在空调制冷系统中(除直接蒸发式装置外),水通常作为载冷剂承担冷量传递功能,这种介质被称作冷媒水或冷水。其运行流程为:冷媒水首先进入制冷机蒸发器制冷剂进行热交换,吸收热量后通过水泵驱动经管道网络输送至各类空气处理设备;在空气处理环节,冷媒水将冷量释放给待处理的空气,完成降温过程;携带废热的回水则再次通过循环管路和泵组返回蒸发器,形成闭合循环系统。该循环过程通过热力学传递实现了制冷能量在系统内的持续转移。
冷媒水循环系统可根据管路系统中循环的水是否与空气直接接触分为闭式系统和开式系统。
(1)闭式系统即密闭式管路水循环系统的简称。该系统中的水是封闭在管路中循环流动的,不与大气接触,不论水泵是否运行,管道中都充满了水。
为此,闭式系统通常在系统的最高点以上设有开式膨胀水箱,或在循环水泵入口接膨胀水罐定压,一方面能使整个系统中保持充满水的状态,并保持一定的系统压力,另一方面能使系统中的水在温度变化时有体积膨胀的余地。
主要优点:管路系统中不易产生污垢和腐蚀;水泵扬程小,电动机功率配置小,耗电较少;不用储水池,回水不需另设水泵,因此系统简单;
主要缺点:蓄能能力小,低负荷时,冷热源设备也需经常开动;膨胀水箱一定要装在系统的最高点,且补水有时需另加加压水泵;膨胀定压水罐的安装高度虽然不受限制,但必须配加压水泵。
(2)开式系统开式系统是指采用开放式管路结构实现流体循环的空调系统类型,其核心特征在于存在与外部环境直接接触的开放环节。典型应用场景包括配备喷水室进行空气处理或设置蓄冷水池的空调装置。这类系统的管路并非完全封闭,喷水室或蓄水池结构使循环水体持续与被处理空气或大气环境发生接触,导致水体在循环过程中因蒸发、飞溅或空气携带等原因产生水量变化。其运行机制表现为:循环水体通过开放界面与外界进行物质交换,既完成热湿交换任务,又因环境交互引发系统参数的动态调整需求。
主要优点:用喷水室处理空气时适应范围比较大,采用蓄冷水池是利用其蓄冷能力,减少冷热源设备的开启时间,削减负荷峰值,达到部分节能或减小设备装机容量的目的。
主要缺点:水易受污染,产生水垢影响换热效果;与空气接触过的水含氧量高,管道和设备易腐蚀,使用寿命降低;水泵需克服高度差造成的静水压力,使水泵扬程增大,耗电较多;当回水不能自流回到制冷机房或锅炉房时需增加回水泵。
二、冷却水系统的组成冷却水循环系统是通过热交换实现制冷能量转移的闭环系统。其运行机制为:冷却水在组冷凝器中吸收制冷剂释放的热量后温度显著升高,经循环水泵驱动进入冷却塔进行热湿交换,通过塔内喷淋装置与空气接触实现热量散失,降温后的冷却水重新回流至冷凝器参与下一轮热交换,形成持续的热量传递循环。
该系统主要由以下核心组件构成:冷却塔作为热交换终端实现环境散热,冷却水箱(池)承担水量存储与缓冲功能,循环水泵提供流体输送动力,冷凝器作为热量吸收端完成制冷剂与冷却水的热耦合,各组件通过专用管路系统形成闭合回路。系统通过精确控制水流量与流速,确保制冷机组冷凝温度稳定在设定范围内,从而维持整个制冷循环的效能。
(1)直流供水系统冷却水经过冷凝器等用水设备后,直接排入河道或下水道,或用于厂区综合用水以及农田灌溉。
(2)重复使用供水系统用其他冷却设备使用过的回水作为水源,或者将用过的冷却水重复用于其他地方。该系统一般在以深井水作为水源,水温较低,一次使用后温升不大的情况下使用。
(3)循环冷却水系统循环冷却水系统只需要补充少量补给水,但需要增加循环泵和冷却设备等,系统比较复杂,常在水源水量较小,水温较高时使用。我们制冷设备常见就是这种。
自然通风冷却循环系统主要依托冷却塔或冷却喷水池等开放式设备实现热交换,通过自然对流完成冷却水降温过程。该系统采用自来水作为补充水源,其运行效能受地域气候条件制约,通常适用于气温较低、湿度适中的中小型冷冻机组场景。其核心特征在于无需机械动力装置,通过塔体结构设计形成空气对流,但冷却效率受限于环境温湿度波动。
机械通风冷却循环系统则通过机械通风冷却塔或喷射式冷却塔构建强制对流环境,配备独立风机系统实现精准温控。该系统同样采用自来水补充,但通过增强空气流动速率显著提升散热效能,尤其适用于高温高湿气候条件或对冷却精度要求较高的工业场景。其优势在于可调节风机转速以适应不同工况,配合现代制冷机组自控系统实现动态平衡,确保冷凝温度稳定在最佳区间。
为了方便空调系统的调试和运行管理,水系统中要求设置一些必要的仪表。在主要设备进、出口,一般需要设置测压装置,以便了解水系统中的压力分布情况及设备的阻力。通过监测设备进出口的压力差,可以判断设备的运行状态是否正常,及时发现设备故障。同时,在水温发生变化的地点,应设置测温装置,如冷、热源设备进、出口。测
1、如果不使用缓冲水箱,将导致主机频繁启停。由于环路中的循环水量有限,那么就会引起主机在很短的时间内达到设计温度,主机就会停止工作,然后又会在很短暂的时间内,水温达到主机的启动条件,主机又开始启动,这样频繁的启动就会大大减少主机的使用寿命和浪费电能。不仅需要缓冲水箱,而且水箱的容量最好大一点。
水蒸气在压缩机压缩的过程中,遇到高温与冷冻油、制冷剂、有机物等,会导致电动机绕组受损、金属腐蚀并形成渣泥沉积物。(此处可插入压缩机内部因水蒸气产生渣泥沉积物的图示) 综上所述,为了保证制冷设备效果,延长制冷设备寿命,保证制冷设备没有不凝性气体,必须对制冷系统抽真空。