制冷冷水机组的构成和工作原理（制冷原理与冷水机组）
制冷冷水机组的构成和工作原理（制冷原理与冷水机组）冷水机组卡诺循环(Carnot cycle) 是只有两个热源（一个高温热源温度T1和一个低温热源温度T2）的简单循环。由于工作物质只能与两个热源交换热量，所以可逆的卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。混合制冷剂：制冷剂要考虑以下指标：制冷系数COP，臭氧破坏指数ODP，温室效应指数GWP。卡诺循环
制冷原理
不燃和无毒，高压侧压力应不至于要求过高的结构强度，低压侧压力应高于大气压，汽化潜热大，较小的比容，液态比热小，易于检测系统渗漏点，与常用润滑剂相溶，传热系数和黏度应有利于传热，易于获得、成本低、易于处理，对系统常用的金属材料无腐蚀。（请见南社相关课件）
最可取的制冷剂应该有以下特征：
氟化烃类制冷剂：三个注意要点：可燃性、毒性(人体健康)、类制冷剂的组成如下：碳(基本成分) H Cl F的化合物。如下图三角形所示：
混合制冷剂：
| 特征及物质例 | 主要用途 | |
| CFC | FC 含氯物质，对臭氧层造成破坏的可能性高；CFC-11 12 113 114 115等 | 制冷剂：冰箱、商用低温设备、汽车空调等；发泡剂：清洗剂、气溶胶用喷射剂。 |
| HCFC | HCFC含氯物质，因其含有氢，所以对臭氧层形成破坏的可能性小；HCFC-22 123 141b 142b 225等 | 制冷剂：冰箱、商用低温设备、住宅空调、小型空调等；发泡剂：清洗剂、气溶胶用喷射剂。 |
| HFC | 含氢不含氯的物质，对臭氧层没有破坏作用；HFC-32 125 134a 143a 152a，290等 | 制冷剂：冰箱、商用低温设备、汽车空调、住房空调、小型空调等；发泡剂：清洗剂、气溶胶用喷射剂。 |
制冷剂要考虑以下指标：制冷系数COP，臭氧破坏指数ODP，温室效应指数GWP。
卡诺循环
卡诺循环(Carnot cycle) 是只有两个热源（一个高温热源温度T1和一个低温热源温度T2）的简单循环。由于工作物质只能与两个热源交换热量，所以可逆的卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。
冷水机组
冷水机组制冷循环概述与制冷效率
一台典型的水冷式冷水机组由以下七个基本部件组成：
蒸发器、压缩机、冷凝器、节流装置、润滑油系统、控制系统、辅助设备；辅助设备包括电机启动器、油分离器、油冷却器、储油器、经济器等等。——这些可能是机组的一部分也可以在现场增加。
机组可以工厂整装的，也可以现场拼装。
循环水泵使冷冻水在蒸发器中循环，将温度由54F降至44F并送至建筑负荷。
在制冷循环中，机组的做功（压缩热）加上蒸发器中吸收的热量一起从冷凝器中排走。
冷却水泵使水从冷凝器中带走热量，并由冷却塔将热量释放。在设计条件下，进入冷凝器的水温85F，出水温95F。
冷却塔释放热量给大气将水温由95F降到85F。
现在让我们看机组是如何分类的。
注：摄氏温度（℃）和华氏温度（℉）之间的换算关系为：
华氏度(℉)=32 摄氏度(℃)×1.8，摄氏度(℃)=（华氏度(℉)-32）÷1.8。
5（t°F—50）=9（t°C-10） t°Fb表示华氏摄氏度，另一个为摄氏度。
基本的冷水机组：商用冷水机组类型：风冷或水冷往复式，螺杆式，离心式或吸收式等。
机组可以按排热方式分类，也可以按循环制冷剂的方法分类：
按排热方式分类：机组可以有风冷和水冷的冷凝器，它们称为风冷机组和水冷机组。
按循环制冷剂的方法分类：可以通过机械压缩来循环制冷剂。压缩方法包括：
1-往复式压缩机
2-螺杆式压缩机
3-离心式压缩机
吸收机组是用水做制冷剂的机组。
各种型号的机组的大致容量如下：
| 风冷 | 小型~中型 |
| 水冷 | 小型~大型 |
| 往复式 | 小型~中型 |
| 螺杆式 | 小型~大型 |
| 离心式 | 中型~超大型 |
