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冰水主机
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冰水主机（chiller）是利用蒸气压缩制冷、吸附式制冷或吸收式制冷循环，将液态冷却剂中的热能移出的机器。液态冷却剂之后可以流到换热器来冷却设备或是其他制程用到的物质（例如空气或是处理水）。冷冻会产生废热，这是一定会有的副产物，废热需排到外界，或是用在加热过程，以提升效率[1]。蒸气压缩冰水主机可能会用许多不同种类的压缩机，现今最常见的是全闭涡卷式压缩机、半闭式螺旋压缩机，以及离心式压缩机。冷水主机的冷凝端可以是空气或是冷却的水。冷水主机即使有水冷，还是会用引风或是强制送风的冷却塔来冷却。吸附式制冷和吸收式制冷都需要热源才能运作[2][3]。
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冰水主机常用在中大型商用、工业用、基础设施用的冷却和除湿。水冷冰水主机可以是液冷（透过冷水主机）、空气冷却或是蒸发冷却。水冷（或是液冷系统）在效率以及环境影响上，都比空气冷却要好[4]。
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空调上的应用
空气调节系统中，冷却剂是用冰水和乙二醇混合物组成，来自空调或是冷冻设备的冰水主机，分散到空气处理器或其他终端处理设备的热交换器或盘管（coil）中，以此冷却周围空间里的空气。水会回流到冰水主机里再冷却。冷却盘管会将空气中的显热和潜热传送到冰水中，使空气冷却并且除湿。标准空调应用的冰水主机冷冻能力在50 kW（170 × 103 BTU/h）到7 MW（24 × 106 BTU/h）之间，至少有两家厂商（York international和LG）可以生产冷冻能力高达21 MW（72 × 106 BTU/h）的冰水主机[5][6]。冰水温度（离开冰水主机时）多半在1至7 °C（34至45 °F）的范围，依应用需求而定。常见的冰水主机将会12°C（进入温度）的冰水冷却到7°C（离开温度）[7]。
若空调系统的冰水主机无法运作或是需要维修或更换，会用紧急冰水主机来提供冷却水。租赁的冰水主机一般会安装在拖车上，以便快速的进行布署，会用大型的冰水软管连接租用的冰水主机和空调系统[8]。
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工业应用
在工业应用中，会由冰水主机供应冰水或是其他冷却剂，由泵输送到其他制程设备或是实验设备。工业冰水主机会用在许多产业中，用在产品、机构或是工厂机械的受控冷却。工业冰水主机常用在塑胶产业、射出成形和吹塑成型、金属加工的切削油、焊接设备、压铸和机床、化工制程、制药、食品和饮料制造、造纸和陶瓷加工、真空系统、X光衍射、电源和燃气涡轮发电站、分析设备、半导体、压缩空气和气体冷却。工业冰水主机也用在冷却高发热的特殊设备，例如核磁共振仪以及激光设备。
工业应用的冰水主机可以是集中式的，由一个冰水主机供应多个不同的冷却需求，也可以是分散式的，每一个应用或是机器有其各自的冷水主机。两种作法都各有其优缺点。也可能混合使用集中式和分散式的冰水主机，可能是不同区域的部分冷却需求相同，但仍有些不同的情形。
冰水主机可以用在中大型商业、工业和机构（CII）建筑的空气调节。冰水主机可以是液冷、空冷或是蒸发冷却。水冷或是液冷的冰水主机常配合冷却塔，和空冷冰水主机相比，此作法可以提升冰水主机的热效率。其原因是因为热可以在接近空气湿球温度的温度排出，而不是在温度较高的干球温度排出。蒸发冷却的冰水主机效率比空气冷却要好，但仍低于液冷冰水主机。
液冷冰水主机一般会安装在室内，由独立的冷凝水管路冷却，此管路中的冷凝水会在室外冷却塔冷却，将热排到室外。
空冷或是蒸发冷却冰水主机一般会安装在室外，空冷冰水主机可以由周围机械循环流动的空气直接冷却，热从冰水主机的冷凝器盘管，直接排到大气中。蒸发冷却冰水主机也类似，但会在冷凝器盘管上施加一层水雾，以帮助冷凝器冷却，使机器比传统的风冷机器更有效率。这两种冰水主机一般不会需要额外的冷却塔。
冰水主机周围若有现有的冷水水体可用，可以直接用来冷却、取代冷却塔，或是辅助冷却塔的功能。像在加拿大多伦多的深水源冷却系统就是一个例子。此系统用冷的湖水来冷却冰水主机，而冰水主机透过区域冷气系统冷却城市中的大楼。返回的水用来加热城市中的饮用水处理系统，在天气冷时会需要此功能。冰水主机除了本身的冷却功能，其废热也可以利用，可以达到很高的热效率。
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蒸汽-压缩冰水主机技术
蒸汽-压缩冰水主机会使用以下压缩机中的一种：往复式压缩机、涡卷式压缩机、螺旋式压缩机或离心式压缩机，这些压缩可以用电动机、蒸汽涡轮发动机或燃气涡轮发动机驱动。最常见的作法是用电动机在半密封（semi-hermetic）或全密封（hermetic）的组态驱动是，因为电动机可以高效运行，也很容易用冷却剂冷却，不需要额外的燃料供应，或考虑废气排放问题，因为电动机可以在冷却剂中运行，不需要轴封，也减少了维修、泄漏相关的成本以及维修造成的停工时间，不过有时也会使用开放式的压缩机。冰水主机发挥冷却效果是透过逆朗肯循环，也称为蒸汽-压缩。配合蒸发冷却的热排出，其性能系数（COP）很高，可以到4.0甚至更高。
- COP
以下是此系统的主要组件：
冷冻压缩机在本质上就是气态冷媒的泵浦。压缩机的额定（也是冰水机的冷冻能力）可以用千瓦输入（kW）、马力输入（HP）或体积流率（m3/h, ft3/h）表示。压缩气态冷媒的机制会随压缩机种类而不同，每一种都有其适合的应用。压缩机可以和电动机整合，也可以是开放型，透过机构和外部的电动机连接。
近年来，会在蒸汽-压缩冰水主机中使用变频器（VSD）来驱动，可以提升效率。最早变频器是在1970年代末期用在离心型压缩机上，随着能源成本的昇，这也成为主流。目前变频器也用在涡卷式压缩机和螺旋式压缩机上。
凝结器可以是气冷、液冷或是蒸发式的。凝结器本身是热交换器，让热从冷媒气体传到水或是空气中。气冷凝结器是用铜管（供冷媒流动）和铝散热鳍片（让气流流过）制成。每一种凝结器有不同的材料成本，在效率上也有不同。若配合蒸发冷却的冷凝器，其性能系数很高，可以到4.0甚至更高。气冷凝结器会装设在户外，由周围的空气配合风扇强制冷却。水冷或是液冷凝结器的冷却水会接到冷却塔，在冷却塔中散热。
膨胀装置（热力膨胀阀，TEV）或冷媒量测装置（RMD）会限制液态冷媒流动，会产生压力降，使一些冷媒气化。冷媒气化会从周围的液态冷媒吸收能量。冷媒量测装置会放在蒸发器前方，接近蒸发器处，因此蒸发器里的冷气体可以吸收水中的热。冷媒量测装置在蒸发器出口处有一个感测器，让冷媒量测装置可以依冰水主机设计需求而调整流量。
蒸发器可以是盘型或是壳管型。蒸发器也是热交换器，可以让热从水蒸气传到冷媒气体。在剩下的液态冷媒汽化的相变化中，冷媒可以吸收大量的热，其温度不会有明显变化。
相关条目
参考资料
外部链接
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