系統學習制冷設備知識（2）：制冷壓縮機名義工況 & 制冷劑替代對制冷壓縮機影響

上一篇文章，我們詳細介紹了制冷壓縮機的種類及各類型壓縮機的結構簡圖。下面的文章我們開始詳細介紹每一種制冷壓縮機的工作原理、結構與性能參數。

制冷壓縮機的性能參數，如制冷量、輸入功率、性能系數，均與工況有關。為了比較、選用和設計，有必要規定統一的工況。在名義工況下進行比較。不同類別制冷壓縮機有不同的名義工況值。

下面列出了活塞式單級制冷壓縮機、螺桿式制冷壓縮機、全封閉渦旋式制冷壓縮機以及當下較熱門的容積式CO2制冷壓縮機的名義工況。

有機制冷劑壓縮機名義工況見表：

無機制冷劑（R717）壓縮機名義工況見表：

使用范圍：

螺桿式制冷壓縮機及機組名義工況見表：

使用范圍：

全封閉渦旋式制冷壓縮機名義工況見表：

使用范圍：

容積式 CO2 制冷壓縮機名義工況見表：

下圖所示為原來常用的 CFC?11、 CFC?12、 HCFC?22 和 R502 及其替代制冷劑 （箭頭橫線下） 的應用領域。

除了上圖所示的氟利昂制冷劑和碳氫化合物制冷劑外，目前CO2制冷劑也受到了人們的重視。

CO2有很多優點：GWP值低，傳熱性能和流動性好，單位體積的制冷能力比R22大5倍，與材料相容性好，無需回收制冷劑的“再循環”，價格低。它的主要問題是在制冷系統內壓力很高，節流損失大。

新的制冷劑的開發和應用對壓縮機的設計和選型會產生一定的影響， 主要是由于這些制冷劑與原有制冷劑的熱物性 （飽和蒸氣壓） 以及對冷凍機油的相溶性不同。 新型制冷劑對壓縮機的影響大致可以分為三種情況。 

第一種情況是對壓縮機沒有影響，可直接充灌（有時需改變潤滑油）。例如，非共沸混合制冷劑 R407C對R22的替代，由于兩者熱物性接近，相同溫度下 R407C的飽和壓力略高于R22， 原應用R22的系統用R407C 后壓縮機可不做任何改動。 

第二種情況是對壓縮機有一定影響，關鍵部件需要重新設計。例如，共沸混合制冷劑R410A對R22的替代。R410A的蒸發壓力是R22 的1.5倍，因此，壓縮機的主要受力部件要重新設計。

第三種情況是影響很大，壓縮機需要重新設計。例如，極具潛力的制冷劑CO2， 據目前已開發的樣機數據，吸氣壓力達3.5～4.0MPa，排氣壓力達8.0～11.0MPa， 是傳統工質工作壓力的5～10倍，設計時減小活塞直徑并增加氣缸數，使曲軸負荷和輸氣量處在合適的范圍內。此外，CO2 制冷循環是跨臨界循環，節流壓差較大，蘊含有較高的能量，可采用膨脹機回收一部分節流能量。為此開發了膨脹機-壓縮機一體式結構。

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