【冷水机知识】冷冻水系统如何运作

许多气候都有炎热的天气。有些地方一年四季都很热。但这并不意味着建筑物内部必须很热。尽管外面的温度有时可能超过100°F，但建筑物内部的温度却可以达到舒适的74°F。这全都归功于冷冻水系统。

冷冻水系统用于中型和大型建筑物。冷水机组充当集中式冷却系统，为整个建筑物甚至多个建筑物提供冷却。这是因为将空调设备集中在一个位置而不是将许多设备安装在许多不同的地方通常更为实用。

除了简化建筑物维护人员的出入通道外，大型水冷系统还比小型独立系统提供更高的能源效率。

冷冻水厂简介

尽管冷冻水系统对大多数人来说是一个新主意，但自古罗马时代以来，该概念实际上就已经存在。为了给建筑物降温，罗马人会在墙壁上浇水以冷却内部空间。

直到1902年，威利斯·开利(Willis Carrier)发明了现代空调。然后在1926年，开利(Carrier)发明了第一台离心式制冷机，这使得为建筑物提供大型空调成为可能。

从那时起，冷水机经历了许多创新，并且有许多不同类型的冷水机。但是，冷却器的目的保持不变：从水中去除热量。

冷冻水系统基础知识

冷冻水系统通过使用冷冻水吸收建筑物空间的热量来为建筑物提供冷却。冷水机是水冷系统的核心，它通过制冷循环从水中去除热量。

冷冻水系统的制冷循环通过从冷冻机蒸发器中的冷冻水中除去热量来工作。压缩机是驱动整个过程的动力。它还在冷冻水系统中使用最多的能量。

在冷却器的冷凝器中，热量传递到冷凝器的水中，或直接传递到外部空气。

冷冻水循环

冷冻水回路由管道和泵组成，这些管道和泵在建筑物周围移动冷冻水。冷冻水泵(CHWP)推动冷冻水通过冷冻机并穿过建筑物周围的冷冻水管线。

离开冷却器的冷却水称为冷却水供应(CHWS)。冷冻水的供应温度通常约为45°F。

冷冻水的供应通过冷水机，然后输送到建筑物的各种空调单元，例如空气处理单元(AHU)和风机盘管单元(FCU)：

在AHU和FCU中，冷却水通过热交换盘管以降低盘管的温度。

当热交换盘管被冷水冷却时，风扇将空气吹过盘管，向建筑物的空间提供冷空气。从AHU和FCU吹出的送风温度通常约为55°F。

退出换热盘管后，冷却水回流(CHWR)返回冷却器，在冷却器中再次冷却，并重复该过程。

一些冷冻水冷却系统的配置非常简单，而另一些则更为复杂：

一个简单的冷却水冷却系统配置可以包括一个冷却器和一个泵。

更为复杂的冷冻水冷却系统配置可以由多个冷却器，多个泵，冷却塔，热交换器和各种阀门组成，以根据建筑物内部的热负荷重定向流量。

接下来，我们将讨论几个不同的冷冻水系统配置。

冷冻水冷却系统

当冷水机产生冷水时，从冷水中带走的热量必须被排除在某个地方，通常是在建筑物外。冷却器系统是建筑物内部与建筑物外部之间的热传递的促进者。

有两种主要类型的冷冻水冷却系统：风冷式冷水机和水冷式冷水机。

风冷冷水机

风冷式冷水机组几乎总是位于建筑物外部，并且通过将热量直接排放到周围的空气中而将热量从冷水中去除。

风冷式冷水机从冷凝器盘管中排出热量。当温暖的制冷剂通过冷凝器盘管时，外部空气吹过冷凝器盘管，并从制冷剂中带走热量。

然后，制冷剂通过膨胀阀，在其中迅速冷却并通过蒸发器，在蒸发器中冷却冷冻水。然后再次重复此过程。

水冷式冷水机

水冷式冷水机组几乎总是位于建筑物内部。它们的工作方式与风冷式制冷机几乎相同。不同之处在于，它们通过将热量排至称为冷凝器水管线的第二条隔离水管线来将热量从冷冻水中去除。

冷凝器水流过冷却器并吸收热量。冷凝器水然后返回冷却塔。冷却塔几乎总是位于建筑物外部，并且通过将一些冷凝水蒸发到大气中而从冷凝水中除去热量。

随着一些冷凝器水的蒸发，热量从冷凝器水中带走，冷的冷凝器水流回冷却器。然后再次重复此过程。

水冷式冷却器系统非常节能。但是，由于它们的复杂性和许多不同的部件，它们的安装和维护成本通常更高。因此，您通常只会在大型建筑物中找到它们。这是因为节能量超过了安装和维护系统的成本。

但是，水冷式冷水机也开始在小型建筑物中出现。最近的进步使得在通常没有建筑物的建筑物中安装和维护水冷式冷却器变得切实可行。

冷水机组优化

冷水机组通常是建筑物能源消耗的重要部分。根据美国能源信息署的数据，用于商业建筑的能源中有15%用于制冷。

当您认为冷水机通常是建筑物内最大的能源消耗者之一时，它们的性能可能会对运营成本产生巨大影响。因此，通常会密切监控冷水机组的效率以寻求潜在的改进。

优化冷水机组是一项复杂的任务，涉及收集数据和进行计算。这些计算确定如何最佳地操作冷水机组设备。

例如，在凉爽的夜晚，提高冷却器的冷却水供应温度设定点可能更有效。升高冷冻水供应温度设定点将使冷冻机无法发挥最大作用。

结论

冷冻水系统通常用于冷却中型和大型建筑物。虽然水冷系统的前期成本可能很高，但通常可以弥补较高的能源效率和较低的维护成本。

冷却器只是建筑物内部和外部之间热传递的促进者，而冷却水系统可以具有许多不同的配置。风冷式冷水机和水冷式冷水机是最常用的冷水机类型。