第一章緒論§1-1制冷慨述一、何謂制冷冷和熱是同一范疇的兩個(gè)物理概念，都是物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志。日常生活中常說(shuō)的“熱”或“冷”是指溫度高低的相對(duì)概念，是人體對(duì)溫度高低感覺(jué)的反應(yīng)。在制冷技術(shù)中所說(shuō)的冷，是指某空間內(nèi)物體的溫度低于周?chē)h(huán)境介質(zhì)（如水或空氣）溫度而言。因此“制冷”就是使某一空間內(nèi)物體的溫度低于周?chē)h(huán)境介質(zhì)的溫度，并連續(xù)維持這樣一個(gè)溫度的過(guò)程。二、何謂人工制冷我們都知道，熱量傳遞終是從高溫物體傳向低溫物體，直至二者溫度相等。熱量決不可能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體，這是自然界的客觀規(guī)律。然而，現(xiàn)代人類(lèi)的生活與生產(chǎn)經(jīng)常需要某個(gè)物體或空間的溫度低于環(huán)境溫度，甚至低得很多。例如，儲(chǔ)藏食品需要把食品冷卻到０℃左右或-15℃左右，甚至更低；合金鋼在-70℃～-90℃低溫下處理后可以提高硬度和強(qiáng)度。而這種低溫要求天然冷卻是達(dá)不到的，要實(shí)現(xiàn)這一要求必須有另外的補(bǔ)償過(guò)程（如消耗一定的功作為補(bǔ)償過(guò)程）進(jìn)行制冷。這種借助于一種專(zhuān)門(mén)裝置，消耗一定的外界能量，迫使熱量從溫度較低的被冷卻物體或空間轉(zhuǎn)移到溫度較高的周?chē)h(huán)境中去，得到人們所需要的各種低溫，稱(chēng)謂人工制冷。而這種裝置就稱(chēng)謂制冷裝置或制冷機(jī)。三、實(shí)現(xiàn)制冷的途徑制冷的方法很多，可分為物理方法和化學(xué)方法。但絕大多數(shù)為物理方法。目前人工制冷的方法主要有相變制冷、氣體絕熱膨脹制冷和半導(dǎo)體制冷三種。１、相變制冷即利用物質(zhì)相變的吸熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)制冷。如冰融化時(shí)要吸取80kcal/kg的熔解熱；氨在１標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下氣化時(shí)要吸取327kcal/kg的氣化潛熱；干冰在１標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下升華要吸取137kcal/kg的熱量，其升華溫度為-78.9℃。目前干冰制冷常被用在人工降雨和醫(yī)療上。２、氣體絕熱膨脹制冷利用氣體通過(guò)節(jié)流閥或膨脹機(jī)絕熱膨脹時(shí)，對(duì)外輸出膨脹功，同時(shí)溫度降低，達(dá)到制冷的目的。３、半導(dǎo)體制冷珀?duì)柼?yīng)告訴我們：兩種不同金屬組成的閉合電路中接上一個(gè)直流電源時(shí)，則一個(gè)接合點(diǎn)變冷，另一個(gè)接合點(diǎn)變熱。但是純金屬的珀?duì)柼?yīng)很弱，且熱量通過(guò)導(dǎo)線對(duì)冷熱端有相互干擾，而用兩種半導(dǎo)體（Ｎ型和Ｐ型）組成的直流閉合電路，則有明顯的珀?duì)柼?yīng)且冷熱端無(wú)相互干擾。因此，半導(dǎo)體制冷就是利用半導(dǎo)體的溫差電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)制冷地。目前溫差電制冷只用在小型制冷器中，如電子計(jì)算機(jī)恒溫冷卻、精密測(cè)量?jī)x器的冷源及精密機(jī)床的油箱冷卻器等等，都是溫差電制冷。利用物理現(xiàn)象制冷的方法還有很多，我們不一一介紹。目前生產(chǎn)實(shí)際中廣泛應(yīng)用的制冷方法是：利用液體的氣化實(shí)現(xiàn)制冷，這種制冷常稱(chēng)為蒸氣制冷。它的類(lèi)型有：蒸汽壓縮式制冷（消耗機(jī)械能）、吸收式制冷（消耗熱能）和蒸汽噴射式制冷（消耗熱能）三種。四、制冷體系的劃分制冷服務(wù)對(duì)象不同，要求的制冷溫度也不同。在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究上，人們通常根據(jù)制冷溫度的不同把人工制冷分為“普冷”和“深冷”兩個(gè)體系。一般把制取溫度高于-120℃的稱(chēng)為“普冷”、低于-120℃的稱(chēng)為“深冷”。其中深冷又可分為深度制冷、低溫制冷與超低溫制冷。由于低溫范圍的不同，制冷系統(tǒng)的組成也不同，因此，根據(jù)食品制冷要求，本課程我們只介紹普通制冷溫度范圍內(nèi)的蒸氣壓縮制冷?！?-2制冷的發(fā)展簡(jiǎn)史及應(yīng)用一、我國(guó)制冷的發(fā)展簡(jiǎn)史人類(lèi)最早的制冷方法是利用自然界存在的冷物質(zhì)-冰、深井水等。我國(guó)早在周朝就有了用冰的歷史。到了秦漢，冰的使用就更進(jìn)了一步，據(jù)《藝文志》記載：大秦國(guó)有五宮殿，以水晶為柱拱，稱(chēng)水晶宮，內(nèi)實(shí)以冰，遇夏開(kāi)發(fā)。”這實(shí)質(zhì)是我國(guó)最早的空調(diào)房間。到了唐朝已生產(chǎn)冰鎮(zhèn)飲料并已有了冰商。冰酪、奶冰也發(fā)源于中國(guó)，是冰淇淋的雛形，在元朝時(shí)由意大利著名旅行家馬可·波羅帶到了歐洲。人工制冷至今在世界上才有100多年的歷史。舊中國(guó)制冷工業(yè)基本上是空白，解放前上海只有幾家很小的“冰箱廠”且只搞維修業(yè)務(wù)，全國(guó)冷庫(kù)也僅有幾座。解放后，制冷工業(yè)得到飛速發(fā)展，特別是八十年代通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，使我國(guó)的制冷、空調(diào)產(chǎn)品打入了國(guó)際市場(chǎng)。二、制冷技術(shù)的應(yīng)用隨著制冷工業(yè)的發(fā)展，制冷技術(shù)的應(yīng)用也日益廣泛，現(xiàn)已滲透到人們生活和生產(chǎn)活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域，從日常的衣、食、住、行，到尖端科學(xué)技術(shù)都離不開(kāi)制冷技術(shù)。１、空調(diào)工程空調(diào)工程是制冷技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)廣闊領(lǐng)域。光學(xué)儀器儀表、精密計(jì)量量具、紡織等生產(chǎn)車(chē)間及計(jì)算機(jī)房等，都要求對(duì)環(huán)境的溫度、濕度、潔凈度進(jìn)行不同程度的控制；體育館、大會(huì)堂、賓館等公共建筑和小汽車(chē)、飛機(jī)、大型客車(chē)等交通工具也都需有舒適的空調(diào)系統(tǒng)。２、食品工程易腐食品從采購(gòu)或捕撈、加工、貯藏、運(yùn)輸?shù)戒N(xiāo)售的全部流通過(guò)程中，都必須保持穩(wěn)定的低溫環(huán)境，才能延長(zhǎng)和提高食品的質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)壽命與價(jià)值。這就需有各種制冷設(shè)施，如冷加工設(shè)備、冷凍冷藏庫(kù)、冷藏運(yùn)輸車(chē)或船、冷藏售貨柜臺(tái)等。３、機(jī)械與電子工業(yè)精密機(jī)床油壓系統(tǒng)利用制冷來(lái)控制油溫，可穩(wěn)定油膜剛度，使機(jī)床能正常工作。對(duì)鋼進(jìn)行低溫處理可改善鋼的性能，提高鋼的硬度和強(qiáng)度，延長(zhǎng)工件的使用壽命。多路通訊、雷達(dá)、衛(wèi)星地面站等電子設(shè)備也都需要在低溫下工作。４、醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)血漿、疫苗及某些特殊藥品需要低溫保存。低溫麻醉、低溫手術(shù)及高燒患者的冷敷降溫等也需制冷技術(shù)。５、國(guó)防工業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)在高寒地區(qū)使用的發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車(chē)、坦克、大炮等常規(guī)武器的性能需要作環(huán)境模擬試驗(yàn)，火箭、航天器也需要在模擬高空條件下進(jìn)行試驗(yàn)，這些都需要人工制冷技術(shù)。人工降雨也需要制冷。６、家用冰箱及空調(diào)等日常生活方面也是制冷技術(shù)的應(yīng)用。7、水利工程水利工程中大壩澆注的混凝土降溫，有一次風(fēng)冷、二次風(fēng)冷、片冰生產(chǎn)等。8、煤礦礦井施工及地鐵施工煤礦礦井施工及地鐵施工采用凍結(jié)法施工工藝?？傊?，制冷技術(shù)的應(yīng)用是很廣泛的，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人民生活水平的不斷提高，制冷技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用將會(huì)走向新的領(lǐng)域。第二章制冷技術(shù)的熱力學(xué)基礎(chǔ)§2-1制冷工質(zhì)的熱力狀態(tài)參數(shù)在制冷循環(huán)中，工質(zhì)不斷地進(jìn)行著熱力狀態(tài)變化。描述工質(zhì)所處熱力狀態(tài)的物理量稱(chēng)為工質(zhì)的熱力狀態(tài)參數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)狀態(tài)參數(shù)。一定的狀態(tài)，其狀態(tài)參數(shù)有確定的數(shù)值。工質(zhì)狀態(tài)變化時(shí)，初、終狀態(tài)參數(shù)之間的差值，僅與初、終狀態(tài)有關(guān)，而與狀態(tài)變化的過(guò)程無(wú)關(guān)。制冷技術(shù)中常見(jiàn)的狀態(tài)參數(shù)有：溫度、壓力、比容、內(nèi)能、焓與熵等。這些參數(shù)對(duì)于進(jìn)行制冷循環(huán)的分析和熱力計(jì)算，都是非常重要的。一、溫度溫度是描述熱力系統(tǒng)冷熱狀態(tài)的物理量，是標(biāo)志物體冷熱程度的參數(shù)。物體的溫度可采用測(cè)溫儀表來(lái)測(cè)定。為了使溫度的測(cè)量準(zhǔn)確一致，就要有一個(gè)衡量溫度的標(biāo)尺，簡(jiǎn)稱(chēng)溫標(biāo)，工程上常用的溫標(biāo)有：1、攝氏溫標(biāo)又叫國(guó)際百度溫標(biāo)，常用符號(hào)t表示，單位為℃。2、絕對(duì)溫標(biāo)常用符號(hào)T表示，單位為開(kāi)爾文（代號(hào)為K）。絕對(duì)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)僅是起點(diǎn)不同而已（t=0℃時(shí)，T=273.16K），它們每度的溫度間隔確是一致的。在工程上其關(guān)系可表示為：T=273+t（K）二、壓力壓力是單位面積上所承受的垂直作用力，常用符號(hào)P表示。壓力可用壓力表來(lái)測(cè)定。在國(guó)際單位制中，壓力單位為帕斯卡（Pa），實(shí)際應(yīng)用時(shí)也可用兆帕斯卡（MPa）或巴（bar）表示,1MPa=106Pa而1bar=105Pa。壓力的標(biāo)記有絕對(duì)壓力、表壓力和真空度三種情況。絕對(duì)壓力是指容器中氣體的實(shí)際壓力，用符號(hào)P表示；表壓力（PB）是指壓力表（或真空表）所指示的壓力；而當(dāng)氣體的絕對(duì)壓力比大氣壓力（B）還低時(shí)，容器內(nèi)的絕對(duì)壓力比大氣壓力低的數(shù)值，稱(chēng)為真空度（PK）。三者之間的關(guān)系是：P=PB+B或P=B-PK作為工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)應(yīng)該是絕對(duì)壓力，而不是表壓力或真空度。三、比容比容是指單位質(zhì)量工質(zhì)所占有的容積，用符號(hào)υ表示。比容是說(shuō)明工質(zhì)分子之間密集程度的一個(gè)物理量。比容的倒數(shù)為工質(zhì)的密度，即單位容積工質(zhì)所具有的質(zhì)量，用符號(hào)ρ表示。比容和密度之間互為倒數(shù)關(guān)系。四、內(nèi)能內(nèi)能是工質(zhì)內(nèi)部所具有的分子動(dòng)能和分子位能的總和，用符號(hào)ｕ表示。分子動(dòng)能包括分子的直線運(yùn)動(dòng)動(dòng)能、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子內(nèi)部振動(dòng)能三項(xiàng)，其大小與氣體的溫度有關(guān)。而分子位能的大小與分子間的距離有關(guān)，亦即與工質(zhì)的比容有關(guān)。既然氣體的內(nèi)動(dòng)能決定于氣體的溫度、內(nèi)位能決定于氣體的比容，所以氣體的內(nèi)能是其溫度和比容的函數(shù)。也就是說(shuō)內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)參數(shù)。五、焓焓是一個(gè)復(fù)合的熱力狀態(tài)參數(shù)，表征系統(tǒng)中所有的總能量，它是內(nèi)能與壓力之和。對(duì)１kg工質(zhì)而言，可表示為：ｈ＝ｕ＋Pυ（kJ/kg）或（kcal/kg）式中ｈ—焓或稱(chēng)比焓（kJ/kg或kcal/kg）υ—比容（m3/kg）ｕ—內(nèi)能（kJ/kg或kcal/kg）P—絕對(duì)壓力（N/m2或[wqp1][wqp2]Pa）在工程單位制中，壓力單位常用工程氣壓、物理大氣壓和毫米水柱等單位。由于內(nèi)能和壓力位能都是溫度的參數(shù)，所以焓也是狀態(tài)參數(shù)。確切地說(shuō)，焓是一定質(zhì)量的流體，從某一初始狀態(tài)變?yōu)槿我粺崃顟B(tài)所加入的總熱量。六、熵熵是一個(gè)導(dǎo)出的熱力狀態(tài)參數(shù)，熵的中文意義是熱量被溫度除所得的商，熵的外文原名意義是“轉(zhuǎn)變”，指熱量可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ某潭?，它表征工質(zhì)狀態(tài)變化時(shí)，與外界熱交換的程度。熵是通過(guò)其他可以直接測(cè)量的數(shù)量間接計(jì)算出來(lái)的?！?-2熱力學(xué)第二定律與理想制冷循環(huán)一、熱力學(xué)第二定律在熱量傳遞和熱、功轉(zhuǎn)換時(shí)，熱力學(xué)第一定律只能說(shuō)明它們之間的數(shù)量關(guān)系，的確不能揭示熱功轉(zhuǎn)換的條件和方向性。對(duì)于能量傳遞和轉(zhuǎn)換過(guò)程進(jìn)行的方向、條件和限度則是由熱力學(xué)第二定律來(lái)揭示的，它指出：“熱量能自發(fā)的從高溫物體傳向低溫物體，而不能自發(fā)的從低溫物體傳向高溫物體”。這正像石頭或水不可能自發(fā)的從低處向高處運(yùn)動(dòng)一樣。但這并不是說(shuō)石頭和水在任何條件下都不可能由低處移向高處，只要外界給它們足夠大的作用力，在這個(gè)力的作用下石頭或水就能由低處移向高處，這個(gè)外界作用力稱(chēng)為補(bǔ)償。同樣，不能把熱力學(xué)第二定律的說(shuō)法理解為：“不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體”。而是只要有一個(gè)補(bǔ)償過(guò)程，熱量就能自低溫物體傳到高溫物體。制冷裝置就是以消耗一定的外間功作為補(bǔ)償過(guò)程而實(shí)現(xiàn)人工制冷的。二、循環(huán)與理想制冷循環(huán)1、正循環(huán)及熱效率膨脹--壓縮循環(huán)按順時(shí)針?lè)较蜻M(jìn)行的，稱(chēng)為正循環(huán)。在P—υ圖上，正循環(huán)的膨脹線1、正循環(huán)及熱效率膨脹--壓縮循環(huán)按順時(shí)針?lè)较蜻M(jìn)行的，稱(chēng)為正循環(huán)。在P—υ圖上，正循環(huán)的膨脹線1—2—3位于壓縮線3—4—1之上。正循環(huán)的單位質(zhì)量?jī)艄0為正值，若設(shè)高溫?zé)嵩醇咏o工質(zhì)的熱量為q1，工質(zhì)放給低溫?zé)嵩吹臒崃繛閝2，則：

