【正文】 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。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)。 按作用方式分類，有單作用壓縮機(jī)和雙作用壓縮機(jī)。52 活塞式壓縮機(jī)一、活塞式壓縮機(jī)的分類 按所采用的工質(zhì)分類，一般有氨壓縮機(jī)和氟利昂壓縮機(jī)兩種。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。 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)。5１制冷壓縮機(jī)概述一、 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，通常稱為制冷裝置中的主機(jī)。為了防止從中間冷卻器出來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。 圖4—5 兩次節(jié)流中間完全冷卻的雙級(jí)循環(huán) 圖4—4 SD2——4F——10A型兩級(jí)壓縮氟利昂制冷裝置系統(tǒng)圖 其工作過程為：從蒸發(fā)器出來的蒸汽經(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管進(jìn)行再冷卻，然后進(jìn)入回?zé)崞髋c從蒸發(fā)器出來的低溫低壓蒸汽進(jìn)行熱交換，使從中冷器蛇形盤管中出來的過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)。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。其工作過程是： 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）。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。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。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。 ，增加了油分離器的負(fù)荷，且降低了冷凝器的傳熱性能。 ，且當(dāng)壓縮比≥20時(shí)，λ＝0 。167。 。 這里需要說明一點(diǎn)，上述兩次提到了汽液分離器，這說明該部件在制冷循環(huán)中有很重要的作用。 圖41 單級(jí)壓縮制冷循環(huán)示意圖 二、單級(jí)壓縮制冷機(jī)的工作過程 來自蒸發(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熱蒸氣。 然后重復(fù)上述過程。由于高壓高溫過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）。 理論上，最簡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。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。選用時(shí)可參考冷凍機(jī)油新舊粘度等級(jí)對(duì)照表。因?yàn)闈櫥椭苯雍碗姍C(jī)繞組接觸。 用汽油或苯將潤滑油溶解稀釋，并用濾紙過濾后所殘存的物質(zhì)稱為潤滑油的機(jī)械雜質(zhì)。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。通常對(duì)氨、R12和R22用的潤滑油，其閃點(diǎn)應(yīng)在160—170℃以上。一般凝固點(diǎn)應(yīng)低于40℃。制冷壓縮機(jī)中所使用的潤滑油，其濁點(diǎn)應(yīng)低于制冷劑的蒸發(fā)溫度。因此粘度必須適中。 二、潤滑油的性能指標(biāo)及選用 (一) 潤滑油的性能指標(biāo) 粘度是潤滑油的一個(gè)主要性能指標(biāo)，不同制冷劑對(duì)粘度有不同要求，如R12與潤滑油能相互溶解，會(huì)使?jié)櫥驼扯冉档停蕬?yīng)選用粘度較高的潤滑油。主要有如下幾方面： 減小機(jī)器運(yùn)動(dòng)部件的摩擦和磨損，延長使用壽命。為了防止鹽水的濃度降低，引起凝固點(diǎn)溫度升高，必須定期檢測鹽水的比重。；。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。因此，不應(yīng)選擇過高的鹽水濃度，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選擇鹽水的濃度。 不同的鹽水溶液其共晶點(diǎn)是不同的，℃，％；而氯化鈣鹽水的共晶溫度為55℃，共晶濃度為 ％。此轉(zhuǎn)折點(diǎn)稱為冰鹽共晶點(diǎn)，對(duì) 60應(yīng)的濃度稱共晶濃度。特別需要指出，鹽水的凝固點(diǎn)取決于鹽水的濃度。０℃以下應(yīng)采用鹽水作載冷劑。 空氣或水是最廉價(jià)、最易獲得的載冷劑。 、無毒、使用安全，且對(duì)金屬的腐蝕性要小。 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。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。否則，會(huì)造成密封墊片的膨脹引起制冷劑的泄漏。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。它是我國中小型制冷裝置中使用較為廣泛的中壓中溫制冷劑。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。因此，氨制冷裝置中不能使用銅及銅合金材料，％?！妫?，～，即使當(dāng)夏季冷卻水溫高達(dá)３０℃ 。如Ｒ13（CF3Cl）、Ｒ14（CF4）、二氧化碳、乙烷、乙烯等，這類制冷劑適用于復(fù)迭式制冷裝置的低溫部分或７０℃以下的低溫裝置中。通常３０℃時(shí)，Pk≤。，易于購得。由絕熱過程中參數(shù)間關(guān)系式可知，在初溫和壓縮比相同的情況下，K↑→T2↑。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。 。這是對(duì)制冷劑性質(zhì)的基本要求。31 制 冷 劑制冷劑又稱制冷工質(zhì)，它是在制冷系統(tǒng)中不斷循環(huán)并通過其本身的狀態(tài)變化以實(shí)現(xiàn)制冷的工作物質(zhì)。K的等熵線的交點(diǎn)。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來確定(見圖2—6)。 例2—1 絕對(duì)壓力為2bar，／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＝ m3／kg的等比容線的交點(diǎn)A(見圖2—4)。 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)。 點(diǎn)5：為制冷劑在冷凝器中凝結(jié)成飽和液體的狀態(tài)。過程l—2為制冷劑在壓縮機(jī)中絕熱壓縮過程。點(diǎn)1：為制冷劑蒸汽進(jìn)入壓縮機(jī)的狀態(tài)。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。④等熵線S：為從左到右稍向上彎曲的實(shí)線。其中K稱為臨界點(diǎn)，飽和液體線左側(cè)為過冷液體區(qū)，干飽和蒸汽線右側(cè)為過熱蒸汽區(qū)，兩線之間為濕蒸汽區(qū)。 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)表來說明(常用制冷劑的飽和熱力性質(zhì)表見附表)，也可以用壓—焓圖來表示。液化的基本方法是降低溫度和增加壓力。反之，飽和壓力愈高，飽和溫度也愈高。當(dāng)汽液兩相共存并且保持平衡狀態(tài)時(shí)稱為飽和狀態(tài)。其轉(zhuǎn)化過程分別稱為： 物質(zhì)從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程稱為汽化。