理想制冷循環(huán)中，一般將壓縮過程視為等熵過程。由工程熱力學(xué)知識可知，工質(zhì)作等熵壓縮所消耗的功率*大，等溫壓縮所消耗的功率*小，多變壓縮（<<消耗功率介于兩者之間，如圖i所示?？梢?，從節(jié)省壓縮機(jī)能耗角度考慮，*好的方案是采用等溫壓縮。等溫壓縮的實現(xiàn)，可以有效降低壓縮機(jī)輸入功率、抑制排氣溫度過高，進(jìn)而降低制冷系統(tǒng)的冷凝負(fù)荷。

　　1等溫壓縮技術(shù)1.1熱力學(xué)實現(xiàn)理論上，對制冷壓縮機(jī)中氣態(tài)制冷劑直接進(jìn)行等溫壓縮，會使制冷劑狀態(tài)進(jìn)入液相區(qū)，即出現(xiàn)“濕壓縮”現(xiàn)象，這是不允許的，實際物理過程也無法實現(xiàn)。只能設(shè)法通過降低壓縮機(jī)整機(jī)及其部件的溫度*大程度地降低壓縮腔內(nèi)制冷劑溫度，從而獲得與等溫壓縮過程近似的效果。

　　本質(zhì)上，對于壓縮機(jī)高溫部件的冷卻處理，是利用熱量管理手段實現(xiàn)能量的優(yōu)化利用。對制冷劑壓縮過程進(jìn)行冷卻處理，可從以下方面展開：1）在壓縮過程中移去制冷劑攜帶的熱量，減小壓縮功，提高整機(jī)效率；）移去排氣中的熱量，減小熱量向吸氣的熱傳遞；3）冷卻電機(jī)或殼體，提高電機(jī)效率，同時減少向吸氣的熱傳遞。

　　1.2等熵-等溫壓縮與等熵壓縮過程耗功對比按通常吸氣狀態(tài)對壓縮機(jī)中的制冷工質(zhì)進(jìn)行等溫壓縮，極有可能在到達(dá)排氣壓力前便開始出現(xiàn)液滴，不具可行性。若能找到一種壓縮方法，既讓壓縮后工質(zhì)的溫度變化不大，又不會在壓縮過程中出現(xiàn)液滴，此時壓縮消耗的功率比等熵壓縮要小。理論上可采用先等熵、再等溫的壓縮路徑，即先將制冷劑從吸氣狀態(tài)等熵壓縮到中間狀態(tài)，再從中間狀態(tài)等溫壓縮到終了狀態(tài)。

　　以下定量分析等熵等溫壓縮過程（將壓縮過程拐點假定為制冷循環(huán)的冷凝溫度）和等熵壓縮過程的功耗情況，理論驗證等溫壓縮的技術(shù)意義。

　　表1標(biāo)準(zhǔn)工況參數(shù)工況參數(shù)吸氣排氣蒸發(fā)壓力九/壓力Ai/溫度/冷凝溫度吸氣溫度閥前溫度數(shù)值如所示，等熵壓縮過程在圖上可表示為1一V―2，其壓縮功相當(dāng)于1一2―5一6一1區(qū)域所包圍的面積；先等熵再等溫壓縮過程在圖上可表示為1一1'一2'，其壓縮功相當(dāng)于1一2'― 5―6―1區(qū)域所包圍的面積，相對于等熵壓縮過程，其耗功節(jié)省V―2―2'一V區(qū)域所包圍的面積。

　　對使用R22和R410A制冷劑的系統(tǒng)分別進(jìn)行表1工況下上述2種壓縮路徑耗功量計算（以下為R22系統(tǒng)計算過程）：等熵-等溫壓縮過程示功圖及壓-焓圖等熵等溫壓縮過程耗功過程總功耗等于1一1等熵過程的功耗與1一2'等溫過程的功耗之和。通過確定1和1狀態(tài)參數(shù)，得出1一1等熵壓縮過程消耗功（k/kg）為：/，――hi―439.2――428. 6―10.6.寺溫過程壓縮功，即1一2'一5―7一1區(qū)域所包圍的面積，采用差分法進(jìn)行計算?？梢源_定：九一2.146MPa，和一0.915MPa，將其差分成10個等份，則每個壓力步長為0.123MPa.1一2'過程的曲線為等溫線，可根據(jù)壓力和溫度求出每個步長對應(yīng)點的比容，再依次積分，即可求得〗1，〗3，〗10的面積，如所示。計算結(jié)果如下12. =9.34k/kg.可得，該等熵――等溫壓縮過程總消耗功（k/kg）：u1 =10.6+12.77+9.34―32.71.可見，若使得制冷壓縮機(jī)壓縮過程（部分階段）維持在等溫過程，對節(jié)省壓縮機(jī)功耗具有表2標(biāo)準(zhǔn)工況下不同壓縮過程的耗功比較制冷劑等熵――等溫壓縮過程等熵壓縮消節(jié)省率/ 2準(zhǔn)等溫壓縮冷卻方案實現(xiàn)滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)運行過程中，曲軸轉(zhuǎn)速非?？欤瑝嚎s氣體生成熱很難及時排除，壓縮過程接近絕熱過程。要將熱量迅速排除，實現(xiàn)實際壓縮過程等溫化，有必要采用相應(yīng)的冷卻方案。

