前言
中央空调冷热源设备主要有燃气直燃机等吸收式机组和离心机等电力制冷机组两大类。
吸收式制冷（热）机组根据驱动能源分为直燃型、蒸汽型、热水型机组等。
电力制冷机组根据压缩机型式分为活塞式、螺杆式、离心式、冰蓄冷等。
电力制冷机的特点
电力制冷机组目前最普遍的制冷工质是R22、R134a。其工作原理是利用工质相变产生的潜热，通过压缩、冷凝、节流、蒸发4个过程的封闭循环实现制冷。
电力制冷机组中，制冷压缩机是制冷机组的关键核心部件，对系统的运行性能、噪声、振动、可靠性和使用寿命有着决定性的作用。
压缩机可以分为容积型和速度型二大类。
容积型压缩机通过减少压缩空间容积，提高蒸汽压力来完成压缩功能。活塞式、螺杆式压缩机等属于容积型。
速度型压缩机是由旋转部件连续将角动量转给蒸汽，再将该动量转为压力能。离心压缩机是速度型中最多且最典型的一种制冷压缩机。
在大中型制冷量范围内，长期以来主要使用的是螺杆式和离心式机型。
影响压缩机性能的因素
1．制冷剂
离心式、螺杆式、活塞式制冷机组中，循环流动的工作介质称为制冷剂（又称制冷工质）。它在系统的各个部件间循环流动，以实现能量的转换和传递，达到制冷机在冷凝器中向高温热源放热；在蒸发器中从低温热源吸热，实现制冷的目的。制冷系统中的制冷剂常常处于两相区或接近饱和状态。因此，对制冷剂的要求有：
（1）热稳定性
在一定的条件下受热温度升高会发生分解，但在制冷正常的运行条件下，由于制冷剂的工作温度低于其分解温度，制冷剂是热稳定的。制冷系统实际控制的制冷剂的最高使用温度还受制冷工况、润滑油的种类、压缩机的材料等因素限制。制冷系统中的制冷剂是同润滑油、钢铁、铜、电动机绕组长时间相接触的，为防止它们之间的相互作用，仍需限制它们的使用温度。
（2）溶水性
卤代烃和碳氢制冷剂很难溶于水，当制冷剂中含水量超过溶解度时，就会出现游离态的水；当制冷温度低于0℃时，游离水会因结冰堵塞节流机构通道。水溶解制冷剂后会发生水解现象，生成酸性物质，腐蚀金属材料，降低绕组的电气绝缘性能。
（3）电绝缘性
在封闭式压缩机中，电动机的线圈与制冷机直接接触，要求制冷剂应具有良好的电绝缘性能。而且如果有杂质、润滑油的存在会使制冷剂的电绝缘强度下降。
（4）环保要求
蒸汽压缩制冷机组用制冷剂的选用应考虑大气环保的要求，符合我国CFC替代的进程的总体要求。
除满足以上一般制冷剂的选择原则外，还有下列一些特殊要求：
——制冷剂的相对分子量尽可能大，也就是气体常数R要尽可能小。
——制冷量不同时，应选用不同的单位容积制冷量的制冷剂。离心压缩机对制冷剂的单位容积制冷量的要求与容积式压缩机不同。为了使离心式压缩机转速、叶轮宽度与直径之比保持在合理的范围内，要求压缩机最小制冷量时的容积流量也不应太小。
——液体比热容与气化潜热比值尽可能小。液体比热容与气化潜热之比值愈小，则循环的节流损失愈小，节流后产生的蒸汽也愈小。蒸汽没有制冷能力，被压缩机吸入而消耗了功，在多级省功器节流中，更希望节流后制冷剂的干度值越小越好。
2．润滑油
制冷系统中的润滑油又称冷冻机油、制冷润滑油。润滑油在各类制冷压缩机中起着十分重要的作用，其作用主要有如下几个方面：
（1） 润滑作用
减少机械摩擦和磨损选择适宜粘度的冷冻机油，对于保证制冷压缩机的正常润滑、减少机械磨损和降低动力消耗是一个重要因素。粘度太小，在摩擦面不易形成正常的油膜厚度，加速机械磨损，同时，也会导致机械密封性能下降，造成泄漏。粘度太大，又会加大压缩机的动力消耗。冷冻机油的粘度随着油温上升或制冷剂的溶解而下降。
