制冷机运行参数的变化及原因分析

       单级制冷系统制冷机的运行参数包括蒸发温度和压力、冷凝温度和压力、压缩机的吸排气温度等。在这些参数中，尤以蒸发温度和压力以及冷凝温度和压力的变化对整个系统和制冷机运行的影响最大。

       一、蒸发温度

      蒸发器内的制冷剂在一定的压力下沸腾汽化，与此压力相对应的饱和温度称为蒸发温度。蒸发温度可根据蒸发器内的压力由制冷剂的热力性质表查得。

      制冷系统的蒸发温度是由制冷工艺的要求而决定的。系统以液体介质（如水、盐水溶液等）为载冷剂时，蒸发温度比载冷剂的出口温度低5℃。当要求盐水温度为-15℃时，其蒸发温度为-20℃；以空气为载冷剂（如冷库库房等）时，蒸发温度较库温低10℃左右。当要求的库温为-18℃时，其蒸发温度应为-28℃左右。

      蒸发温度与制冷的热负荷、蒸发器的传热面积及压缩机的容量有关。蒸发温度随系统制冷负荷变化，传热面积的变化而变化。当此三个条件中一个或全部发生变化时，制冷系统的蒸发压力和温度必须会发生相应的变化。所以只要改变这些条件，使它们相互适应，就可以控制和调节制冷系统的蒸发温度。当制冷负荷及压缩机的容量不变时，若蒸发器的传热面积减小，则蒸发压力降低；若传热面积增加，蒸发温度就会相应提高，同时制冷量加大，压缩机的容量增加（功率加大）。

       制冷系统在运行中，蒸发温度的变化可以通过调节阀的开启度进行调节。调节阀关小，供液量减少，蒸发器内的液位降低，蒸发温度和压力相应降低，回气过热度增加，压缩机的吸气温度提高，因而使压缩机的排气温度也升高。调节阀开大，蒸发器的供液量增加，液位升高，蒸发温度和压力也相应提高。但调节阀开启过大时，回气过热度将大幅减小，压缩机的吸入温度过低，因此可能会引起压缩机的湿冲程运转。当蒸发温度过低时，蒸发压力低，气体的比容大，压缩机吸入气体的重量及流量减少，吸气系数减小，制冷量减小，压缩机的压缩比增大，单位制冷功耗增加，能效比减小。

       二、冷凝温度

       冷凝器里的气体制冷剂，在一定的压力下凝结成液体的温度称为冷凝温度。冷凝温度可从冷凝器上的压力表读数对照所用制冷剂的对应温度获得。冷凝温度与冷凝器的型式及冷却介质的温度直接相关。制冷机的最高冷凝温度，受到冷凝器设计条件的限制。在保持冷凝温度处以允许范围内，如冷却水进水温度提高，或冷却水量减少，进出水温差增大，可节省设备投资和运行费用。但由于冷凝温度和压力的提高，会使压缩机的功耗增加。从发挥制冷机的效能着想，冷凝温度越低越好，但取决于冷却介质的温度。当采用水作为冷却介质时，冷凝温度比冷却水温高5~8℃；采用空气作为冷却介质时，冷凝温度比空气温度（或者环温）高8~15℃。

      冷凝温度升高，冷凝压力也相应升高。压缩机的压缩比Pk/Po增大，压缩机的吸气系数降低，实际排气量减少，制冷量也减小。而压缩比的增大又使压缩机的功耗增加，排气温度升高，过高的排气温度还将使排气阀中的润滑油碳化（结焦），润滑条件恶化，影响压缩机的使用寿命。

       制冷系统冷凝温度过高主要有以下原因：

       1、冷凝器传热面积过小。在一定的传热系数和传热温差下，单位传热面积的传热量也是一定的。如果选用的冷凝面积过小，冷凝器能够传递的热量小于压缩机排出气体的热量，就会造成冷凝温度升高。

       2、冷凝器的传热表面有污垢。冷凝器经长期使用，传热表面上往往会积存较多的污垢，使传热热阻增加，传热系数减小，传热量下降，造成冷凝温度和压力的升高。冷凝器传热表面的结垢程度，可从冷凝器或储液器是否有积油现象观察，冷凝器的水垢程度可从冷却水进出水温差的减小或停机时直接观察来检查。

       3、冷却水温度升高或冷却水量不足。这种原因会使冷凝器换热时的温差减小，造成冷凝温度和压力升高。有时因冷却水分布不均匀，部分传热面不能充分发挥散热作用，也会因此影响冷凝温度和压力。

       4、系统中有不凝性气体。由于系统某些部位存在密封性不良而泄漏，特别是吸气压力低于大气压力的制冷系统，空气容易渗入系统。也因维修拆卸系统复原时处理不慎，真空不到位等，都会使系统存有不凝性气体。不凝性气体占据了冷凝器一定的空间，使实际换热面积减少，造成冷凝温度和压力的升高。

       三、过冷温度

       液体制冷剂在冷凝压力下被再次冷却到低于冷凝温度后的温度称为过冷温度（也称制冷剂的再冷却温度）。过冷会使制冷循环工质的单位重量制冷量增加。过冷度每增加1℃，制冷量约增加1%。

       为使制冷剂液体的到过冷，在系统中装设过冷器（或称再冷却器），采用比冷凝器冷却介质温度更低的介质（如深井水或其它低温水）进行再冷却。小型氟制冷系统通常会使用经济器来过冷节流前的液体制冷剂。

        四、压缩机的吸气温度

       压缩机的吸气温度由装设在压缩机吸气管上的温度计测得。吸气温度与蒸发器的制冷剂液位，节流阀的开启度，吸气（回气）过热度，吸气管路的保温隔热情况有关。对于氟制冷系统，吸气过热度（回气过热度）的增加，制冷量也会有一定的增加，因此氟制冷系统的回气过热度（吸气过热度）比较大，通常会达到15℃或以上。

       吸气温度过高，即回气（吸气）过热度大，压缩机的排气温度也随之升高，对机器的运转不利；但吸气温度过低，吸气（回气）过热度小，可能造成吸入气体中夹带未完全蒸发，带颗粒性的过湿过潮气体，严重时使压缩机产生液击事故。

       五、压缩机的排气温度

       压缩机的排气温度由装设在压缩机排气管上的温度计测得。排气温度与压缩比Pk/Po和吸气温度有关，压缩比较大及吸气温度较高都将使排气温度升高。此外还有压缩机的气阀组损坏，气缸冷却水温高或中断等原因都会使排气温度升高。

       氨（R717）单级制冷机的排气温度不得超过145℃，也可按下式进行估算：

         t2=(to+tk)X 2.4   ℃    式中to及tk不计正负号