【正文】 高速、小容量渦旋式開啟車輛空調(diào)、熱泵全封閉空調(diào)高速、小容量螺桿式雙螺旋開啟6汽車空調(diào)半封閉301600熱泵壓比大、可代替小容量往復(fù)式壓縮機(jī)，價昂單螺旋開啟1001100熱泵半封閉2290熱泵、車輛離心式開啟901000冷凍、空調(diào)適用于大容量半封閉 壓縮式蒸汽制冷劑（簡稱蒸汽制冷機(jī)）是目前應(yīng)用最廣泛的一種制冷機(jī)。這類制冷機(jī)設(shè)備比較緊湊，可以制成大、中、小型，以適應(yīng)不同場合的需要，能達(dá)到的制冷溫度范圍比較寬廣，且在普通制冷溫度范圍內(nèi)具有較高的循環(huán)效率。往復(fù)式制冷壓縮機(jī)迄今還是應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)型。盡管它的市場份額已被其它形式壓縮機(jī)占去一部分，這是因為后者具有比往復(fù)式機(jī)器更好的可靠性、容積效率、壓力穩(wěn)定等性能。因此，可以預(yù)料，除了在小冷量應(yīng)用場合，往復(fù)式壓縮機(jī)還會繼續(xù)失去其占有的市場。雖然如此，它仍然在采用新技術(shù)來力保自身的市場范圍，其方法是應(yīng)用熱力學(xué)和流體力學(xué)的新成果，采取計算機(jī)輔助設(shè)計的手段使壓縮機(jī)的設(shè)計、氣閥的改進(jìn)等方面更為合理，對其整體性能的預(yù)測更加精確。目前，其性能系數(shù)約為2~（制冷）~（空調(diào)）。這類壓縮機(jī)如今廣泛應(yīng)用于家用電冰箱和空調(diào)器中。它從結(jié)構(gòu)上看主要是因為不需用吸氣閥而顯得可靠性更高。同樣的原因亦使它適用于變速運(yùn)行，在家用空調(diào)器中其變速比可達(dá)10：1（從10~15Hz到100~150Hz）。機(jī)器的零部件少，尺寸緊湊，重量輕也是它的明顯優(yōu)點。但是也有其受限制的一面，即這種壓縮機(jī)一旦在其軸承、主軸、滾輪或是滑片處發(fā)生磨損，間隙增大，馬上會對其性能產(chǎn)生較明顯的不良影響，因而它通常是用在工廠中整體裝配的冰箱、空調(diào)器中，因為這樣，系統(tǒng)內(nèi)具有較高的清潔度。而對于在現(xiàn)場總裝的制冷空調(diào)系統(tǒng)而言，如中央空調(diào)或大多數(shù)商用制冷機(jī)，則因在其系統(tǒng)中往往會有大量會導(dǎo)致壓縮機(jī)零件磨損的雜質(zhì)，致使機(jī)器性能迅速惡化。單缸的轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)在很低轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速不均勻度會增大，因而開發(fā)了雙缸機(jī)來克服這個缺點。但是，有跡象表明已逐漸用渦旋式壓縮機(jī)來替換轉(zhuǎn)子式的現(xiàn)象，以取得較好的低轉(zhuǎn)速運(yùn)行特性。 轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的研究集中在降低能耗，采用替代工質(zhì)（如HFC—134a），采用新的潤滑油，電動機(jī)變速控制和降低噪聲等方面。（制冷）（制熱）。數(shù)控加工工藝的發(fā)展使渦旋式壓縮機(jī)得以制成并進(jìn)入市場。隨著這種加工工藝的生產(chǎn)率提高，這類壓縮機(jī)的價格更具有競爭力。