制冷壓縮機是水冷式冷水機重中之重的一個核心部件，為了防止制冷壓縮機過熱，保證它的工作可靠性及耐久性，提高熱力性能和動力性能，我們必須避免排氣溫度、潤滑油溫度和電動機繞組溫度過高，并對它們采取相應的冷卻措施。
我們可以分成兩大部分去冷卻，一部分是對氣缸和氣缸蓋的冷卻，一部分是對潤滑油的冷卻。
一、氣缸和氣缸蓋的冷卻
根據冷卻方式，可以分為空氣冷卻、水冷卻和低壓制冷工質進氣冷卻三種。對結構簡單的小型開啟式和半封閉式壓縮機，在氣缸外側和缸蓋外表面鑄有一定數量的散熱肋片，它可以直接由周圍空氣自由冷卻或強制鼓風冷卻。
對冷水供應方便的制冷壓縮機，可以采用冷卻水冷卻高溫的排氣腔，在排氣腔外部設置冷卻水夾套，夾套內通冷卻水使相應部分冷卻降溫。這種冷卻效果較好，但結構復雜，也不便于安裝在采用頂開吸氣閥片來對能量實行調節的裝置。
現代高速多缸壓縮機和全封閉壓縮機的氣缸廣泛利用吸入的低壓制冷工質來進行冷卻。如果是排氣溫度較高的氨壓縮機和R22壓縮機，在它缸蓋或排氣腔周圍仍鑄有冷卻水夾套。對于全封閉式壓縮機的即可也有采用強制鼓風的方法來加強散熱。
二、潤滑油的冷卻
當環境溫度達到43℃或冷卻水溫度達到33℃時，半封閉壓縮機曲軸箱中潤滑油的溫度不得高于80℃，開啟式壓縮機不得高于70℃。為了控制潤滑油的溫度指標，不至于因油過稀而破壞正常的潤滑，除了缸數少、缸徑小的小型制冷壓縮機（多用于小型水冷式冷水機）的潤滑油靠曲軸箱壁自然冷卻以外，對于多缸或功率較大的制冷壓縮機（比如水冷螺桿式冷水機），通常需要考慮潤滑油的強制冷卻。
對于低溫用全封閉壓縮機（功率大于400W的水冷式冷水機）中，其潤滑油的熱負荷也比較大，為了防止過熱，可采用以冷凝器來的制冷劑，引入潤滑油冷卻器中對潤滑油進行冷卻。
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