【正文】 耗能量。所消耗的能量形式可以是機(jī)械能、電能、熱能、太陽能或其他可能的形式。 （一）制冷方式 制冷的方式很多，常見的有以下四種：液體汽化制冷、氣體膨脹制冷、渦流管制冷和熱電制冷。其中液體汽化制冷的應(yīng)用最為廣泛，它是利用液體汽化時(shí)的吸 熱效應(yīng)而實(shí)現(xiàn)制冷的。液體汽化制冷循環(huán)由制冷劑低壓下汽化、蒸汽升壓、高壓氣液化和高壓液體降壓四個(gè)基本過程組成。蒸氣壓縮式、吸收式、蒸氣噴射式和吸附式都屬于液體汽化制冷方式的一種。在實(shí)際使用中蒸氣壓縮式制冷機(jī)得到了最廣泛的應(yīng)用，因此它是本書的重點(diǎn)之一。 (蒸氣壓縮式制冷在一定的壓力下，液體溫度達(dá)到沸點(diǎn)（即飽和溫度）就會(huì)沸騰。在制冷技術(shù)中，常把這個(gè)飽和溫度稱為 蒸發(fā)溫度。在同一壓力下，不同的液體蒸發(fā)溫度不同，所吸收的氣化潛熱也不同。例如，在一個(gè)大氣壓力下，水的蒸發(fā)溫度是 100℃ ，氣化潛熱為 2258kJ/kg，而 R12 的蒸發(fā)溫度為℃ ，氣化潛熱為 。 與吸熱氣化的過程相反，在冷凝溫度下蒸氣放熱會(huì)凝結(jié)成液體。如果用環(huán)境介質(zhì)（水或空氣）來冷凝制冷劑蒸氣，蒸氣的冷凝溫度就要比環(huán)境介質(zhì)的溫度稍高一些。我們知道壓力較高的蒸氣其冷凝溫度也較高，因此制冷劑蒸氣只要用壓縮機(jī)壓縮到所需的冷凝溫度相對應(yīng)的飽和壓力，就能用環(huán)境介質(zhì)來冷卻，使在被冷卻對象中吸熱而氣化的制冷劑蒸氣重新冷凝成液體，再讓制冷劑液體在低溫下又吸熱氣化，這樣制冷劑在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中，只消耗壓縮機(jī)的功就能反復(fù)地實(shí)現(xiàn)制冷劑由液體變蒸氣，再由蒸氣變液 體的相態(tài)變化，并通過這種相變將低溫處的熱量轉(zhuǎn)移到高溫處去。這就是蒸氣壓縮式制冷機(jī)的工作原理。 蒸氣壓縮制冷機(jī)主要由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器四個(gè)部件組成，并用管道連接形成一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng)。其工作過程如下： 制冷劑液體在蒸發(fā)器中吸收被冷卻物體的熱量而氣化成低壓低溫的蒸氣后被壓縮機(jī)吸入。壓縮機(jī)消耗一定的功率將制冷劑蒸氣壓縮成壓力、溫度較高的蒸氣并排入冷凝器。高壓、高溫的制冷劑蒸氣在冷凝器內(nèi)被環(huán)境空氣（或水）冷卻，制 冷工質(zhì)放出熱量而被冷凝成液體。由于制冷劑液體的溫度還高于環(huán)境介質(zhì)溫度，必須將其溫度降到低于被 冷卻對象的溫度送入蒸發(fā)器才能產(chǎn)生制冷效果。為此，先讓高壓、高溫的液體制冷劑經(jīng)過膨脹閥節(jié)流降壓，同時(shí)溫度也降低，然后再進(jìn)入蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器中，低壓、低溫的制冷劑又吸收被冷卻物體的熱量，蒸發(fā)成低壓、低溫的制冷劑蒸氣，再被壓縮機(jī)吸入，如此周而復(fù)始地循環(huán)。 這樣，制冷劑在封閉的制冷系統(tǒng)中要經(jīng)歷壓縮、冷凝、節(jié)流和蒸發(fā)等四個(gè)熱力過程才完成一次制冷循環(huán)。在循環(huán)中，壓縮機(jī)要消耗一定的功，才能將低溫物體放出的熱量轉(zhuǎn)移到高溫的環(huán)境介質(zhì)中去，以達(dá)到制冷的目的。 二、 制冷壓縮機(jī) 壓縮機(jī)是蒸氣壓縮式制冷裝置中的一個(gè)重要部分，它是推動(dòng)制冷 劑在制冷系統(tǒng)中不斷循環(huán)的動(dòng)力，起著壓縮和輸送制冷劑蒸氣的作用，因此制冷壓縮機(jī)常稱為蒸氣壓縮式制冷裝置的主機(jī)。 