1986年大氣中CO含量達到525mg/kg，并且每年增加0.4%.在一定條件下，提高CO濃度，可以增強植物光合作用，但其對溫室效應的影響也是明顯的，如果大氣中的CO濃度繼續不斷的增加，所引起的溫室效應會使全球的氣候變暖，從而干擾了地球生態系統的自然發展(Develop)和動態平衡，對人類產生一系列災難性的影響。如果使用CO為制冷劑，不僅減少溫室效應，而且也可以充分利用天然物質，大大降低成本，節約了能源（解釋:向自然界提供能量轉化的物質)，從根本上解決了化合物對環境污染的問題。NH具有優良的熱力性能，價格低廉且容易檢漏，運行效率高。HO對生態環境和人體無任何危害(wēi hài)，是與環境最為友善的制冷工質，具有較高的安全可靠性，其理論COP值高于R22和R134a.本課題就是針對天然工質NH的特殊性能對制冷系統的每一環節的環境保護與節能方面進行研究。
　　作為制冷工質的性能比較見壓縮機的節能設計(design)在跨臨界循環的壓縮機中壓力升高至超臨界壓力，然后進入氣體冷卻器中，被冷卻介質（水或空氣）冷卻。為了提高系統的經濟性能，可設置一內部熱交換器，使出冷卻器的高壓氣體在內部熱交換器中與壓縮機回氣管中的低溫低壓蒸汽進行熱交換，這樣，出冷卻器的高壓氣體進一步冷卻，而壓縮機回氣管中的低溫低壓蒸汽進一步過熱。
　　作為制冷工質的性能比較工質種類特征壓縮機改善措施強烈的刺激性氣味，比空氣(Basin air)輕，濃度達0.0005%時能聞到，有微小的泄露能及時發現，且此濃度遠低于NH的著火濃度壓縮機的最優速度與摩爾質量的平方根成反比，相同制冷量的壓縮機工作容積小，零部件的尺寸小，成本降低，開發用于空調與冰箱小型制冷系統的風冷式封閉型壓縮機利用良好的通風性能與檢測性能，使用安全可靠的軸封裝置，提高開啟式壓縮機制冷系統的安全性，研制合適的潤滑油，解決與普通潤滑油的不溶性問題。嚴格控制充灌量無色無味、對環境無任何破壞作用，優良的物理和化學性質，對人類不會產生任何不良影響運行壓力低，單位容積制冷量小，需要的壓縮機的排氣量大，壓縮比較大，壓縮機的容積效率降低，節流損失增加，且排氣溫度過高，加大過熱損失，惡化潤滑效果開發適宜的離心式壓縮機制冷系統或采用多級壓縮的制冷循環，以降低排氣溫度，提高溫室氣體，在可燃性與毒性有嚴格限制的場合，有極強的競爭力以亞臨界循環運行的臨界溫度較低，當環境的溫度稍高時，制冷能力急劇下降，功耗增大，經濟性能受到影響采用跨臨界制冷循環，利用氣體液化后可吸收蒸發（汽化）潛熱的特性以達到制冷的目的。
　　（a）系統流程（b）熱力循環P-h圖跨臨界循環從圖中可以明顯的看出，在理想的情況下he，制冷系統的冷量增加，同時，可以減少不可逆損失，也可避開環境溫度對系統性能的直接影響。因此具有良好的經濟性。由于CO的分子量小，根據特魯頓定律可知其制冷能力很大，其在0℃的單位容積制冷量比一般的制冷劑高5～8倍，因而，對同樣尺寸的壓縮機，其制冷系統的效率可以大大增加；對相同冷負荷(load)的制冷系統，壓縮機與系統的尺寸可以明顯的減小。CO的粘性小，0℃時CO飽和液體的的運動粘性只有的23.8%；流體的流動阻力小，可以通過增加流速改善傳熱，同時可減小流動通道的尺寸，減輕整機重量；由于CO的傳熱性能比CFC更好，可以大大改善全封閉式壓縮機的散熱。
　　此外，CO熱力性能穩定，潤滑條件容易滿足，對制冷(Refrigeration)系統的材料無化學腐蝕，可以改善汽車空調系統中的開啟式壓縮機的密封(seal)性能，減少泄露。
