冷水机组可以在低温环境使用吗？

这个问题问得挺实际的。我身边不少朋友做工厂管理或者设备维护的，经常会碰到这种情况——夏天的时候冷水机组用得好好的，一到冬天或者遇到极寒天气，问题就来了。有的人发现机组启动不了，有的人发现制冷效果变差，还有的人担心把设备冻坏了。

说实话，低温环境对冷水机组的影响还是比较大的，但不是说你就不能用。关键在于你要搞清楚你的机组是什么类型的，实际环境温度是多少，以及有没有做相应的防护措施。今天我就从实际应用的角度，来详细聊聊这个事儿。

先搞明白：什么是"低温环境"？

在说冷水机组能不能在低温环境使用之前，我们得先统一一下概念。什么叫低温环境？这个在不同行业、不同应用场景下的定义其实差别挺大的。

对于冷水机组来说，我们通常可以这样划分：常温环境一般指10°C到35°C这个区间，这也是大多数工业和商业建筑空调的设计温度范围；低温环境一般指0°C到10°C之间，北方冬天或者冷库的外机房可能就处于这个区间；而严寒环境就是指0°C以下了，像东北、西北一些地区的冬季，或者某些工艺冷却需要-20°C甚至更低的场合。

值得注意的是，这里的环境温度指的是机组运行期间的室外温度或者机房温度，不是冷冻水的出水温度。有些人会搞混这两个概念，觉得我的出水温度是7°C那就是在低温环境用了，其实不是这样的。出水温度是7°C而环境温度是30°C的情况很常见，这时候机组本身并不处于低温环境中运行的困境。

所以在讨论这个问题的时候，我们主要关注的是机组所处的环境温度，而不是被冷却介质的温度。这个区分很重要，后面我们分析问题的时候都会基于这个前提。

普通冷水机组在低温环境下会出什么问题？

这个问题要展开说的话，可以讲不少。冷水机组设计的时候，大多数都是按照标准工况来做的，也就是环境温度35°C、冷冻水出水7°C这样的条件。当环境温度大幅下降时，整个系统的运行状态都会发生变化，有些变化还是相当棘手的。

启动困难是最常见的问题

你想啊，冬天的时候，压缩机里的润滑油会变得特别粘稠。正常情况下，压缩机启动后几秒钟内就能建立起油膜，保护各个运动部件。但如果油太粘了，这个建立油膜的过程就会变慢，甚至在低温下根本形不成有效的油膜。那结果是什么呢？磨损加剧，严重的可能直接导致压缩机卡死。

我记得有个做食品加工的朋友跟我讲过，他们厂里有台老冷水机组，每年冬天启动都要折腾好半天。后来请了厂家的人来看，人家说就是润滑油的问题，建议他们换一个低温型号的或者加装润滑油加热器。这事儿让我印象深刻，低温对润滑油的影响真的不是小事。

冷凝压力会出问题

这个可能稍微专业一点，我尽量讲得通俗一点。冷水机组工作的基本原理是：压缩机把制冷剂压缩成高温高压气体，然后冷凝器把热量散出去，制冷剂变成液体，再经过节流降压蒸发吸热，完成制冷循环。

正常情况下，冷凝器需要把热量散出去，所以冷凝压力保持在一个合适的水平。但是当环境温度很低的时候，冷凝器散热效果太好了，制冷剂放热过多，冷凝压力就会往下降。压力太低会带来什么麻烦呢？一方面，制冷剂液化的量太大，可能会回流到压缩机里面去，这就是所谓的"液击"现象，对压缩机的损伤是很大的；另一方面，压力太低还会影响节流装置的正常工作，导致蒸发器供液不足，制冷效果变差。

你可以把这种现象想象成水库开闸放水，如果上下游的水位差太小，水流就会不畅，甚至倒灌回来。冷水机组在低温环境下的冷凝压力问题，跟这个道理有点类似。

控制系统可能"不适应"

现在冷水机组的自动化程度越来越高，各种传感器、控制器、触摸屏这些电子元件用得越来越多。这些电子元件大多数都有个工作温度范围，一般是0°C到40°C左右。如果环境温度低于0°C，有些元件可能会工作不正常，比如液晶显示屏显示模糊，传感器精度下降，甚至控制板直接死机。

