冷水機是一臺機器，從經由液體除去熱量蒸氣壓縮或吸收式制冷循環。然后可以將該液體通過熱交換器循環以冷卻設備或另一工藝流（例如空氣或工藝用水）。作為必需的產品，制冷產生必須耗盡到環境的廢熱，或者為了更高的效率，回收用于加熱目的。冷水用于中大型商業，工業和機構設施的空氣冷卻和除濕。水冷卻器可以水冷，風冷或蒸發冷卻。水冷系統可以提供超過風冷系統的效率和環境影響優勢。

在空調中使用

出租冷水機安裝在拖車上在空調系統中，冷卻水通常被分布到熱交換器，或線圈，在空氣處理單元或其他類型的冷卻空氣在其各自的空間（S）終端設備。然后將水再循環回冷卻器再次冷卻。這些冷卻盤管將顯熱和潛熱從空氣傳遞到冷凍水，從而冷卻并通常對空氣流進行除濕。典型的空調冷凍機的額定溫度為15至2000 噸，至少有一家制造商可以生產能夠達到5200噸冷卻的冷水機組。[3]冷凍水溫度范圍為35至45°F（2至7°C），取決于應用要求。當空調系統的冷卻器不可操作或需要維修或更換時，可使用緊急冷卻器來提供冷凍水。租賃冷水機組安裝在拖車上，以便將其快速部署到現場。大型冷凍水軟管用于連接租賃冷水機組和空調系統。

在行業中使用

在工業應用中，來自冷凍機的冷凍水或其他液體被泵送通過過程或實驗室設備。工業冷水機組用于各種行業的產品，機構和工廠機械的受控冷卻。它們經常用于塑料工業，注塑和吹塑，金屬加工切削油，焊接設備，壓鑄和機床加工，化學加工，藥物配方，食品和飲料加工，紙和水泥加工，真空系統，射線衍射，電源和發電站，分析設備，半導體，壓縮空氣和氣體冷卻。它們也用于冷卻高溫專用物品，如MRI機器和激光器，以及醫院，酒店和校園。用于工業應用的制冷機可以集中在一個單個冷卻器中，可以滿足多種冷卻需求，或者在每個應用或機器具有自己的冷卻器的情況下分散。每種方法都有其優點。也可以組合集中式和分散式冷水機組，尤其是對于一些應用或使用點而言，冷卻要求相同但并非全部。分散式制冷機通常體積小，制冷量少，通常為0.2?10短噸（0.179?8.929噸，0.181?9.072噸）。集中式冷水機組的生產能力一般在十噸到幾十萬噸之間。冷水用于中大型商業，工業和機構（CII）設施的空氣冷卻和除濕。水冷卻器可以水冷，風冷或蒸發冷卻。與風冷式冷水機組相比，水冷式冷水機組采用冷卻塔，可提高冷卻器的熱力學效能。這是由于在空氣的濕球溫度處或附近的散熱，而不是較高的，有時甚至更高的干球溫度。蒸發冷卻式冷水機比風冷式冷水機組提供更高的效率，但低于水冷式冷水機組。

水冷式制冷機通常用于室內安裝和操作，并通過單獨的冷凝器水回路冷卻，并連接到室外冷卻塔以將熱量排放到大氣中。

風冷和蒸發冷卻的冷卻器用于戶外安裝和操作。風冷機器通過環境空氣直接冷卻，機械循環直接通過機器的冷凝器盤管將熱量排放到大氣中。蒸發冷卻機器是類似的，除了它們在冷凝器盤管上實施水霧以幫助冷凝器冷卻，使得機器比傳統的風冷機器更有效率。這些類型的空氣冷卻或蒸發冷卻器中的任何一種通常不需要遠程冷卻塔。

如果有的話，附近水體容易獲得的冷水可能直接用于冷卻，放置或補充冷卻塔。該深層湖水冷卻系統在多倫多，安大略省，加拿大，就是一個例子。它使用冷湖水冷卻冷水機組，反過來又用于通過區域冷卻系統來冷卻城市建筑物。回水用于溫暖城市的飲用水供應，這在寒冷的氣候中是可取的。每當冷卻器的排熱可以用于生產目的時，除了冷卻功能之外，還有很高的熱效能。

蒸氣壓縮冷水機技術

在蒸氣壓縮式冷水機中使用四種基本類型的壓縮機：往復式壓縮，渦旋壓縮，螺桿驅動壓縮和離心壓縮均為機電式，可由電動機，蒸汽或燃氣輪機提供動力。它們通過“ 反向蘭肯 ”循環（也稱為“蒸氣壓縮”）產生冷卻效果。隨著蒸發冷卻散熱，它們的性能（COP）非常高; 通常為4.0或更高。