　　但是，CO的絕熱指數較高，因此CO的跨臨界制冷(Refrigeration)循環的工作壓力較傳統的亞臨界兩相制冷循環的工作壓力高很多，對高壓力比的制冷系統的壓縮密封要求較高。必須采用有效的密封結構，對往復活塞式壓縮機，可用多道活塞環密封或使用高精度自動對心的迷宮密封，減少泄露。
　　對往復活塞式壓縮機的吸、排氣閥的設計，應注意閥兩側的氣體壓力差與閥彈簧力的最佳匹配，對閥片的運動建立數學模型(model)，利用計算機輔助設計計算出最佳的閥彈簧力，選擇彈簧的尺寸
　　同時，高壓力比使壓縮機(compressor)的排氣溫度增加，需對壓縮機進行良好的冷卻處理，但高的絕熱(Thermal insulation)指數，使得壓縮機的余隙容積引起的膨脹損失減少，特別是往復活塞式壓縮機，吸入的氣量增加，輸出氣量增大，經濟性能得到改善。
　　壓縮機的性能分析比較壓縮機型式影響容積效率的因素功率消耗改善措施往復式活塞與汽缸壁間隙泄露及閥片的氣體回流，活塞頂部余隙容積吸、排氣閥的阻力損失使功耗增加利用適當的混油比，選用功能良好的活塞環，利用高絕熱指數膨脹曲線陡的特點減小余隙，轉子式滑片與轉子間、端蓋間、滑槽間的泄露，轉子與端蓋間、汽缸間的泄露偏心軸的不平衡回轉慣性力矩，排氣閥的阻力損失增加偏心軸和滑片的強度，運用雙轉子技術，選擇(xuanze)合適的密封材渦旋式動渦旋盤與靜渦旋盤之間的軸向與徑向泄露軸承的摩擦損失提高加工精度和加工表面質量、選擇合理的配合間隙、提高裝配(assemble)質量通過比較，CO制冷系統壓縮機比同規格的CFC12系統壓縮機的重量(weight)可以減輕30%～40%.
　　利用CO制冷能力大，粘性小，設計(design)流速高，使得系統的容積流量小，總體尺寸小，重量輕。隨著科學技術的發展、壓縮機設計的不斷優化、加工(Processing)制造工藝的不斷改進，開發節能型的CO制冷系統壓縮機將有著廣闊的前景。
　　換熱器的節能設計為提高制冷系統的熱效率(efficiency)，減少能耗，應保證換熱器有足夠高的傳熱效率。昆山空壓機維修軸承跑外圈一般是因為配合的精度不夠以及外圈定位方式設計不合理造成的。并非所有機頭都按這個時間進行，如果保養好的可以延后，保養差的則需要提前。 其節能途徑應從強化換熱設備的傳熱、減少設備的功耗、提高經濟性、減少工藝的復雜性以及提高設備的可靠性等方面考慮（consider)。傳熱強化有以下幾個方面：（1）減少換熱面積、縮小設備體積（volume)和重量；（2）增加換熱量以提高現有換熱器的換熱能力；（3）降低載熱劑輸送功率的消耗。首先對換熱設備進行熱量傳遞過程的分析；然后分析換熱環節熱阻的大小，判斷哪一環節的分熱阻最大；針對這個環節的分熱阻采取強化措施，使該側換熱熱阻最小，以達到強化傳熱的效果。首先設法強化表面傳熱較小一側的換熱，使該側熱阻減小到與另一側大致相當時，同時強化兩個側面的換熱才能受到明顯的效果。
　　對以NH為工質的制冷系統，由于其優良的傳熱性能，蒸發器和冷凝器（類別：換熱設備）的換熱面積可以適當的減少，因而降低了成本，減少了能耗。昆山空壓機是一種用以壓縮氣體的設備。空氣壓縮機與水泵構造類似。大多數空氣壓縮機是往復活塞式，旋轉葉片或旋轉螺桿。離心式壓縮機是非常大的應用程序。以CO為制冷劑的制冷系統換熱器，即使CO跨臨界循環的工作壓力高，傳熱管壁的厚度按7倍于工作壓力的強度安全系數確定，由于系統的容積流量很小，其管徑仍很小。對CO跨臨界制冷循環的特點是壓縮機排出的高壓高溫制冷劑過熱蒸汽只發生單相散熱冷卻。對換熱器，通過精心設計使換熱器傳熱溫差減小，從而減小熱交換損失。換熱器所傳遞的熱量Q=KFΔT，是由冷熱流體的平均溫差ΔT，傳熱系數K和傳熱面積F三個因素決定的。在一定的條件下，設法提高(其中任何一個因素都可以增加傳熱量。下面分別進行討論。
