工廠、倉庫、醫(yī)療保健設(shè)施、商業(yè)建筑和辦公空間會產(chǎn)生不必要的熱量，這些熱量必須從過程、設(shè)備或內(nèi)部人員中去除。冷卻器可用于通過空氣或水冷冷卻器將熱量傳遞到大氣中來去除這些熱量。冷卻過程的核心是將液態(tài)制冷劑蒸發(fā)成氣體。兩種基本類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)動的機(jī)械壓縮機(jī)。它們使用“蒸汽壓縮”制冷循環(huán)(類似于家用空調(diào)裝置)產(chǎn)生冷卻。圖 1 說明了用于建筑空調(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 中編號的蒸汽壓縮冷卻器系統(tǒng)步驟描述如下。

　　來自冷卻器的冷凍水 (45°F) 被泵送通過位于整個建筑物的空氣處理裝置 (AHU) 中的冷卻盤管。當(dāng)建筑空氣吹過盤管時，熱量從空氣傳遞到冷凍水。這會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，因此它可以重復(fù)冷卻循環(huán)。

　　來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，在那里噴灑或通過塔填料落下。

　　空氣從塔中落下時被吹過水面。這會導(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。通過潛熱傳遞(蒸發(fā))和顯熱傳遞(通過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

　　制冷過程開始如下，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。壓縮過程將冷的低壓制冷劑蒸汽中的熱量集中到一個更小的體積中。這會顯著提高其溫度。

　　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。這個過程稱為冷凝，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，就會發(fā)生冷凝。冷水機(jī)的這部分稱為“冷凝器”，塔水稱為“冷凝水”。這個過程將熱量從制冷劑轉(zhuǎn)移到冷卻塔水，現(xiàn)在溫度為 95°F，因此可以通過蒸發(fā)將其排放到大氣中。

　　來自冷凝器的熱高壓液態(tài)制冷劑通過膨脹閥或計量閥進(jìn)行計量，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，就會發(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)類型進(jìn)行分類，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)是看起來像與冷水機(jī)相關(guān)的“發(fā)動機(jī)”。這種發(fā)動機(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，因為它們可以處理更大體積的制冷劑。離心式冷水機(jī)的特點(diǎn)是看起來像一個大風(fēng)扇，從壓縮機(jī)的一側(cè)到另一側(cè)產(chǎn)生壓差。