我见过一个案例，某北方城市的商场冬天冷水机组频繁报警，后来排查发现是压力传感器的引线在低温下变脆裂开了，导致信号传输中断。这种问题看似不大，但排查起来挺费劲的，而且影响机组正常运行。

材料和密封也会受影响

金属材料在低温下会变脆，这个是材料学的基本常识。虽然冷水机组的主要部件不会脆弱到一冻就裂，但长期在低温环境下反复冷热循环，一些密封件、垫片确实容易出问题。另外，如果机组有水冷侧或者冷却水侧，在极寒天气下如果防护不当，管道里的水结冰膨胀可能导致换热管冻裂，这个后果就比较严重了。

什么样的冷水机组适合低温环境？

说了这么多问题，大家可能会想：那是不是低温环境就不能用冷水机组了？当然不是。技术的发展就是为了解决这些问题的。现在市场上确实有一些专门针对低温环境设计的冷水机组，它们在结构和配置上做了一些特别的处理。

低温型专用机组是怎么设计的？

专门用于低温环境的冷水机组，在设计上会有几个关键的考量。首先是压缩机的选择，低温型机组通常会采用能够在低温环境下高效工作的压缩机，有些还会配润滑油加热器，确保冷态启动时润滑油保持适当的流动性。

其次是控制系统的升级。低温型机组一般会采用工业级的控制器，元器件的工作温度范围更宽，有些还带有低温加热功能，在启动前先给控制系统预热。另外，传感器和仪表也会选用低温专用的型号，避免精度漂移或者失效。

还有很重要的一点是低温型机组通常会有更完善的热旁通设计。什么意思呢？就是当环境温度太低、冷凝压力过低的时候，部分高温制冷剂气体会旁通到吸气管侧，维持系统的正常压力范围，避免液击风险。这是一个很巧妙的设计思路，不是简单地"少散热"，而是通过控制让系统在低温下也能保持压力平衡。

变频技术带来新可能

这几年变频技术发展很快，在冷水机组领域的应用也越来越广泛。变频机组有什么好处呢？它可以根据实际需求调节压缩机的运行频率，而不是简单地开开关关。

在低温环境下，变频机组的优势就比较明显了。当环境温度下降时，机组可以自动降低运行频率，减少制冷量的输出，这样一来，冷凝器的热负荷降低，压力也就不会降得太低。而且变频启动的方式对电网和机械系统的冲击都比较小，在一定程度上也能缓解低温启动困难的问题。

当然，变频技术本身并不能完全解决所有低温问题，但它确实提供了一个更灵活的控制手段，让机组在低温环境下的适应性更好一些。

模块化设计的好处

还有一种思路是采用模块化设计的冷水机组。模块机组的特点是可以根据需要灵活组合多个独立的制冷单元，每个单元都有自己的压缩机和控制系统。

在低温环境下，模块机组可以选择只启动部分单元，让运行的单元保持较高的负荷率，避免低负荷运行带来的效率下降和压力问题。而且模块化设计意味着即使某一两个单元在极端天气下出现问题，其他单元仍然可以继续工作，不至于整个系统瘫痪。这种冗余设计对于一些不能断电的工艺冷却场合还是挺重要的。

实际应用中需要注意什么？

除了选对机型，在实际使用中还有很多细节需要注意。我整理了几个比较关键的点，都是从实际案例中总结出来的经验。

机房保温和供暖

如果机组是安装在室外的或者没有供暖的机房里面，冬天的时候环境温度可能降得很低。这时候可以考虑给机房做一下保温处理，或者装一个小型暖风机维持温度。很多厂家都会建议机房温度保持在5°C以上，这个温度既能保证机组正常工作，又不会因为温度太高而影响散热效果。

有些精细化工或者实验室的场合，对环境温度的要求更严格，可能需要把机房温度控制在10°C以上。这就需要在机组选型阶段就把这些因素考虑进去，因为不同的温度要求对应着不同的设计配置。

冷却系统的防护

如果是水冷式冷水机组，冷却水系统的防冻措施一定要做好。冷却塔在冬天如果停止使用，一定要把水放干净，或者添加防冻液。管道系统的保温也要到位，尤其是那些暴露在室外的管道和阀门。