當前的蒸汽壓縮冷凍機技術基于稱為蒸氣壓縮的“反向蘭肯”循環。參見附圖，其中列出了冷卻器系統的關鍵部件。

顯示水冷式冷水機組件的圖表

冷水機組的關鍵部件：

制冷壓縮機 - 基本上是制冷劑氣體的泵。壓縮機的容量以及冷卻器冷卻能力以千瓦輸入（kW），馬力輸入（HP）或體積流量（m 3 / h，ft 3 / h）測量。用于壓縮制冷劑氣體的機構在壓縮機之間不同，并且各自具有其自身的應用。常用的制冷壓縮機包括往復式，渦旋式，螺桿式或離心式。這些可由電動機，蒸汽輪機或燃氣輪機供電。壓縮機可以具有來自特定制造商的集成電動機，或者是開放式驅動器，允許連接到另一種類型的機械連接。壓縮機也可以是密封（焊接封閉）或半密封（螺栓連接在一起）。近年來，變速驅動（VSD）技術的應用提高了蒸氣壓縮式制冷機的效率。第一臺VSD在20世紀70年代后期應用于離心式壓縮機冷水機組，隨著能源成本的增加而成為標準。現在，VSD正在應用于旋轉螺桿和渦旋技術壓縮機。

冷凝器可以是空氣冷卻，水冷卻或蒸發。冷凝器是熱交換器，其允許熱量從制冷劑氣體遷移到水或空氣中。空氣冷卻冷凝器由銅管（用于制冷劑流）和鋁翅片（用于空氣流）制造。每個冷凝器具有不同的材料成本，并且在效率方面是不同的。使用蒸發式冷凝器，它們的性能系數（COP）非常高; 通常為4.0或更高。

膨脹裝置或制冷劑計量裝置（RMD）限制液體制冷劑的流動，導致蒸發一些制冷劑的壓降; 這種蒸發吸收附近液態制冷劑的熱量。RMD位于蒸發器之前，使得蒸發器中的冷氣體可以從蒸發器中的水中吸收熱量。在蒸發器出口側有一個用于RMD的傳感器，其允許RMD基于冷卻器設計要求來調節制冷劑流量。

蒸發器可以是板式或管殼式。蒸發器是熱交換器，其允許熱能從水流遷移到制冷劑氣體中。在剩余液體向氣體的狀態變化期間，制冷劑可以在不改變溫度的情況下吸收大量的熱量。

吸收技術如何工作

吸收式制冷機的熱力學循環由熱源驅動; 這種熱量通常通過蒸汽，熱水或燃燒傳送到冷水機組。與電動制冷機相比，吸收式制冷機具有非常低的電力需求 - 對于解決方案泵和制冷劑泵，很少超過15 kW的組合消耗。然而，其熱輸入要求較大，其COP通常為0.5（單效）至1.0（雙重效應）。對于相同的噸位容量，吸收式制冷機需要比蒸氣壓縮式冷水機更大的冷卻塔。然而，從能源效率的角度來看，吸收式制冷機在廉價，高品位的熱或廢熱容易獲得的情況下表現優異。在極度晴朗的氣候中，單效吸收循環使用水作為制冷劑和溴化鋰作為吸收劑。這兩種物質彼此之間的強烈親和力使得循環起作用。整個過程發生在幾乎完全的真空中。

溶液泵  ：在吸收器殼體的底部收集稀釋的溴化鋰溶液（濃度為63％）。從這里，密封溶液泵將溶液移動通過殼管式熱交換器進行預熱。

發電機  ：離開熱交換器后，稀釋液移入上殼體。該溶液圍繞一束帶有蒸汽或熱水的管。蒸汽或熱水將熱量轉移到稀釋溴化鋰溶液池中。溶液沸騰，將制冷劑蒸氣向上送入冷凝器，留下濃縮的溴化鋰。濃縮的溴化鋰溶液向下移動到熱交換器，在那里它被被泵送到發生器的弱溶液冷卻。

冷凝器  ：制冷劑蒸氣通過除霧器遷移到冷凝器管束。制冷劑蒸汽在管上冷凝。熱量通過管道內部移動的冷卻水除去。當制冷劑冷凝時，它聚集在冷凝器底部的槽中。

蒸發器  ：制冷劑液體從上殼體中的冷凝器向下移動到下殼體中的蒸發器，并噴灑在蒸發器管束上。由于下殼體[6 mm Hg（0.8 kPa）絕對壓力]的極端真空度，制冷劑液體在約39°F（4°C）下沸騰，產生制冷劑效應。（這種真空是通過吸濕作用產生的 - 強烈的親和力溴化鋰已經在水中 - 在下面的吸收體中。）