| 吸收式 | 小型~大型 |
理解机组运行的关键是理解制冷循环。我们来看看循环中工质在各设备中的变化。
冷水机组的能耗和尺寸
压缩机所消耗的能量是3个因素的函数：
-制冷剂在压缩机中的质量流量，lb/min（R.E.）；
-压缩机带来的压力增加（Pc-Pb）；
-压缩效率（压缩热）；
任何改善上述3项的设备都会降低冷水机组的能耗和尺寸；
我们先看降低压缩机的压缩比“lift”。
降低冷水机组的压缩比：
压缩机压缩比：
压缩比指压缩机将工质的压力提高。压缩比的概念就像供水的水压头一样。
压缩机压缩比可以通过以下两种方式降低；
1-提高饱和蒸发温度（SET）
2-降低饱和冷凝温度（SCT）
机组的生产商运用机械措施和控制系统从两方面改进。
蒸发器的基本类型：
二种类型：满液式、干式；
满液式：水在管道内流动，制冷剂浸没管道，使用于离心式机组；
干式：制冷剂在管道内流动，水在管外流动，回油性能好；
用于：往复式机组、螺杆式机组。
基本的冷凝器类型：
冷凝器可有两种基本设计：
1、水冷式：
水沿管内流动时，从压缩机出来的热的制冷剂气体在管子的管壳侧凝结。
外面有鳍的铜管通常在两端用机械扩管以保证热交换器内的制冷剂和水之间的密封。卸掉端盖可以从任何一端更换或清洗管束。不像蒸发器，冷凝器几乎总是像冷却塔一样采用开放式循环。有时候像河、湖、井或城市用水都可以采用。可用的水温度根据水源和季节而变化。因此，管子内部要不断的通过定期清洗来清除污垢。冷却塔通常使冷凝器进水温度达到85F并且出水温度达到95F。这使饱和冷凝温度达到105F。
采用水冷冷凝器的冷水机组类型－往复式、螺杆式和离心式。
2、风冷式：
制冷剂沿管内流动，管子外面有机械固定的金属翅片。周围的空气靠冷却风扇通过管束。空气一般以95F进入，105F排出。饱和冷凝温度大约在125F左右－高于通常的水冷设计。往复式和螺杆式制冷机可以采用风冷冷凝器，离心式制冷机不用。往复式和螺杆式制冷机采用风冷冷凝器，因为它们是固定排量的机器，并且以较高的压缩比运行。离心式制冷机对高压缩比敏感，通常不采用风冷冷凝器。
基本的冷凝器类型：
两种类型：水冷，风冷。
水冷：
- 浸没式设计
- 冷却塔
- 一次式水源
- 一般从85F 升高到95F
- 一般饱和冷凝温度为105F
- 各种类型的冷水机组
风冷
- 用室外空气
- 一般是95F进风，115F出风
- 一般是125 F的饱和冷凝温度
- 往复式和螺杆式
冷水机组
冷却水的控制
提高制冷效率的途径-节能部件
提高制冷效果：制造商基本上有三种方法来设计设备以提高商业制冷机的循环制冷效果：
1-使用过冷器
2-使用闪发器
3-使用经济器
压缩机的类型
压缩机效率
压缩机的机械设计是影响它效率的一个主要因素。公差、摩擦、材料等都必须准确地设计。
进入压缩机的制冷剂情况也影响压缩机的效率，这是由与压缩机设计参数无关的外部设备决定的。
所有的压缩机被设计成压缩气态而非液态制冷剂。为了保证气态而非液态的制冷剂到达压缩机进口，一般热力膨胀阀被用于固定排量的压缩机。
由于压缩机压缩制冷剂的体积，在过热度很大时通过压缩机的制冷剂会稀薄一些，压缩机的制冷剂质量流量会降低。
很明显，当过热度增加时，压缩循环效率会降低。
现代电子技术带来了解决办法。开利已经设计了电子膨胀阀，它可以提供非常精细的制冷剂流量控制。配合传感器和微处理器，可以保持更准确的过热度控制。制冷设备现在运行的过热度不是原来的15F而是5F，并且没有牺牲设备的安全性。
市场上的冷水机组有以下几种类型：
活塞式冷水机组
螺杆式冷水机组
离心式冷水机组
压缩机的类型决定了它的容量范围和运行方式。
在商用冷水机组中使用到的四种压缩机类型
-涡旋式、往复式、螺杆式、离心式。
它们有多大的制冷量范围？
如下所示，冷水机组的单机容量范围是15至10000冷吨。
活塞式冷水机组的容量范围是15至100冷吨。
螺杆式冷水机组的容量大约是75至750冷吨。
离心式冷水机组的容量大约是100至10000冷吨。