（2） 冷却作用
冷冻机油在制冷压缩机中不断循环，因此也在不断带走制冷压缩机工作过程中产生的大量热量，使机械保持较低温度，从而提高制冷机的机械效率和使用可靠性。
（3） 密封作用
冷冻机油还用于各轴封及汽缸和活塞间起密封作用，提高轴封和活塞环的密封性能，防止制冷剂泄漏。螺杆压缩机的转子之间，转子与机体之间间隙的油膜可减少压缩机的泄漏。
（4） 调节能量
用作能量调节机构的动力。有些制冷机中，利用冷冻机油的油压作为能量调节机械的动力，对制冷机的制冷量进行自动或手动调节。螺杆压缩机中可利用润滑油的油压差推移滑阀，调节压缩机的制冷量。
（5） 清洁作用
润滑油还可冲走摩擦处的杂质，缓冲机器振动。
因此，润滑油需要具备优良的与制冷剂共存时的热稳定性、有极好的与制冷剂的互溶性、良好的润滑性、优良的低温流动性、无蜡状物絮状分离、不含水和优良的绝缘性能、热化学安定性和相溶性、抗泡性，对环境没有污染。
3．水分
在氟利昂系统中，不论来自润滑油、制冷剂的水或设备内存在的水，均会对系统造成很大的危害。具体的危害情况有：
（1） 腐蚀作用
水分会降低冷冻机油的稳定性，促进氟利昂分解成盐酸和氢氟酸，对金属有腐蚀作用。所以，含水的制冷剂和润滑油的混合物能够溶解铜，当制冷剂在系统中与铜或铜合金接触时，铜便会溶解在混合物中，然后沉积在温度较高的钢铁部件上，形成一层铜膜，这就是所谓的镀铜现象。镀铜现象在压缩机曲轴的轴承表面，吸、排气阀等光洁表面特点明显。它会影响压缩机的运动部件的配合间隙，以及吸排气阀的密封，严重时使压缩机无法正常工作。
（2） 堵塞系统
系统中的水分还会堵塞节流装置，使系统不能正常运行。
（3） 降低绝缘性能
冷冻机油中溶解有水分，还会降低油的绝缘性能。
4．不凝性气体或空气
一般空调制冷机中采用R11和R123为制冷剂时，压缩机进口是处于真空状态。当机组运行、检修和停车时，不可避免地有空气、水分或其他不凝性气体等渗透到机组中。若这些气体过量而又不及时排出，会引起如下后果：
（1） 压力升高
不凝性气体或空气会引起冷凝器内顶部压力急剧升高，使制冷量降低，制冷效果下降，耗功增加，甚至会引起主机停车。
（2） 机油变质
制冷系统中不允许过量的空气或其他不凝性气体存在。这是因为空气中的氧气会与机油发生反应，使机油变质。同时空气中有79%不凝性氮气，会使制冷装置不能正常运行。
5．轴封
对于半封闭型和全封闭型机组，无需采用防止制冷剂外泄漏的轴封部件。但在压缩机内部，为防止级间气体内漏，或油与气的相互渗漏，必须采用各种型式的气封和油封结构。尤其压缩有毒、易燃易爆气体，或贵重的气体时，轴封是关键部件。轴封将电动机外壳与压缩机外壳隔离，防止润滑油由压缩机进入电动机，这对于开式和闭式电动机更重要。若轴封失效，润滑油会进入蒸发器，从而影响机组的效率和制冷能力。由于油的渗漏不易察觉，渗漏情况将越来越严重，迫使整台机组因缺油而停机。更有甚者，若不停机加油使机组维持运行，则最终蒸发器将充满渗漏的润滑油，致使机组的效率和制冷能力每况愈下。
活塞式机组的性能特点
1．活塞式压缩机的特点
原理：应用曲柄连杆机构，带动活塞在气缸内作往复运动而进行压缩气体；
特点：运动部件多，机构复杂，余隙容积大；
2．活塞式机组的特点
（1）造价低廉、体积小，多用于家用冷藏、住宅空调、汽车空调、及小型商用空调。
（2）冷量小（ 100~200KW ）
（3）结构复杂、易损件多、对湿行程敏感、负荷调节性差、存在不平衡径向力
离心机组的性能特点
