对于单级蒸气压缩式制冷循环来说,当冷凝压力一定时,要想达到较低的蒸发温度,其蒸发压力也会随之降低,这使得压缩机的压缩比(压缩比是指气体压缩后的绝对压力与压缩前的绝对压力之比,在制冷机中常以冷凝压力与蒸发压力之比代替)增大,而压缩比增大产生的问题有:
①节流损失和过热损失增加,制冷系数降低。当蒸发温度由t0降到t0’时,进入蒸发器的状态点由点4变为点4',干度增大;吸气状态点由点1变为点1',吸气比容增加;单位质量制冷量和单位容积制冷量减少,单位质足压缩功也增加,制冷循环的制冷系数降低。
②压缩机的排气温度升高。压缩机的排气温度升高,压缩机的气缸壁温度随之上升。吸人蒸气的温度升高,比容增加,吸气量减少。同时,当排气温度升高会恶化润滑油的工作条件,降低润滑油的黏度,甚至使润滑油裂解,影响压缩机的正常工作,损坏压缩机的部件,对于不同制冷剂,压缩机都有最高排气温度限制:R717<140℃, R22<115℃。
③压缩机的容积效率下降。压缩比增大,导致压缩机容积效率减小,如当压缩比达到20左右时,往复式压缩机的容积效率接近。(即不吸气)。此时,压缩机的气缸中不再吸入新的制冷剂蒸气,只是气缸余隙容积中残留的制冷剂压缩与膨胀,制冷量为零。所以,用单级压缩循环所能达到的最低温度是有一定限制的。