167。而實(shí)際上逆卡諾循環(huán)是無法實(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)。由上式可見，逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)與工質(zhì)的性質(zhì)無關(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)。假設(shè)低溫?zé)嵩矗幢焕鋮s物體）的溫度為T0，高溫?zé)嵩矗喘h(huán)境介質(zhì)）的溫度為Tk, 則工質(zhì)的溫度在吸熱過程中為T0，在放熱過程中為Tk, 就是說在吸熱和放熱過程中工質(zhì)與冷源及高溫?zé)嵩粗g沒有溫差，即傳熱是在等溫下進(jìn)行的，壓縮和膨脹過程是在沒有任何損失情況下進(jìn)行 的。從上述分析可見，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)嵩矗@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。對(duì)于熱泵來說，是指供給熱源的熱量q1與消耗的循環(huán)凈功w0的比值ε2稱為供熱系數(shù)。如逆循環(huán)的目的是從低溫物體中吸收熱量，則稱為制冷循環(huán)。逆循環(huán)的壓縮線3—2—1位于膨脹線1—4—3 之上。如下圖所示： 但工質(zhì)在熱機(jī)汽缸中僅僅完成一個(gè)膨脹過程是不可能滿足要求的。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。同樣，不能把熱力學(xué)第二定律的說法理解為：“不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體”。22 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。確切地說，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。也就是說內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)參數(shù)。 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。 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。在國際單位制中，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=105 Pa。絕對(duì)溫標(biāo) 常用符號(hào)T表示，單位為開爾文（代號(hào)為K）。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。描述工質(zhì)所處熱力狀態(tài)的物理量稱為工質(zhì)的熱力狀態(tài)參數(shù)，簡稱狀態(tài)參數(shù)。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。５、國防工業(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、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)。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，延長工件的使用壽命。光學(xué)儀器儀表、精密計(jì)量量具、紡織等生產(chǎn)車間及計(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、飛機(jī)、大型客車等交通工具也都需有舒適的空調(diào)系統(tǒng)。舊中國制冷工業(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)，全國冷庫也僅有幾座。到了唐朝已生產(chǎn)冰鎮(zhèn)飲料并已有了冰商。12 制冷的發(fā)展簡史及應(yīng)用一、我國制冷的發(fā)展簡史人類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。一般把制取溫度高于120℃的稱為“普冷”、低于120℃的稱為“深冷”。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，這種制冷常稱為蒸氣制冷。但是純金屬的珀?duì)柼?yīng)很弱，且熱量通過導(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)且冷熱端無相互干擾。如冰融化時(shí)要吸取80 kcal/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，℃。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。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。因此“制冷”就是使某一空間內(nèi)物體的溫度低于周圍環(huán)境介質(zhì)的溫度，并連續(xù)維持這樣一個(gè)溫度的過程。第一章 緒論167。在制冷技術(shù)中所說的冷，是指某空間內(nèi)物體的溫度低于周圍環(huán)境介質(zhì)（如水或空氣）溫度而言。然而，現(xiàn)代人類的生活與生產(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。而這種裝置就稱謂制冷裝置或制冷機(jī)。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。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。利用物理現(xiàn)象制冷的方法還有很多，我們不一一介紹。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。167?！边@實(shí)質(zhì)是我國最早的空調(diào)房間。人工制冷至今在世界上才有100多年的歷史。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。３、機(jī)械與電子工業(yè)精密機(jī)床油壓系統(tǒng)利用制冷來控制油溫，可穩(wěn)定油膜剛度，使機(jī)床能正常工作。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)。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。21 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。制冷技術(shù)中常見的狀態(tài)參數(shù)有：溫度、壓力、比容、內(nèi)能、焓與熵等。為了使溫度的測量準(zhǔn)確一致，就要有一個(gè)衡量溫度的標(biāo)尺，簡稱溫標(biāo)，工程上常用的溫標(biāo)有：攝氏溫標(biāo) 又叫國際百度溫標(biāo)，常用符號(hào)t表示，單位為℃。壓力可用壓力表來測定。三者之間的關(guān)系是： P=PB+B 或 P=BPK 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。比容和密度之間互為倒數(shù)關(guān)系。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)。 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)。167。但這并不是說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)外界作用力稱為補(bǔ)償。二、循環(huán)與理想制冷循環(huán) 正循環(huán)及熱效率 膨脹壓縮循環(huán)按順時(shí)針方向進(jìn)行的，稱為正循環(huán)。為了