盧柱華

(北京雪花電器集團(tuán)公司，北京 102600)

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關(guān)于機(jī)械壓縮式新概念制冷操作技巧

盧柱華

(北京雪花電器集團(tuán)公司，北京 102600)

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

機(jī)械壓縮式制冷；基本概念；操作技巧；匹配；技術(shù)性能；技術(shù)故障

單級機(jī)械壓縮式制冷機(jī)(設(shè)備)即冷風(fēng)機(jī)、去濕機(jī)、空調(diào)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(shù)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(xùn)手冊》(簡稱《培訓(xùn)手冊》)。 內(nèi)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(yùn)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(guān)聯(lián)。顯示“制冷基本概念”的循環(huán)程序圖上有壓縮機(jī)，筆者認(rèn)為“制冷操作技巧”應(yīng)該是“機(jī)械壓縮式制冷操作技巧”。

電冰箱是產(chǎn)量和消費(fèi)量最大的使用環(huán)保制冷劑的機(jī)械壓縮式制冷機(jī)。它的毛細(xì)管節(jié)流的制冷技術(shù)比膨脹閥節(jié)流的制冷技術(shù)更復(fù)雜，更精深。但是《培訓(xùn)手冊》里沒有毛細(xì)管。膨脹閥又不能代替毛細(xì)管。

本文針對《培訓(xùn)手冊》內(nèi)容予以更正和補(bǔ)充，包括從實(shí)踐中獲得的“機(jī)械壓縮式制冷基本概念”及其指導(dǎo)并開拓創(chuàng)新的“壓縮機(jī)在制冷機(jī)上的匹配技巧”就是“機(jī)械壓縮式制冷操作技巧”，以期落實(shí)聯(lián)合國“臭氧行動計劃”。

1 理論創(chuàng)新：機(jī)械壓縮式制冷基本概念

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

圖1 機(jī)械壓縮式制冷循環(huán)工質(zhì)狀態(tài)圖

機(jī)械壓縮式制冷機(jī)(設(shè)備)在其氣候類型的“環(huán)境溫度”里周期運(yùn)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(zhì)狀態(tài)圖”的壓縮機(jī)的“瞬時工況”條件：①“冷凝溫度”tk和與冷凝溫度飽和對應(yīng)的壓縮機(jī)排氣壓力Pd(工藝參數(shù))；②“過冷溫度”tu：膨脹閥、毛細(xì)管前制冷工質(zhì)過冷液溫度；③“蒸發(fā)溫度”t0和與“蒸發(fā)溫度”飽和對應(yīng)的壓縮機(jī)吸氣壓力Ps(工藝參數(shù))；④“吸氣溫度”ts：壓縮機(jī)吸氣口的制冷工質(zhì)過熱蒸氣的溫度。

1.1 “循環(huán)工質(zhì)狀態(tài)圖”上蒸發(fā)器始端顯示的“機(jī)械壓縮式制冷基本概念”(對《培訓(xùn)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(shí)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(jī)(空調(diào)壓縮機(jī))的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)冷量試驗(yàn)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?，誤差之大。

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

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

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

制冷工質(zhì)在冷凝器內(nèi)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(jìn)一步冷卻為過冷液?？芍?，冷凝器內(nèi)的氣液被飽和液面分開。當(dāng)制冷循環(huán)在確定的壓縮機(jī)工況條件下穩(wěn)定運(yùn)行時，飽和液面時時刻刻更新，位置不變。

2 科技創(chuàng)新：機(jī)械壓縮式制冷操作技巧

“機(jī)械壓縮式制冷操作技巧”就是壓縮機(jī)在制冷機(jī)上的“匹配技巧”。“兩臺壓縮機(jī)在同一臺制冷機(jī)上的匹配圖”(圖2，簡稱“匹配圖”)即兩臺壓縮機(jī)分別在同一臺制冷機(jī)上的匹配圖。顯示“機(jī)械壓縮式制冷操作技巧”。