盡管它需要有一平動傳動機(jī)構(gòu)而使其結(jié)構(gòu)有所復(fù)雜化，但它卻具有許多潛在的技術(shù)優(yōu)勢。機(jī)器中沒有吸氣閥，也可以不帶排氣閥，從而提高了其可靠性，轉(zhuǎn)速變化范圍可增大；還有動力平衡性較好，軸的扭矩較均勻，壓力波動小以及較小的震動和噪聲。進(jìn)一步看其性能特點，渦旋式壓縮機(jī)的容積效率在給定的吸氣條件下幾乎與工況的壓力比無關(guān)，這是因為它沒有如往復(fù)式壓縮機(jī)的余隙容積損失的緣故。這種特性使它在制冷，空調(diào)和熱泵應(yīng)用場合中比往復(fù)式更具有優(yōu)勢。在制冷應(yīng)用中，渦旋式壓縮機(jī)可以用較小的壓縮機(jī)工作容積在很低的蒸發(fā)溫度和較高的壓力比下提供足夠的制冷劑流量，這樣，壓縮機(jī)用同一電動機(jī)可在更寬廣的工況下高效率地工作。同理，在熱泵應(yīng)用中，在環(huán)境氣溫低及壓力比高的情況下，壓縮機(jī)具有較高的供熱熱能力。在空調(diào)應(yīng)用中，亦會在寬廣的環(huán)境氣溫下，減輕電動機(jī)的負(fù)荷，提高了系統(tǒng)的總效率。 同轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)一樣，相同制冷量的渦旋式壓縮機(jī)的尺寸要比往復(fù)式的小。采用可柔性傳動機(jī)構(gòu)后可使其忍受液體壓縮和雜質(zhì)侵入的能力有所加強(qiáng)，不致產(chǎn)生過大的性能損失或失效。軸承和其它部件的磨損幾乎對壓縮機(jī)的性能影響很小，工作可靠性提高。 渦旋式壓縮機(jī)的發(fā)展在于擴(kuò)大其制冷量的范圍，特別是做成小制冷兩量的機(jī)型，提高效率，使用替代工質(zhì)和降低制造成本等方面。隨著近年來螺桿式壓縮機(jī)工作可靠性的不斷改進(jìn)，使之在中等制冷量范圍內(nèi)的制冷空調(diào)應(yīng)用中，盡管其價格較高，還是得到叫普遍的應(yīng)用，并可望取得更廣泛的推廣；它已開始取代一些較大的往復(fù)式壓縮機(jī)（小至50kw甚至更小些），同時也取代了一些中等冷量的離心式壓縮機(jī)（大至1500kw）。它之所以能擠入原來一直由離心式壓縮機(jī)主宰的領(lǐng)域（350~1500kw）是由于其部分負(fù)荷時的良好性能，其效率一般可高出8%~10%；并且沒有離心式壓縮機(jī)所特有的喘震問題。在原來往復(fù)式壓縮機(jī)所主宰的較小冷量范圍內(nèi)（750kw以下），螺桿式壓縮機(jī)是以其較高的可靠性和效率才成功地亟躋身其中，這是因為其裝配零部件少，螺桿型線的最新發(fā)現(xiàn)以及螺桿加工精度的提高。另外，它還有尺寸小，重量輕和易于維護(hù)保養(yǎng)的優(yōu)點。 氣缸直徑D（單位為mm）；活塞形程S（單位為mm）；氣缸數(shù)i（個）；轉(zhuǎn)速n（單位為r/min）；壓縮機(jī)的相對余隙容積c。目前國內(nèi)全封閉往復(fù)式壓縮機(jī)的基本參數(shù)尚未有統(tǒng)一。在選取這些參數(shù)時也可參考現(xiàn)有產(chǎn)品的數(shù)值。選取時要注意小型全封閉往復(fù)式制冷壓縮機(jī)基本采用2極電動機(jī)，轉(zhuǎn)速為2880r/min左右；活塞行程缸徑比ψ=S/D，；活塞平均速度（單位為m/s）；經(jīng)常不超過5m/s。；缸徑D不超過60mm；氣缸數(shù)12個居多，少數(shù)有34個氣缸；c值一般在2%6%以內(nèi)。 