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下圖所示為一典型中央空調機組系統圖，主要由冷凍循環系統、冷卻水循環系統、主機三部分組成：
中央空調系統原理圖
冷凍水循環系統
該部分由冷凍泵、室內風機及冷凍水管道等組成。從主機蒸發器流出的低溫冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道（出水），進入室內進行熱交換，帶走房間內的熱量，最后回到主機蒸發器（回水）。室內風機用于將空氣吹過冷凍水管道，降低空氣溫度，加速室內熱交換。
冷卻水循環部分
該部分由冷卻泵、冷卻水管道、冷卻水塔及冷凝器等組成。冷凍水循環系統進行室內熱交換的同時，必將帶走室內大量的熱能。該熱能通過主機內的冷媒傳遞給冷卻水，使冷卻水溫度升高。冷卻泵將升溫后的冷卻水壓入冷卻水塔（出水），使之與大氣進行熱交換，降低溫度后再送回主機冷凝器（回水）。
主機
主機部分由壓縮機、蒸發器、冷凝器及冷媒（制冷劑）等組成，其工作循環過程如下：首要低壓氣態冷媒被壓縮機加壓進入冷凝器并逐漸冷凝成高壓液體。在冷凝過程中冷媒會釋放出大量熱能，這部分熱能被冷凝器中的冷卻水吸收并送到室外的冷卻塔上，終究釋放到大氣中去。
隨后冷凝器中的高壓液態冷媒在流經蒸發器前的節流降壓裝置時，由于壓力的突變而氣化，形成氣液混合物進入蒸發器。冷媒在蒸發器中不斷氣化，同時會吸收冷凍水中的熱量使其到達較低溫度。最后，蒸發器中氣化后的冷媒又變成了低壓氣體，重新進入了壓縮機，如此循環往復。
膨脹水箱
膨脹水箱是熱水采暖系統和中央空調水路系統中的重要部件，它的作用是收容和補償系統中水的脹縮量。一般都將膨脹水箱設在系統的最高點，通常都在循環水泵（中央空調冷凍水循環水泵）吸水口附近的回水干管上。
膨脹水箱是一個鋼板焊制的容器，有各種大小不同的規格。膨脹水箱上一般接有以下管道：
膨脹管 它將系統中水因加熱膨脹所增加的體積轉入膨脹水箱（和回水干道相連接）。
溢流管 用于排出水箱內超過規定水位的多余的水。信號管 用于監督水箱內的水位。
循環管 在水箱和膨脹管可能發生凍結時，用來使水循環（在水箱的底部中央位置，和回水干道相連接）。
排污管 用于排污。補水閥 與箱體內的浮球相連，水位低于設定值則通閥門補充水。為安全起見，膨脹管和溢流管上不允許裝任何閥門。
冷卻水泵
在冷卻水環路中驅動水進行循環流動的裝置。我們知道，冷卻水在進入冷水機組后帶走制冷劑一部分熱量，而后流向冷卻塔將這部分熱量釋放掉。而冷卻水泵就是負責驅動冷卻水在機組與冷卻塔這個閉合環路中進行循環。外形同冷凍水泵。
冷凍水泵
在冷凍水環路中驅動水進行循環流動的裝置。我們知道，空調房間內的末端（如風機盤管，空氣處理機組等）需要冷水機組提供的冷水，但是冷凍水因為阻力的限制不會自然流動，這就需要水泵驅動冷凍水進行循環以到達換熱的目的。
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