關于機械壓縮式新概念制冷操作技巧

盧柱華

(北京雪花電器集團公司，北京 102600)

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關于機械壓縮式新概念制冷操作技巧

盧柱華

(北京雪花電器集團公司，北京 102600)

本文以實踐中獲得的“機械壓縮式制冷基本概念”和制冷“循環(huán)工質狀態(tài)圖”更正聯(lián)合國編制的《制冷操作技巧培訓手冊》(簡稱《培訓手冊》)里的“制冷基本概念”和“循環(huán)程序圖”；以“機械壓縮式制冷基本概念”指導并開拓創(chuàng)新的壓縮機在機械壓縮式制冷機上的“匹配技巧”制成“匹配圖”作為“機械壓縮式制冷操作技巧”，代替《培訓手冊》里的保證制冷循環(huán)安全運行的自動控制器件，以期為落實聯(lián)合國“臭氧行動計劃”提供技術參考。

機械壓縮式制冷；基本概念；操作技巧；匹配；技術性能；技術故障

單級機械壓縮式制冷機(設備)即冷風機、去濕機、空調器、電冰箱、小型冷庫、低溫箱等，要使用環(huán)保制冷劑HFC替代破壞大氣臭氧層的制冷劑CFC(氟利昂)，并要節(jié)省資源，降低成本，降低能耗，優(yōu)化“技術性能”，發(fā)展生產(chǎn)，就必須理論創(chuàng)新與科技創(chuàng)新。

在制冷劑更替之際，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署工業(yè)和環(huán)境履行蒙特利爾議定書多邊基金臭氧行動計劃于1998年編制了《制冷操作技巧培訓手冊》(簡稱《培訓手冊》)。 內容兩部分：一是“制冷基本概念”(“理論”)和顯示“制冷基本概念”的循環(huán)程序圖；二是“制冷操作技巧”是保證制冷循環(huán)安全運行的自動控制器件：膨脹閥、電磁閥、油分離器等?！爸评浠靖拍睢迸c“制冷操作技巧”毫無關聯(lián)。顯示“制冷基本概念”的循環(huán)程序圖上有壓縮機，筆者認為“制冷操作技巧”應該是“機械壓縮式制冷操作技巧”。

電冰箱是產(chǎn)量和消費量最大的使用環(huán)保制冷劑的機械壓縮式制冷機。它的毛細管節(jié)流的制冷技術比膨脹閥節(jié)流的制冷技術更復雜，更精深。但是《培訓手冊》里沒有毛細管。膨脹閥又不能代替毛細管。

本文針對《培訓手冊》內容予以更正和補充，包括從實踐中獲得的“機械壓縮式制冷基本概念”及其指導并開拓創(chuàng)新的“壓縮機在制冷機上的匹配技巧”就是“機械壓縮式制冷操作技巧”，以期落實聯(lián)合國“臭氧行動計劃”。

1 理論創(chuàng)新：機械壓縮式制冷基本概念

“機械壓縮式制冷基本概念”顯示在“機械壓縮式制冷循環(huán)工質狀態(tài)圖”(《培訓手冊》上稱“循環(huán)程序圖”)上，就是機械壓縮式制冷循環(huán)穩(wěn)定運行(周期運行)時，在確定的壓縮機工況條件下，循環(huán)工質的狀態(tài)圖(圖1，簡稱“循環(huán)工質狀態(tài)圖”)。

圖1 機械壓縮式制冷循環(huán)工質狀態(tài)圖

機械壓縮式制冷機(設備)在其氣候類型的“環(huán)境溫度”里周期運行穩(wěn)定狀態(tài)下，冷室中心溫度降到規(guī)定溫度的平均值時的“循環(huán)工質狀態(tài)圖”的壓縮機的“瞬時工況”條件：①“冷凝溫度”tk和與冷凝溫度飽和對應的壓縮機排氣壓力Pd(工藝參數(shù))；②“過冷溫度”tu：膨脹閥、毛細管前制冷工質過冷液溫度；③“蒸發(fā)溫度”t0和與“蒸發(fā)溫度”飽和對應的壓縮機吸氣壓力Ps(工藝參數(shù))；④“吸氣溫度”ts：壓縮機吸氣口的制冷工質過熱蒸氣的溫度。

