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冷库中压缩比与制冷量的关系

 

冷库中压缩比与制冷量的关系
 
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剂运行工况决定,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。活塞式压缩机的实际工作过程分四个阶段,分别是余隙容积膨胀过程、
吸气过程、 压缩过程、排气过程。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,当气缸内压力低于吸气压力,压差足以克服吸气阀片弹簧力时,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气缸,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,密闭气缸内的制冷剂气体体积缩小,压力升高。当气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,气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,进入下一工作循环过程。在这个四个
工作过程,影响压缩机排气量的因素主要有以下几个方面:
 
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.气体与气缸壁热交换的存在使排气量减小
4.泄露使排气量减小
 
我们再来分析一下压缩比升高,这些影响因素又会发生什么变化
 
一.余隙容积影响的变化
余隙容积内气体为上次排气没有拍完的高压气体。压缩比升高后,余隙容积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,气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。也就是说随着压缩比升高,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,膨胀过程结束后气缸内压力必须更低才有足够的压差,铣刀气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,气缸余隙容积内气体压力更高,那么在膨胀的过程余隙容积内气体膨胀所占的空间就更大,使气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,都会导致压缩过程中温度升高,高温制冷剂蒸汽在汽缸内放热使气缸四周温度升高。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,那么制冷量也就会下降。或者打个比方来说明这个道理,假如气缸温度没有上升可以吸入一升吸气腔状态的气体,那么气缸内温度上升后,吸入0.8升吸气腔状态的气体吸热膨胀后就沾满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.泄露影响的变化
这个道理很容易理解,无论是活塞环泄露还是吸排气阀片泄露,压差增加后,从高压系统向低压系统的泄露量都会增加。这就像一个漏水的水管,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。单从高低压泄露就能说明这个道理。因为无论是螺杆机还是离心机,都存在高压区向低压区的泄露,并且压差越大这种泄漏量也就越多,从而导致制冷量下降。
 
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的稳定,使其冷凝压力不至升高,蒸发压力不至下降。