目前一些高級(jí)出口水產(chǎn)凍品與凍淇淋等生產(chǎn)工藝往往要求制冷的蒸發(fā)溫度達(dá)到- 35 - 45 ，甚至更低些。這雖然可采用活塞機(jī)雙級(jí)壓縮R22或R502制冷系統(tǒng)來獲得，但是R22與R502價(jià)格都很昂貴，且一般大型活塞式制冷機(jī)難免由泄漏而造成制冷劑的巨大浪費(fèi)；另外因其具有破壞臭氧層給全球環(huán)保造成嚴(yán)重的危害，因而難以廣泛采用。如果采用氨活塞式雙級(jí)壓縮機(jī)制冷，也會(huì)碰到一系列難以解決的技術(shù)難題。眾所周知，當(dāng)氨的蒸發(fā)溫度為- 45時(shí)，與其相對(duì)應(yīng)的蒸氣絕對(duì)壓力為0. 0545MPa；制冷系統(tǒng)在這樣低的蒸發(fā)壓力下，活塞機(jī)的回氣壓力已形成所謂的超負(fù)壓工況。這樣活塞機(jī)的容積效率大為下降，制冷效果大大地降低，而耗能卻為之增加，同時(shí)還會(huì)引發(fā)一系列弊端；為此在設(shè)計(jì)及生產(chǎn)管理和操作方面應(yīng)當(dāng)慎重考慮。如某廠采用了國(guó)產(chǎn)單機(jī)雙級(jí)氨活塞式壓縮機(jī)制冷，雖然其蒸發(fā)溫度能降到- 45 ，但生產(chǎn)不久，該壓縮機(jī)的氣缸活塞等運(yùn)行部件就更換了一大批。究其原因，由于氨制冷系統(tǒng)蒸發(fā)溫度太低而導(dǎo)致回氣壓力過低，單機(jī)雙級(jí)活塞壓縮機(jī)的低壓缸已形成超負(fù)壓運(yùn)行工況，使壓縮機(jī)的容積效率大為下降使排氣溫度急劇上升；進(jìn)而引起機(jī)油溫度上升使?jié)櫥唾|(zhì)變壞，壓縮機(jī)因潤(rùn)滑不良而加重磨擦，使消耗磨擦功所產(chǎn)生的熱量增加，轉(zhuǎn)而又促使機(jī)油溫度急劇上升。

　　壓縮機(jī)氣缸活塞等運(yùn)動(dòng)部件因潤(rùn)滑惡化而加速了磨損，其使用壽命必然大為縮短而報(bào)廢。

　　鑒于氨雙級(jí)活塞式壓縮機(jī)制冷在負(fù)壓運(yùn)行所遇到上述技術(shù)問題，下面就螺桿機(jī)氨制冷負(fù)壓運(yùn)行與濕壓縮工況的特性進(jìn)行探討；從而展望其實(shí)際應(yīng)用的遠(yuǎn)景。

　　1、在相同壓力比下螺桿機(jī)容積效率普遍比活塞機(jī)高。

　　從武漢冷凍機(jī)廠螺桿機(jī)及活塞機(jī)容積效率與壓力比關(guān)系圖應(yīng)補(bǔ)充該圖可以看出，在相同壓力比下，螺桿機(jī)的容積效率普遍較活塞機(jī)高，尤其是螺桿機(jī)在壓力比非常大的工況下仍然能夠保持較高的容積效率。例如單級(jí)活塞機(jī)冷凝壓力與蒸發(fā)壓力之比等于8的容積效率大約與單級(jí)螺桿機(jī)冷凝壓力與蒸發(fā)壓力比等于20的容積效率相似；若單級(jí)活塞機(jī)冷凝壓力與蒸發(fā)壓力比為20時(shí)，其容積效率幾乎接近零。根據(jù)熱力學(xué)壓縮機(jī)容積效率的理論，當(dāng)壓縮機(jī)容積效率太小或接近于零時(shí)，不但制冷系數(shù)與制冷效果急劇下降，而且壓縮機(jī)的排氣溫度會(huì)急劇上升而引起一些弊端，此時(shí)壓縮機(jī)無疑是做虛功而根本無法制冷。

