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冷库中压缩比与制冷量的关系 

更新时间:2019-03-22 14:29:11 点击数:128

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。

济南万冷制冷公司高级工程师季万刚也说过,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。