　　加大冷熱流體(fluid)的平均溫差在冷熱流體的進、出口溫度相同時，應盡可能采用逆流或接近于逆流的傳熱方式。但在采用逆流布置時應考慮到冷、熱流體的最高溫度都處在設備的同一端，致使該端傳熱面的壁溫較高，因而提高了對材料的要求，應從安全(security)和經濟角度出發做經濟技術(technology)比較后決定。合理的措施是把換熱面分段串聯，如低溫段采用逆流，高溫段采用順流。
　　對多管程折流方式，應注意避免溫度交叉即后傳熱現象的發生。昆山空壓機保養冷卻水通過管道進入空壓機中間冷卻器對一級壓縮排出的氣體進行冷卻降溫，再進入后冷器對排氣進行冷卻，另一路冷卻水進水管道經過主電機上部的兩組換熱器冷卻電機繞組，還有一路對油冷卻器進行冷卻。如一單殼程雙管程換熱器采用先順流后逆流的布置方式時，管內冷流體水的終溫接近管外側CO熱流體的初始溫度t1，并有可能高于熱流體的終溫t1，熱利用率高且不發生溫度交叉現象。如果采用先逆流后順流，當冷流體水出口溫度超過CO熱流體出口溫度時，在以后的區段會發生溫度交叉的現象，使有效的平均溫度降低，熱利用率下降(descend)。也可提高冷側水、熱側流體進、出口溫度的差別以增加平均溫差，即盡量降低冷側流體水的進口溫度。但冷流體（水）的溫度受自然的、工藝的經濟條件的限制，同樣，熱流體（CO）的溫度也是受制冷系統的工況、設備的可靠性、運行的經濟性等因素的影響(influence)。
　　擴大換熱面積通過增加換熱面積以強化傳熱是增加換熱器傳熱量的一種有效途徑，但可能由此帶來設備龐大、金屬消耗量增加，或給制造、安裝、操作等帶來困難（difficult)的問題。因此，在一定的金屬消耗量下可采用小管徑管子來增加傳熱面積。因為管徑越小，在一定的金屬重量下的總表面積越大，并且較小的管徑，有利于提高流體的速度和提高表面傳熱系數，從而使換熱強度提高。但是，小的管徑會使流體的流動阻力增加，系統的功耗加大，因此在選擇管徑時應綜合考慮。可利用擴展表面，如肋片管、波紋管、板翅式換熱面等，由于增加了肋片，使單位體積內換熱面積增加，同時，促使流體流過表面時湍流，從而使換熱強度進一步加大。
　　提高傳熱系數提高換熱器的總的傳熱系數以增加傳熱量，也是強化傳熱的主要途徑。一個傳熱過程由幾個串聯的換熱環節組成，傳熱過程的總熱阻是各個環節熱阻的疊加。要有效地減少總熱阻，增加總的傳熱系數，應抓住主要的熱阻環節，設法使該環節的熱阻值減小，強化最大熱阻環節側的表面傳熱系數，才能收到明顯的效果。一般，金屬壁的導熱系數大、熱阻小，而且壁厚還受到強度要求限制，不可任意減薄，因而不是強化傳熱的主要途徑。對流換熱的熱阻是構成傳熱過程的總熱阻的主要部分，因此應從強化對流換熱入手。而對流換熱強度與流體的物理(physical)性質、流動狀態、流道的幾何形狀、流體有無相變及傳熱壁面的表面狀況等許多因素有關。