全封閉往復(fù)式制冷壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況類型使用制冷劑實驗工況蒸發(fā)溫度/186。C吸氣溫度/186。C冷凝溫度/186。C高濕用R22空調(diào)（名義）工況51540最大壓力差51555515（3）50最大軸功率101555低濕用標(biāo)準(zhǔn)（名義）工況151530最大壓力差300（22）45最大使用功率51545R12標(biāo)準(zhǔn)（名義）工況151530最大壓力差300（22）50最大使用功率51550 全封閉往復(fù)式制冷壓縮機(jī)基本參數(shù)（JB294181標(biāo)準(zhǔn)）類型制冷劑缸筋/mm行程/mm缸數(shù)轉(zhuǎn)速名義制冷量/KW配用電機(jī)功率/KW高濕用R224025128202288033445030124354低濕用R1240251282023288044503012820232880344R22402512820228803344503012434R502402512820228803344503012434 本設(shè)計所需要的冷負(fù)荷為4000W。本設(shè)計所選擇壓縮機(jī)的參數(shù)如下： 選擇全封閉往復(fù)式制冷壓縮機(jī)（JB294181標(biāo)準(zhǔn)）類型制冷劑缸徑D行程S缸數(shù)轉(zhuǎn)速制冷量/KW電動機(jī)功率/KW高濕用R2240mm25mm12820蒸發(fā)溫度：5℃ 吸氣溫度：15℃冷凝溫度：40℃ 過熱溫度：3℃ 過冷溫度：3℃查圖【制冷原理與裝置132圖618】得：相對余隙容積為c=7 小型制冷機(jī)毛細(xì)管的選型 節(jié)流機(jī)構(gòu)是實現(xiàn)制冷循環(huán)所必需的四個基本的系統(tǒng)組成部件之一。它位于冷凝器和蒸發(fā)器之間，對制冷劑的流動起扼制作用，使來自冷凝器的高壓液態(tài)制冷劑壓力降低，流入蒸發(fā)器，同時控制進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑質(zhì)流率。節(jié)流機(jī)構(gòu)必須與制冷機(jī)的工況與容量相匹配，與壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器相比，它尺寸雖小，但對制冷機(jī)的運(yùn)行特性起重要作用。制冷系統(tǒng)中節(jié)流機(jī)構(gòu)主要分兩類：變截面節(jié)流裝置和固定截面截流裝置。變截面包括熱力膨脹閥、電子膨脹閥或者節(jié)流用針閥等。定截面節(jié)流裝置包括節(jié)流短管、毛細(xì)管等。定截面的節(jié)流裝置一般按長徑比L/D劃分，把3﹤L/D﹤20的稱為節(jié)流短管，L/D﹥20的稱為毛細(xì)管。 鋼鐵防銹劑藥箱裝置系小型系統(tǒng)，其節(jié)流機(jī)構(gòu)一般用毛細(xì)管。毛細(xì)管是一根內(nèi)經(jīng)很細(xì)的紫銅管，它適用于工況比較穩(wěn)定的制冷系統(tǒng)，廣泛用于家用冰箱和小型空調(diào)器。毛細(xì)管作為制冷系統(tǒng)的節(jié)流裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單，價廉，工作可靠，且可使壓縮機(jī)的起動力矩減小等優(yōu)點，但是毛細(xì)管不能隨著制冷負(fù)荷的變化來調(diào)節(jié)節(jié)流截面，因此當(dāng)制冷循環(huán)的運(yùn)行工況偏離原設(shè)計工況時，將會偏離機(jī)組的最佳工作狀態(tài)，例如出現(xiàn)壓縮機(jī)的濕行程或蒸發(fā)器供液不足的情況，這將使系統(tǒng)的制冷量及經(jīng)濟(jì)性降低。