工廠、倉(cāng)庫(kù)、醫(yī)療保健設(shè)施、商業(yè)建筑和辦公空間會(huì)產(chǎn)生不必要的熱量，這些熱量必須從過(guò)程、設(shè)備或內(nèi)部人員中去除。冷卻器可用于通過(guò)空氣或水冷冷卻器將熱量傳遞到大氣中來(lái)去除這些熱量。冷卻過(guò)程的核心是將液態(tài)制冷劑蒸發(fā)成氣體。兩種基本類(lèi)型的冷卻器包括蒸汽壓縮式和吸收式。在本博客中，我們將重點(diǎn)介紹蒸汽壓縮式冷水機(jī)組。

　　蒸汽壓縮冷卻系統(tǒng)

　　蒸汽壓縮式冷水機(jī)組使用由電力、蒸汽或燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械壓縮機(jī)。它們使用“蒸汽壓縮”制冷循環(huán)(類(lèi)似于家用空調(diào)裝置)產(chǎn)生冷卻。圖 1 說(shuō)明了用于建筑空調(diào)的典型蒸汽壓縮冷卻器系統(tǒng)。

　　圖 1：蒸汽壓縮冷卻器系統(tǒng)

　　如圖 1 中編號(hào)的蒸汽壓縮冷卻器系統(tǒng)步驟描述如下。

　　來(lái)自冷卻器的冷凍水 (45°F) 被泵送通過(guò)位于整個(gè)建筑物的空氣處理裝置 (AHU) 中的冷卻盤(pán)管。當(dāng)建筑空氣吹過(guò)盤(pán)管時(shí)，熱量從空氣傳遞到冷凍水。這會(huì)冷卻空氣并提高冷凍水的溫度。

　　“溫暖”的冷凍水 (55°F) 返回冷卻器，在那里它將從建筑物空氣中吸收的熱量傳遞給制冷劑。這將冷卻水冷卻下來(lái)，因此它可以重復(fù)冷卻循環(huán)。

　　來(lái)自建筑物空氣的熱量現(xiàn)在包含在冷卻器內(nèi)的制冷劑中。

　　冷卻塔水 (85°F) 被泵入冷卻器的冷凝器側(cè)。熱量從制冷劑中去除并轉(zhuǎn)移到塔水中。塔水溫升高 (95°F)。塔水溫取決于外部空氣溫度和濕度。

　　來(lái)自冷凝器的溫水被泵送到冷卻塔的頂部，在那里噴灑或通過(guò)塔填料落下。

　　空氣從塔中落下時(shí)被吹過(guò)水面。這會(huì)導(dǎo)致一部分水蒸發(fā)，剩余的水被冷卻 (85°F)。建筑物的熱量現(xiàn)已轉(zhuǎn)移到大氣中。通過(guò)潛熱傳遞(蒸發(fā))和顯熱傳遞(通過(guò)直接接觸從溫水到冷空氣的熱傳遞)發(fā)生冷卻

　　冷卻水再次被泵送通過(guò)冷卻器的冷凝器部分以冷卻制冷劑。

　　添加補(bǔ)充水以保持塔盆中的水位恒定。

　　由于蒸發(fā)水中的雜質(zhì)“留在”大量水中，因此系統(tǒng)水中的濃度增加。必須將一部分濃縮的系統(tǒng)水送到排水管以控制系統(tǒng)水中的濃度。補(bǔ)給水的需求量等于通過(guò)蒸發(fā)和排放去除的水量。

　　蒸汽壓縮式冷水機(jī)如何冷卻

　　接下來(lái)讓我們看看典型的冷水機(jī)如何與建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)一起使用

　　運(yùn)作。蒸汽壓縮式冷水機(jī)組有四個(gè)基本組件：

　　壓縮機(jī)

　　冷凝器

　　膨脹閥

　　蒸發(fā)器

　　圖 2：蒸汽壓縮制冷

　　制冷過(guò)程開(kāi)始如下，如圖2所示：

　　當(dāng)?shù)蛪阂后w在蒸發(fā)器的制冷劑部分逐漸在進(jìn)入的冷卻水“水煮”由熱，就變成低壓涼爽氣體在37°F。低壓液態(tài)制冷劑的蒸發(fā)導(dǎo)致從進(jìn)入的冷凍水中吸收(去除)熱量，使其溫度從 55°F 變?yōu)?45°F。這將熱量從冷凍水回路傳遞到制冷劑。

　　在壓縮機(jī)處，低壓冷制冷劑氣體被壓縮機(jī)從蒸發(fā)器中抽出并壓縮成105°F的高壓熱氣體。壓縮過(guò)程將冷的低壓制冷劑蒸汽中的熱量集中到一個(gè)更小的體積中。這會(huì)顯著提高其溫度。

　　熱的壓縮制冷劑氣體進(jìn)入冷凝器，由 85°F 的冷卻塔水冷卻。散熱(冷卻)導(dǎo)致高溫高壓氣體制冷劑變成高溫高壓液體。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為冷凝，當(dāng)制冷劑中的熱量已被移除以將溫度降低到大約 97°F 時(shí)，就會(huì)發(fā)生冷凝。冷水機(jī)的這部分稱(chēng)為“冷凝器”，塔水稱(chēng)為“冷凝水”。這個(gè)過(guò)程將熱量從制冷劑轉(zhuǎn)移到冷卻塔水，現(xiàn)在溫度為 95°F，因此可以通過(guò)蒸發(fā)將其排放到大氣中。

　　來(lái)自冷凝器的熱高壓液態(tài)制冷劑通過(guò)膨脹閥或計(jì)量閥進(jìn)行計(jì)量，成為進(jìn)入蒸發(fā)器的低壓冷液/氣混合物。當(dāng)少量制冷劑在低壓蒸發(fā)器中蒸發(fā)，將液態(tài)制冷劑溫度從 97°F 降低到約 45°F 時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種情況。

　　冷水機(jī)壓縮機(jī)

　　蒸汽壓縮式冷水機(jī)組的核心是機(jī)械壓縮機(jī)。壓縮式冷水機(jī)組可以根據(jù)所使用的壓縮機(jī)類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，主要是容積式(往復(fù)式、渦旋式和螺桿式)和離心式壓縮機(jī)。

　　往復(fù)式壓縮機(jī)的特點(diǎn)是看起來(lái)像與冷水機(jī)相關(guān)的“發(fā)動(dòng)機(jī)”。這種發(fā)動(dòng)機(jī)是往復(fù)活塞式壓縮機(jī)。離心式壓縮機(jī)通常用于較大的冷卻器，因?yàn)樗鼈兛梢蕴幚砀篌w積的制冷劑。離心式冷水機(jī)的特點(diǎn)是看起來(lái)像一個(gè)大風(fēng)扇，從壓縮機(jī)的一側(cè)到另一側(cè)產(chǎn)生壓差。