評(píng)價(jià)正循環(huán)的好壞，通常用循環(huán)熱效率ηt來(lái)衡量，循環(huán)熱效率是指工質(zhì)在整個(gè)熱力循環(huán)中，對(duì)外界所作的凈功w0與循環(huán)中外界所加給工質(zhì)的熱量q1的比值。即：q1q1q2q1=q1w0ηt=q1-q2=1-2.逆循環(huán)及性能系數(shù)膨脹--壓縮循環(huán)按逆時(shí)針?lè)较蜻M(jìn)行的，稱(chēng)為逆循環(huán)。如圖2-1所示。逆循環(huán)的壓縮線3—2—1位于膨脹線1—4—3之上。其循環(huán)的凈功為負(fù)值。若用q1表示工質(zhì)向高溫?zé)嵩捶懦龅臒崃浚胵2表示工質(zhì)從低溫?zé)嵩次盏臒崃?，則有：w0=q1-q2或q1=q2+w0上式說(shuō)明，外界對(duì)工質(zhì)做功，且熱量的傳遞方向也全部改變。也就是說(shuō)，逆循環(huán)的效果是消耗外界的功，將熱量從低溫物體傳遞給高溫物體。如逆循環(huán)的目的是從低溫物體中吸收熱量，則稱(chēng)為制冷循環(huán)。如逆循環(huán)的目的是給高溫物體供熱，則稱(chēng)為熱泵循環(huán)。逆循環(huán)的好壞通常用性能系數(shù)ε來(lái)衡量。對(duì)于制冷機(jī)來(lái)說(shuō)，是指從冷源吸收的熱量q2與消耗的循環(huán)凈功w0的比值ε1稱(chēng)為制冷系數(shù)。對(duì)于熱泵來(lái)說(shuō)，是指供給熱源的熱量q1與消耗的循環(huán)凈功w0的比值ε2稱(chēng)為供熱系數(shù)。則有：ε1=ε1=q2/w0w0ε2=q1/w0=q2+w0=ε1+1

從上述分析可見(jiàn)，伴隨著低溫?zé)嵩窗岩徊糠譄崃縬2傳送到高溫?zé)嵩粗腥サ耐瑫r(shí),循環(huán)的凈功w0也將轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃坎⒘飨蚋邷責(zé)嵩?，這就是使熱量從低溫?zé)嵩磦鹘o高溫?zé)嵩此匦璧难a(bǔ)償條件。沒(méi)有這個(gè)補(bǔ)償條件，熱量是不可能從低溫?zé)嵩磦鹘o高溫?zé)嵩吹?。（二）理想制冷循環(huán)理想制冷循環(huán)可通過(guò)逆卡諾循環(huán)來(lái)說(shuō)明。逆卡諾循環(huán)如圖2-2所示，它由兩個(gè)等溫過(guò)程和兩個(gè)絕熱過(guò)程組成。假設(shè)低溫?zé)嵩矗幢焕鋮s物體）的溫度為T(mén)0，高溫?zé)嵩矗喘h(huán)境介質(zhì)）的溫度為T(mén)k,則工質(zhì)的溫度在吸熱過(guò)程中為T(mén)0，在放熱過(guò)程中為T(mén)k,就是說(shuō)在吸熱和放熱過(guò)程中工質(zhì)與冷源及高溫?zé)嵩粗g沒(méi)有溫差，即傳熱是在等溫下進(jìn)行的，壓縮和膨脹過(guò)程是在沒(méi)有任何損失情況下進(jìn)行的。其循環(huán)過(guò)程為：首先工質(zhì)在T0下從冷源（即被冷卻物體）吸取熱量q0，并進(jìn)行等溫膨脹4-1，然后通過(guò)絕熱壓縮1-2，使其溫度由T0升高至環(huán)境介質(zhì)的溫度Tk,再在Tk下進(jìn)行等溫壓縮2-3，并向環(huán)境介質(zhì)（即高溫?zé)嵩矗┓懦鰺崃縬k,最后再進(jìn)行絕熱膨脹3-4，使其溫度由Tk降至T0對(duì)于逆卡諾循環(huán)來(lái)說(shuō)，由圖2-2可知：q0=T0(S1-S4）qk=Tk(S2-S3)=Tk(S1-S4）w0=qk-q0=Tk(S1-S4)-T0(S1-S4)=(Tk-T0)(S1-S4）則逆卡諾循環(huán)制冷系數(shù)εk為：T0T0(S1—S4）(Tk—T0)(S1—S4）εk=q0w0==Tk—T0T0