　　相比之下，由于螺桿機(jī)既無活塞進(jìn)排氣閥所造成的吸氣與排氣阻力損耗、又無活塞機(jī)那樣明顯的由壓縮余隙所造成容積效率的損失。

　　因而螺桿機(jī)用于低蒸發(fā)溫度制冷系統(tǒng)時(shí)（即制冷系統(tǒng)冷凝壓力與蒸發(fā)壓力之比較大時(shí)） ，不會(huì)發(fā)生活塞機(jī)那樣容積效率與制冷效果急劇下降而排氣溫度急劇上升的現(xiàn)象。如以二次進(jìn)氣螺桿機(jī)用于氨負(fù)壓運(yùn)行制冷系統(tǒng)，僅加一個(gè)經(jīng)濟(jì)器（熱交換器）其容積效率及制冷量就可大幅度提高而節(jié)能。當(dāng)蒸發(fā)溫度降低至- 50 ，其排氣溫度雖低但也無影響。

　　2.螺桿機(jī)排氣溫度低與濕壓縮工況的探討

　　螺桿機(jī)排氣溫度低的原因除了上述因其容積效率普遍高外，還因其設(shè)有特殊的噴油系統(tǒng)與油冷卻水系統(tǒng)。在壓縮過程中，螺桿機(jī)噴油系統(tǒng)向其陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子形成的壓縮腔密封面不斷噴入經(jīng)過水冷卻的冷凍機(jī)油。噴入冷凍機(jī)油對(duì)壓縮過程不僅起到有效密封與潤(rùn)滑及消除噪聲的作用，而且還起到了帶走熱量和磨屑等臟物的作用，因而螺桿機(jī)在整個(gè)壓縮過程就能夠達(dá)到接近等溫壓縮過程。根據(jù)熱力學(xué)理論，相同工質(zhì)絕熱壓縮達(dá)到終點(diǎn)壓力的溫度高于等溫壓縮達(dá)到相同終點(diǎn)壓力的溫度，因而螺桿機(jī)排氣溫度比活塞機(jī)低得多，一般只有90左右。

　　另外，由于螺桿機(jī)運(yùn)行壓縮不會(huì)因回氣中夾帶少量制冷劑液體和機(jī)油而發(fā)生液擊危險(xiǎn)；為了提高制冷效果，可適當(dāng)增加蒸發(fā)器供液量，從而防止回氣過熱也可大大降低排氣溫度。這里特別指出的是根據(jù)熱力學(xué)逆卡諾循環(huán)的理論，為了極大地提高制冷系數(shù)，必須設(shè)法控制制冷循環(huán)的四個(gè)過程各自盡量接近*高理想的逆卡諾循環(huán)四個(gè)相對(duì)應(yīng)的過程；因而必須要求壓縮過程能夠完全控制在濕蒸氣區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。才能接著下一個(gè)循環(huán)也能控制在濕蒸氣區(qū)域內(nèi)進(jìn)行等溫等壓冷凝過程。但是這種回氣中帶有液體的濕壓縮在活塞機(jī)運(yùn)行時(shí)必須加以防止，以避免發(fā)生液擊危險(xiǎn)。這里值得特別探討的是由于螺桿機(jī)具有上述抗液擊危險(xiǎn)的能力，相信經(jīng)過深入探索研究和開發(fā)，也許人們終將設(shè)法達(dá)到螺桿機(jī)壓縮過程能夠部分乃至完全控制在濕蒸氣區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，使其壓縮過程可望能接近乃至超過逆卡諾循環(huán)絕熱壓縮過程；另外如上述螺桿機(jī)整個(gè)壓縮過程能夠達(dá)到接近等溫壓縮過程共同相互的作用，因而螺桿機(jī)在濕蒸氣區(qū)域內(nèi)進(jìn)行濕壓縮的溫熵圖大概如圖2所示。圖3為逆卡諾循環(huán)溫熵圖，二者圖形相比除上下二邊基本相同而左右二邊有所不同，但二者圖形所包圍的面積相差無幾，因而其制冷系數(shù)可望能夠非常接近逆卡諾循環(huán)而獲得極大提高。