离心式制冷机组的主机是离心式制冷压缩机，由于该机械的流动是连续的，其流量比容积式机械要大得多。为了产生有效的动量转换，其旋转速度必须很高。离心式制冷机组又称透平式制冷机。它具有转速高，单机制冷量大，重量轻，体积小，能经济方便地调节制冷量，通常可在30~100%的负荷范围内无级调节，易于实现自动化操作等特点。
离心式制冷机组不足之处有：
（1） 不适合小制冷量
由于离心式制冷机转速高，为了保证叶轮有一定的宽度，必须适用于大流量（大制冷量）场合，不适用于制冷量小的场合。
（2） 结构复杂
为了得到较高的压缩比，尤其对密度小的制冷剂，必须增加级数，一般还要用增速齿轮，对开启式机组，还要有耐高速的轴端密封。这些都增加制造上的困难和结构上的复杂性。
（3） 环保要求
由于离心式机组在过去都用CFCS物质作为制冷剂，随着时间的推移，一项紧迫的任务是改造原有离心机组，用新的制冷剂替代，或更换设备。同时在设计新的工程时，必须优先选用使用CFCS制冷剂的产品。
（4） 工况狭隘
同一台机组工况适应范围狭，工况不能有大的变动。
（5） 易发生喘振
喘振是离心式制冷压缩机这种速度式压缩机的固有特性。当排量小到某一极限点时就会发生该现象。只有通过对机器的试验，即不断减少其流量，才可以测出具体的喘振点，喘振点目前尚无法准确地计算出来。压缩机发生喘振时，将会出现气流周期性振荡现象。此时制冷剂交替地在压缩机中往返流动，附带发生噪声、振动和发热，长期在该工况下运行会损坏压缩机。喘振带给压缩机严重的损坏，会导致下列严重后果：
（1）使压缩机的性能显著恶化，气体参数产生大幅度脉动。
（2）噪声加大。
（3）大大加剧整个机组的振动。喘振使压缩机的转子和定子的元件经受交变的动应力；压力失调引起强烈的振动，使密封和轴承损坏；甚至发生转子和定子元件相碰等；叶轮动应力加大。
（4）电流发生脉动。
因此，为了延长离心式压缩机的使用寿命，使用者必须经常注意做好日常维护保养工作，除了对机组各点温度、压力、流量、液位、电气数据及加进的制冷剂做好记录外，以下几点是很重要的：
（1）必须保持系统密封。当运行低压离心式制冷机组时，系统泄露将导入不凝性气体和水气，影响机件的寿命。当运行高压离心式制冷机组时，泄漏亦会导致油和制冷剂的损失。真空泄漏可以通过检查压力和温度是否对应或放气装置的频繁运行来了解。高压系统的泄漏则可通过吸气压力下降、吸气过热升高等现象来判断制冷剂是否跑掉。这些泄漏现象必须加以制止以防止零部件的损坏。
（2）遵照制造厂推荐的油过滤器的定期检查和更换，可以了解压缩机润滑系统的状况是否正常。油过滤器的经常阻塞，表明系统污染。定期将油取样分析含酸量、含水量和杂质等，有助于判断所存在的问题。
（3）运行和安全控制器应定期检查和校准，以保安全。
（4）应遵照制造厂的规定程序，定期检测封闭电动机相间和对地电阻值。这有助于检测内部电气绝缘是否有损坏，是否有任何漏电现象。
（5）根据水质情况对水冷式油冷却器的水侧进行定期清洗。任何自动水控制器应进行检查。
（6）对有些压缩机，需要定期对联轴器等其他机外部件进行人工润滑，以及更换机械密封。原动机和其附属设备都应进行定期保养。
（7）定期进行振动测量和分析了解，找到和发现故障，这些故障包括不平衡、不同心、轴弯曲、轴承损伤、齿轮损伤、机械部位移动和电的不平衡等等。可以不进行拆卸就能在早期发现这些故障苗子，从而避免发生大的、紧急的和费用昂贵的修理。
（8）对于具有内装式润滑系统的装置，在长期停车期间（如冬季），必须采取措施将油加热器长期通电，或者在再启用前更换润滑油。
螺杆机组的性能特点