根據(jù)制冷壓縮機(jī)的工作原理不同，可分為容積型和速度型兩大類。容積型主要有活塞式壓縮機(jī)和螺桿式壓縮機(jī)，它們是通過活塞（或螺桿）在氣缸中運(yùn)動(dòng)所形成的可變工作容積來完成制冷劑蒸氣的壓縮和輸送的。速度型壓縮機(jī)是指透平式壓縮機(jī)，也稱離心式壓縮機(jī)，它是用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪使制冷劑蒸氣產(chǎn)生壓力，同時(shí)獲得動(dòng)能，然后再通過擴(kuò)壓器、蝸殼 使蒸氣的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，從而完成壓縮和輸送制冷工質(zhì)的任務(wù)。 活塞式制冷壓縮機(jī)發(fā)展較早，技 術(shù)也較成熟，應(yīng)用最廣。但是由于壓縮機(jī)的活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)所引起的慣性力和振動(dòng)較大，使其提高轉(zhuǎn)速和增大氣缸直徑與活塞行程都受到限制，因此適用于中、小型制冷裝置；離心式制冷壓縮機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、振動(dòng)小、噪音低等特點(diǎn)。由于其轉(zhuǎn)速高，工質(zhì)在葉輪中的流速很大，葉輪尺寸又受加工工藝的限制不能做得太小，因而一般輸汽量很大，適用于大型制冷裝置；螺桿式制冷壓縮機(jī)與活塞式制冷壓縮機(jī)相比，由于用螺桿的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)代替了活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕和振動(dòng)小。近年來螺桿式制冷壓縮機(jī)發(fā)展較快，主要應(yīng)用于大、中型制冷裝 置，并有向小型制冷裝置發(fā)展的趨勢。但是，螺桿式制冷壓縮機(jī)的系統(tǒng)需要配備效率較高的油分離器，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪音也較大，變工況時(shí)的適應(yīng)性較差，而且螺桿精度要求較高，加工也比較困難，這些都是影響它被廣泛采用的重要因素。 車輛制冷裝置的容量均屬中、小型范圍，所以幾乎都是采用活塞式制冷壓縮機(jī)。我國部分軌道車輛的空調(diào)裝置還采用了小型螺桿式制冷壓縮機(jī)及渦旋式制冷壓縮機(jī)。在此主要討論活塞式制冷壓縮機(jī)的熱力工作過程，介紹活塞式制冷壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)。此外，對螺桿式壓縮機(jī)及渦旋式壓縮機(jī)的工作原理 和結(jié)構(gòu)等也作一簡單介紹。 （一）活塞式制冷壓縮 機(jī) 工作過程 從熱力學(xué)觀點(diǎn)來評價(jià)一臺(tái)壓縮機(jī)的完善程度主要有兩個(gè)指標(biāo)：壓縮機(jī)氣缸的利用程度和功率的消耗大小。 壓縮機(jī)的理論工作過程是由等壓吸氣、絕熱壓縮和等壓排氣過程組成的。但由于氣缸存在余隙容積，壓縮后的氣體不能排盡，因此實(shí)際上要比理論工作過程多增加一個(gè)膨脹過程，即活塞由上死點(diǎn)回程時(shí)，余隙內(nèi)剩余氣體開始膨脹，直至壓力低于吸入氣體的壓力。所以壓縮機(jī)實(shí)際工作過程與理論工作過程存在很大的差異，主要是： ① 實(shí)際上壓縮機(jī)有余隙容積。 ② 吸、排氣過程中存在流動(dòng)阻力損失。 ③ 制冷劑氣體與氣缸等機(jī)件接觸處有熱交換。 ④ 吸、排氣閥和活塞環(huán)等處還有漏泄損失，以及在工作時(shí)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的摩擦面要消耗摩擦功等。