压缩比和制冷量复习课程

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机运行工况决定，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。为什么压缩比升高制冷量会随之下降，下面以活塞式压缩机为例就这个问题做一个解释。

活塞式压缩机的实际工作过程分四个阶段，分别为余隙容积膨胀过程、吸气过程、压缩过程、排气过程。我们先对这四个工作过程做一个描述：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，当汽缸内压力低于吸气压力，压差足以克服吸气阀片重力和阀片弹簧力时，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汽缸，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，密闭汽缸内的制冷剂气体体积缩小，压力升高。当汽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，汽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。在这四个工作过程中，影响压缩机排气量的因素主要有下面几个方面：

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、气体与汽缸壁热交换的存在使排气量减小；

4、泄漏使排气量减小。

我们再来分析压缩比升高，这些影响因素发生什么变化。

一、余隙容积影响的变化

余隙容积内气体为上次排气没有排完的高压气体。压缩比升高后，余隙容积内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，汽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，膨胀过程结束后汽缸内压力必须更低才有足够的压差，吸到汽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，汽缸余隙容积内气体压力更高，那么在膨胀过程中余隙容积内气体膨胀所占的空间就更大，使汽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，都会导致压缩过程终了的工质温度升高，高温制冷剂蒸汽在汽缸内放热使汽缸四周温度升高。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，那么制冷量就下降。或者打个比方来说明这个道理，假如汽缸温度没有上升可以吸入一升吸气腔状态的气体，那么汽缸内温度上升后，吸入0.8升吸气腔状态的气体