系统学习制冷设备知识（2）：制冷压缩机名义工况、制冷剂替代对制冷压缩机影响

上一篇文章，我们详细介绍了制冷压缩机的种类及各类型压缩机的结构简图。下面的文章我们开始详细介绍每一种制冷压缩机的工作原理、结构与性能参数。

制冷压缩机的性能参数，如制冷量、输入功率、性能系数，均与工况有关。为了比较、选用和设计，有必要规定统一的工况。在名义工况下进行比较。不同类别制冷压缩机有不同的名义工况值。

下面列出了活塞式单级制冷压缩机、螺杆式制冷压缩机、全封闭涡旋式制冷压缩机以及当下较热门的容积式CO2制冷压缩机的名义工况。

有机制冷剂压缩机名义工况见表：

无机制冷剂（R717）压缩机名义工况见表：

使用范围：

螺杆式制冷压缩机及机组名义工况见表：

使用范围：

全封闭涡旋式制冷压缩机名义工况见表：

使用范围：

容积式 CO2 制冷压缩机名义工况见表：

下图所示为原来常用的 CFC?11、 CFC?12、 HCFC?22 和 R502 及其替代制冷剂 （箭头横线下） 的应用领域。

除了上图所示的氟利昂制冷剂和碳氢化合物制冷剂外，目前CO2制冷剂也受到了人们的重视。

CO2有很多优点：GWP值低，传热性能和流动性好，单位体积的制冷能力比R22大5倍，与材料相容性好，无需回收制冷剂的“再循环”，价格低。它的主要问题是在制冷系统内压力很高，节流损失大。

新的制冷剂的开发和应用对压缩机的设计和选型会产生一定的影响，  主要是由于这些制冷剂与原有制冷剂的热物性 （饱和蒸气压） 以及对冷冻机油的相溶性不同。 新型制冷剂对压缩机的影响大致可以分为三种情况。 

第一种情况是对压缩机没有影响，可直接充灌（有时需改变润滑油）。例如，非共沸混合制冷剂 R407C对R22的替代，由于两者热物性接近，相同温度下 R407C的饱和压力略高于R22， 原应用R22的系统用R407C 后压缩机可不做任何改动。 

第二种情况是对压缩机有一定影响，关键部件需要重新设计 。例如，共沸混合制冷剂R410A对R22的替代。R410A的蒸发压力是R22 的1.5倍，因此，压缩机的主要受力部件要重新设计。

第三种情况是影响很大，压缩机需要重新设计。 例如，极具潜力的制冷剂CO2， 据目前已开发的样机数据，吸气压力达3.5～4.0MPa，排气压力达8.0～11.0MPa， 是传统工质工作压力的5～10倍，设计时减小活塞直径并增加气缸数，使曲轴负荷和输气量处在合适的范围内。此外，CO2 制冷循环是跨临界循环，节流压差较大，蕴含有较高的能量，可采用膨胀机回收一部分节流能量。为此开发了膨胀机-压缩机一体式结构。