1.1 “循環(huán)工質狀態(tài)圖”上蒸發(fā)器始端顯示的“機械壓縮式制冷基本概念”(對《培訓手冊》“循環(huán)程序圖”外圖上x0=0的更正)

(1)解讀蒸發(fā)器始端干度x0的計算式：

(2)蒸發(fā)器始端濕蒸氣的干度x0的實際計算(用HFC—134a)：

γ0=214.18kJ/kg；

x0=(94.056-19.574)/214.18=0.348=34.8%。

中型壓縮機(空調壓縮機)的標準產(chǎn)冷量試驗工況參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)：

γ0=209kJ/kgxo=(83.6-29.8)/209=0.257=25.7%。

34.8%和25.7%就是用蒸發(fā)器始端濕蒸氣的干度x0=0做計算時造成的誤差?？梢姡`差之大。

1.2 “循環(huán)工質狀態(tài)圖”上蒸發(fā)器出口與壓縮機吸氣口之間的管路稱回氣管(對《培訓手冊》“循環(huán)程序圖”內圖的蒸發(fā)器出口與壓縮機吸氣口兩個“狀態(tài)點”重合的更正)

蒸發(fā)器出口至壓縮機吸氣口之間流過制冷工質過熱蒸氣的一段管路，稱回氣管亦稱吸入管。它的適當長度和它與過冷液管的有益的“熱交換”能使管路內的制冷工質的過熱蒸氣到達壓縮機吸氣口時，有合適的壓縮機“吸氣溫度”。保證壓縮機運行安全。有益的“熱交換”還能提高制冷機(設備)的制冷能力。

1.3 “循環(huán)工質狀態(tài)圖”的冷凝器內“飽和液面分開氣液”(對《培訓手冊》“循環(huán)程序圖”外圖的冷凝器內“飽和氣液混合”的更正)

制冷工質在冷凝器內的冷卻過程和狀態(tài)(相態(tài))變化分三步：①過熱蒸氣冷卻為飽和蒸氣；②飽和蒸氣冷凝為飽和液體，形成飽和液體液面；③飽和液面的液體下行進一步冷卻為過冷液?？芍?，冷凝器內的氣液被飽和液面分開。當制冷循環(huán)在確定的壓縮機工況條件下穩(wěn)定運行時，飽和液面時時刻刻更新，位置不變。

2 科技創(chuàng)新：機械壓縮式制冷操作技巧

“機械壓縮式制冷操作技巧”就是壓縮機在制冷機上的“匹配技巧”?！皟膳_壓縮機在同一臺制冷機上的匹配圖”(圖2，簡稱“匹配圖”)即兩臺壓縮機分別在同一臺制冷機上的匹配圖。顯示“機械壓縮式制冷操作技巧”。

“匹配圖”的壓縮機工況條件與前面的“循環(huán)工質狀態(tài)圖”的壓縮機工況條件相同。

“匹配圖”顯示出壓縮機的標準產(chǎn)冷量和制冷系統(tǒng)中的制冷劑量、毛細管或膨脹閥的制冷工質流量三個匹配參量和由它們匹配形成的壓縮機在制冷機上的工況參數(shù)、工藝參數(shù)、制冷量和制冷機控制壓縮機開停的冷室的制冷負荷(狹義制冷負荷)、制冷量等共14個參數(shù)、參量(“環(huán)境溫度”不變，“冷凝溫度”與“排氣壓力”飽和對應)之間的相關關系和變化規(guī)律。任何一個參數(shù)、參量變或不變，都在壓縮機“吸氣溫度”合適的情況下確定和做比較。因此，壓縮機工況參數(shù)“吸氣溫度”始終在斑馬線上。以保證壓縮機運行安全。掌握這些參數(shù)、參量的相關關系和定性(不能定量，也沒必要定量)地變化規(guī)律：增、減或不變，升、降或不變。通過簡單的試驗就能得心應手地做好壓縮機在制冷機(設備)上的科學“匹配”。因此“匹配圖”是壓縮機在制冷機(設備)上的“匹配技巧”，即“機械壓縮式制冷操作技巧”。