由上式可見(jiàn)，逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)與工質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)，只取決于冷源（即被冷卻物體）的溫度T0和熱源（即環(huán)境介質(zhì)）的溫度Tk；降低Tk，提高T0，均可提高制冷系數(shù)。此外，由熱力學(xué)第二定律還可以證明：“在給定的冷源和熱源溫度范圍內(nèi)工作的逆循環(huán)，以逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)為最高”。任何實(shí)際制冷循環(huán)的制冷系數(shù)都小于逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)?？偵纤觯硐胫评溲h(huán)應(yīng)為逆卡諾循環(huán)。而實(shí)際上逆卡諾循環(huán)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，但它可以用作評(píng)價(jià)實(shí)際制冷循環(huán)完善程度的指標(biāo)。通常將工作于相同溫度間的實(shí)際制冷循環(huán)的制冷系數(shù)ε與逆卡諾循環(huán)制冷系數(shù)εk之比，稱(chēng)為該制冷機(jī)循環(huán)的熱力完善度，用符號(hào)η表示。即：η=ε/εk熱力完善度是用來(lái)表示制冷機(jī)循環(huán)接近逆卡諾循環(huán)循環(huán)的程度。它也是制冷循環(huán)的一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，但它與制冷系數(shù)的意義不同，對(duì)于工作溫度不同的制冷機(jī)循環(huán)無(wú)法按其制冷系數(shù)的大小來(lái)比較循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性好壞，而只能根據(jù)循環(huán)的熱力完善度的大小來(lái)判斷。§2-3制冷劑的相態(tài)變化及其狀態(tài)圖一、制冷劑的相態(tài)變化眾所周知，物質(zhì)有三種狀態(tài)，就是固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。通常我們把固態(tài)的物體叫固體，液態(tài)的物體叫液體，氣態(tài)的物體叫氣體。物質(zhì)的三種狀態(tài)，在一定的壓力和溫度條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的。其轉(zhuǎn)化過(guò)程分別稱(chēng)為：1.汽化物質(zhì)從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的過(guò)程稱(chēng)為汽化。汽化有蒸發(fā)和沸騰兩種形式。其中，在液體表面進(jìn)行的汽化過(guò)程叫蒸發(fā)，在液體內(nèi)部產(chǎn)生氣泡的劇烈汽化過(guò)程叫沸騰。在一定壓力下，蒸發(fā)在任何溫度下都可進(jìn)行，而沸騰只有液體被加熱到一定溫度才開(kāi)始進(jìn)行。當(dāng)汽液兩相共存并且保持平衡狀態(tài)時(shí)稱(chēng)為飽和狀態(tài)。此時(shí)的蒸汽和液體分別叫做飽和蒸汽和飽和液體，處于飽和狀態(tài)的壓力與溫度稱(chēng)為飽和壓力與飽和溫度。飽和壓力與飽和溫度總是相互對(duì)應(yīng)的，即一定的飽和壓力對(duì)應(yīng)著一定的飽和溫度，反之亦然。二者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是：飽和溫度愈高，飽和壓力也愈高。反之，飽和壓力愈高，飽和溫度也愈高。這是飽和狀態(tài)的一個(gè)重要特點(diǎn)。2.冷凝物質(zhì)從汽態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的過(guò)程稱(chēng)為冷凝或叫做液化。汽體的液化溫度與壓力有關(guān)，增大壓力，可使汽體在較高的溫度下液化。液化的基本方法是降低溫度和增加壓力。3.升華物質(zhì)由固態(tài)直接轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的過(guò)程稱(chēng)為升華。4.凝華物質(zhì)由氣態(tài)直接轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過(guò)程稱(chēng)為凝華。例如空氣中的水蒸汽在膨脹閥上結(jié)霜時(shí)發(fā)生的過(guò)程。二、制冷劑的壓—焓圖及熱力性質(zhì)表制冷劑的熱力狀態(tài)可以用其熱力性質(zhì)表來(lái)說(shuō)明(常用制冷劑的飽和熱力性質(zhì)表見(jiàn)附表)，也可以用壓—焓圖來(lái)表示。壓—焓圖(lgP—h圖)是一種以絕對(duì)壓力的對(duì)數(shù)值lgP為縱坐標(biāo)，焓值為橫坐標(biāo)的熱工圖表。采用對(duì)數(shù)值lgP（而不采用P）為縱坐標(biāo)的目的是為了縮小圖的尺寸，提高低壓區(qū)域的精確度，但在使用時(shí)仍然直接從圖上讀出P的數(shù)值即可。壓—焓圖(lgP—h圖)的結(jié)構(gòu)壓—焓圖中有兩條比較粗的曲線，左邊一條為飽和液體線(干度χ=0)，右邊一條為干飽和蒸汽線(干度χ=1)，兩線交于一點(diǎn)K，且將圖分成了三個(gè)區(qū)域。其中K稱(chēng)為臨界點(diǎn)，飽和液體線左側(cè)為過(guò)冷液體區(qū)，干飽和蒸汽線右側(cè)為過(guò)熱蒸汽區(qū)，兩線之間為濕蒸汽區(qū)。壓—焓圖中有六種等狀態(tài)參數(shù)線，如圖2—3所示：①等壓線P：水平細(xì)直線。②壓—焓圖中有六種等狀態(tài)參數(shù)線，如圖2—3所示：①等壓線P：水平細(xì)直線。②等焓線h：豎直細(xì)直線。③等溫線t：點(diǎn)劃線，其在過(guò)冷液體區(qū)為豎直線，在濕蒸汽區(qū)為水平線，在過(guò)熱蒸汽區(qū)為稍微向右下方彎曲的曲線。④等熵線S：為從左到右稍向上彎曲的實(shí)線。區(qū)中，為從左到右稍向上彎曲的虛線，但比等熵線平坦，液體區(qū)無(wú)等比容線，因?yàn)椴煌瑝毫ο碌囊后w容積變化不大。⑥等干度線χ：只存在于濕蒸汽區(qū)和過(guò)熱蒸汽區(qū)域內(nèi)，走向與飽含液體線或干飽和蒸汽線基本一致。壓—焓圖上每一點(diǎn)都代表制冷劑的某一狀態(tài)，在溫度、壓力、比容、焓、熵、干度六個(gè)狀態(tài)參數(shù)中，只要知道其中任意兩個(gè)獨(dú)立的狀態(tài)參數(shù)，就可以在圖中確定其狀態(tài)點(diǎn)，從而查出其它幾個(gè)狀態(tài)參數(shù)。制冷工程中，高壓區(qū)和濕蒸汽區(qū)的中間部分很少用到，所以有些壓一焓圖中往往將這兩部分刪去不畫(huà)。不同的制冷劑，其壓—焓圖(lgP—h圖)的形狀也有所不同，常用制冷劑R717、R12及R22的飽和熱力性質(zhì)表見(jiàn)附表。在工程計(jì)算中，根據(jù)需要可以查取制冷劑的飽和熱力性質(zhì)表，根據(jù)一個(gè)狀態(tài)參數(shù)，再查取制冷劑的飽和液體或干飽和蒸汽的其它狀態(tài)參數(shù)。2.壓—焓圖(lgP—h圖)的應(yīng)用壓—焓圖(lgP—h圖)是進(jìn)行制冷循環(huán)分析和計(jì)算的重要工具，在進(jìn)行制冷循環(huán)的熱力分析和計(jì)算之前，必須首先確定循環(huán)的工作參數(shù)，以便利用壓—焓圖再來(lái)確定循環(huán)的各有關(guān)狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)值，如圖2—4所示。點(diǎn)1：為制冷劑蒸汽進(jìn)入壓縮機(jī)的狀態(tài)。如不考慮管路的冷量損失，則壓縮機(jī)的吸汽溫度t1點(diǎn)1：為制冷劑蒸汽進(jìn)入壓縮機(jī)的狀態(tài)。如不考慮管路的冷量損失，則壓縮機(jī)的吸汽溫度t1即為制冷劑出蒸發(fā)器時(shí)的溫度t0，即t1＝t0，在理想情況下，進(jìn)壓縮機(jī)的制冷劑蒸汽為飽和狀態(tài)。如已知蒸發(fā)溫度t0，便能知道制冷劑蒸發(fā)壓力P0，這樣便能根據(jù)P0＝C的等壓線和干飽和蒸汽線的交點(diǎn)得出點(diǎn)1。點(diǎn)2：為制冷劑出壓縮機(jī)的狀態(tài)，也是進(jìn)冷凝器的狀態(tài)。過(guò)程l—2為制冷劑在壓縮機(jī)中絕熱壓縮過(guò)程。絕熱過(guò)程中熵不變，即S1＝S2，該過(guò)程沿點(diǎn)1的等墑線進(jìn)行，它與Pk=C的等壓線的交點(diǎn)即為點(diǎn)2。

點(diǎn)5：為制冷劑在冷凝器中凝結(jié)成飽和液體的狀態(tài)。它可由Pk=C的等壓線與飽和液體線相交得到。點(diǎn)3：為制冷劑液體過(guò)冷后的狀態(tài)。因?yàn)橹评鋭┮后w在過(guò)冷過(guò)程中的等于冷凝壓力Pk，它的溫度低于冷凝溫度，所以Pk=C的等壓線和tg=C的等溫線交點(diǎn)即為點(diǎn)3。點(diǎn)4：為制冷劑出節(jié)流閥(膨脹閥)的狀態(tài)，也是進(jìn)蒸發(fā)器的初態(tài)。因?yàn)楣?jié)流前后的焓值不變，而壓力降低至蒸發(fā)壓力P0，溫度為蒸發(fā)溫度t0，所以由點(diǎn)3作垂線（即等焓線）與t0=C的等溫線相交即得點(diǎn)4。4—1：為制冷劑在蒸發(fā)器中的汽化吸熱過(guò)程。這樣根據(jù)圖上所得的狀態(tài)點(diǎn)，即可查得各狀態(tài)點(diǎn)的熱力參數(shù)值。例2—1絕對(duì)壓力為2bar，比容為0.7m3／kg的氨呈何種狀態(tài)?解:所求的狀態(tài)是1gP一h圖上P＝2bar的水平線和υ＝0.7m3／kg的等比容線的交點(diǎn)A(見(jiàn)圖2—4)。因?yàn)锳點(diǎn)在過(guò)熱區(qū)內(nèi)，所以這時(shí)氨的狀態(tài)是過(guò)熱蒸汽，該狀態(tài)點(diǎn)的溫度為20℃，焓值約為1470kJ／kg。例2—2絕對(duì)壓力為10bar，溫度為20℃的氟利昂—22呈何種狀態(tài)?解:所求狀態(tài)可由10bar的等壓線和20℃等溫線的交點(diǎn)B來(lái)表示(見(jiàn)圖2—5)。因?yàn)锽點(diǎn)在過(guò)冷區(qū)內(nèi)，所以這時(shí)氟利昂—22的狀態(tài)為過(guò)冷液體，其焓值為224.08kJ／kg。例2—3氟利昂—22壓縮機(jī)吸入的汽體為-5℃的干飽和蒸汽，如將其絕熱壓縮到PK為12bar時(shí)，其壓縮終態(tài)的溫度是多少?解:壓縮機(jī)吸入狀態(tài)可由-5℃等溫線與干飽和蒸汽線的交點(diǎn)C來(lái)確定(見(jiàn)圖2—6)。點(diǎn)C的熵值S=1.76kJ／kg·K，因其為絕熱壓縮過(guò)程，故壓縮過(guò)程熵值不變。因此壓縮終點(diǎn)D是壓力PK=12bar的等壓線與S=1.76kJ／kg·K的等熵線的交點(diǎn)。由圖上查得此點(diǎn)的溫度Td=47℃即為所求壓縮終態(tài)溫度。

