冷冻水与冷却水
摘要
本文介绍了冷冻水在冷却工艺中的应用和特点。冷冻水通过制冷机降低温度后用于冷却需低温的系统，分为密闭式和非密闭式等多种类型。冷冻水冷却后易滋生菌藻和细菌，导致管道腐蚀和换热效率下降。冷冻水水温较低，贮水量与循环水量相对较小，对设备的危害主要是腐蚀。与冷却水相比，冷冻水能够实现更低的温度，常用于注塑等工业领域，为提高制冷效率和节能，常结合冷却水塔使用。
正文
冷冻水是只通过制冷机使其温度下降后再流向冷却工艺的循环水，主要用于实验设备中需低温冷却的系统。就冷却系统的构成而言，冷冻水分为密闭式和非密闭式，非密闭式又分为部分敞开式和喷淋式两种类型。实验设备冷冻水系统多为密闭式；工业负载中冷冻水系统多为敞开式；带有喷淋装置的冷冻水系统主要见于需进行空气洗涤和控制空气湿度的地方，如纺织厂、电子元器件制造车间等。
冷冻水冷却后的水温度很适合菌藻的生长，不断生长的藻类会形成生物粘泥，在管道中生成异氧菌、铁细菌、硝化细菌、硫酸盐还原菌等细菌的大量繁殖，造成管道内壁的腐蚀，产生铁锈皮的脱落，影响冷凝器的换热；循环冷却水中还会生长军团菌等病菌对人的身体造成伤害。循环水的中的钙、镁离子会随着冷凝器换热时水温的升高生成水垢，附着在冷凝器铜管的内壁，形成致密水垢(主要是碳酸钙垢)。水垢和污垢往往结合在一起，结垢和粘泥能引起或加重腐蚀，严重影响换热。因此冷却循环水处理的主要任务就是消除或减少结垢、腐蚀及生物粘泥的危害。
冷冻水与冷却水相比较有以下几个特点：
一般来说,贮水量与循环水量要小些。冷冻水水温比较低,一般在1℃到20℃之间变化,大多数在7℃～12℃之间。浓缩倍数基本保持不变。密闭式冷冻水系统在循环过程中,由于不与空气接触,没有蒸发,所以水量基本上没有损失。部分敞开式冷冻水系统仅是冷水池敞口部分暴露于空气中,与空气之间质的交换量很少,可以忽略不计,故在循环过程中几乎没有水量损失。带有喷淋装置的冷冻水系统,夏季在循环过程中有特殊的吸湿现象,即在循环过程中没有水量的损失,反而因空气中水蒸汽进入系统而使系统中离子浓度低于补充水。由于这种离子浓度变化较小,所以可视为浓缩倍数基本保持不变。而在冬季由于对空气起增湿作用,冷冻水有一定的浓缩。冷冻水对设备的危害主要是腐蚀,常因腐蚀原因而出现红水。氢氧化亚铁极易氧化成红棕色的铁锈，这是冷冻水出现红水的主要原因。在敞开式和喷淋式系统中，由于系统部分暴露于空气中或与空气直接接触，系统中溶解氧的含量比较充足；在密闭式冷冻水系统中，溶解氧会因腐蚀的发生而迅速消耗，变的不充分。
冷却水一般是由冷却水塔制冷实现，一般是将常温35~40度的水降到15~20度左右，温度一般在20度到40度之间。如果需要再低一些的温度，冷却水塔就实现不了，需要制冷机组来实现（冰水机，有的又称冷水机），而冰水机的进水温度可以是常温，出水温度可以达到-50~-5度的温度，一些复叠式的制冷机可以实现-150度以下的温度。这个水就是冷冻的水了。比如在注塑行业都要求对成型机进行降温，如果一些模具要求的工作环境温度不高，使用冷却水就可以了，但一些模具成型时需要的就是这个冷冻水的温度。通常为了提高制冷效率和节能目的，会使用冷却水塔进行第一道理制冷，再接入制冷机组来输出冷冻水。