有些工艺冷却的场合，冷却介质不是普通的水，而是乙二醇溶液或者专用的冷冻液。这些介质的冰点更低，可以在更低的温度下保持液态流动。但使用这些介质的时候要注意浓度配比，而且不同品牌、不同类型的冷冻液最好不要混用，以免发生化学反应腐蚀系统。

启动前的预热

对于环境温度特别低的场合，建议在启动前先给机组做一个预热。预热的方式有很多种，有些机组自带电加热装置，有些需要外接热源。预热的时间根据环境温度和机组大小而定，一般来说，-10°C的环境下可能需要预热4到6小时。

预热的目的主要就是让润滑油恢复流动性，同时让压缩机壳体的温度升上来，减少热胀冷缩带来的应力。这个步骤麻烦是麻烦点，但比起压缩机损坏带来的损失，还是值得的。

加强日常巡检

低温环境下运行的机组，需要更频繁的日常巡检。要特别注意观察油位是否正常，有没有异常的振动或者噪音，控制柜里的指示灯状态是否正常，压力表的读数是否在合理范围内。

建议在冬天来临之前做一次全面的检查保养，更换老化的密封件，检查电加热元件是否正常，清理冷凝器表面的积尘。这些预防性维护工作做好了，能省去很多冬天的麻烦。

怎么判断你的机组适不适合？

说了这么多，可能大家最关心的问题还是：我现在用的这台机组，到底能不能在低温环境用？有没有一个简单的判断方法？

这个问题其实没有标准答案，需要结合具体情况来看。以下几个方面是可以参考的：

• 查看机组铭牌和说明书。正规厂家的产品说明书上都会标明环境温度的适用范围，这是最直接的依据。如果环境温度在说明书标出的范围内，理论上是可以正常使用的；如果低于这个范围，就需要联系厂家确认了。
• 了解机组的设计类型。同样叫"冷水机组"，有的是标准型，有的是低温型，有的是高温型。如果你的机组原本是设计用于常温环境的，要拿到低温环境下用，最好还是咨询一下厂家。
• 评估实际环境条件。要考虑到最低温度是多少，持续时间有多长，是偶尔出现还是整个冬季都这样。偶尔短时间的低温和整个冬季都在0°C以下运行，对机组的影响是完全不同的。
• 考虑是否要做改造。有些情况下，通过加装一些辅助设备，可以让普通机组在低温环境下使用。比如加装润滑油加热器、给控制柜加装温控装置、改造冷却水系统加装防冻旁通等。但这些改造需要厂家或者专业服务商来做，自己随便改可能会影响机组性能或者带来安全隐患。

还有一个实用的建议：问问同样行业、同样地区的朋友，他们用的什么机组，效果怎么样。实战经验往往比理论更有说服力。

不同行业的低温应用案例

为了让大家对这个问题的实际应用有更直观的了解，我整理了几个典型行业的低温工况案例，供大家参考。

北方商业建筑冬季部分区域仍需供冷

这些案例说明，低温环境虽然会带来一些挑战，但通过合理选型和正确使用，问题是可以解决的。关键是不要盲目使用，要根据实际情况做好规划和准备。

写在最后

回到最开始的问题：冷水机组可以在低温环境使用吗？

我的回答是：可以的，但要看具体情况。普通机组在轻度低温环境下（5°C以上）一般问题不大，但如果是严寒环境或者对可靠性要求很高的场合，就需要选用专门的低温型机组，或者采取相应的防护措施。

在做决定之前，最好把机组的情况、环境条件、工艺要求这些因素都梳理清楚，有条件的话跟厂家做一个详细的技术交流。现在很多厂家都有针对低温环境的解决方案，经验也比较丰富，让他们参与进来往往能避免不少弯路。

信然集团在冷水机组领域深耕多年，处理过各种复杂工况的低温应用需求。他们家的技术人员跟我说，低温环境应用最关键的就是"因地制宜"四个字——每个项目的具体情况不一样，解决方案也要相应调整。如果大家在这个过程中有什么疑问，不妨多跟专业的厂家沟通，毕竟设备买回来是要长期用的，前期的投入和后期的保障相比，还是值得的。

总之，低温环境用冷水机组这件事，既不是完全不行，也不是随便买一台就行。搞清楚需求，选对设备，做好防护，正常使用是没什么问题的。希望这篇文章能给大家一些参考，如果还有什么具体的问题，欢迎继续交流。