綜上所述，壓一焓圖不僅可以簡(jiǎn)便地確定制冷劑的狀態(tài)參數(shù)，并且能表示出制冷循環(huán)及過(guò)程中參數(shù)的變化和能量變化，它可以用線段的長(zhǎng)短來(lái)表示能量多少。由于制冷劑在蒸發(fā)器和冷凝器中的吸熱和放熱過(guò)程都是在定壓下進(jìn)行，而定壓過(guò)程中熱量的變化以及壓縮機(jī)在絕熱壓縮過(guò)程中所消耗的功都可以用焓差來(lái)計(jì)算，并且制冷劑在節(jié)流閥前后的焓值又保持不變，所以利用1gP一h圖來(lái)分析制冷循環(huán)及進(jìn)行熱力計(jì)算最為方便。第三章制冷劑與載冷劑§3-1制冷劑制冷劑又稱(chēng)制冷工質(zhì)，它是在制冷系統(tǒng)中不斷循環(huán)并通過(guò)其本身的狀態(tài)變化以實(shí)現(xiàn)制冷的工作物質(zhì)。制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)吸收被冷卻介質(zhì)（水或空氣等）的熱量而汽化，在冷凝器中將熱量傳遞給周?chē)諝饣蛩淠Ｋ男再|(zhì)直接關(guān)系到制冷裝置的制冷效果、經(jīng)濟(jì)性、安全性及運(yùn)行管理，因而對(duì)制冷劑性質(zhì)要求的了解是不容忽視的。一、對(duì)制冷劑性質(zhì)的要求１.臨界溫度要高，凝固溫度要低。這是對(duì)制冷劑性質(zhì)的基本要求。臨界溫度高，便于用一般的冷卻水或空氣進(jìn)行冷凝；凝固溫度低，以免其在蒸發(fā)溫度下凝固，便于滿足較低溫度的制冷要求。２.在大氣壓力下的蒸發(fā)溫度要低。這是低溫制冷的一個(gè)必要條件。３.壓力要適中。蒸發(fā)壓力最好與大氣壓相近并稍高于大氣壓力，以防空氣滲入制冷系統(tǒng)中，從而降低制冷能力。冷凝壓力不宜過(guò)高（一般≯12～15絕對(duì)大氣壓），以減少制冷設(shè)備承受的壓力，以免壓縮功耗過(guò)大并可降低高壓系統(tǒng)滲漏的可能性。４.單位容積制冷量ｑv要大。這樣在制冷量一定時(shí)，可以減少制冷劑的循環(huán)量，縮小壓縮機(jī)的尺寸。５.導(dǎo)熱系數(shù)要高，粘度和密度要小。以提高各換熱器的傳熱系數(shù)，降低其在系統(tǒng)中的流動(dòng)阻力損失。６.絕熱指數(shù)ｋ要小。由絕熱過(guò)程中參數(shù)間關(guān)系式可知，在初溫和壓縮比相同的情況下，K↑→T2↑?？梢?jiàn)，ｋ小可降低排氣溫度。７.具有化學(xué)穩(wěn)定性。不燃燒、不爆炸、高溫下不分解、對(duì)金屬不腐蝕、與潤(rùn)滑油不起化學(xué)反應(yīng)、對(duì)人身健康無(wú)損無(wú)害。８.價(jià)格便宜，易于購(gòu)得。且應(yīng)具有一定的吸水性，以免當(dāng)制冷系統(tǒng)中滲進(jìn)極少量的水分時(shí)，產(chǎn)生“冰塞”而影響正常運(yùn)行。二、制冷劑的一般分類(lèi)根據(jù)制冷劑常溫下在冷凝器中冷凝時(shí)飽和壓力Pk和正常蒸發(fā)溫度T0的高低，一般分為三大類(lèi)：１.低壓高溫制冷劑冷凝壓力Pk≤２～３Kg/cm2（絕對(duì)），T0>０℃如Ｒ11（CFCl3），其T0＝23.7℃。這類(lèi)制冷劑適用于空調(diào)系統(tǒng)的離心式制冷壓縮機(jī)中。通常３０℃時(shí)，Pk≤3.06Kg/cm2。２.中壓中溫制冷劑冷凝壓力Pk<20Kg/cm2（絕對(duì)），０℃<T0>-60℃。如Ｒ717、Ｒ12、Ｒ22等，這類(lèi)制冷劑一般用于普通單級(jí)壓縮和雙級(jí)壓縮的活塞式制冷壓縮機(jī)中。３.高壓低溫制冷劑冷凝壓力Pk≥20Kg/cm2（絕對(duì)），T0≤-70℃。如Ｒ13（CF3Cl）、Ｒ14（CF4）、二氧化碳、乙烷、乙烯等，這類(lèi)制冷劑適用于復(fù)迭式制冷裝置的低溫部分或-７０℃以下的低溫裝置中。三、常用制冷劑的特性目前使用的制冷劑已達(dá)70～80種，并正在不斷發(fā)展增多。但用于食品工業(yè)和空調(diào)制冷的僅十多種。其中被廣泛采用的只有以下幾種：１.氨（代號(hào)：Ｒ717）氨是目前使用最為廣泛的一種中壓中溫制冷劑。氨的凝固溫度為-77.7℃，標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為-33.3℃，在常溫下冷凝壓力一般為1.1～1.3MPa，即使當(dāng)夏季冷卻水溫高達(dá)３０℃時(shí)也決不可能超過(guò)1.5MPa。氨的單位標(biāo)準(zhǔn)容積制冷量大約為520kcal/ｍ3。氨有很好的吸水性，即使在低溫下水也不會(huì)從氨液中析出而凍結(jié)，故系統(tǒng)內(nèi)不會(huì)發(fā)生“冰塞”現(xiàn)象。氨對(duì)鋼鐵不起腐蝕作用，但氨液中含有水分后，對(duì)銅及銅合金有腐蝕作用，且使蒸發(fā)溫度稍許提高。因此，氨制冷裝置中不能使用銅及銅合金材料，并規(guī)定氨中含水量不應(yīng)超過(guò)0.2％。氨的比重和粘度小，放熱系數(shù)高，價(jià)格便宜，易于獲得。但是，氨有較強(qiáng)的毒性和可燃性。若以容積計(jì)，當(dāng)空氣中氨的含量達(dá)到0.5％～0.6％時(shí)，人在其中停留半個(gè)小時(shí)即可中毒，達(dá)到11％～13％時(shí)即可點(diǎn)燃，達(dá)到16％時(shí)遇明火就會(huì)爆炸。因此，氨制冷機(jī)房必須注意通風(fēng)排氣，并需經(jīng)常排除系統(tǒng)中的空氣及其它不凝性氣體?？偵纤?，氨作為制冷劑的優(yōu)點(diǎn)是：易于獲得、價(jià)格低廉、壓力適中、單位制冷量大、放熱系數(shù)高、幾乎不溶解于油、流動(dòng)阻力小，泄漏時(shí)易發(fā)現(xiàn)。其缺點(diǎn)是：有刺激性臭味、有毒、可以燃燒和爆炸，對(duì)銅及銅合金有腐蝕作用。２.氟利昂-12（代號(hào)：Ｒ12）Ｒ12為烷烴的鹵代物，學(xué)名二氟二氯甲烷。它是我國(guó)中小型制冷裝置中使用較為廣泛的中壓中溫制冷劑。Ｒ12的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為-29.8℃，冷凝壓力一般為0.78～0.98MPa，凝固溫度為-155℃，單位容積標(biāo)準(zhǔn)制冷量約為288kcal/ｍ3。Ｒ12是一種無(wú)色、透明、沒(méi)有氣味，幾乎無(wú)毒性、不燃燒、不爆炸，很安全的制冷劑。只有在空氣中容積濃度超過(guò)80％時(shí)才會(huì)使人窒息。但與明火接觸或溫度達(dá)400℃以上時(shí)，則分解出對(duì)人體有害的氣體。Ｒ12能與任意比例的潤(rùn)滑油互溶且能溶解各種有機(jī)物，但其吸水性極弱。因此，在小型氟利昂制冷裝置中不設(shè)分油器，而裝設(shè)干燥器。同時(shí)規(guī)定Ｒ12中含水量不得大于0.0025％，系統(tǒng)中不能用一般天然橡膠作密封墊片，而應(yīng)采用丁晴橡膠或氯乙醇等人造橡膠。否則，會(huì)造成密封墊片的膨脹引起制冷劑的泄漏。３.氟利昂-22（代號(hào)：Ｒ２２）Ｒ22也是烷烴的鹵代物，學(xué)名二氟一氯甲烷，標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度約為-41℃，凝固溫度約為-160℃，冷凝壓力同氨相似，單位容積標(biāo)準(zhǔn)制冷量約為454kcal/ｍ3。Ｒ22的許多性質(zhì)與Ｒ12相似，但化學(xué)穩(wěn)定性不如Ｒ12，毒性也比Ｒ12稍大。但是，Ｒ22的單位容積制冷量卻比Ｒ12大的多，接近于氨。當(dāng)要求-40～-70℃的低溫時(shí)，利用Ｒ22比Ｒ12適宜，故目前Ｒ22被廣泛應(yīng)用于-40～-60℃的雙級(jí)壓縮或空調(diào)制冷系統(tǒng)中?！?-2載冷劑載冷劑是用來(lái)先接受制冷劑的冷量而后去冷卻其它物質(zhì)的媒介物質(zhì)，又稱(chēng)冷媒。它在間接制冷系統(tǒng)中起著傳遞制冷劑冷量的作用。一、對(duì)載冷劑的要求選擇載冷劑時(shí)應(yīng)考慮因素有：冰點(diǎn)、比熱、對(duì)金屬腐蝕性和價(jià)格等。１.比熱要大比熱大，載冷量就大，從而可減小載冷劑的循環(huán)量。２.粘度低、導(dǎo)熱系數(shù)高。３.凝固點(diǎn)低且要適宜，因凝固點(diǎn)過(guò)低將導(dǎo)致比熱減小、粘度增大。４.無(wú)臭、無(wú)毒、使用安全，且對(duì)金屬的腐蝕性要小。５.價(jià)格低廉，易于購(gòu)得。二、常用載冷劑及性質(zhì)載冷劑的種類(lèi)較多，可以是氣體、液體或固體。常用載冷劑有空氣、水和鹽水溶液。１.空氣和水空氣或水是最廉價(jià)、最易獲得的載冷劑。都具有密度小、安全無(wú)害、對(duì)設(shè)備幾乎無(wú)腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)。但空氣的比熱小，所以只有利用空氣直接冷卻時(shí)才采用空氣作載冷劑。水雖有比熱大的優(yōu)點(diǎn)，但水的冰點(diǎn)高，所以水僅能用作制出０℃以上的載冷劑。０℃以下應(yīng)采用鹽水作載冷劑。２.鹽水溶液鹽水是最常用的載冷劑，由鹽溶于水制成。常用的鹽水主要有氯化鈉水溶液和氯化鈣水溶液。鹽水的性質(zhì)于溶液中含鹽量的多少有關(guān)。特別需要指出，鹽水的凝固點(diǎn)取決于鹽水的濃度。圖2-1中的曲線表示鹽水溶液的凝固點(diǎn)與濃度的關(guān)系。圖中曲線Ⅰ（實(shí)線）為氯化鈉鹽水的凝固曲線，曲線Ⅱ（虛線）為氯0℃化鈣鹽水的凝固曲線。由這兩條曲線-10可知,無(wú)論哪一種鹽水，當(dāng)鹽水的濃-20度小于某一定值時(shí)，其凝固溫度隨濃-30度的增加而降低，當(dāng)濃度大于這一定-40值以后，凝固溫度隨濃度的增加反而-50升高。此轉(zhuǎn)折點(diǎn)稱(chēng)為冰鹽共晶點(diǎn)，對(duì)-60應(yīng)的濃度稱(chēng)共晶濃度。該點(diǎn)相當(dāng)于全01020304050％部鹽水溶液凍結(jié)成一塊冰鹽結(jié)晶體，它是最低的凝固點(diǎn)。圖3-1鹽水的凝固點(diǎn)與濃度的關(guān)系在共晶點(diǎn)的左側(cè)，如果鹽水的濃度不變，而溫度降低，當(dāng)?shù)陀谠摑舛人鶎?duì)應(yīng)的凝固點(diǎn)時(shí)，則有冰從鹽水中析出，所以共晶點(diǎn)左面的曲線稱(chēng)為析冰線。當(dāng)鹽水的濃度超過(guò)共晶濃度時(shí)（即在共晶點(diǎn)的右面），如果鹽水的濃度不變，而當(dāng)溫度降低到該濃度所對(duì)應(yīng)的凝固點(diǎn)以下時(shí)，從溶液中析出的不再是冰而是結(jié)晶鹽，因此共晶點(diǎn)右面的曲線稱(chēng)為析鹽線。不同的鹽水溶液其共晶點(diǎn)是不同的，如氯化鈉鹽水的共晶溫度為-21.2℃，共晶濃度為22.4％；而氯化鈣鹽水的共晶溫度為-55℃，共晶濃度為29.9％。鹽水雖具有原料充沛、成本低、凝固點(diǎn)可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，但由于鹽水的濃度對(duì)鹽水溶液的性質(zhì)具有很大影響，故鹽水作為載冷劑時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題：（１）要合理地選擇鹽水的濃度。鹽水的濃度增高，雖可降低凝固點(diǎn)，但使鹽水密度加大、比熱減小。而鹽水密度加大與比熱減小，都會(huì)使輸液泵的功率消耗增大。因此，不應(yīng)選擇過(guò)高的鹽水濃度，而應(yīng)根據(jù)使鹽水的凝固點(diǎn)低于載冷劑系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的最低溫度為原則來(lái)選擇鹽水的濃度。目前一般在選擇鹽水濃度時(shí)，使其凝固溫度比制冷劑的蒸發(fā)溫度低５～８℃為宜。（２）注意鹽水對(duì)設(shè)備及管道的腐蝕問(wèn)題。鹽水對(duì)金屬的腐蝕隨溶液中含氧量的減少而變慢。為此，最好采用閉式鹽水系統(tǒng)，以減少鹽水與空氣接觸機(jī)會(huì)，從而降低對(duì)設(shè)備及管道的腐蝕。此外，鹽水的含氧量隨鹽水濃度的降低而增高。因而，從含氧量與腐蝕性來(lái)要求，鹽水濃度不可太低。另外，為了減輕鹽水的腐蝕性，還應(yīng)在鹽水中加入一定量的防腐劑并使其具有合適的酸堿性。一般１ｍ3氯化鈉水溶液中應(yīng)加3.2kg重鉻酸鈉和0.88kg氫氧化鈉；１ｍ3氯化鈣水溶液中應(yīng)加1.6kg重鉻酸鈉和0.44kg氫氧化鈉。加入防腐劑后，必須使鹽水呈弱堿性（pＨ=7.5～8.5），這可通過(guò)氫氧化鈉的加入量進(jìn)行調(diào)整。添加防腐劑時(shí)應(yīng)特別小心并注意毒性。（３）鹽水載冷劑在使用過(guò)程中，會(huì)因吸收空氣中的水分而使其濃度降低。為了防止鹽水的濃度降低，引起凝固點(diǎn)溫度升高，必須定期檢測(cè)鹽水的比重。若濃度降低，應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)充鹽量，以保持在適當(dāng)?shù)臐舛?。?-3潤(rùn)滑油一、潤(rùn)滑油的作用潤(rùn)滑油在制冷工程上通常稱(chēng)為冷凍機(jī)油，它在制冷壓縮機(jī)的運(yùn)行中起著重要作用。主要有如下幾方面：1.起潤(rùn)滑作用減小機(jī)器運(yùn)動(dòng)部件的摩擦和磨損，延長(zhǎng)使用壽命。2.降低溫度冷凍機(jī)油在制冷壓縮機(jī)內(nèi)不斷循環(huán)，能夠帶走制冷壓縮機(jī)工作過(guò)程中產(chǎn)生的許多熱量，使機(jī)器保持較低的溫度，從而提高制冷壓縮機(jī)的效率和使用可靠性。3.起密封作用冷凍機(jī)油在軸封及汽缸與活塞間起密封作用，防止制冷劑泄漏。4.提供卸載機(jī)構(gòu)的動(dòng)力帶有卸載裝置的制冷壓縮機(jī)中，利用冷凍機(jī)油的油壓作為卸載機(jī)構(gòu)的動(dòng)力。二、潤(rùn)滑油的性能指標(biāo)及選用(一)潤(rùn)滑油的性能指標(biāo)1.粘度粘度是潤(rùn)滑油的一個(gè)主要性能指標(biāo)，不同制冷劑對(duì)粘度有不同要求，如R12與潤(rùn)滑油能相互溶解，會(huì)使?jié)櫥驼扯冉档?，故?yīng)選用粘度較高的潤(rùn)滑油。壓縮機(jī)中潤(rùn)滑油的粘度過(guò)大和過(guò)小都不好。粘度過(guò)大會(huì)使壓縮機(jī)摩擦功率和摩擦發(fā)熱量增加，啟動(dòng)力矩增大，機(jī)器效率降低;粘度過(guò)小，則因不能建立起所需油膜而加速軸承等處的磨損。因此粘度必須適中。潤(rùn)滑油的粘度隨溫度變化而有很大變化(例如溫度由50℃升高到100℃時(shí)，礦物油的粘度值降低到原來(lái)值的1/3—1/6)。故應(yīng)選用溫度對(duì)粘度影響小的潤(rùn)滑油。2.濁點(diǎn)潤(rùn)滑油的濁點(diǎn)是表示當(dāng)溫度降低到某一數(shù)值時(shí)，潤(rùn)滑油中開(kāi)始析出石蠟(即潤(rùn)滑油變得混濁)時(shí)的溫度。制冷壓縮機(jī)中所使用的潤(rùn)滑油，其濁點(diǎn)應(yīng)低于制冷劑的蒸發(fā)溫度。特別在氟系統(tǒng)中，一部分潤(rùn)滑油溶解于制冷劑中而隨制冷劑流到制冷系統(tǒng)各處，若油中有石蠟析出，它會(huì)積存在節(jié)流閥處引起堵塞，或積存在蒸發(fā)器的傳熱表面，減弱傳熱效果。3.凝固點(diǎn)潤(rùn)滑油在試驗(yàn)條件下，冷卻到停止流動(dòng)的溫度，稱(chēng)為凝固點(diǎn)。用于制冷壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油，凝固點(diǎn)應(yīng)越低越好。一般凝固點(diǎn)應(yīng)低于-40℃。當(dāng)潤(rùn)滑油與制冷劑互相溶解時(shí)，凝固點(diǎn)將會(huì)降低。4.閃點(diǎn)潤(rùn)滑油(在開(kāi)口盛油器內(nèi))加熱到它的蒸汽與火焰接觸時(shí)，發(fā)生閃火的最低溫度稱(chēng)為閃點(diǎn)。制冷壓縮機(jī)所用的潤(rùn)滑油其閃點(diǎn)應(yīng)比排汽溫度高25—35℃，以免引起潤(rùn)滑油的燃燒與結(jié)焦。通常對(duì)氨、R12和R22用的潤(rùn)滑油，其閃點(diǎn)應(yīng)在160—170℃以上。5.學(xué)穩(wěn)定性及抗氧化性潤(rùn)滑油應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化，否則在高溫或金屬的催化作用下，與制冷劑等接觸反應(yīng)，會(huì)生成焦炭、酸性物等有害物質(zhì)。6.含水量與機(jī)械雜質(zhì)潤(rùn)滑油中不應(yīng)含有水分，因?yàn)樗植坏珪?huì)使蒸發(fā)壓力下降，蒸發(fā)溫度升高，而且會(huì)加劇油的化學(xué)變化及腐蝕金屬的作用。水分在氟利昂壓縮機(jī)中還會(huì)引起“鍍鋼現(xiàn)象”，使銅零件與氟利昂發(fā)生作用而分解出銅，并積聚在軸承、閥門(mén)等零件的鋼質(zhì)表面上。結(jié)果使這些表的厚度增加，破壞了軸承的間隙，使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不良。這種現(xiàn)象出現(xiàn)在封閉式和半封閉式壓縮機(jī)中較多。一般新油中不含有水分和機(jī)械雜質(zhì)，因?yàn)橛糜谥评錂C(jī)的潤(rùn)滑油，在生產(chǎn)過(guò)程中都經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的脫水處理。但脫水潤(rùn)滑油具有很強(qiáng)的吸濕性，所以在儲(chǔ)運(yùn)、加油時(shí)，應(yīng)盡量避免和空氣接觸。用汽油或苯將潤(rùn)滑油溶解稀釋?zhuān)⒂脼V紙過(guò)濾后所殘存的物質(zhì)稱(chēng)為潤(rùn)滑油的機(jī)械雜質(zhì)。潤(rùn)滑油中的機(jī)械雜質(zhì)會(huì)加速零件的磨損和油的絕緣性能的降低、堵塞潤(rùn)滑油通道，所以雜質(zhì)也是越少越好，一般規(guī)定不超過(guò)0.01％。7.擊穿電壓擊穿電壓是一個(gè)表示潤(rùn)滑油絕緣性能的指標(biāo)，純潤(rùn)滑油絕緣性能很好，但當(dāng)其含有水分、纖維、灰塵等雜質(zhì)時(shí)，絕緣性能就會(huì)降低。半封閉式和全封閉式壓縮機(jī),一般要求潤(rùn)滑油的擊穿電壓在25kV以上。因?yàn)闈?rùn)滑油直接和電機(jī)繞組接觸。（二）國(guó)產(chǎn)冷凍機(jī)油的規(guī)格及選用我國(guó)目前冷凍機(jī)油規(guī)格是按照石油化工總公司頒布的《ZBE34003—86》的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的，本標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，按40℃時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度中心值分為N15、N22、N32、N46和N68五個(gè)粘度等級(jí)，都可用于以氨為制冷劑的冷凍機(jī)。其主要性能指標(biāo)如表2—1所示。但是以前頒布的冷凍機(jī)油規(guī)格是按50℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度值而分為13、18、25和30四個(gè)牌號(hào)。選用時(shí)可參考冷凍機(jī)油新舊粘度等級(jí)對(duì)照表。實(shí)踐中，一般R12壓縮機(jī)選用N32(18號(hào))，R22壓縮機(jī)選用N46(25號(hào))，氨壓縮機(jī)選用N22（13號(hào))或N46(25號(hào))。表2—1國(guó)產(chǎn)冷凍機(jī)油的規(guī)格及主要性能指標(biāo)項(xiàng)目質(zhì)量指標(biāo)粘度等級(jí)N15N22N32N46N68運(yùn)動(dòng)粘度(mm2/s)13.5-16.519.8-24.228.8-35.241.4-50.661.2-74.8閃點(diǎn)(℃)≤150160160170180凝點(diǎn)(℃)≤-40-35酸值(mgKOH/g)≤0.020.030.05氧化后酸值≤氧化沉淀物≤0.050.005%0.20.02%0.050.005%0.10.02%水分無(wú)機(jī)械雜質(zhì)無(wú)第四章蒸氣壓縮式制冷循環(huán)§4-1壓縮式制冷循環(huán)原理前面我們講過(guò)，液體氣化的吸熱作用可用來(lái)制冷，如氨液氣化、氟利昂氣化都有良好的吸熱制冷能力。但是，如果液體氣化后排放到大氣中，則既浪費(fèi)又污染環(huán)境，且制冷效應(yīng)只能維持到液體全部氣化為止。為了解決上述問(wèn)題，必需設(shè)法將氣化后的蒸汽恢復(fù)到液體狀態(tài)重復(fù)利用。這就需要通過(guò)壓縮機(jī)和冷凝器等來(lái)完成。以下我們以氨為例來(lái)說(shuō)明蒸氣壓縮式制冷循環(huán)原理。理論上，最簡(jiǎn)單的壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)由：蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹閥四大部件組成，如圖所示。

