可≤24℃，冷却塔夏季出水温度可≤28℃，则可由冷却塔的出水作为冷媒，通过板式换热器将真空炉水温降至≤30℃，从而满足铸锭炉真空炉进水温度≤30℃的要求。但需要注意，在风沙较大地区，气候环境恶劣，普通的开式塔容易受到风沙的影响，选用闭式冷却塔较为合适。此系统比较节能。

系统二：中南部等夏季湿球温度较高的地区，则可采用两级板式换热器冷却的方式提供铸锭用的冷却水，一级板式换热器的一次侧冷源采用冷却水（由冷却塔制取），二级板式换热器的一次侧冷源采用冷冻水（由冷冻机制取），冬季及过渡季节，不开冷冻机，仅开冷却塔，用冷却塔的出水作为冷媒。夏季及过渡季节时，铸锭炉的冷却水出水先经过一级板式换热器换热，水温降低一定的幅度后，再进入二级板式换热器，由冷冻水作为冷媒将真空炉冷却至铸锭炉要求的入口温度。

达沃西制冷机组的设计特点

1.制冷机组为整体式结构内置水箱，水泵，用户只需要连接管路和电源即可以。

2.特点

达沃西-风冷式冷水机组采用国际知名品牌涡旋压缩机机，配套优质高效能双螺纹铜管制作冷凝器，蒸发器及世界名牌控制元件，使机组具备体积小、噪音低、能量大、寿命长、操作简便等优点，其优美精巧的外形设计和可靠稳定的高效能品质在同类产品中出类拔萃！

设计特点：                                                    

□进口品牌涡旋式压缩机,能效比高,运行可靠,寿命长；

□采用冷水机专用温度控制器，具备控温精度高，性能稳定。,全数字化汉显,与外部设备、远程用户和控制室通过RS485接口相连.可实现以下多重控制功能(选配)：

多重保护功能:压缩机排气超温、电机超温、冷水防冻等温度保护：过电流、缺相、逆相等电气保护；冷媒系统高低压、油位、断水等非常状态保护

对以上保护功能可设置必要的报警、提示、记录、检索等维护管理功能（选配）

通过远程通讯，按预定工作计划自动实现无人操作管理

□选用国际著名品牌的热力膨胀阀、电磁阀、单向阀等控制元件，保证机组在宽广的使用工况范围内高效可靠的工作

3.主机结构：

风冷式式冷凝器

可清洗的风冷冷凝器采用经强化的换热管，独家设计过冷段设计增加散热面积，氟侧设计压力为30 bar，确保设备的安全性。

蒸发器

采用干水箱盘管式蒸发器/壳管式蒸发器/板式蒸发器根据不同类型来选择，水侧设计压力为10 bar；氟侧设计压力为25 bar。蒸发器外包50mm厚的软质闭孔橡塑海绵保温材料，有效地防止了蒸发器和机房外界空气的传热，降低了能量损耗。

电气控制系统

主要零部件皆采用进口品牌元气件，以确保机组运行的可靠性。机组控制采用冷水机专用温控控制，使操作更为简便。

水泵-结构：产品采用电机与泵体一体式结构，电机为全封闭、风冷式标准电机，其尺寸符合国家设计标准。产品泵体相当于一段管路，在泵进行维修时。产品泵头的联接电机和泵的装置，其与泵体之间的密封件采用O形圈，解决了系统漏水的功能。

深圳市达沃西设备有限公司是一家技术型方案解决公司，为客户提供高价值解决方案，专业提供冷水机；冷热高精度测试系统；热管理系统；超低温冷冻机，螺杆式冷水机，在生物制药；化工反应；芯片封装加工；实验仪器等诸多方面提供高价值产品，目前为多家上市公司形成了稳定的供货协议，为诸多行业TOP10企业提供完美的制冷解决方案！