　　以下對滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，依據(jù)壓縮機(jī)內(nèi)制冷劑氣體壓縮流程，從汽缸內(nèi)熱量移出、缸外電機(jī)部件冷卻2個關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行準(zhǔn)等溫壓縮技術(shù)的應(yīng)用探討。

　　2.1汽缸冷卻基于等溫壓縮理論，對壓縮機(jī)制冷劑氣體的壓縮載體――汽缸進(jìn)行降溫冷卻，是提升性能和效率的有效途徑之一；排氣溫度降低、排氣密度提高，排氣閥、消聲器及排氣管道中的制冷劑氣體流速和壓損也會相應(yīng)減小。但汽缸冷卻的實施難點在于：由于壓縮速度極快，相對吸氣過程，壓縮過程可用于熱交換的時間非常短；同時移出過多的熱量有使制冷劑在壓縮過程中冷凝的危險，可能會導(dǎo)致閥片、摩擦副承受過高壓力而失效。

　　按技術(shù)實施方式劃分，汽缸冷卻可分為直接冷卻和間接冷卻2種方式。直接冷卻是在汽缸腔體內(nèi)注入低溫流體與制冷劑直接接觸的熱交換；間接冷卻是通過冷卻汽缸壁面，借助汽缸壁內(nèi)外側(cè)的熱傳導(dǎo)冷卻汽缸內(nèi)的制冷劑。

　　直接冷卻一類常用的直接冷卻方案是直接向吸氣流注入冷凍機(jī)油。吸氣和壓縮過程中的制冷劑高湍氣流會將冷凍機(jī)油強(qiáng)制分散，使其與制冷劑間有充分的面積進(jìn)行熱交換，有效吸收壓縮過程中產(chǎn)生的熱量。由于冷凍機(jī)油的比熱容遠(yuǎn)高于制冷劑氣體的比熱容，其吸收熱量后不會出現(xiàn)明顯溫升。另一方面，壓縮過程中的熱量吸收雖有助于減少制冷劑的壓縮功，但冷凍機(jī)油在壓縮過程中會不可避免地消耗部分功。關(guān)于冷凍機(jī)油這類不可壓縮流體的壓縮耗功具體量化數(shù)據(jù)有待做進(jìn)一步理論和試驗研究。理論評估時可假定冷凍機(jī)油密度恒定。不可壓縮流體的壓縮耗功可用下式表示：此外，建議對汽缸吸排氣通道做深入詳細(xì)的CFD研究，確認(rèn)由冷凍機(jī)油注入可能帶來的制冷劑氣流的壓力損失；同時針對轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的排氣閥片做補強(qiáng)設(shè)計的。

　　節(jié)流降溫后的液態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)的引流部分，參與汽缸內(nèi)的制冷劑壓縮過程，需要消耗壓縮機(jī)的部分功率，但通過對引流節(jié)流裝置流量和管徑的控制，引流制冷劑的壓縮耗功相對于制冷劑近等溫壓縮過程節(jié)省的功要少得多?？傊?，通過對引流制冷劑進(jìn)行參數(shù)控制，可以有效減小壓縮機(jī)的能耗，使制冷劑的壓縮過程達(dá)到與等溫壓縮過程相近的效果，并降低制冷劑排氣溫度。

　　電機(jī)部件冷卻在室溫下，銅的電阻變化率為0. 393%/°C；而歐姆損失是電阻與電流平方的乘積，降低電機(jī)繞線溫度將有效減小電機(jī)電阻，有利于電機(jī)效率的提高。冷卻電機(jī)的種方法是，將電機(jī)充分浸入冷凍機(jī)油，并將油泵到外部的油冷卻循環(huán)進(jìn)行降溫。而當(dāng)前的滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)為高背壓結(jié)構(gòu)，電機(jī)位于泵體之上，利用冷凍機(jī)油實現(xiàn)電機(jī)冷卻是值得設(shè)計人員深入探討的重要課題。

　　3結(jié)束語探討制冷壓縮機(jī)工作過程中階段性等溫壓縮的節(jié)能意義，并基于準(zhǔn)等溫壓縮理論，以滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)為對象，分別探討壓縮機(jī)的汽缸部和電機(jī)部的冷卻方案：汽缸部冷卻。缸內(nèi)冷卻方案，由于壓縮過程迅速，直接冷卻汽缸效果并不明顯，向吸氣流中注入冷凍機(jī)油或低溫制冷劑，通過直接的熱交換可充分冷卻制冷劑；缸外冷卻方案，在缸體上開設(shè)引流槽，直接引入制冷系統(tǒng)中的外部低溫液體制冷劑作為冷源，實施缸體冷卻。

　　電機(jī)冷卻：油冷是重點關(guān)注的技術(shù)方案，由于受限于轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的既有結(jié)構(gòu)，其可行性有待進(jìn)一步的實驗與理論研究。

　　總之，通過轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)汽缸部和電機(jī)部等各功能段的熱量管理，使得壓縮機(jī)內(nèi)氣體壓縮過程向等溫路徑逼近，有效降低輸入功率消耗和控制制冷劑的排氣溫度。準(zhǔn)等溫壓縮技術(shù)對于轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化具有重要的指導(dǎo)意義。