對于運(yùn)行工況比較穩(wěn)定的小型制冷裝置，如用全封閉壓縮機(jī)的空調(diào)制冷系統(tǒng)采用毛細(xì)管作為節(jié)流裝置是適宜的，并要求系統(tǒng)制冷劑的充注量準(zhǔn)確適量。為了使制冷系統(tǒng)能夠正常和經(jīng)濟(jì)地工作，除了必須使壓縮機(jī)、蒸發(fā)器和冷凝器的容量相互匹配外，還必須使毛細(xì)管的供液能力與壓縮機(jī)和蒸發(fā)器的容量相適應(yīng)。毛細(xì)管的供液能力與它的工作條件和幾何尺寸有關(guān)，其計算是比較復(fù)雜的。因此，在工程上應(yīng)用圖解法計算毛細(xì)管幾何尺寸的方法得到了廣泛的應(yīng)用。 毛細(xì)管進(jìn)口截面處壓力p，低于冷凝壓力Pk,這是由于制冷劑在冷凝器的液體管路中有流動損失，與這一壓力相對應(yīng)的飽和溫度為t1,毛細(xì)管進(jìn)口處制冷劑的實際溫度為t1, 它或者等于t1（毛細(xì)管前是飽和液體或汽液混合物），或者低于t1（毛細(xì)管前是過冷液體）。雖然t1與Pk之間差值不大，但當(dāng)進(jìn)口截面處為過冷液體時，因為該處的壓力降低，將相應(yīng)地使液體制冷劑的過冷度減小，而過冷度減小對毛細(xì)管的流量影響很大，過冷度越大，制冷劑流量越大且穩(wěn)定，因此這一壓差必須考慮。 毛細(xì)管出口截面處壓力p2在實際使用情況下一般高于蒸發(fā)壓力p0，這是因為蒸汽在毛細(xì)管這樣的等截面管道內(nèi)流動如同氣體一樣，也有臨界流動現(xiàn)象，氣體動力學(xué)指出：氣體在等截面管道中作絕熱摩阻流動時，出口截面的壓力p2不會隨著管后背壓p0的降低而一直降低下去，而是在降低到臨界壓力pcr以后保持不變．這就是說當(dāng)管后背壓p0大于臨界壓力pcr時，出口截面處的壓力p2就等于背壓p0 ；若p0小于pcr；則出口截面處的壓力p2不論p0怎么低而只能等于pcr。如果一根尺寸已定的毛細(xì)管，毛細(xì)管前制冷劑的狀態(tài)已定，則毛細(xì)管的流量隨出口截面處壓力p2的降低而增大，當(dāng)p2=p0=pcr時流量趨于穩(wěn)定，若管后背壓p0繼續(xù)降低時（p0pcr）,實際上流量不再增加，而壓力的進(jìn)一步降低將在毛細(xì)管外進(jìn)行。 。進(jìn)行毛細(xì)管選擇時，一般先確定內(nèi)徑，然后根據(jù)內(nèi)徑進(jìn)行查表或計算等來確定毛細(xì)管的長度。 在鋼鐵防銹劑藥箱中用R22制冷系統(tǒng)中也采用毛細(xì)管來實現(xiàn)節(jié)流。毛細(xì)管長度受很多因素影響，如管子直徑、冷卻壓力、蒸發(fā)壓力、冷卻能力和蒸氣側(cè)的傳熱系數(shù)。隨著直徑的增加，毛細(xì)管長度也增加，以保持循環(huán)所需要的壓降。這是因為大的直徑導(dǎo)致了低的流速和較小的壓降，所以必須要更長的尺寸來達(dá)到相同的壓降。這種趨勢當(dāng)內(nèi)徑變大時更為明顯，毛細(xì)管的節(jié)流效果迅速下降。當(dāng)壓力差變大時，需要更長的毛細(xì)管。在較高的壓力下保持制冷量不變，需要較長的毛細(xì)管。如果毛細(xì)管長度固定，制冷量隨著冷卻壓力的上升而增加。