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

“匹配圖”顯示出壓縮機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)冷量和制冷系統(tǒng)中的制冷劑量、毛細(xì)管或膨脹閥的制冷工質(zhì)流量三個匹配參量和由它們匹配形成的壓縮機(jī)在制冷機(jī)上的工況參數(shù)、工藝參數(shù)、制冷量和制冷機(jī)控制壓縮機(jī)開停的冷室的制冷負(fù)荷(狹義制冷負(fù)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(yīng))之間的相關(guān)關(guān)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(jī)“吸氣溫度”合適的情況下確定和做比較。因此，壓縮機(jī)工況參數(shù)“吸氣溫度”始終在斑馬線上。以保證壓縮機(jī)運(yùn)行安全。掌握這些參數(shù)、參量的相關(guān)關(guān)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(yàn)就能得心應(yīng)手地做好壓縮機(jī)在制冷機(jī)(設(shè)備)上的科學(xué)“匹配”。因此“匹配圖”是壓縮機(jī)在制冷機(jī)(設(shè)備)上的“匹配技巧”，即“機(jī)械壓縮式制冷操作技巧”。

1—壓縮機(jī)CI和CII的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)冷量；2—Q1：壓縮機(jī)在制冷機(jī)上的制冷量；3—QⅠ：制冷機(jī)的制冷量、制冷負(fù)荷；：制冷機(jī)控溫冷室的制冷量、制冷負(fù)荷；5—R：制冷機(jī)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(xì)管(膨脹閥)制冷劑流量；8—ts：壓縮機(jī)“吸氣溫度”；9—“蒸發(fā)溫度”t0與“吸氣壓力”Ps飽和對應(yīng)；10—Pd壓縮機(jī)“排氣壓力”；11—ε：壓力比ε=Pd/Ps；12—毛細(xì)管節(jié)流的制冷機(jī)：增加(減少)制冷系統(tǒng)里的制冷劑量或增大(減小)毛細(xì)管的制冷劑流量，能使壓縮機(jī)“吸氣溫度”降低(升高)。圖2 兩臺壓縮機(jī)在同一臺制冷機(jī)上的匹配圖

機(jī)械壓縮式制冷機(jī)(設(shè)備)試制時，用“匹配圖”，精確選配壓縮機(jī)，并做到最佳匹配；在生產(chǎn)線上更換使用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)冷量不同的壓縮機(jī)時，用“匹配圖”，能快捷、簡便地按照制冷機(jī)(設(shè)備)設(shè)計者的要求對更換的壓縮機(jī)，做好匹配；用“匹配圖”，能優(yōu)化壓縮機(jī)、制冷機(jī)(設(shè)備)的“技術(shù)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(dāng)而引發(fā)的“技術(shù)故障”……。

使用“匹配圖”的“機(jī)械壓縮式制冷操作技巧”舉例：

(1)當(dāng)制冷機(jī)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(jī)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(jī)經(jīng)正規(guī)檢測，振動級、噪聲級超標(biāo)。壓縮機(jī)的性能質(zhì)量沒問題，屬于“技術(shù)故障”。原因是“壓力比”過大。看“匹配圖”右下部和制冷特性曲線，可找到匹配方法：適當(dāng)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(jī)、制冷機(jī)的振動級和噪聲級。

很顯然對上述的“機(jī)械壓縮式制冷操作技巧”，生產(chǎn)、制造機(jī)械壓縮式制冷機(jī)(設(shè)備)的工程技術(shù)人員和技術(shù)工人能很容易地運(yùn)用“匹配圖”找到它。而要想對“機(jī)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(jī)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(jī)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(xùn)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?yàn)椤皺C(jī)械壓縮式新概念制冷技術(shù)”

X21

A

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

引用文獻(xiàn)格式：盧柱華.關(guān)于機(jī)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.