由于這些因素的影響，使得壓縮機(jī)實(shí)際工作過程的輸氣量要小于理論過程，而功率消耗則大于理論過程。 活塞式制冷壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu) 活塞式制冷壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)式樣有多種，按壓縮機(jī)與電動(dòng)機(jī)的組合方式的不同可分為開啟式、半封閉式和全封閉式三種。 1）開啟式是壓縮機(jī)和電動(dòng)機(jī)分開，壓縮機(jī)的曲軸有一端伸出機(jī)體，并通過聯(lián) 軸器與電機(jī)相連。 2）半封閉式壓縮機(jī)是壓縮機(jī)與電機(jī)共同組裝在一個(gè)可拆的密 封機(jī)殼內(nèi)，壓縮機(jī)的曲軸和電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸是一根整體軸，壓縮機(jī)沒有伸 出機(jī)體之外的轉(zhuǎn)動(dòng)部件。 3）全封閉式壓縮機(jī)是將壓縮機(jī)與電機(jī)共同組裝在一個(gè)封閉的機(jī)殼內(nèi)，機(jī)殼的接縫用焊接的方法焊式。 上海地鐵一號線車輛的空調(diào)采用的就是全封閉壓縮機(jī)，全封閉壓縮機(jī)具有足夠的可靠性和壽命，一般不需維修，若有損壞則采取整個(gè)更換的方法。 （二）螺桿式制冷壓縮機(jī) 螺桿式壓縮機(jī)又分為雙螺桿和單螺桿壓縮機(jī)。通常為簡化起見，也稱雙螺桿壓縮機(jī)為螺桿式壓縮機(jī)。單螺桿壓縮機(jī)，又稱蝸桿壓縮機(jī)，它由一根螺桿和兩個(gè)星輪組成。它在很多方面與雙螺桿壓縮機(jī)類似，而且具有更加理想的力平衡性，故在國內(nèi)外得到了較快的發(fā)展，不過目前 在制冷方面使用還不廣泛。 工作特點(diǎn) 螺桿式制冷壓縮機(jī)作為回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)的一種，同時(shí)具有活塞式和速度式兩者的特點(diǎn)。 1）與往復(fù)活塞式制冷壓縮機(jī)相比，具有轉(zhuǎn)速高，重量輕，體積小，占地面積小以及排氣脈動(dòng)低等一系列優(yōu)點(diǎn)。 2）螺桿式制冷壓縮機(jī)沒有往復(fù)質(zhì)量慣性力，動(dòng)力平衡性能好，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，機(jī)座振動(dòng)小，基礎(chǔ)可作得較小。 3）螺桿式制冷壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)件數(shù)量少，沒有象氣閥、 活塞環(huán)等易損件，它的主要摩擦件如轉(zhuǎn)子、軸承等，強(qiáng)度和耐磨程度都比較高，而且潤滑條件良好，因而機(jī)加工量少，材料消耗低，運(yùn)行周期長，使用比較可靠， 維修簡單，有利于實(shí)現(xiàn)操縱自動(dòng)化。 4）與速度式壓縮機(jī)相比，螺桿式壓縮機(jī)具有強(qiáng)制輸氣的特點(diǎn)，即排氣量幾乎不受排氣壓力的影響，在小排氣量時(shí)不發(fā)生喘振現(xiàn)象，在寬廣的工況范圍內(nèi)，仍可保持較高的效率。 5）采用了滑閥調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)能量元級調(diào)節(jié)。 6）螺桿壓縮機(jī)對進(jìn)液不敏感，可以采用噴油冷卻，故在相同的壓力比下，排溫比活塞式低得多，因此單級壓力比高。 7）沒有余隙容積，因而容積效率高。 螺桿式制冷壓縮機(jī)尚存在以下缺陷： 1）制冷劑氣體周期性地高速通過吸、排氣孔口，通過縫隙的泄漏等原因，使壓縮機(jī)