关于机械压缩式新概念制冷操作技巧

卢柱华

(北京雪花电器集团公司，北京 102600)



关于机械压缩式新概念制冷操作技巧

卢柱华

(北京雪花电器集团公司，北京 102600)

本文以实践中获得的“机械压缩式制冷基本概念”和制冷“循环工质状态图”更正联合国编制的《制冷操作技巧培训手册》(简称《培训手册》)里的“制冷基本概念”和“循环程序图”；以“机械压缩式制冷基本概念”指导并开拓创新的压缩机在机械压缩式制冷机上的“匹配技巧”制成“匹配图”作为“机械压缩式制冷操作技巧”，代替《培训手册》里的保证制冷循环安全运行的自动控制器件，以期为落实联合国“臭氧行动计划”提供技术参考。

机械压缩式制冷；基本概念；操作技巧；匹配；技术性能；技术故障

单级机械压缩式制冷机(设备)即冷风机、去湿机、空调器、电冰箱、小型冷库、低温箱等，要使用环保制冷剂HFC替代破坏大气臭氧层的制冷剂CFC(氟利昂)，并要节省资源，降低成本，降低能耗，优化“技术性能”，发展生产，就必须理论创新与科技创新。

在制冷剂更替之际，联合国环境规划署工业和环境履行蒙特利尔议定书多边基金臭氧行动计划于1998年编制了《制冷操作技巧培训手册》(简称《培训手册》)。 内容两部分：一是“制冷基本概念”(“理论”)和显示“制冷基本概念”的循环程序图；二是“制冷操作技巧”是保证制冷循环安全运行的自动控制器件：膨胀阀、电磁阀、油分离器等。“制冷基本概念”与“制冷操作技巧”毫无关联。显示“制冷基本概念”的循环程序图上有压缩机，笔者认为“制冷操作技巧”应该是“机械压缩式制冷操作技巧”。

电冰箱是产量和消费量最大的使用环保制冷剂的机械压缩式制冷机。它的毛细管节流的制冷技术比膨胀阀节流的制冷技术更复杂，更精深。但是《培训手册》里没有毛细管。膨胀阀又不能代替毛细管。

本文针对《培训手册》内容予以更正和补充，包括从实践中获得的“机械压缩式制冷基本概念”及其指导并开拓创新的“压缩机在制冷机上的匹配技巧”就是“机械压缩式制冷操作技巧”，以期落实联合国“臭氧行动计划”。

1 理论创新：机械压缩式制冷基本概念

“机械压缩式制冷基本概念”显示在“机械压缩式制冷循环工质状态图”(《培训手册》上称“循环程序图”)上，就是机械压缩式制冷循环稳定运行(周期运行)时，在确定的压缩机工况条件下，循环工质的状态图(图1，简称“循环工质状态图”)。

图1 机械压缩式制冷循环工质状态图

机械压缩式制冷机(设备)在其气候类型的“环境温度”里周期运行稳定状态下，冷室中心温度降到规定温度的平均值时的“循环工质状态图”的压缩机的“瞬时工况”条件：①“冷凝温度”tk和与冷凝温度饱和对应的压缩机排气压力Pd(工艺参数)；②“过冷温度”tu：膨胀阀、毛细管前制冷工质过冷液温度；③“蒸发温度”t0和与“蒸发温度”饱和对应的压缩机吸气压力Ps(工艺参数)；④“吸气温度”ts：压缩机吸气口的制冷工质过热蒸气的温度。

1.1 “循环工质状态图”上蒸发器始端显示的“机械压缩式制冷基本概念”(对《培训手册》“循环程序图”外图上x0=0的更正)

(1)解读蒸发器始端干度x0的计算式：

(2)蒸发器始端湿蒸气的干度x0的实际计算(用HFC—134a)：

γ0=214.18kJ/kg；

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

中型压缩机(空调压缩机)的标准产冷量试验工况参数、状态参数：

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

34.8%和25.7%就是用蒸发器始端湿蒸气的干度x0=0做计算时造成的误差。可见，误差之大。

1.2 “循环工质状态图”上蒸发器出口与压缩机吸气口之间的管路称回气管(对《培训手册》“循环程序图”内图的蒸发器出口与压缩机吸气口两个“状态点”重合的更正)

蒸发器出口至压缩机吸气口之间流过制冷工质过热蒸气的一段管路，称回气管亦称吸入管。它的适当长度和它与过冷液管的有益的“热交换”能使管路内的制冷工质的过热蒸气到达压缩机吸气口时，有合适的压缩机“吸气温度”。保证压缩机运行安全。有益的“热交换”还能提高制冷机(设备)的制冷能力。