1—壓縮機CI和CII的標準產(chǎn)冷量；2—Q1：壓縮機在制冷機上的制冷量；3—QⅠ：制冷機的制冷量、制冷負荷；：制冷機控溫冷室的制冷量、制冷負荷；5—R：制冷機的工作時間系數(shù)/Qc；6—min：制冷系統(tǒng)里注入的制冷劑量；7—mf：毛細管(膨脹閥)制冷劑流量；8—ts：壓縮機“吸氣溫度”；9—“蒸發(fā)溫度”t0與“吸氣壓力”Ps飽和對應；10—Pd壓縮機“排氣壓力”；11—ε：壓力比ε=Pd/Ps；12—毛細管節(jié)流的制冷機：增加(減少)制冷系統(tǒng)里的制冷劑量或增大(減小)毛細管的制冷劑流量，能使壓縮機“吸氣溫度”降低(升高)。圖2 兩臺壓縮機在同一臺制冷機上的匹配圖

機械壓縮式制冷機(設備)試制時，用“匹配圖”，精確選配壓縮機，并做到最佳匹配；在生產(chǎn)線上更換使用標準產(chǎn)冷量不同的壓縮機時，用“匹配圖”，能快捷、簡便地按照制冷機(設備)設計者的要求對更換的壓縮機，做好匹配；用“匹配圖”，能優(yōu)化壓縮機、制冷機(設備)的“技術性能”：制冷能力，耗電量，振動級、噪聲級等；用“匹配圖”，能分析、排除因匹配不當而引發(fā)的“技術故障”……。

使用“匹配圖”的“機械壓縮式制冷操作技巧”舉例：

(1)當制冷機的制冷能力不夠時，增加制冷系統(tǒng)里的制冷劑量，就能提高該制冷機的制冷能力?？础捌ヅ鋱D”上的制冷特性曲線，一目了然。

(2)一臺制冷機經(jīng)正規(guī)檢測，振動級、噪聲級超標。壓縮機的性能質量沒問題，屬于“技術故障”。原因是“壓力比”過大?？础捌ヅ鋱D”右下部和制冷特性曲線，可找到匹配方法：適當減少制冷系統(tǒng)中的制冷劑量，以縮小壓力比，就能降低壓縮機、制冷機的振動級和噪聲級。

很顯然對上述的“機械壓縮式制冷操作技巧”，生產(chǎn)、制造機械壓縮式制冷機(設備)的工程技術人員和技術工人能很容易地運用“匹配圖”找到它。而要想對“機械壓縮式制冷操作技巧”做出理論解釋，不用上述的正確的“機械壓縮式制冷基本概念”是解釋不通的。因此，“匹配圖”是“匹配技巧”，是真正的“機械壓縮式制冷操作技巧”。

[1]聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署.制冷操作技巧培訓手冊，1998.

On New Concept Mechanical Compression Refrigeration Operation Technology

LU Zhuhua

(Beijing Snowflake Electric Appliance Group CO.，LTD，Beijing 102600)

Based on the knowledge obtained in the practice of “Mechanical Compression Refrigeration Basic Concept” and Refrigeration “Recirculated Refrigerant State Diagram” corrects the UN which issues “Refrigeration Skills Training Manual”(Referred to as the“Training Manual”) in the “Mating Technology” and “Mating Diagram”；“The Basic Concept of Mechanical Compression Refrigeration” guides，and innovates the compressor in the mechanical compression refrigeration machine “ Mating Skill ”，made the “Diagram” as the “Mechanical Compression Refrigeration Skills Training Manual”，instead of “Refrigeration Operation Technology.” which ensures the safety operation of the automatic controller of the refrigeration recirculation within the “Training Manual”.

mechanical compression refrigeration；basic concept；operation technology；mate (marry)；technical characteristic；technical failure

盧柱華，退休職工，制冷專業(yè)高級工程師，主要研究方向為“機械壓縮式新概念制冷技術”

X21

A

1673-288X(2016)06-0233-03

引用文獻格式：盧柱華.關于機械壓縮式新概念制冷操作技巧[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(6)：233-235.