水冷式中央空调主要由冷水机组、冷冻水系统、冷却水系统三部分组成,分别用于制冷、向室内供冷、向室外排热。

其工作原理是,以冷水机组为制冷核心,以水为载冷剂输送热量,由主机蒸发侧的冷冻水系统从室内吸取低温蒸发热(制冷),经主机提升为高温冷凝热(耗电),再经主机冷凝侧的冷却水系统排至室外大气(排热)。
水冷式中央空调在夏季制冷的实质,就是将室内的低温热量搬运提升并迁移到室外,其结构原理可归结为三大循环(制冷剂循环、水循环、空气循环),分别对应三大工质(制冷剂、水、空气),以及三大动力(压缩机、水泵、风机)。
水冷式空调包含五个水系统,其中三个功能水系统(冷冻水、冷却水、冷凝水),两个保障水系统(软化水、补水定压),相应可归结为五大主要设备(冷水机组、空调末端、冷却塔、软水装置、补水定压装置)。
二、三大循环
水冷式中央空调的三大循环为制冷剂循环、水循环、空气循环,分别对应不同的循环工质与动力:
1、制冷剂循环
以制冷剂为循环工质,由压缩机提供循环动力,在冷水机组内部完成蒸发吸热与冷凝放热的过程,是系统制冷的核心与基础,负责将低温热量提升为高温热量。
2、水循环
以水为循环工质,由水泵提供循环动力,分为冷冻水与冷却水两个水循环。
冷冻水循环由冷冻水泵驱动,12℃冷冻水经蒸发器换热后降温为7℃,至室内空调末端对室内空气降温除湿,再携带室内热量返回至蒸发器供给为蒸发热。
冷却水循环由冷却水泵驱动,32℃冷却水经冷凝器换热后升温为37℃,携带冷凝热至冷却塔通过蒸发冷却散热至室外大气,再返回冷凝器继续获取冷凝热。
3、空气循环
以空气为循环工质,由风机提供循环动力,分为室内与室外两个空气循环。
室内空气循环由内机风扇驱动,空气流经水盘管换热,降温除湿后再送入室内,不断循环制冷。
室外空气循环由冷却塔风扇驱动,空气流经填料层,与冷却水进行充分地热湿交换后排至大气,不断循环散热。
三、五大水系统
水冷式空调包含五个水系统,其中冷冻水、冷却水、冷凝水为功能水系统,两个为保障水系统:
1、冷冻水系统
功能水系统,作为冷量载体,在冷水机组与空调末端之间闭式循环,将冷量输送到各个房间,实现室内制冷。
2、冷却水系统
功能水系统,作为热量载体,在冷水机组与冷却塔之间循环,将机组冷凝热带至冷却塔散发到大气中。
3、冷凝水系统
功能水系统,收集空调末端因除湿产生的凝结水,通过重力流排入建筑排水管网,不参与制冷循环。
4、软化水系统
保障水系统,通过软水装置去除水中的钙镁离子,制备软化水,防止管道与设备结垢、腐蚀,保障系统的长期稳定运行。
5、补水定压系统
保障水系统,负责补充系统因泄漏、蒸发损失的水量,同时维持系统压力稳定,防止管道汽化、抽空,确保水循环顺畅。

四、五大主要设备
依据水冷式空调运行时的功能和保障,主要为以下五大设备:
1、冷水机组
系统的核心制冷设备,通过制冷剂循环,将冷冻水降温至设定温度,是冷量的生产源头。
2、空调末端
室内换热设备,包括风机盘管、空调箱等,直接与室内空气进行热湿交换,实现房间降温与除湿。
3、冷却塔
室外散热设备,通过冷却水喷淋与风机驱动,让冷却水与空气充分换热,将系统热量排放到大气中。
4、软水装置
水处理保障设备,与软水箱配合,制备软化水,为系统提供优质补水,防止结垢与腐蚀。
5、补水定压装置
系统稳压保障设备,实现自动补水与压力调节,维持系统压力稳定,保障水循环的正常运行。

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