目前螺杆式冷水机组的COP值已经接近离心式冷水机组的水平。加上螺杆机组能耐液击、零件少、运行平稳，其产量在逐步扩大。螺杆式制冷机组适用于高低温范围，包括空调和商业冷冻设备中，长期以来主要是R22制冷剂，近期许多厂商开始使用R134A制冷剂。最近，特别是欧洲市场出现以R404A和R407C为制冷剂的螺杆式制冷机。
螺杆制冷压缩机的特点之一是单级压缩比大。但随着压比的增大，循环的节流损失增加，机器的泄漏损失也增加，效率急剧下降。为了提高效率，改善性能，常利用螺杆压缩机吸气、压缩、排气为单方向进行的特点，在压缩机的中部设置一个中间补气口，吸入从经济器来的闪发蒸汽。带经济器的螺杆压缩制冷循环系统有两种：一种是两次节流的系统；一种是一次节流，使液体过冷的系统。
螺杆式制冷机组不足之处有：
（1） 加工要求高
转子部件表面呈曲面形状，必须用专用精密机床。
（2） 工况范围狭小
同一台机组，由于有固定的内容积比（具有可调内容积比的机组除外），适应工况范围不及活塞式那样宽广。
（3） 辅助设备复杂
需庞大的油分离器来分离喷入机内的油，辅助设备复杂。
（4） 需要密封
需要轴封封住制冷剂和油泄漏的通道，这也是用户经常维护的对象。
（5） 噪音太大
配用的电动机高速旋转，冷却风扇形成的气流噪声大，加上压缩机本身噪声也较大，影响环境。
（6）维护不方便
需要配置单独的油分离器、油冷却器等复杂的油系统部件，使机组体积庞大，使用维护不便。
冰蓄冷机组的特点
冰蓄冷机组简单地说就是在电力负荷低的夜间用电低谷期，用电动制冷机制冷并将冷量以冰（或其它变相材料）的形式将冷量储存起来。在电力高峰期的白天充分利用夜间储存的冷量进行供冷。蓄冷技术的特点就是转移制冷设备的运行时间：利用夜间的廉价点，减少了白天的峰值电负荷。从而达到电力移峰填谷的目的。
冰蓄冷机组的不足之处有：
(1) 投资成本高
初投资成本与同类产品初投资相比增加20%左右，回收成本年限长。
(2) 运行费用高
我国现行的电价比例还未能达经济性要求，峰谷价差达到1：5时才可以考虑，峰谷电差的不足，导致经济性不明显。
(3) 维护成本高
对溶液浓度，冰筒都需进行经常性检验，冰球破损情况严重，3、4年需更换，盘管式更复杂。
(4) 系统设计复杂
因使用情况不清楚，设计上经验数据过多，缸乏设计依据，设计人员不轻易设计。系统设计比通常设计要求更精确，如采取了保守设计造成的浪费更大。
(5) 占地面积过大
比同类产品常规设计大一倍左右，特别是城市项目使用不经济。
(6) 自控要求高，操作较麻烦
吸收式机组的性能特点
吸收式制冷机组的吸收工质目前最普遍的是溴化锂-水溶液。其工作原理是利用热能驱动，通过发生、冷凝、蒸发、吸收4个过程的封闭循环实现制冷（供热）。
溴化锂吸收式机组是一种以热能为驱动能源、以水为制冷剂、以溴化锂溶液为吸收剂的吸收式制冷或热泵装置。它利用溴化锂溶液吸收和发生制冷剂蒸汽的特性。通过各种循环流程来完成机组的制冷、制热或热泵循环。
近30年，吸收式制冷和热泵技术进入了蓬勃发展的阶段。1973年的中东石油危机推动了能源利用技术的发展，使低品位热能的吸收式热泵技术、热-电-冷联产技术等吸收式冷热源设备的研究，进入了开发阶段。以热能驱动的大容量吸收式冷水机组大量开发应用，开创了现代制冷空调利用多种能源的新局面。
溴化锂吸收式冷水机组因为能够利用廉价能源和低品位热能、解决电力供应不足而得到推广应用。在美国的大容量冷水机组的市场中，溴化锂吸收式冷水机组的占有率达到25%。到了20世纪90年代，以天然气为主要能源的日本，则在吸收式制冷机的生产和应用方面占据了世界首位。