從蒸發(fā)器出來(lái)的氨的低溫低壓蒸氣（狀態(tài)１）被吸入壓縮機(jī)內(nèi)，壓縮成高壓高溫的過(guò)熱蒸氣（狀態(tài)２），然后進(jìn)入冷凝器。由于高壓高溫過(guò)熱氨氣的溫度高于其環(huán)境介質(zhì)的溫度，且其壓力使氨氣能在常溫下冷凝成液體狀態(tài)，因而排至冷凝器時(shí)，經(jīng)冷卻、冷凝成高壓常溫的氨液（狀態(tài)３）。高壓常溫的氨液通過(guò)膨脹崐時(shí)，因節(jié)流而降壓，在壓力降低的同時(shí)，氨液因沸騰蒸發(fā)吸熱使其本身的溫度也相應(yīng)下降，從而變成了低壓低溫的氨液（狀態(tài)４）。把這種低壓低溫的氨液引入蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)，即可使其周?chē)諝饧拔锪系臏囟认陆刀_(dá)到制冷的目的。從蒸發(fā)器出來(lái)的低壓低溫氨氣重新進(jìn)入壓縮機(jī)，從而完成一個(gè)制冷循環(huán)。然后重復(fù)上述過(guò)程。§4-2單級(jí)壓縮制冷循環(huán)一、單級(jí)壓縮制冷循環(huán)的基本組成如前所述，蒸氣壓縮式制冷，是由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥（或毛細(xì)管）和蒸發(fā)器四大部件組成的。實(shí)際上，單級(jí)壓縮制冷循環(huán)的組成，除上述四大部件外，一般還有分油器、貯液器、汽液分離器及各種控制閥等部件，如下圖所示。

