來源：中國壓縮機網
單螺桿壓縮機是近十幾年發展起來的新型容積式壓縮機。它具有重量輕、體積小、結構簡單、運轉可*、振動噪聲小、維護簡便等優點，在日本被譽為新時代的壓縮機。單螺桿壓縮機主要用于冷凍機組、空調機和熱泵[1]。以往地源熱泵機組大都采用往復壓縮式，隨著壓縮機技術的發展，近幾年來，單螺桿式壓縮機在熱泵系統中尤其在大型系統中得到了較多的推廣和應用。與往復活塞式壓縮機相比，在同樣的工況條件下，它可獲得較高的輸氣系數。壓縮機性能，尤其是輸氣系數和總效率是熱泵和空調系統循環分析和運行動態特性分析的基礎數據。鑒于單螺桿式壓縮機性能的定量分析和研究少有文獻報道，本文結合天津市一地下耦合地源熱泵實際示范工程，對所采用地源熱泵機組中的單螺桿式壓縮機產品樣本數據分析的基礎上，具體擬合出了單螺桿式壓縮機運行的輸氣系數和絕熱效率與壓縮比之間的關系式，并分析了工作溫度的變化對壓縮機循環性能的影響。
1.輸氣系數和總效率
所研究的熱泵機組采用的是MS-14M半封閉單螺桿式壓縮機，壓縮機的理論排量為158.24m3/h,ARI額定工況下的制冷量為159.3KW，制冷劑為R22，壓縮機電機輸入功率為35.84KW，電機轉速為2880rpm。
1.1輸氣系數
壓縮機輸氣系數（亦稱容積效率）是指制冷壓縮機的實際輸氣量與理論輸氣量之比[2]，即。根據產品樣本提供的冷凝溫度分別為35℃、40℃、45℃、50℃、55℃，蒸發溫度在-15℃～10℃范圍內的制冷量，利用作者自己編制的制冷劑物性參數計算程序和公式(1)分別計算出相應的輸氣系數，計算結果見圖1。
λ＝（Qeνs）/((Vn/3600)qe)(1)
式中Qe——蒸發器吸熱量，kW
Vn——理論排量，m3/h
νs——吸氣狀態的比容，m3/kg
擬合出關聯Pc/Pe的輸氣系數表達式（2）,關聯式的線性相關度為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，壓縮機工作時其壓力比Pc/Pe不能太高，即冷凝壓力Pc（也就是冷凝溫度tc）不宜太高，蒸發壓力Pe（也就是蒸發溫度te）不宜太低，否則，輸氣系數λ就會降低。對于單螺桿式壓縮機輸氣系數在壓縮比為3時可達0.95。單螺桿式壓縮機與活塞式壓縮機的對比曲線，其中活塞式壓縮機輸氣系數按(3)式計算[2]。可以看出，在常用的熱泵運行工況范圍內，單螺桿式壓縮機的輸氣系數都要高于活塞式壓縮機。
1.2絕熱效率
絕熱效率是指壓縮機的理論耗功與實際耗功之比[2]。同樣由樣本提供的數據根據制冷劑物性參數計算程序和公式（4）分別計算出相應的壓縮機效率。
（4）
根據計算結果，擬合成以下關聯式：
η＝-0.14585+0.60256（Pc/Pe）-0.14352（Pc/Pe）2+0.01028（Pc/Pe）3(5)
關聯式的線性相關度為88.125％，均方差為1.47×10-2。
2.工作溫度的變化對單螺桿式壓縮機性能的影響
地源熱泵系統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氣候、土壤等因素的影響。不同地區的土壤環境條件，就會產生不同的埋管傳熱效果。而這一傳熱過程的強弱必然使埋地換熱器的進出口水溫發生變化，變化的水溫又將導致熱泵系統的冷凝器或蒸發器的工作溫度發生變化，從而影響整個熱泵系統的工作性能[3]。本科研工程采用的地源熱泵機組中的單螺桿式壓縮機，其轉速、理論輸氣量是不變的，但是由于季節的變化，引起負荷的改變，其工作溫度也在發生變化。工作溫度變化時，單位質量制冷量qe、理論壓縮功wt、循環制冷劑流量Gr都要發生改變，從而使制冷量Q0和消耗的功率發生改變，因為制冷量為：
Qe＝qeλ(Vh/3600)/νs(6)
式中Qe——蒸發器吸熱量，kW
qe——單位質量制冷量，kJ/kg
Vn——理論排量，m3/h
νs——吸氣狀態的比容，m3/kg；
消耗的有效功率為：
Wt=wλ(Vh/3600)/（νsη）(7)
由上述可見，同一臺熱泵壓縮機制冷量Qe、有效功率Wt分別與輸氣系數λ及單位容積制冷量qe，壓縮機的總效率η，及單位容積壓縮功w等數值有關。
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