來(lái)源：中國(guó)壓縮機(jī)網(wǎng)
單螺桿壓縮機(jī)是近十幾年發(fā)展起來(lái)的新型容積式壓縮機(jī)。它具有重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)可*、振動(dòng)噪聲小、維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，在日本被譽(yù)為新時(shí)代的壓縮機(jī)。單螺桿壓縮機(jī)主要用于冷凍機(jī)組、空調(diào)機(jī)和熱泵[1]。以往地源熱泵機(jī)組大都采用往復(fù)壓縮式，隨著壓縮機(jī)技術(shù)的發(fā)展，近幾年來(lái)，單螺桿式壓縮機(jī)在熱泵系統(tǒng)中尤其在大型系統(tǒng)中得到了較多的推廣和應(yīng)用。與往復(fù)活塞式壓縮機(jī)相比，在同樣的工況條件下，它可獲得較高的輸氣系數(shù)。壓縮機(jī)性能，尤其是輸氣系數(shù)和總效率是熱泵和空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)分析和運(yùn)行動(dòng)態(tài)特性分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。鑒于單螺桿式壓縮機(jī)性能的定量分析和研究少有文獻(xiàn)報(bào)道，本文結(jié)合天津市一地下耦合地源熱泵實(shí)際示范工程，對(duì)所采用地源熱泵機(jī)組中的單螺桿式壓縮機(jī)產(chǎn)品樣本數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，具體擬合出了單螺桿式壓縮機(jī)運(yùn)行的輸氣系數(shù)和絕熱效率與壓縮比之間的關(guān)系式，并分析了工作溫度的變化對(duì)壓縮機(jī)循環(huán)性能的影響。
1.輸氣系數(shù)和總效率
所研究的熱泵機(jī)組采用的是MS-14M半封閉單螺桿式壓縮機(jī)，壓縮機(jī)的理論排量為158.24m3/h,ARI額定工況下的制冷量為159.3KW，制冷劑為R22，壓縮機(jī)電機(jī)輸入功率為35.84KW，電機(jī)轉(zhuǎn)速為2880rpm。
1.1輸氣系數(shù)
壓縮機(jī)輸氣系數(shù)（亦稱(chēng)容積效率）是指制冷壓縮機(jī)的實(shí)際輸氣量與理論輸氣量之比[2]，即。根據(jù)產(chǎn)品樣本提供的冷凝溫度分別為35℃、40℃、45℃、50℃、55℃，蒸發(fā)溫度在-15℃～10℃范圍內(nèi)的制冷量，利用作者自己編制的制冷劑物性參數(shù)計(jì)算程序和公式(1)分別計(jì)算出相應(yīng)的輸氣系數(shù)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖1。
λ＝（Qeνs）/((Vn/3600)qe)(1)
式中Qe——蒸發(fā)器吸熱量，kW
Vn——理論排量，m3/h
νs——吸氣狀態(tài)的比容，m3/kg
擬合出關(guān)聯(lián)Pc/Pe的輸氣系數(shù)表達(dá)式（2）,關(guān)聯(lián)式的線性相關(guān)度為93.6％，均方差為2.1×10-2。
λ＝1.06165-0.02411（Pc/Pe）-0.00383（Pc/Pe）2（2）
由圖1可見(jiàn)，壓縮機(jī)工作時(shí)其壓力比Pc/Pe不能太高，即冷凝壓力Pc（也就是冷凝溫度tc）不宜太高，蒸發(fā)壓力Pe（也就是蒸發(fā)溫度te）不宜太低，否則，輸氣系數(shù)λ就會(huì)降低。對(duì)于單螺桿式壓縮機(jī)輸氣系數(shù)在壓縮比為3時(shí)可達(dá)0.95。單螺桿式壓縮機(jī)與活塞式壓縮機(jī)的對(duì)比曲線，其中活塞式壓縮機(jī)輸氣系數(shù)按(3)式計(jì)算[2]?？梢钥闯?，在常用的熱泵運(yùn)行工況范圍內(nèi)，單螺桿式壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)都要高于活塞式壓縮機(jī)。
1.2絕熱效率
絕熱效率是指壓縮機(jī)的理論耗功與實(shí)際耗功之比[2]。同樣由樣本提供的數(shù)據(jù)根據(jù)制冷劑物性參數(shù)計(jì)算程序和公式（4）分別計(jì)算出相應(yīng)的壓縮機(jī)效率。
（4）
根據(jù)計(jì)算結(jié)果，擬合成以下關(guān)聯(lián)式：
η＝-0.14585+0.60256（Pc/Pe）-0.14352（Pc/Pe）2+0.01028（Pc/Pe）3(5)
關(guān)聯(lián)式的線性相關(guān)度為88.125％，均方差為1.47×10-2。
2.工作溫度的變化對(duì)單螺桿式壓縮機(jī)性能的影響
地源熱泵系統(tǒng)的顯著特征就是用地下埋管換熱器回收土壤熱源。該換熱器的傳熱受到地區(qū)氣候、土壤等因素的影響。不同地區(qū)的土壤環(huán)境條件，就會(huì)產(chǎn)生不同的埋管傳熱效果。而這一傳熱過(guò)程的強(qiáng)弱必然使埋地?fù)Q熱器的進(jìn)出口水溫發(fā)生變化，變化的水溫又將導(dǎo)致熱泵系統(tǒng)的冷凝器或蒸發(fā)器的工作溫度發(fā)生變化，從而影響整個(gè)熱泵系統(tǒng)的工作性能[3]。本科研工程采用的地源熱泵機(jī)組中的單螺桿式壓縮機(jī)，其轉(zhuǎn)速、理論輸氣量是不變的，但是由于季節(jié)的變化，引起負(fù)荷的改變，其工作溫度也在發(fā)生變化。工作溫度變化時(shí)，單位質(zhì)量制冷量qe、理論壓縮功wt、循環(huán)制冷劑流量Gr都要發(fā)生改變，從而使制冷量Q0和消耗的功率發(fā)生改變，因?yàn)橹评淞繛椋?
Qe＝qeλ(Vh/3600)/νs(6)
式中Qe——蒸發(fā)器吸熱量，kW
qe——單位質(zhì)量制冷量，kJ/kg
Vn——理論排量，m3/h
νs——吸氣狀態(tài)的比容，m3/kg；
消耗的有效功率為：
Wt=wλ(Vh/3600)/（νsη）(7)
由上述可見(jiàn)，同一臺(tái)熱泵壓縮機(jī)制冷量Qe、有效功率Wt分別與輸氣系數(shù)λ及單位容積制冷量qe，壓縮機(jī)的總效率η，及單位容積壓縮功w等數(shù)值有關(guān)。
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