圖4-1單級(jí)壓縮制冷循環(huán)示意圖二、單級(jí)壓縮制冷機(jī)的工作過(guò)程來(lái)自蒸發(fā)器內(nèi)的低溫低壓蒸氣，經(jīng)汽液分離器后，被壓縮機(jī)吸入氣缸內(nèi)壓縮成高壓高溫的過(guò)熱蒸氣。然后，經(jīng)氨油分離器使其中所攜帶的潤(rùn)滑油分離出來(lái)，再進(jìn)入冷凝器與冷卻水進(jìn)行熱交換后凝結(jié)成高壓中溫的氨液并流入貯液器。該高壓液體通過(guò)調(diào)節(jié)站經(jīng)膨脹閥節(jié)流降壓后，再次進(jìn)入汽液分離器。從汽液分離器出來(lái)的低壓低溫液體，進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)產(chǎn)生冷效應(yīng)，使庫(kù)房?jī)?nèi)的空氣及物料的溫度下降，從而完成一個(gè)制冷循環(huán)。這里需要說(shuō)明一點(diǎn)，上述兩次提到了汽液分離器，這說(shuō)明該部件在制冷循環(huán)中有很重要的作用。關(guān)于這一點(diǎn)，我們后面再講。三、單級(jí)壓縮制冷循環(huán)的性能指標(biāo)１.單位制冷量q0即１kg制冷劑在蒸發(fā)器中所能制取的冷量。２.單位容積制冷量ｑv指壓縮機(jī)吸入每立方米制冷劑蒸氣所能制取冷量。３.單位理論功ｗ。指壓縮機(jī)壓縮每公斤制冷劑所消耗的功。４.單位冷凝熱負(fù)荷ｑK指１kg制冷劑蒸氣在冷凝器中放出的熱量。５.理論制冷系數(shù)ε0即單位制冷量與單位理論功之比。§4-3雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)一、采用兩級(jí)壓縮的原因制冷系統(tǒng)的冷凝溫度（或冷凝壓力）決定于冷卻劑（或環(huán)境）的溫度，而蒸發(fā)溫度（或蒸發(fā)壓力）取決于制冷要求。由于生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)制冷溫度的要求越來(lái)越低，因此，在很多制冷實(shí)際應(yīng)用中，壓縮機(jī)要在高壓端壓力（冷凝壓力）對(duì)低壓端壓力（蒸發(fā)壓力)的比值（即壓縮比）很高的條件下進(jìn)行工作。由理想氣體的狀態(tài)方程Pｖ/T≡Ｃ可知，此時(shí)若采用單級(jí)壓縮制冷循環(huán)，則壓縮終了過(guò)熱蒸氣的溫度必然會(huì)很高(Ｖ一定，Ｐ↑→Ｔ↑），于是就會(huì)產(chǎn)生以下許多問(wèn)題。１.壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)λ大大降低，且當(dāng)壓縮比≥20時(shí)，λ＝0。２.壓縮機(jī)的單位制冷量和單位容積制冷量都大為降低。３.壓縮機(jī)的功耗增加，制冷系數(shù)下降。４.必須采用高著火點(diǎn)的潤(rùn)滑油，因?yàn)闈?rùn)滑油的粘度隨溫度升高而降低。５.被高溫過(guò)熱蒸氣帶出的潤(rùn)滑油增多，增加了油分離器的負(fù)荷，且降低了冷凝器的傳熱性能?？偵纤觯?dāng)壓縮比過(guò)高時(shí)，采用單級(jí)壓縮循環(huán)，不僅是不經(jīng)濟(jì)的，而且甚至是不可能的。為了解決上述問(wèn)題，滿足生產(chǎn)要求，實(shí)際中常采用帶有中間冷卻器的雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)。但是，雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)所需的設(shè)備投資較單級(jí)壓縮大的多，且操作也較復(fù)雜。因此，采用雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)并非在任何情況下都是有利的，一般當(dāng)壓縮比≥８時(shí)，采用雙級(jí)壓縮較為經(jīng)濟(jì)合理。二、雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)的組成及常見(jiàn)形式兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)，是指來(lái)自蒸發(fā)器的制冷劑蒸氣要經(jīng)過(guò)低壓與高壓壓縮機(jī)兩次壓縮后，才進(jìn)入冷凝器。并在兩次壓縮中間設(shè)置中間冷卻器。兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)可以是由兩臺(tái)壓縮機(jī)組成的雙機(jī)（其中一臺(tái)為低壓級(jí)壓縮機(jī)，另一臺(tái)為高壓級(jí)壓縮機(jī)）兩級(jí)系統(tǒng)，也可以是由一臺(tái)壓縮機(jī)組成的單機(jī)兩級(jí)系統(tǒng)，其中一個(gè)或兩個(gè)汽缸作為高壓缸，其余幾個(gè)汽缸作為低壓缸，其高、低壓汽缸數(shù)量比一般為1:3或1:2。兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)由于節(jié)流方式和中間冷卻程度不同而有不同的循環(huán)方式，通常分為：兩次節(jié)流中間完全冷卻、兩次節(jié)流中間不完全冷卻、一次節(jié)流中間完全冷卻和一次節(jié)流中間不完全冷卻四種兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)方式。其中，兩次節(jié)流是指制冷劑從冷凝器出來(lái)要先后經(jīng)過(guò)兩個(gè)膨脹閥再進(jìn)入蒸發(fā)器，即先由冷凝壓力節(jié)流到中間壓力，再由中間壓力節(jié)流到蒸發(fā)壓力，而一次節(jié)流只經(jīng)過(guò)一個(gè)膨脹閥，大部分制冷劑從冷凝壓力直接節(jié)流到蒸發(fā)壓力，相比之下，一次節(jié)流系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，且可以利用其較大的壓力差實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離或高層冷庫(kù)的供液。因此實(shí)踐中采用的基本上都是一次節(jié)流兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)。至于采用哪一種中間冷卻方式，由選用制冷劑的種類(lèi)來(lái)決定。通常兩級(jí)壓縮氨制冷系統(tǒng)采用中間完全冷卻，而兩級(jí)壓縮氟利昂制冷系統(tǒng)，則常采用中間不完全冷卻。１、一次節(jié)流中間完全冷卻的雙級(jí)循環(huán)

圖4-2一次節(jié)流中間完全冷卻的雙級(jí)循環(huán)

這個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)是采用盤(pán)管式中間冷卻器。它既有兩級(jí)節(jié)流的減少節(jié)流損失效果，又起到對(duì)低壓級(jí)排氣完全冷卻的作用。其工作過(guò)程是：在蒸發(fā)器中產(chǎn)生的低壓低溫制冷劑蒸氣（狀態(tài)１），被低壓壓縮機(jī)吸入并壓縮成中間壓力的過(guò)熱蒸氣（狀態(tài)２），然后進(jìn)入同一壓力的中間冷卻器，在中冷器內(nèi)被冷卻成干飽和蒸氣（狀態(tài)３）。中壓干飽和蒸氣又被高壓壓縮機(jī)吸入并壓縮到冷凝壓力的過(guò)熱蒸氣（狀態(tài)４），隨后進(jìn)入冷凝器被冷凝成制冷劑液體（狀態(tài)５）。然后分成兩路，一路經(jīng)膨脹閥Ｆ節(jié)流降壓后（狀態(tài)８）進(jìn)入中間冷卻器，大部分液體從另一路進(jìn)入中間冷卻器的盤(pán)管內(nèi)過(guò)冷（狀態(tài)６），但由于存在傳熱溫差，故其在盤(pán)管內(nèi)不可能被冷卻到中間溫度，而是比中間溫度一般高△ｔ＝３-５℃。過(guò)冷后的液體再經(jīng)過(guò)主膨脹閥節(jié)流降壓成低溫低壓的過(guò)冷液（狀態(tài)７），最后進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)，產(chǎn)生冷效應(yīng)。這種循環(huán)系統(tǒng)只適用于Ｒ717與Ｒ22的雙級(jí)制冷循環(huán)系統(tǒng)中。２、一次節(jié)流中間不完全冷卻的雙級(jí)循環(huán)

圖4-3一次節(jié)流中間不完全冷卻的雙級(jí)循環(huán)一次節(jié)流中間不完全冷卻的雙級(jí)循環(huán)，主要適用于氟利昂制冷裝置，采用回?zé)嵫h(huán)。如圖3-4所示的SD2——4F——10A型兩級(jí)壓縮氟利昂制冷裝置系統(tǒng)圖，就是按圖3-3的循環(huán)設(shè)計(jì)的。這種循環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)是：制冷劑主流先經(jīng)盤(pán)管式中間冷卻器過(guò)冷，再經(jīng)回?zé)崞鬟M(jìn)一步冷卻；且低壓壓縮機(jī)的吸氣有較大的過(guò)熱度；此外，低壓級(jí)的排氣沒(méi)有完全冷卻到飽和狀態(tài)。其工作過(guò)程為：從蒸發(fā)器出來(lái)的蒸汽經(jīng)回?zé)崞骱蟊坏蛪簤嚎s機(jī)吸入，壓縮到中間壓力并與中冷器出來(lái)的干飽和蒸汽在管路中進(jìn)行混合，使從低壓機(jī)排出的過(guò)熱蒸汽被冷卻后再進(jìn)入高壓壓縮機(jī)，經(jīng)壓縮到冷凝壓力并進(jìn)入冷凝器，冷凝后的高壓制冷劑液體進(jìn)入了中冷器的蛇形盤(pán)管進(jìn)行再冷卻，然后進(jìn)入回?zé)崞髋c從蒸發(fā)器出來(lái)的低溫低壓蒸汽進(jìn)行熱交換，使從中冷器蛇形盤(pán)管中出來(lái)的過(guò)冷液體再一次得到冷卻，最后經(jīng)膨脹閥進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)。

圖4—4SD2——4F——10A型兩級(jí)壓縮氟利昂制冷裝置系統(tǒng)圖

這種循環(huán)系統(tǒng)，只適用于Ｒ12或Ｒ22的雙級(jí)制冷循環(huán)系統(tǒng)中，而決不能用于氨的制冷系統(tǒng)中。這是因?yàn)椋弘m然高、低壓級(jí)吸入蒸汽的過(guò)熱度都比較大，但是因?yàn)榉旱慕^熱指數(shù)K值比氨要小，故壓縮機(jī)的排氣溫度不高。3、兩次節(jié)流中間完全冷卻的雙級(jí)循環(huán)

圖4—5兩次節(jié)流中間完全冷卻的雙級(jí)循環(huán)