制冷裝置中毛細(xì)管的選配有計算法和圖表法兩種。無論是哪種方法得到的結(jié)果均只能是參考值。本設(shè)計采用的是圖表法選擇毛細(xì)管。查圖[制冷原理與裝置159圖635]得：在圖中確定反應(yīng)毛細(xì)管參數(shù)的點，即得到四種長度和內(nèi)徑的毛細(xì)管。 初選毛細(xì)管尺寸diL4m可從此四個結(jié)果中選取一種作為初選毛細(xì)管尺寸。，，所以本設(shè)計最后選取毛細(xì)管的參數(shù)為： 確定毛細(xì)管尺寸diL8 小型制冷機(jī)輔助設(shè)備的選擇液體過冷對提高循環(huán)性能指標(biāo)有好處，但要實現(xiàn)液體過冷需要有溫度更低的冷卻介質(zhì)。利用回?zé)崾构?jié)流前的制冷劑蒸汽進(jìn)行熱交換，使液體過冷、蒸汽過熱，稱之為回?zé)?。具有回?zé)岬闹评溲h(huán)，稱為回?zé)嵫h(huán)。利用回?zé)嵫h(huán)是實現(xiàn)較大回?zé)嵋蟮挠行Т胧@一措施在低溫領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。，其工作過程由圖可以看出。制冷劑液體在回?zé)崞髦斜坏蛪赫羝鋮s，然后經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)器。從蒸發(fā)器流出的低壓蒸汽進(jìn)入回?zé)崞鳎倨渲斜患訜岷笤龠M(jìn)入壓縮機(jī)壓縮，壓縮后的制冷劑氣體進(jìn)入冷凝器中冷凝。 單級壓縮蒸汽制冷回?zé)嵫h(huán)流程圖圖中示出回?zé)嵫h(huán)的Ts圖和lgph圖。圖中是蒸汽的過熱過程，是液體的過冷過程。過熱和過冷是在回?zé)崞鲀?nèi)進(jìn)行的。 回?zé)嵫h(huán)在Ts圖的表示 回?zé)嵫h(huán)lgph圖上的表示 循環(huán)回?zé)崞髯饔梅治鲅芯勘砻鳎?1) 對于氟利昂熱泵系統(tǒng)，增加回?zé)崞骱?，系統(tǒng)的制熱系數(shù)和單位容積制熱量均有所增大，其增量隨著蒸發(fā)溫度、冷凝溫度和過熱度的升高而略有升高，最大增量小于6%。(2) 對于氟利昂制冷系統(tǒng)，增加回?zé)崞骱?，系統(tǒng)的制冷系數(shù)和單位容積制冷量也隨著蒸發(fā)溫度、冷凝溫度和過熱度的升高而升高。當(dāng)冷凝溫度低于40℃時，制冷性能的改善小于10%；當(dāng)冷凝溫度介于40℃和70℃之間時，制冷性能的改善介于10%～20%，本設(shè)計的制冷系統(tǒng)中氟利昂冷凝器出口溫度為40℃，此時回?zé)崞髯饔脩?yīng)該比較顯著。對于普通制冷循環(huán)，液體過冷對提高循環(huán)性能指標(biāo)有好處，要實現(xiàn)液體過冷需要有溫度更低的冷卻介質(zhì)，利用回?zé)崾构?jié)流前的制冷劑液體與壓縮機(jī)吸入前的制冷劑蒸氣進(jìn)行熱交換，使液體過冷、蒸氣過熱，稱之為回?zé)?。對于氟利昂跨臨界循環(huán)制冷系統(tǒng)來說，回?zé)嵫h(huán)也是有利的?；?zé)崞髟谥评溲h(huán)中具有以下重要作用：(1) 進(jìn)一步降低氣體冷卻器出口介質(zhì)溫度，因而可以獲得更多熱量。(2) 較大程度地減小節(jié)流損失，同時獲得更多冷量。(3) 提高壓縮機(jī)吸氣工質(zhì)干度，避免液擊事故發(fā)生。(4) 回?zé)崞鬟€可以降低壓縮機(jī)耗功，進(jìn)而提高系統(tǒng)性能。在氟利昂跨臨界循環(huán)