1987年，关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书签订后，由于吸收式制冷技术采用对环境无破坏作用的天然制冷剂，它作为一种现实可行的替代制冷技术得到了进一步的发展。为了市场竞争的需要，直燃型吸收式制冷机、蒸汽型和热水型吸收式机组在余热利用、总能系统和区域集中供热供冷方面得到了进一步的推广应用。在1970年代末到1980年代中期，溴化锂吸收式制冷机在我国工业领域推广应用，缓解了用电紧张的矛盾，满足了生产发展的需要。在此基础上，为了节约吸收式制冷机的能耗，在1982年，我国开始蒸汽型双效溴化锂吸收式冷水机组的商业化生产，从1989年开始热水型单效溴化锂吸收式冷水机组的商业化生产，国务院还在1987年发文，鼓励在有热源的大面积空调单位，推广使用溴化锂吸收式制冷机。
最近10年，我国吸收式制冷技术的研究和开发，在质和量二个方面都有飞跃的发展。在1992年制成采用高效传热管和微机控制的溴化锂吸收式冷水机组、直燃型双效溴化锂吸收式冷水机组。以1994年的第一届《全国溴化锂制冷机、空调热泵机组技术展览会》为标志，我国开始直燃型溴化锂冷热水机组的商业化生产，并且在大型建筑和工业领域大规模推广应用。同时，蒸汽和热水并用的余热型溴化锂吸收式冷水机组、热水型二段溴化锂吸收式冷水机组等，利用余热的节能设备也进入了商业化生产。当前，我国在溴化锂吸收式制冷机的生产和应用方面，已居世界第二位。
溴化锂吸收式制冷机的基本特点是：
（1）可利用能源广泛。
可以利用乏汽和废热等低品位的余热资源，节省一次能源的消耗。溴化锂吸收式制冷机组能适应各种能源，尤其是低势能能源（如0.05Mpa蒸汽、或80℃以上热水）亦可用于空调制冷，所以一般具有余热或废热可资利用的企业均应优先选用该种机组。
（2）节约电能。
可以大量节约用电，在空调季节削减电网的峰值负荷。近几年来，在一些地区，由于工业用电紧张，以一个中型空调系统为例，用吸收式制冷机的系统耗电量仅为离心式机组的1/5左右，可以称为节电产品。
（3）运转安静。
该机组除了功率较小的屏蔽泵外，无其他运转部件，噪声值仅75~80db(A)。
（4）满足环保要求。
吸收式机组的制冷剂是水，对生态环境无破坏作用，臭氧层损耗潜能ODP和地球升温潜能GWP为0。
（5）安全可靠。
该制冷机在真空状态下运行，无高压爆炸危险。
（6）易于维护。
除屏蔽泵外,没有其他运动部件，易于操作、维护，检修简单。
（7）制冷量调节范围宽广、简便 。
制冷量可在20%～100%的负荷范围内进行无级调节,并且随着负荷的变化而自动调节溶液循环量，有利于部分负荷时的运行调节。
（8）对外界条件变化的适应性强。
冷量随蒸汽压力的增大而增大，冷却水进水温度在16~35°C、冷水出水温度在5°C以上的范围内稳定运转。
（9）使用寿命长。
溴化锂制冷机运转部件少，磨损少；溴化锂溶液在真空状态下对机组的金属材料无腐蚀作用，大大延长机组使用寿命，机组的实际使用寿命在20年以上。
（10）对安装基础的要求低。
该机组无需特殊的机座，可安装在室内、室外、地下室、屋顶上。
燃气直燃机的特点
直燃型冷热水机组除了具有吸收式机组共性特点外，还具有以下特点：
（1）以天然气等为驱动能源——燃烧效率高，对大气环境污染少。
燃气在高压发生器中直接燃烧，安全、充分，传热损失小，SOX、NOX的排放低，符合国家环保排放标准，允许在各种场合使用。
（2）一机两用，使用方便。