吸收器  ：當制冷劑蒸氣從蒸發器遷移到吸收器時，來自發生器的強溴化鋰溶液被噴射在吸收管束頂部。強烈的溴化鋰溶液實際上將制冷劑蒸氣吸入溶液中，在蒸發器中產生極端的真空。制冷劑蒸汽吸收到溴化鋰溶液中也產生被冷卻水除去的熱量。現在稀釋的溴化鋰溶液聚集在下殼的底部，在那里它向下流到溶液泵。冷卻循環現在完成，過程再次開始。

工業冷水機技術

工業冷水機組通常來自完整的，封閉式的閉環系統，包括冷凝器，冷凝器和帶循環泵的泵站，膨脹閥，無流量關閉，內部冷水控制。內部水箱有助于保持冷水溫度，并防止發生溫度上升。閉環工業冷水機組在恒溫恒壓條件下再循環清潔冷卻液或清水，以提高水冷機器和儀器的穩定性和再現性。水從冷卻器流向應用的使用點并返回。如果入口和出口之間的水溫差高，則將使用大型外部水箱來儲存冷水。在這種情況下，冷凍水不會直接從冷水機到應用程序，而是進入作為一種“溫度緩沖器”的外部水箱。冷水箱比內部水從外部罐到應用程序大得多，并且來自應用的返回熱水回到外部罐而不是冷卻器。

較不常見的開環工業冷水機通過不斷地循環來控制開放式罐或油槽中的液體的溫度。液體從罐中抽出，泵送通過冷卻器回到罐中。在工業用水冷卻器中使用水冷而不是空氣冷卻。在這種情況下，冷凝器不會用環境空氣冷卻熱的制冷劑，而是使用由冷卻塔冷卻的水。這種發展允許能量需求降低超過15％，并且由于水基冷凝器的較小的表面積和不存在風扇，因此能夠顯著降低冷卻器的尺寸。另外，沒有風扇可以顯著降低噪音水平。大多數工業制冷機使用制冷作為冷卻介質，但有些則采用簡單的技術，例如空氣或水流過包含冷卻劑的線圈來調節溫度。水是過程冷卻器中最常用的冷卻劑，盡管經常使用冷卻劑混合物（主要是具有冷卻劑添加劑的水以增強散熱）。[7]

工業冷水機選擇

在尋找工業冷水機組時要考慮的重要規格包括總生命周期成本，電源，制冷機IP等級，冷卻器冷卻能力，蒸發器容量，蒸發器材料，蒸發器類型，冷凝器材料，冷凝器容量，環境溫度，電機風扇類型，噪聲水平，內部管道材料，壓縮機數量，壓縮機類型，冰箱回路數量，冷卻液要求，流體排放溫度和COP（RT中冷卻能力與整個冷水機組消耗的能量之間的比例，KW） 。對于中型至大型冷水機組，其數值應在3.5至7.0之間，較高的值意味著更高的效率。冷水機組的效率通常以每制冷量千瓦（kW / RT）為單位。重要的過程泵規格包括工藝流程，過程壓力，泵材料，彈性體和機械軸密封材料，電機電壓，電機電氣等級，電機IP等級和泵額定值。如果冷水溫度低于-5℃，則需要使用特殊的泵來泵送高濃度的乙二醇。其他重要規格包括內部水箱尺寸和材料以及滿載電流。在工業制冷機之間選擇時應考慮的控制面板功能包括本地控制面板，遙控面板，故障指示燈，溫度指示器和壓力指示器。

其他功能包括應急報警，熱氣旁路，城市用水切換和腳輪。

可拆卸式冷水機組也可用于偏遠地區的部署，而且條件可能炎熱多塵。

制冷劑

蒸氣壓縮式冷水機內部使用制冷劑作為其工作流體。許多制冷劑選項可用; 當選擇冷卻器時，應用冷卻溫度要求和制冷劑的冷卻特性需要匹配。要考慮的重要參數是工作溫度和壓力。有幾個關于制冷劑的環境因素，也影響到冷凍機應用的未來可用性。這是間歇式應用中的關鍵考慮因素，一臺大型冷水機可能持續25年以上。需要考慮制冷劑的臭氧消耗潛力（ODP）和全球變暖潛能值（GWP）。ODP和GWP數據用于一些更常見的蒸氣壓縮制冷劑（注意到許多這些制冷劑是高度易燃和/或有毒的）：[9]