冷水机的工作原理

蒸汽压缩冷却系统

蒸汽压缩式冷水机组使用由电力、蒸汽或燃气轮机驱动的机械压缩机。它们使用“蒸汽压缩”制冷循环(类似于家用空调装置)产生冷却。图 1 说明了用于建筑空调的典型蒸汽压缩冷却器系统。

图 1:蒸汽压缩冷却器系统

如图 1 中编号的蒸汽压缩冷却器系统步骤描述如下。

1. 来自冷却器的冷冻水 (45°F) 被泵送通过位于整个建筑物的空气处理装置 (AHU) 中的冷却盘管。当建筑空气吹过盘管时,热量从空气传递到冷冻水。这会冷却空气并提高冷冻水的温度。

2. “温暖”的冷冻水 (55°F) 返回冷却器,在那里它将从建筑物空气中吸收的热量传递给制冷剂。这将冷却水冷却下来,因此它可以重复冷却循环。

3. 来自建筑物空气的热量现在包含在冷却器内的制冷剂中。

4. 冷却塔水 (85°F) 被泵入冷却器的冷凝器侧。热量从制冷剂中去除并转移到塔水中。塔水温升高 (95°F)。塔水温取决于外部空气温度和湿度。

5. 来自冷凝器的温水被泵送到冷却塔的顶部,在那里喷洒或通过塔填料落下。

6. 空气从塔中落下时被吹过水面。这会导致一部分水蒸发,剩余的水被冷却 (85°F)。建筑物的热量现已转移到大气中。通过潜热传递(蒸发)和显热传递(通过直接接触从温水到冷空气的热传递)发生冷却

7. 冷却水再次被泵送通过冷却器的冷凝器部分以冷却制冷剂。

8. 添加补充水以保持塔盆中的水位恒定。

9. 由于蒸发水中的杂质“留在”大量水中,因此系统水中的浓度增加。必须将一部分浓缩的系统水送到排水管以控制系统水中的浓度。补给水的需求量等于通过蒸发和排放去除的水量。

蒸汽压缩式冷水机如何冷却

接下来让我们看看典型的冷水机如何与建筑暖通空调系统一起使用

运作。蒸汽压缩式冷水机组有四个基本组件:

1. 压缩机

2. 冷凝器

3. 膨胀阀

4. 蒸发器

图 2:蒸汽压缩制冷

制冷过程开始如下,如图2所示:

1. 当低压液体在蒸发器的制冷剂部分逐渐在进入的冷却水“水煮”由热,就变成低压凉爽气体在37°F。低压液态制冷剂的蒸发导致从进入的冷冻水中吸收(去除)热量,使其温度从 55°F 变为 45°F。这将热量从冷冻水回路传递到制冷剂。

2. 在压缩机处,低压冷制冷剂气体被压缩机从蒸发器中抽出并压缩成105°F的高压热气体。压缩过程将冷的低压制冷剂蒸汽中的热量集中到一个更小的体积中。这会显着提高其温度。

3. 热的压缩制冷剂气体进入冷凝器,由 85°F 的冷却塔水冷却。散热(冷却)导致高温高压气体制冷剂变成高温高压液体。这个过程称为冷凝,当制冷剂中的热量已被移除以将温度降低到大约 97°F 时,就会发生冷凝。冷水机的这部分称为“冷凝器”,塔水称为“冷凝水”。这个过程将热量从制冷剂转移到冷却塔水,现在温度为 95°F,因此可以通过蒸发将其排放到大气中。

4. 来自冷凝器的热高压液态制冷剂通过膨胀阀或计量阀进行计量,成为进入蒸发器的低压冷液/气混合物。当少量制冷剂在低压蒸发器中蒸发,将液态制冷剂温度从 97°F 降低到约 45°F 时,就会发生这种情况。

冷水机压缩机

蒸汽压缩式冷水机组的核心是机械压缩机。压缩式冷水机组可以根据所使用的压缩机类型进行分类,主要是容积式(往复式、涡旋式和螺杆式)和离心式压缩机。

往复式压缩机的特点是看起来像与冷水机相关的“发动机”。这种发动机是往复活塞式压缩机。离心式压缩机通常用于较大的冷却器,因为它们可以处理更大体积的制冷剂。离心式冷水机的特点是看起来像一个大风扇,从压缩机的一侧到另一侧产生压差。

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