制冷压焓图中压缩过程的讲解

压缩过程： 是制冷循环的 “动力核心”，其作用是通过消耗机械功，将蒸发器出口的低温低压制冷剂蒸汽，提升为高温高压蒸汽，为后续的冷凝放热创造条件。该过程在压焓图上表现为一条从低压过热蒸汽区指向高压过热蒸汽区的等熵线（近似）。

在制冷压焓图（lgp-h 图）中，压缩过程是制冷循环的 “动力核心”，其作用是通过消耗机械功，将蒸发器出口的低温低压制冷剂蒸汽，提升为高温高压蒸汽，为后续的冷凝放热创造条件。该过程在压焓图上表现为一条从低压过热蒸汽区指向高压过热蒸汽区的等熵线（近似），需结合 “二线（饱和液 / 蒸汽线）” 和 “三区” 精准定位。

一、压缩过程在压焓图上的核心特征

1. 过程起点（吸气点，通常标记为 “1 点”）

区域位置：严格位于过热蒸汽区（饱和蒸汽线 x=1 右侧），不能进入湿蒸汽区（两线之间）。状态要求：

压力：等于蒸发器内的蒸发压力（对应压焓图上的一条水平等压线）；

温度：需具备一定过热度（通常 5~15℃），即温度高于蒸发压力对应的饱和温度（避免 “液击”—— 液态制冷剂进入压缩机导致部件损坏）；

干度：无意义（过热区为单一气态，x 仅在湿区有效）。

2. 过程终点（排气点，通常标记为 “2 点”）

区域位置：位于高温高压的过热蒸汽区（远离饱和蒸汽线，温度远高于冷凝压力对应的饱和温度）。状态要求：

压力：等于冷凝器内的冷凝压力（另一条水平等压线，压力远高于蒸发压力）；

温度：为压缩机排气温度，需低于制冷剂的分解温度（避免润滑油碳化或制冷剂分解）；

关键判断：终点 2 必须在 “饱和蒸汽线右侧”，若靠近或进入湿区，说明压缩过程异常（如压缩比过大、制冷剂不足）。

3. 过程曲线（1-2 线）

核心性质：理想情况下为等熵过程（熵值不变，图上为一条近似垂直向上的曲线），实际过程因存在不可逆损失（摩擦、散热），熵值略有增加，曲线会略微向右偏移（但整体仍为 “从 1 到 2 的升压升温线”）。

参数变化：

压力：从蒸发压力急剧升高至冷凝压力（水平方向从左向右跨等压线）；

焓值：从 吸气焓升高至 排气焓（垂直方向向上，焓增对应压缩机消耗的功）；

温度：从低温 升高至高温（因压力升高，制冷剂饱和温度随之升高，且蒸汽处于过热状态）。

二、压缩过程的核心物理本质：能量转化

压缩过程的本质是机械能转化为制冷剂的热能，具体逻辑如下：

压缩机通过电机驱动（如转子、活塞运动），对吸入的低压蒸汽施加压力，压缩其体积；

体积缩小导致分子间碰撞加剧，蒸汽的内能（温度）升高；

最终，蒸汽的压力从蒸发压力升至冷凝压力，温度从吸气温度升至排气温度，焓值从吸气焓值增至排气焓值（焓差直接对应单位质量制冷剂的压缩耗功）。

三、压缩过程与 “二线”“三区” 的关联（关键判读）

压缩过程全程在过热蒸汽区内进行，且与 “二线”（饱和液 / 蒸汽线）存在明确的边界关系，具体如下表：

四、常见异常压缩过程及判读（压焓图上的表现）

在实际制冷系统中，压缩过程可能因故障偏离理想状态，通过压焓图可快速判断异常：

湿压缩（危险）

压焓图表现：起点 1 落在湿蒸汽区（饱和蒸汽线 x=1 左侧，x<1），过程曲线从湿区开始。

原因：蒸发器供液过多、膨胀阀开度过大、吸气过热度不足。

危害：液态制冷剂进入压缩机，导致气缸、阀片撞击损坏，甚至引发油膜破裂、压缩机烧毁。

排气温度过高

压焓图表现：终点 2 的温度远高于正常范围（如超过 120℃，具体因制冷剂而异），焓值异常增大。

原因：冷凝压力过高（如冷凝器脏堵）、吸气过热度太大、压缩比过大。

危害：润滑油碳化、制冷剂分解、电机绕组过热。

压缩耗功过大

压焓图表现：过程曲线 1-2 的焓差明显大于正常值。

原因：冷凝压力过高、蒸发压力过低、压缩机内部摩擦阻力增大（如轴承磨损）。

危害：系统能耗上升，制冷系数（COP）下降。

五、总结：压缩过程的核心记忆点

区域：全程在过热蒸汽区，不碰湿区、不碰液态区；

曲线：近似等熵线，从低压过热（1 点）到高压过热（2 点）；

关键：起点带过热度（避液击）、终点控排气温度（避分解）；

计算：压缩耗功（单位质量）= 排气焓- 吸气焓压焓图上直接读取焓值计算）。

掌握压缩过程在压焓图上的特征，是分析制冷系统效率、诊断故障的核心技能。