UV固化冷水改造

我公司使用的赛鲁迪凹印机配备了深圳市邦钰机电设备有限公司的BY系列无极调光UV固化系统，但在使用过程中我们发现，当天气炎热，生产产品需要两个印刷色组的UV装置功率全开时，会出现UV固化效果不稳定的问题，严重时UV光油还会倒粘在导纸辊上，擦伤印刷产品表面，操作人员不得不停机进行处理，既影响了生产进度，又影响了产品质量。

为了解决上述问题，我公司对UV固化系统水冷管路进行了改造，现将改造过程分享给大家。

我公司通过和厂家技术人员的探讨分析，找到了问题产生的原因，即UV固化系统冷却装置的制冷能力不足。当UV装置的功率未全开，或者周边环境温度≤30℃时，冷却装置的制冷能力尚可满足UV灯罩的降温要求；但在夏秋炎热天气，UV装置的功率开至100%时，问题就暴露出来了。

经核查，现配备的风冷式制冷机的冷冻能力为37965Kcal/h，需要的冷却水流量为9m?/h，生产工艺要求UV冷却循环水进水温度为26.8℃，当开启两组印刷色组UV装置时，UV冷却循环水回水温度约为32.2℃。

制冷量测算公式为：制冷量（Kcal/h） =冷却水流量（L/S）×4.187×温差（℃）。其中：1L/S=3.6m?/h，1L（水）=1kg，1kJ/s=1kW，1kW=859.8Kcal/h。

达到工艺要求所需制冷量为：

9÷3.6（L/S）×4.187kJ/（kg?℃）×5.4℃≈56.53kW≈48604Kcal/h。

制冷量缺口：48604-37965=10639（Kcal/h）。

因此，必须通过技术改造来彻底解决UV固化系统冷却装置制冷能力不足的问题。

经过研究，有两个改造方案可供选择，方案一是再增加一台风冷式制冷机，与原制冷机一起串联使用；方案二是利用凹印机工艺空调的制冷余量，加装板式换热器来进行热交换，对UV固化系统冷却循环水进行再降温，分担原制冷机的制冷量缺口。

方案一需要再购买一台风冷式制冷机，但设备占地面积较大，购买费用较高，约需8万元，后期还要投入维护和保养费用；方案二结构简单，只需在原管路上稍作改动，增加一个板式换热器即可，只要几千元的投入，但要考虑凹印机工艺空调的制冷余量是否足够。

赛鲁迪凹印机工艺空调的工作原理是把冷水排到水池，再泵送到印刷单元的冷却辊，给印刷烘干后的纸张降温。工艺冷却水的工作出水温度为10℃，与工艺要求的上限14℃相比有4℃的余量，工艺冷却系统的额定水量为13.7m?/h，则工艺空调制冷余量为：13.7÷3.6（L/S）×4.187kJ/（kg?℃）×4℃≈63.74kW≈54804Kcal/h。

经测算，工艺空调制冷余量远远大于UV固化系统制冷量缺口，因此按照经济适用的原则，确定方案二作为改造方案。

根据热交换的参数要求，确定板式换热器的型号为BR0.1型板式换热器，换热面积4m?，设计压力1.0MPa。按照管路连接示意图（见图1）所示，在工艺空调冷却水出口安装三通接头，分支管路上分别安装铜球阀，其中一路连接原管路，另一路连接板式换热器的制冷端口，将制冷后的冷却水分流一部分至板式换热器，作为板式换热器的制冷剂；同样，UV固化系统水冷管路出口也安装三通接头，分支管路上也安装铜球阀，将UV冷却循环水全部引流至板式换热器中进行热交换，与原风冷式制冷机一起降低UV冷却循环水的温度。当铜球阀至板式换热器一路关闭时，UV固化系统冷却管路可恢复原状。管路改造后通过调节制冷端铜球阀开度来控制工艺冷却水的流量，可使板式换热器达到理想的工作状态。图2为板式换热器连接图。

图1 管路连接示意图

图2?板式换热器连接图

UV固化系统水冷管路经改造后，实现了降低UV冷却循环水温度的目的，在夏季极端高温天气且100%功率开启两个印刷色组UV固化系统时，UV冷却循环水温度都能满足工艺要求的26.8℃。在近一年的生产使用中，没有再出现因UV冷却循环水温度偏高而影响印刷质量的情况，问题得到了有效解决。