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水冷螺杆式冷水机组原理
水冷螺杆式冷水机组的核心原理是蒸汽压缩制冷循环,通过螺杆压缩机的机械做功,将热量从室内(冷冻水侧)搬运到室外(冷却水侧)。具体过程可以分为以下四个关键步骤和两个水循环回路。
一、核心制冷循环(制冷剂回路)
1. 蒸发(吸热降温)
· 发生位置:蒸发器(壳管式换热器)。
· 过程:低压低温的液态制冷剂在蒸发器内沸腾蒸发,吸收流经蒸发器管内的冷冻水热量。冷冻水因此降温(通常从12℃降至7℃),送往室内末端风机盘管供冷;而制冷剂吸热后变成低温低压的气体。
2. 压缩(升温升压)
· 发生位置:螺杆式压缩机(机组核心部件)。
· 过程:低温低压的制冷剂气体被吸入压缩机,由一对相互啮合的阴阳转子螺杆高速旋转,对气体进行挤压,使其体积缩小、压力与温度急剧升高。这一步消耗了电能,但为下一步的散热创造了条件。螺杆压缩机运行平稳、振动小,尤其适合长时间中高负荷运行。
3. 冷凝(散热变液)
· 发生位置:冷凝器(壳管式换热器)。
· 过程:高温高压的制冷剂气体进入冷凝器,被流经冷凝器管内来自冷却塔的冷却水带走热量,冷却凝结成高压常温的液态制冷剂。
4. 节流(降压降温)
· 发生位置:热力膨胀阀或电子膨胀阀。
· 过程:高压液态制冷剂流经细小的阀门通道,压力瞬间降低,部分液体闪蒸降温,变成低温低压的液态制冷剂,再次进入蒸发器开始新的循环。
二、两大外部水路系统(辅助散热与供冷)
除了内部的制冷剂,机组还需要两套水系统配合才能工作,这也是“水冷”名称的由来。
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系统名称 |
冷冻水循环(输出冷量) |
冷却水循环(带走热量) |
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路径 |
蒸发器 → 室内风机盘管/空调箱 → 冷冻水泵 → 返回蒸发器 |
冷凝器 → 室外冷却塔 → 冷却水泵 → 返回冷凝器 |
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温度范围 |
供水约7℃,回水约12℃ |
进水约32℃,出水约37℃ |
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作用 |
将机组的冷量输送到房间末端 |
将机组吸收的热量和压缩机做功的热量散发到大气中 |
三、一句话总结原理
可以简单理解为热量的搬运工:压缩机(螺杆)作为动力泵,驱使制冷剂在蒸发器里吸取室内冷冻水的热量,搬运到冷凝器里,再把热量丢给通往冷却塔的冷却水。室内由此获得持续的冷源。
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