压缩比和制冷量

压缩比与制冷量的关系所谓压缩比指压缩机排气压力与吸气压力的比值。排气压力和吸气压力的大小由制冷机运行工况决定，蒸发温度越低，对应的蒸发压力越低，压缩机的吸气压力就越低；冷凝温度越高，对应的冷凝压力越高，压缩机的排气压力就越高。压缩比升高，压缩机的排气量会减小，制冷量会随之减小。为什么压缩比升高制冷量会随之下降，下面以活塞式压缩机为例就这个问题做一个解释。活塞式压缩机的实际工作过程分四个阶段，分别为余隙容积膨胀过程、吸气过程、压缩过程、排气过程。我们先对这四个工作过程做一个描述：活塞从上止点向下运动时，余隙容积内高压气体开始降压膨胀，膨胀过程开始，活塞向下运动，气缸内压力逐步下降，当汽缸内压力低于吸气压力，压差足以克服吸气阀片重力和阀片弹簧力时，吸气阀片被顶开，此时膨胀过程结束，吸气过程开始。活塞继续向下运动，吸气腔内气体不断进入汽缸，当活塞运动到下止点时，吸气阀片关闭，吸气过程结束。活塞从下止点向上运动时，压缩过程开始，随着活塞向上运动，密闭汽缸内的制冷剂气体体积缩小，压力升高。当汽缸内气体压力高于排气腔压力，压差足以克服排气阀片重力和排气阀片弹簧力时，排气阀片打开，此时压缩过程结束，排气过程开始。活塞继续向上运动，汽缸内高压气体不断进入排气腔，当活塞运动到上止点时，排气过程结束。进入下一工作循环。在这四个工作过程中，影响压缩机排气量的因素主要有下面几个方面：1、余隙容积的存在使排气量减小；2、吸排气压力损失的存在使排气量减小；3、气体与汽缸壁热交换的存在使排气量减小；4、泄漏使排气量减小。我们再来分析压缩比升高，这些影响因素发生什么变化。一、余隙容积影响的变化余隙容积内气体为上次排气没有排完的高压气体。压缩比升高后，余隙容积内气体压力比吸气腔压力高出了更多值，那么膨胀过程中，余隙容积内气体压力要降到低于吸气腔压力时，膨胀所占的体积就更大，这部分体积不能吸入来自吸气腔的低压气体，是无效工作容积，汽缸理论工作容积是不变的，无效工作容积增加了，能吸气的有效工作容积就减小了。对应的压缩机有效排气量就减小了。也就是说，随压缩比升高，因为余隙容积的影响，导致压缩机排气量减小，制冷量减小。二、吸排气压力损失影响的变化压缩比增大可能是吸气压力降低或者是排气压力升高造成的。当吸气压力降低时，要克服吸气阀片重力和吸气阀片弹簧力顶开吸气阀片，膨胀过程结束后汽缸内压力必须更低才有足够的压差，吸到汽缸内的气体压力降低后，其密度就更低，也就是说质量吸气量下降，当然导致制冷量下降。当排气压力升高后，排气压力损失的存在，使排气过程结束后，汽缸余隙容积内气体压力更高，那么在膨胀过程中余隙容积内气体膨胀所占的空间就更大，使汽缸有效工作容积减小。从而使压缩机排气量减小，制冷量下降。三、气体与汽缸壁热交换影响的变化无论是蒸发压力降低还是冷凝压力升高导致压缩比增大，都会导致压缩过程终了的工质温度升高，高温制冷剂蒸汽在汽缸内放热使汽缸四周温度升高。在吸气过程中，吸入的低温低压蒸汽在汽缸内吸热膨胀，有效工作容积内吸入的蒸汽因吸热膨胀而密度减小，质量排气量就会下降，那么制冷量就下降。或者打个比方来说明这个道理，假如汽缸温度没有上升可以吸入一升吸气腔状态的气体，那么汽缸内温度上升后，吸入0.8升吸气腔状态的气体吸热膨胀后就占满了1升的空间，也就是说吸气量减小了20%，所以导致制冷量下降了20%。四、泄漏影响的变化这个道理容易理解，无论是活塞环泄漏还是吸排气阀片泄漏，压差增加后，从高压系统向低压系统的泄漏量都会增加。这就象一个漏水的水管，水压越高，漏的量就越大。因此会导致排气量减少，制冷量减小。对于螺杆式压缩机或者离心式压缩机，冷凝压力与蒸发压力的比值增加后，同样导致压缩机的排气量下降，制冷量下降。单从高低压泄漏就能说明这个道理。因为无论螺杆机还是离心机，都存在高压区向低压区的泄漏。并且压差越大这种泄漏量就越多。从而导致制冷量下降。上述我们分析了压缩比增大，制冷量下降的道理。那么在日常冷风机的维护保养过程中，我们就要尽可能降低制冷机的压缩比，维持制冷机的运行工况稳定，使其冷凝压力不致升高，蒸发压力不致下降。具体措施就是保证蒸发器表面清洁，及时放油，冷风机保证风量，间接降温系统要保证载冷剂的流量。蒸发器要保证制冷剂的供液量。水冷式冷凝器系统要保证进水温度低流量充足。风冷式冷凝器要保证进风温度低，风流量充足。保证冷凝器表面清洁，内部不能存油，及时放尽冷凝器里的空气。通过日常维护，保持压缩比的稳定。从而保证制冷机在最低的压缩比下工作，以稳定其工作效率。达到节能降耗的目的。