1.3 “循环工质状态图”的冷凝器内“饱和液面分开气液”(对《培训手册》“循环程序图”外图的冷凝器内“饱和气液混合”的更正)

制冷工质在冷凝器内的冷却过程和状态(相态)变化分三步：①过热蒸气冷却为饱和蒸气；②饱和蒸气冷凝为饱和液体，形成饱和液体液面；③饱和液面的液体下行进一步冷却为过冷液。可知，冷凝器内的气液被饱和液面分开。当制冷循环在确定的压缩机工况条件下稳定运行时，饱和液面时时刻刻更新，位置不变。

2 科技创新：机械压缩式制冷操作技巧

“机械压缩式制冷操作技巧”就是压缩机在制冷机上的“匹配技巧”。“两台压缩机在同一台制冷机上的匹配图”(图2，简称“匹配图”)即两台压缩机分别在同一台制冷机上的匹配图。显示“机械压缩式制冷操作技巧”。

“匹配图”的压缩机工况条件与前面的“循环工质状态图”的压缩机工况条件相同。

“匹配图”显示出压缩机的标准产冷量和制冷系统中的制冷剂量、毛细管或膨胀阀的制冷工质流量三个匹配参量和由它们匹配形成的压缩机在制冷机上的工况参数、工艺参数、制冷量和制冷机控制压缩机开停的冷室的制冷负荷(狭义制冷负荷)、制冷量等共14个参数、参量(“环境温度”不变，“冷凝温度”与“排气压力”饱和对应)之间的相关关系和变化规律。任何一个参数、参量变或不变，都在压缩机“吸气温度”合适的情况下确定和做比较。因此，压缩机工况参数“吸气温度”始终在斑马线上。以保证压缩机运行安全。掌握这些参数、参量的相关关系和定性(不能定量，也没必要定量)地变化规律：增、减或不变，升、降或不变。通过简单的试验就能得心应手地做好压缩机在制冷机(设备)上的科学“匹配”。因此“匹配图”是压缩机在制冷机(设备)上的“匹配技巧”，即“机械压缩式制冷操作技巧”。

1—压缩机CI和CII的标准产冷量；2—Q1：压缩机在制冷机上的制冷量；3—QⅠ：制冷机的制冷量、制冷负荷；：制冷机控温冷室的制冷量、制冷负荷；5—R：制冷机的工作时间系数/Qc；6—min：制冷系统里注入的制冷剂量；7—mf：毛细管(膨胀阀)制冷剂流量；8—ts：压缩机“吸气温度”；9—“蒸发温度”t0与“吸气压力”Ps饱和对应；10—Pd压缩机“排气压力”；11—ε：压力比ε=Pd/Ps；12—毛细管节流的制冷机：增加(减少)制冷系统里的制冷剂量或增大(减小)毛细管的制冷剂流量，能使压缩机“吸气温度”降低(升高)。图2 两台压缩机在同一台制冷机上的匹配图

机械压缩式制冷机(设备)试制时，用“匹配图”，精确选配压缩机，并做到最佳匹配；在生产线上更换使用标准产冷量不同的压缩机时，用“匹配图”，能快捷、简便地按照制冷机(设备)设计者的要求对更换的压缩机，做好匹配；用“匹配图”，能优化压缩机、制冷机(设备)的“技术性能”：制冷能力，耗电量，振动级、噪声级等；用“匹配图”，能分析、排除因匹配不当而引发的“技术故障”……。

使用“匹配图”的“机械压缩式制冷操作技巧”举例：

(1)当制冷机的制冷能力不够时，增加制冷系统里的制冷剂量，就能提高该制冷机的制冷能力。看“匹配图”上的制冷特性曲线，一目了然。

(2)一台制冷机经正规检测，振动级、噪声级超标。压缩机的性能质量没问题，属于“技术故障”。原因是“压力比”过大。看“匹配图”右下部和制冷特性曲线，可找到匹配方法：适当减少制冷系统中的制冷剂量，以缩小压力比，就能降低压缩机、制冷机的振动级和噪声级。

很显然对上述的“机械压缩式制冷操作技巧”，生产、制造机械压缩式制冷机(设备)的工程技术人员和技术工人能很容易地运用“匹配图”找到它。而要想对“机械压缩式制冷操作技巧”做出理论解释，不用上述的正确的“机械压缩式制冷基本概念”是解释不通的。因此，“匹配图”是“匹配技巧”，是真正的“机械压缩式制冷操作技巧”。

[1]联合国环境规划署.制冷操作技巧培训手册，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

卢柱华，退休职工，制冷专业高级工程师，主要研究方向为“机械压缩式新概念制冷技术”

X21

A

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

引用文献格式：卢柱华.关于机械压缩式新概念制冷操作技巧[J].环境与可持续发展，2016，41(6)：233-235.