這個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)是選用了閃發(fā)式中間冷卻器。它起兩個(gè)作用，其一是相當(dāng)于兩次節(jié)流的中間液體分離器，其二是利用一小部分液體的吸熱蒸發(fā)作用，對(duì)低壓機(jī)的排氣進(jìn)行完全中間冷卻。這種型式的制冷循環(huán)系統(tǒng)，只適用于Ｒ717或Ｒ22的雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)中。為了防止從中間冷卻器出來(lái)的飽和液體在管路中閃發(fā)成蒸汽，通常要求中間冷卻器與蒸發(fā)器之間的距離要近。綜上分析可知，采用雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)，不但降低了高壓機(jī)的排氣溫度，改善了壓縮機(jī)潤(rùn)滑條件，而且由于各級(jí)壓縮比都較小，壓縮機(jī)的輸汽系數(shù)大大提高。此外，采用雙級(jí)壓縮循環(huán)的功耗也比單級(jí)壓縮循環(huán)的功耗降低。第五章制冷壓縮機(jī)§5-１制冷壓縮機(jī)概述制冷壓縮機(jī)的作用：制冷壓縮機(jī)是制冷裝置中最主要的設(shè)備，通常稱(chēng)為制冷裝置中的主機(jī)。制冷劑蒸氣從低壓提高為高壓以及氣體的不斷流動(dòng)、輸送，都是借助于壓縮機(jī)的工作來(lái)完成的。蒸發(fā)器內(nèi)吸取制冷劑蒸氣，以保證蒸發(fā)器內(nèi)一定的蒸發(fā)壓力。提高壓力將低溫低壓的制冷劑蒸氣提高為高溫高壓的過(guò)熱蒸氣，以創(chuàng)造在較高溫度(如夏季35℃左右的氣溫)下冷凝。輸送并推動(dòng)制冷劑在系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)，完成制冷循環(huán)。制冷壓縮機(jī)的種類(lèi)及工作原理：制冷壓縮機(jī)的種類(lèi)和形式很多，根據(jù)其工作原理，可分為容積型和速度型兩大類(lèi)，如圖所示。容積型容積型壓縮機(jī)是靠工作腔容積的改變實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮、排氣等過(guò)程。容積型壓縮機(jī)根據(jù)其工作部件的運(yùn)動(dòng)形式，又分為往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式，前者活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而后者是工作部件在氣缸內(nèi)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如圖5-1所示的螺桿式、滑片式等壓縮機(jī)均為回轉(zhuǎn)式。但目前制冷工業(yè)使用最廣泛的為活塞式壓縮機(jī)，且機(jī)型有幾十種之多。速度型速度型壓縮機(jī)是靠高速旋轉(zhuǎn)的工作葉輪對(duì)蒸氣做功，使壓力升高并完成輸送蒸氣的任務(wù)。這類(lèi)壓縮機(jī)根據(jù)蒸氣的流動(dòng)方向分為離心式和軸流式兩種，其中應(yīng)用較廣的是離心式?！?-2活塞式壓縮機(jī)一、活塞式壓縮機(jī)的分類(lèi)1、按所采用的工質(zhì)分類(lèi)，一般有氨壓縮機(jī)和氟利昂壓縮機(jī)兩種。(a)(b)直流式非直流式圖(a)(b)直流式非直流式圖5—2壓縮機(jī)的作用方式圖5—3壓縮機(jī)中氣體流動(dòng)方式按作用方式分類(lèi)，有單作用壓縮機(jī)和雙作用壓縮機(jī)。單作用式如圖5-2a所示，其制冷劑蒸氣僅在活塞的一側(cè)進(jìn)行壓縮，活塞往返一個(gè)行程，吸氣排氣各一次。而雙作用壓縮機(jī)如圖5-2b所示，制冷劑蒸氣輪流在活塞兩側(cè)的氣缸內(nèi)進(jìn)行壓縮，活塞往返一個(gè)行程，吸、排氣各兩次。所以同樣大小的氣缸，雙作用壓縮機(jī)的吸氣量較單作用的大。但是由于雙作用壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，因而目前大都是采用單作用壓縮機(jī)。3、按制冷劑蒸氣在氣缸中的運(yùn)動(dòng)分類(lèi)，有直流式和逆流式，如圖5-3所示。所謂直流式是指制冷劑蒸氣的運(yùn)動(dòng)從吸氣到排氣都沿同一個(gè)方向進(jìn)行，而逆流式，吸氣與排氣時(shí)制冷劑蒸氣的運(yùn)動(dòng)方向是相反的。從理論分析來(lái)看，直流式與逆流式相比，由于蒸氣在氣缸中溫度及比容的變化較少，故直流式性能較好。但是由于直流式壓縮機(jī)的進(jìn)汽閥需裝在活塞上，這樣便相對(duì)增加了活塞的長(zhǎng)度和重量，因而功的消耗就增加、檢修也麻煩，所以目前生產(chǎn)的壓縮機(jī)大都采用逆流式。4、按氣缸中心線的位置分類(lèi)，有立式壓縮機(jī)、臥式壓縮機(jī)、Ｖ型、Ｗ型和Ｓ型壓縮機(jī)等。立式壓縮機(jī)如圖5-2a及圖5-3所示，臥式壓縮機(jī)如圖5-2b所示，前者氣缸中心線呈垂直位置而后者氣缸中心線是水平的。Ｖ型、Ｗ型和Ｓ型是高速、多缸、現(xiàn)代型壓縮機(jī)，其速度一般為960～1440轉(zhuǎn)／分，氣缸數(shù)目多為２、4、6、8四種，其中，字母表示氣缸的排列形式。5、活塞式制冷壓縮機(jī)，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征，還可分為開(kāi)啟式、半封閉式和全封閉式三種。雖然構(gòu)造各異，但它們之間也有許多共同之處，只是其結(jié)構(gòu)特征不同。開(kāi)啟式制冷壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特征在于：壓縮機(jī)的動(dòng)力輸入軸伸出機(jī)體外，通過(guò)聯(lián)軸器或皮帶輪與電動(dòng)機(jī)聯(lián)結(jié)，并在伸出處用軸封裝置密封。目前，氨壓縮機(jī)和容量較大的氟利昂壓縮機(jī)都采用這種結(jié)構(gòu)形式。半封閉式制冷壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：壓縮機(jī)與電動(dòng)機(jī)共用一主軸，并共同組裝于同一機(jī)殼內(nèi)，但機(jī)殼為可拆式，其上開(kāi)有各種工作孔用蓋板密封。全封閉式制冷壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于：壓縮機(jī)與其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)共用一個(gè)主軸，二者組裝在一個(gè)焊接成型的密封罩殼中。這種壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，密封性好，使用方便，振動(dòng)小、噪音小，廣泛使用在小型自動(dòng)化制冷和空調(diào)裝置中。二、活塞式制冷壓縮機(jī)的工作原理排氣三個(gè)過(guò)程，如圖5-4所示。吸氣過(guò)程4-1：活塞由上止點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸容積增大壓力降排氣三個(gè)過(guò)程，如圖5-4所示。吸氣過(guò)程4-1：活塞由上止點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸容積增大壓力降低，當(dāng)氣缸內(nèi)壓力低于吸氣管路中的壓力時(shí)，在壓力差作用下使吸氣閥門(mén)打開(kāi)，制冷劑蒸氣便被吸入活塞上部的氣缸內(nèi)，當(dāng)活塞移到下止點(diǎn)位置時(shí)停止吸氣，吸氣閥在彈簧力和閥片本身的重力作用下關(guān)閉，完成吸氣過(guò)程。吸氣過(guò)程一般被看作是等壓過(guò)程。壓縮過(guò)程1-2：活塞從下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，吸、排汽閥處于關(guān)閉狀態(tài)，氣體在密閉的氣缸中被壓縮，由于氣缸容積逐漸縮小，則壓力、溫度逐漸升高直至氣缸內(nèi)氣體壓力與排氣壓力相等。壓縮過(guò)程一般被看作是等熵過(guò)程。排氣過(guò)程2-3：活塞繼續(xù)向上移動(dòng)，致使氣缸內(nèi)的氣體壓力大于排氣壓力，則排氣閥開(kāi)啟，氣缸內(nèi)的氣體在活塞的推動(dòng)下等壓排出氣缸進(jìn)入排氣管道，直至活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)。此時(shí)由于排氣閥彈簧力和閥片本身重力的作用，排氣閥關(guān)閉排氣結(jié)束。至此，壓縮機(jī)完成了一個(gè)由吸氣、壓縮和排氣三個(gè)過(guò)程組成的工作循環(huán)。此后，活塞又向下運(yùn)動(dòng)，重復(fù)上述三個(gè)過(guò)程，如此周而復(fù)始地進(jìn)行循環(huán)。這就是活塞式制冷壓縮機(jī)的理想工作過(guò)程與原理。三、活塞式制冷壓縮機(jī)產(chǎn)品型號(hào)的表示方法每一臺(tái)壓縮機(jī)的基本型式都用一定的符號(hào)表示。這些符號(hào)亦稱(chēng)為型號(hào)，單級(jí)產(chǎn)品型號(hào)主要由氣缸數(shù)目、所用制冷劑的種類(lèi)、氣缸布置形式與氣缸直徑四個(gè)方面的內(nèi)容組成，如下表所示。表5—1壓縮機(jī)型號(hào)舉例壓縮機(jī)型號(hào)汽缸數(shù)工質(zhì)種類(lèi)汽缸布置形式汽缸直徑(cm)備注8AS—12.58氨（A）S型12.5直接傳動(dòng)6AW—176氨（A）W型17直接傳動(dòng)4FV—10B4氟利昂(F)V型10皮帶傳動(dòng)3FW5(B）3氟利昂(F)W型5半封閉式S8—12.58

12.5單機(jī)雙級(jí)四、活塞式制冷壓縮機(jī)的基本構(gòu)造活塞式制冷壓縮機(jī)主要由機(jī)體、曲軸、連桿、活塞組、閥門(mén)、軸封、油泵、能量調(diào)節(jié)裝置、油循環(huán)系統(tǒng)等部件組成。１、機(jī)體：包括汽缸體和曲軸箱兩部分，一般采用高強(qiáng)度灰鑄鐵（HT20-40）鑄成一個(gè)整體。它是支承汽缸套、曲軸連桿機(jī)構(gòu)及其它所有零部件重量并保證各零部件之間具有正確的相對(duì)位置的本體。汽缸采用汽缸套結(jié)構(gòu)，安裝在汽缸體上的缸套座孔中，便于當(dāng)汽缸套磨損時(shí)維修或更換。因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢修方便。2、曲軸：曲軸是活塞式制冷壓縮機(jī)的主要部件之一，傳遞著壓縮機(jī)的全部功率。其主要作用是將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)連桿改變?yōu)榛钊耐鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)。曲軸在運(yùn)動(dòng)時(shí)，承受拉、壓、剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)的交變復(fù)合負(fù)載，工作條件惡劣，要求具有足夠的強(qiáng)度和剛度以及主軸頸與曲軸銷(xiāo)的耐磨性。故曲軸一般采用40、45或50號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼鍛造，但現(xiàn)在已廣泛采用球墨鑄鐵（如QT50-1.5與QT60-2等）鑄造。３、連桿：連桿是曲軸與活塞間的連接件，它將曲軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并把動(dòng)力傳遞給活塞對(duì)汽體做功。連桿包括連桿體、連桿小頭襯套、連桿大頭軸瓦和連桿螺栓。連桿體在工作時(shí)承受拉、壓交變載荷，故一般用優(yōu)質(zhì)中碳鋼鍛造或用球墨鑄鐵（如QT40-10）鑄造，桿身多采用工字形截面且中間鉆一長(zhǎng)孔作為油道。連桿小頭通過(guò)活塞銷(xiāo)與活塞相連，銷(xiāo)孔中加襯套以提高耐磨、耐沖擊能力。連桿小頭襯套常用錫磷青銅ZQSn10-1做成整體筒狀，外圓面車(chē)有環(huán)槽并鉆有油孔，內(nèi)表面開(kāi)有軸向油槽。連桿大頭與曲軸連接。連桿大頭一般做成剖分式，以便于裝拆和檢修。為了改善連桿大頭與曲柄銷(xiāo)之間的磨損狀況，大頭孔內(nèi)一般均裝有軸承合金軸瓦即連桿大頭軸瓦。連桿大頭軸瓦分薄壁和厚壁兩種，系列制冷壓縮機(jī)都采用薄壁軸瓦。軸瓦的上瓦與連桿油孔相應(yīng)的地方也開(kāi)有油孔。連桿螺栓用于連接剖分式連桿大頭與大頭蓋。連桿螺栓是曲柄連桿機(jī)構(gòu)中受力嚴(yán)重的零件，它不僅受反復(fù)的拉伸且受振動(dòng)和沖擊作用，很容易松脫和斷裂，以致引起嚴(yán)重事故。所以對(duì)連桿螺栓的設(shè)計(jì)、加工、裝配均有嚴(yán)格要求。連桿螺栓常用40Cr、45Cr鋼等制造，且采用細(xì)牙螺紋，其安裝時(shí)要求有一定的預(yù)緊力，以免在載荷變化時(shí)連桿大頭上下瓦和曲柄銷(xiāo)之間松動(dòng)敲擊，加速機(jī)器零件的損壞。但預(yù)緊力過(guò)大也是不利的。所以在上緊連桿螺栓時(shí)，最好用扭力扳手按說(shuō)明書(shū)規(guī)定施力，若無(wú)規(guī)定可參照P121表中數(shù)值或以下式計(jì)算施力。當(dāng)８≤ｄ≤１８時(shí)，連桿螺栓上緊力：Ｆ＝977.2-397.613ｄ+63.22-4.910423＋0.18754-0.00281255４、活塞組：活塞組是活塞、活塞銷(xiāo)及活塞環(huán)的總稱(chēng)?；钊M在連桿帶動(dòng)下，在汽缸內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，從而與汽缸等共同組成一個(gè)可變的工作容積，以實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮、排氣等過(guò)程?；钊?--活塞可分為筒形和盤(pán)形兩大類(lèi)。我國(guó)系列制冷壓縮機(jī)的活塞均采用筒形結(jié)構(gòu)，它由頂部、環(huán)部和裙部三部分組成。活塞頂部組成封閉汽缸的工作面?；钊h(huán)部的外圓上開(kāi)有安裝活塞環(huán)的環(huán)槽，環(huán)槽的深度略大于活塞環(huán)的徑向厚度，使活塞環(huán)有一定的活動(dòng)余地?；钊共吭谄字衅饘?dǎo)向作用并承受側(cè)壓力。活塞的材料一般為鋁合金或鑄鐵。灰鑄鐵活塞過(guò)去在制冷壓縮機(jī)中應(yīng)用較廣，但由于鑄鐵活塞的質(zhì)量大且導(dǎo)熱性能差，因此，近年來(lái)系列制冷壓縮機(jī)的活塞都采用鋁合金活塞。鋁合金活塞的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量輕、導(dǎo)熱性能好，表面經(jīng)陽(yáng)極處理后具有良好的耐磨性。但鋁合金活塞比鑄鐵活塞的機(jī)械強(qiáng)度低、耐磨性差也差。活塞銷(xiāo)---活塞銷(xiāo)是用來(lái)連接活塞和連桿小頭的零件，在工作時(shí)承受復(fù)雜的交變載荷?；钊N(xiāo)的損壞將會(huì)造成嚴(yán)重的事故，故要求其有足夠的強(qiáng)度、耐磨性和抗疲勞、抗沖擊的性能。因此，活塞銷(xiāo)通常用20號(hào)鋼、20Cr鋼或45號(hào)鋼制造。圖5-5圖5-5油環(huán)的布油及刮油作用(a)斜面式油環(huán)(b)槽式油環(huán)