　　3、螺桿機(jī)負(fù)壓運(yùn)行時(shí)，可避免外界空氣從其軸封竄入制冷系統(tǒng)。

　　活塞機(jī)制冷系統(tǒng)負(fù)壓運(yùn)行時(shí)，其回氣壓力低于外界空氣壓力，曲軸箱及其軸封形成負(fù)壓。

　　由于外界空氣壓力比曲軸箱及其軸封壓力高，特別是當(dāng)軸封密封性能不良與曲軸箱負(fù)壓太大時(shí)，外界空氣就可能從其轉(zhuǎn)動(dòng)的軸封竄入制冷系統(tǒng)。如果外界空氣及空氣中水分竄入制冷系統(tǒng)，不但使制冷效果下降、耗能增加，而且混入的水分還會(huì)造成制冷系統(tǒng)發(fā)生冰堵和化學(xué)腐蝕等弊端；因而必須頻繁地排除混入制冷系統(tǒng)的空氣及水分。螺桿機(jī)軸封油壓一般比壓縮機(jī)排氣壓力高0. 3MPa左右。當(dāng)螺桿機(jī)制冷系統(tǒng)負(fù)壓運(yùn)行時(shí)，由于螺桿機(jī)軸封壓力比外界空氣壓力高，就可防止外界空氣從其轉(zhuǎn)動(dòng)的軸封竄入制冷系統(tǒng)。如果制冷系統(tǒng)閥桿等其他部位能夠保持其密封不漏，就可完全避免外界空氣竄入制冷系統(tǒng)。

　　4、根據(jù)實(shí)際考慮是否采用螺桿機(jī)雙級(jí)壓縮或經(jīng)濟(jì)器。

　　根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)及上述對(duì)螺桿機(jī)氨制冷系統(tǒng)負(fù)壓運(yùn)行工況分析，單級(jí)螺桿機(jī)氨制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度*低能夠達(dá)到- 40 ，并且可使制冷系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化，節(jié)省設(shè)備投資及管理費(fèi)用。螺桿機(jī)雙級(jí)壓縮氨制冷系統(tǒng)用于負(fù)壓運(yùn)行時(shí)，雖然具有一定的節(jié)能優(yōu)越性，但卻使制冷系統(tǒng)復(fù)雜化且須增加設(shè)備投資和管理費(fèi)用；因而需要綜合分析，根據(jù)實(shí)際情況考慮是否采用螺桿機(jī)雙級(jí)壓縮或經(jīng)濟(jì)器（二次進(jìn)氣螺桿式制冷壓縮機(jī)）。

　　5、研究開發(fā)應(yīng)用螺桿機(jī)氨制冷系統(tǒng)負(fù)壓運(yùn)行及其濕壓縮意義重大而深遠(yuǎn)。

　　由于HCFC與CFC在全球范圍內(nèi)已逐步被禁用，世界許多國(guó)家都在再次深入研究開發(fā)各種氨制冷系統(tǒng)應(yīng)用的前景。特別是隨著我國(guó)加入WTO形勢(shì)的發(fā)展，知識(shí)經(jīng)濟(jì)全球化勢(shì)不可擋，世界各國(guó)互相依賴互相競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈。

　　為了提高我國(guó)食品冷藏制冷行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，形勢(shì)發(fā)展迫使我國(guó)食品凍結(jié)物冷藏間的溫度必須從原來常用- 18降低到- 25以下，相應(yīng)地氨的蒸發(fā)溫度必須從原來常用- 28降低到- 35以下，而氨的絕對(duì)蒸發(fā)壓力則從原來常用0. 1315MPa降低到0. 0932MPa以下（負(fù)壓） ；急凍間的溫度也必須從原來常用- 23降低到- 30以下，相應(yīng)地氨的蒸發(fā)溫度必須從原來常用- 33相應(yīng)地降低到- 40以下，而氨的絕對(duì)蒸發(fā)壓力則從原來常用0. 1030MPa降低到0. 0717MPa（負(fù)壓）以下。因此我國(guó)食品冷藏制冷行業(yè)亦必須迅猛地發(fā)展，千方百計(jì)地在科技創(chuàng)新方面尋求突破口；同時(shí)還必須對(duì)我國(guó)現(xiàn)有冷庫(kù)及制冷系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行必要的技術(shù)改造與技術(shù)革新，否則就會(huì)在全球化激烈競(jìng)爭(zhēng)中敗下陣來。由于螺桿機(jī)氨制冷系統(tǒng)能夠負(fù)壓運(yùn)行及抗液擊危險(xiǎn)的能力等獨(dú)特的優(yōu)越性，不但能夠滿足許多冷凍加工生產(chǎn)要求擴(kuò)大制冷溫度較低的范圍，而且可以取得廣泛而巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。鑒于目前制冷技術(shù)尚未取得重大的突破，在跨入新世紀(jì)很長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，深入研究開發(fā)應(yīng)用螺桿機(jī)氨制冷系統(tǒng)負(fù)壓運(yùn)行及其濕壓縮以滿足許多生產(chǎn)工藝要求擴(kuò)大制冷溫度較低的溫度，其意義無疑是十分重大而深遠(yuǎn)的。