燃气型溴化锂吸收式空调机组具有制冷与制热两种功能，一种机组可满足夏季与冬季的空调需求。
（3）用地省，节约锅炉及锅炉房辅助设施等的投资。
与电制冷机组相比，可省去锅炉房，机房体积小，减少了基建费用。
（3）可实现能源消耗的季节平衡。
如今经济快速发展而电力严重滞后，而天然气网络正大量输入国内各大城市。夏季是用电高峰，非居民用电空调将越来越受到限电的控制。而天然气这时正是用气的低谷，直燃机可充分利用天然气清洁的能源。
（4）制冷剂无须添加与更换
（5）运行费用低于离心机等电力中央空调设备
用户在实际使用过程中，机组几乎全部在部分负荷而非额定负荷的情况下运转，而且是在变工况而非名义工况的条件下运转，这种实际状态下的运行费用是考核机组性能的关键。由于吸收式机组的运转负荷范围、工况范围宽广，自动调节能耗适应能力强。而电力制冷的能耗调节能力较差。在实际中，吸收式机组的燃料输入，随着负荷及外界工况的变化而即时调整，部分负荷能耗尤其要比电制冷低，例如，在负荷变成75%时，能耗指标自动调为61%，当负荷变为50%时，能耗指标自动调为40%，以此类推。而电力空调在变负荷时，其能耗的调节呈线性变化，例如，在75％时，能耗指标为75%，在50%时，能耗指标为50%，但负荷在40%以下时，电功率维持在40%左右不变。
以100万大卡/小时冷量的机组为例，天然气价格为1.8元/Nm³，电价为0.8元/KVA。
燃气中央空调的制冷状态的额定耗气量为76Nm³/h（136.8元/小时），在75%负荷时，能耗为76Nm³/h *61%=46.36Nm³/h（83.448元/小时）,在50%时，能耗为76Nm³/h *40%=30.4Nm³/h（54.72元/小时）。
离心机额定电耗为250KW/h（200元/小时），在75%负荷时，电耗为250KW/h*75%=187.5KW/h（150元/小时），在50%时，电耗为250KW/h*50%=125KW/h（100元/小时）。
在实际运行使用中，75％负荷的概率约占60%,100%负荷的占10%以下，50%负荷的约占20%左右。因此，根据上面的各状态下的能耗指标与概率，燃气空调的实际运行能耗指标平均比离心机节约55.31元/小时。
（6）维护费用远低于电力空调。
直燃型冷热水机组的运转部件比电力制冷机组少；机组为真空状态下运转，溴化锂水溶液非常稳定，不易挥发，不需添加与更换；采用电力空调设备，如有采暖需求的，还要添置锅炉等辅助设施。因此，直燃机维护费用远低于电力空调设备。燃气的年维护费用大约5000元/年，电力空调的年维护费大约10000～15000元/年。
（7）冷量的调节与相应的能耗控制更合理。
直燃机的冷量调节，可根据负荷与外界工况的变化而作相应的燃气量、屏蔽泵的电频率、冷却水的流量等随即同步变化，从而实现大幅度的空调系统的能量调节，部分负荷特性优于电制冷。电力空调机组在负荷发生变化时，其通过压缩腔的出气端进行短路而实现负荷的调节，而这时的电机的输入功率是无太大的变化。且系统上还无法做到与之同步匹配。
（8）能与城市或区域的热电冷联供有机配合，达到多方的能源合理利用之多赢局面。
随着国家对能源的宏观控制的进一步加强，天然气网的逐步普及，城市需要充分利用清洁能源、合理利用能源。国家早在2000年就提出城市或区域性地进行利用清洁能源达到供电的同时输送热水（汽）、冷量，从而达到热电冷的三联供的多赢局面。吸收式机组利用天然气、蒸汽、热水等进行制冷的技术与热电厂进行联合的实例已得到广泛应用，这已成为现代城市的发展趋势。