圖5—圖5—6汽閥圖5—7軸封軸封---軸封的作用在于防止制冷劑蒸汽沿曲軸伸出端向外泄漏，或者是當(dāng)曲軸箱內(nèi)壓力低于大氣壓時(shí)，防止外界空氣漏入。因此，軸封應(yīng)具有良好的密封性和安全可靠性、且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、并具有一定的使用壽命。軸封裝置主要有機(jī)械式和填料式兩種。目前常用的機(jī)械式軸封主要有摩擦環(huán)式和波紋管式。其中，國(guó)產(chǎn)系列活塞式制冷壓縮機(jī)大都采用摩擦環(huán)式軸封，這種軸封由活動(dòng)環(huán)(摩擦環(huán)）、固定環(huán)、彈簧及彈簧座、壓圈和兩個(gè)“０”形耐油橡膠圈所組成，如圖5—圖5—8卸載機(jī)構(gòu)構(gòu)造原理６、能量調(diào)節(jié)裝置：在制冷系統(tǒng)中，隨著冷間熱負(fù)荷的變化，其耗冷量亦有變化，因此壓縮機(jī)的制冷量亦應(yīng)作必要的調(diào)整。壓縮機(jī)制冷量的調(diào)節(jié)是由能量調(diào)節(jié)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所謂壓縮機(jī)的能量調(diào)節(jié)裝置實(shí)際上就是排氣量調(diào)節(jié)裝置。它的作用有二，一是實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的空載啟動(dòng)或在較小負(fù)荷狀態(tài)下啟動(dòng)，二是調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的制冷量。壓縮機(jī)排氣量的調(diào)節(jié)方法有：１°頂開(kāi)部分汽缸的吸氣閥片；２°改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速；３°圖5—8卸載機(jī)構(gòu)構(gòu)造原理

頂開(kāi)部分汽缸吸氣閥片的輸氣量調(diào)節(jié)裝置的原理很簡(jiǎn)單，即用頂桿將部分汽缸的吸氣閥片頂起，使之常開(kāi)，使活塞在壓縮過(guò)程中，壓力不能升高，吸入蒸汽又通過(guò)吸氣閥排回吸氣側(cè)，故該汽缸無(wú)排氣量，從而達(dá)到調(diào)節(jié)輸氣量的目的即能量調(diào)節(jié)。頂開(kāi)吸氣閥片能量調(diào)節(jié)裝置可分為執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和油分配機(jī)構(gòu)三部分，主要由油分配閥、油缸、油活塞、拉桿、轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)、頂桿和彈簧等部件組成。拉桿上有兩個(gè)凸圓，分別嵌在兩個(gè)汽缸套外部的轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)中。若不向油缸中供油，由于油活塞左側(cè)彈簧的作用，油活塞處于油缸的右端位置，汽缸套外部的頂桿都是處在轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)斜槽的最高位置，將吸汽閥片頂開(kāi)，于是該汽缸卸載(圖5—8a)。當(dāng)壓力油經(jīng)油分配閥向油缸供油時(shí)，因油壓的作用，克服彈簧力使油活塞及拉桿向左移動(dòng)，并通過(guò)拉桿上的凸圓使轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)吸汽閥片在重力和彈簧力作用下降落在閥座上并可以自由啟閉，則該汽缸處于工作狀態(tài)。壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)，由于機(jī)器尚未轉(zhuǎn)動(dòng)，油壓為零，因而全部汽缸的吸汽閥片都被頂桿頂開(kāi)，汽缸不起壓縮作用，從而實(shí)現(xiàn)了空載啟動(dòng)。我國(guó)系列活塞式制冷壓縮機(jī)，以兩個(gè)汽缸為一組，即每一個(gè)油活塞和拉桿控制兩個(gè)汽缸。8AS—12.5型壓縮機(jī)的油分配閥上標(biāo)有0、1/4、1/2、和1五個(gè)擋位，也就是說(shuō)可以根據(jù)制冷量的需要，使制冷量按0、25％、50％、75％及100％來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。利用卸載裝置來(lái)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的制冷量，比采用溫度控制器和低壓繼電器來(lái)控制壓縮機(jī)的停、開(kāi)要好得多。特別是大功率的電動(dòng)機(jī)，停開(kāi)過(guò)于頻繁是電源所不允許的。§5-3離心式制冷壓縮機(jī)一、離心式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造與工作原理離心式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造和工作原理與離心式鼓風(fēng)機(jī)極為相似。但它的工作原理與活塞式壓縮機(jī)有根本的區(qū)別，它不是利用汽缸容積減小的方式來(lái)提高汽體的壓力，而是依靠動(dòng)能的變化來(lái)提高汽體壓力。離心式壓縮機(jī)具有帶葉片的工作輪，當(dāng)工作輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片就帶動(dòng)汽體運(yùn)動(dòng)或者使汽體得到動(dòng)能，然后使部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能從而提高汽體的壓力。這種壓縮機(jī)由于它工作時(shí)不斷地將制冷劑蒸汽吸入，又不斷地沿半徑方向被甩出去，所以稱(chēng)這種型式的壓縮機(jī)為離心式壓縮機(jī)。其中根據(jù)壓縮機(jī)中安裝的工作輪數(shù)量的多少，分為單級(jí)式和多級(jí)式。如果只有一個(gè)工作輪，就稱(chēng)為單級(jí)離心式壓縮機(jī)，如果1、軸2、軸封3、工作輪41、軸2、軸封3、工作輪4、擴(kuò)壓器5、蝸殼6、工作輪葉片7、擴(kuò)壓器葉片

圖5—9單級(jí)離心式制冷壓縮機(jī)壓縮機(jī)工作時(shí)制冷劑蒸汽由吸汽口軸向進(jìn)入吸汽室，并在吸汽室的導(dǎo)流作用引導(dǎo)由蒸發(fā)器(或中間冷卻器)來(lái)的制冷劑蒸汽均勻地進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的工作輪3(工作輪也稱(chēng)葉輪，它是離心式制冷壓縮機(jī)的重要部件，因?yàn)橹挥型ㄟ^(guò)工作輪才能將能量傳給汽體)。汽體在葉片作用下，一邊跟著工作輪作高速旋轉(zhuǎn)，一邊由于受離心力的作用，在葉片槽道中作擴(kuò)壓流動(dòng)，從而使汽體的壓力和速度都得到提高。由工作輪出來(lái)的汽體再進(jìn)入截面積逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)壓器4(因?yàn)槠w從工作輪流出時(shí)具有較高的流速，擴(kuò)壓器便把動(dòng)能部分地轉(zhuǎn)化為壓力能，從而提高汽體的壓力)。汽體流過(guò)擴(kuò)壓器時(shí)速度減小，而壓力則進(jìn)一步提高。經(jīng)擴(kuò)壓器后汽體匯集到蝸殼中，再經(jīng)排氣口引導(dǎo)至中間冷卻器或冷凝器中。二、離心式制冷壓縮機(jī)的特點(diǎn)與特性離心式制冷壓縮機(jī)與活塞式制冷壓縮機(jī)相比較，具有下列優(yōu)點(diǎn)：。(2)由于它沒(méi)有汽閥活塞環(huán)等易損部件，又沒(méi)有曲柄連桿機(jī)構(gòu)，因而工作可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)費(fèi)用低。(3)工作輪和機(jī)殼之間沒(méi)有摩擦，無(wú)需潤(rùn)滑。故制冷劑蒸汽與潤(rùn)滑油不接觸，從而提高了蒸發(fā)器和冷凝器的傳熱性能。(4)能經(jīng)濟(jì)方便的調(diào)節(jié)制冷量且調(diào)節(jié)的范圍較大。(5)對(duì)制冷劑的適應(yīng)性差，一臺(tái)結(jié)構(gòu)一定的離心式制冷壓縮機(jī)只能適應(yīng)一種制冷劑。(6)由于適宜采用分子量比較大的制冷劑，故只適用于大制冷量，一般都在25～30萬(wàn)大卡／時(shí)以上。如制冷量太少，則要求流量小，流道窄，從而使流動(dòng)阻力大，效率低。但近年來(lái)經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，用于空調(diào)的離心式制冷壓縮機(jī)，單機(jī)制冷量可以小到10萬(wàn)大卡／時(shí)左右。量與冷凝溫度、蒸發(fā)溫度的關(guān)系。由物理學(xué)可知，回轉(zhuǎn)體的動(dòng)量矩的變化等于外力矩，則量與冷凝溫度、蒸發(fā)溫度的關(guān)系。由物理學(xué)可知，回轉(zhuǎn)體的動(dòng)量矩的變化等于外力矩，則T=m(C2UR2-C1UR1)兩邊都乘以角速度ω，得Tω=m(C2UωR2-C1UωR1)也就是說(shuō)主軸上的外加功率N為：N=m(U2C2U-U1C上式兩邊同除以m則得葉輪給予單位質(zhì)量制冷劑蒸汽的功即葉輪的理論能量頭。W=U2C2U-U1C1U≈U2C2U（因?yàn)?/p>

又C2U=U2-C2rctgβC2r=V1/(A22)故有W=U22(1-VW=U22(1-V1ctgβ)A22U212——分別為葉輪入口和出口處的蒸汽比容（m3/kg）A2、U2—葉輪外緣出口面積(m2)與圓周速度(m/s)β—葉片安裝角由上式可見(jiàn)，理論能量頭W與壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速、冷凝溫度、蒸發(fā)溫度及葉輪吸入蒸汽容積流量有關(guān)。對(duì)于結(jié)構(gòu)一定、轉(zhuǎn)速一定的壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)，U2、A2、β皆為常量，則理論能量頭W僅與流量V、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度有關(guān)。按照離心式制冷壓縮機(jī)的特性，宜采用分子量比較大的制冷劑，目前離心式制冷機(jī)所用的制冷劑有F—11、F—12、F—22、F—113和F—114等。我國(guó)目前在空調(diào)用離心式壓縮機(jī)中應(yīng)用得最廣泛的是F—11和F—12，且通常是在蒸發(fā)溫度不太低和大制冷量的情況下，選用離心式制冷壓縮機(jī)。此外，在石油化學(xué)工業(yè)中離心式的制冷壓縮機(jī)則采用丙烯、乙烯作為制冷劑，只有制冷量特別大的離心式壓縮機(jī)才用氨作為制冷劑。三、離心式制冷壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)離心式制冷壓縮機(jī)和其它制冷設(shè)備共同構(gòu)成一個(gè)能量供給與消耗的統(tǒng)一系統(tǒng)。制冷機(jī)組在運(yùn)行時(shí)，只有當(dāng)通過(guò)壓縮機(jī)的制冷劑的流量與通過(guò)設(shè)備的流量相等時(shí)，以及壓縮機(jī)所產(chǎn)生的能量頭與制冷