　　（1）冷凝器在冷凝器中CO不發生相變，只是氣體的冷卻，對臥式殼管式水冷式冷凝器，CO流過殼-管之間，蒸汽在水平管外冷卻，應設置折流板增加殼程數，以增加CO流動過程的擾動強化換熱；CO冷卻水在管內流動，傳熱管為銅制光管這時比較CO蒸汽冷卻的表面傳熱系數與管內冷卻水強制對流表面傳熱系數，分析換熱環節的主要熱阻是在哪一側。如果是在外側，可采用低肋管或各種類型的鋸齒型高效換熱管。使外側的換熱表面傳熱系數提高，換熱熱阻減小，如進一步提高冷凝器的熱效率，最大化減少傳熱面積，可采用雙側強化管，管外側用強化冷卻的表面結構，管內側采用強化冷卻水換熱的折流結構，使管內冷卻水減薄或破壞邊界層，促使水流體各部分的混合來強化換熱。
　　以增強傳熱的效果，達到預期的目的對空冷式冷凝器，管外氣體側熱阻為總傳熱過程的主要熱阻，采用擴展表面，如翅化表面來強化傳熱。管-板式換熱器中，由于管子的影響，使管外流體沿板式翅片表面的流動既有逐漸發展(Develop)的層流和湍流，又有渦旋流和加速流。因此，板式翅片各部位的換熱強度有很大的差異，為強化板式翅片的換熱強度，可在翅片上打孔，把翅片制成鼓泡型、波紋型、分段交叉的的鋸齒型等以擾動氣流、破壞邊界層的發展，同時可使流經它的氣流產生旋渦，增強翅片表面的換熱。傳熱表面上結垢、結灰或結晶時，由于污垢的導熱系數小、熱阻大，其往往是強化傳熱的一大障礙，所以在設計運行時應采取措施減輕結垢、改善傳熱。因而，要提高(傳熱系數主要從提高兩側的表面傳熱系數和入手，尤其要取得管子兩側中換熱較差的一側的表面傳熱系數，以取得較好的強化傳熱效果。
　　（2）蒸發器O制冷系統中可以利用閃蒸器替代常規制冷系統的蒸發器，在閃蒸器內產生的水蒸氣經多級壓縮后進入冷凝器內冷凝，冷凝后的水節流進入閃蒸器，蒸發過程產生的水/冰晶混合物進入蓄冰槽內儲存，空調系統所需的冷量從蓄冰槽內取出，制取冷水的同時也得到冰，實現制冷與蓄冰的有機結合。昆山空壓機是回轉容積式壓縮機，在其中兩個帶有螺旋型齒輪的轉子相互嚙合，使兩個轉子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。
　　跨臨界循環與傳統的亞臨界兩相制冷循環有所不同，流體流經降壓元件前的高壓制冷劑不是冷凝液體，環境溫度對系統性能的影響沒有后者敏感。CO氣體流經降壓元件后被冷卻，且部分液化，濕蒸汽進入蒸發器內汽化，大量吸收周圍介質的熱量，即輸出冷量。蒸發器中的液體并不完全汽化，而是設計成有少量液體盈余，使其出口狀態在兩相區內，這可以提高蒸發器的傳熱效率，在蒸發器的出口設置一儲存器，并與之成為一體，這樣可以防止壓縮機液擊，同時儲存器上的專用回油管道便于壓縮機回油。從儲存器出來的低壓飽和蒸汽進入內部熱交換器的低壓側通道后成為過熱蒸汽進入壓縮機。由于CO的粘性小，很容易形成湍流流動。在湍流流動中，由于流體核心區的速度場和溫度場都比較均勻，因此流動阻力和對流換熱導熱熱阻主要存在于貼壁的層流底層中。由此可見，對湍流換熱所采取的措施是破壞邊界層，即增加邊界層內的擾動，以減薄層流邊界層底層的厚度。強化方法可采用提高流體的速度、減小管徑、縮短管長和使用螺旋管，也可采用壁面擾流器，如三角型、巨型、梯形等連續粗糙肋或溝槽等各種各樣的粗糙表面。它們可以垂直于流體流動方向，或是做成螺旋狀，使流體流過粗糙表面時發生邊界層脫離，在大螺旋角的情況下還可使流體產生旋轉運動(movement)，從而增強了換熱強度。
　　另外，還可在管內插入彈簧絲圈，在圓管外按設計要求碾壓出一定節距和深度的橫槽或螺旋槽。這時，在管內壁就形成了凸出的橫肋或螺旋肋。管子外壁的凹槽和內壁的凸起物可以同時對管子內外兩側的流體起到增強傳熱的作用。雖然上面擾流裝置的形狀差別很大，但其傳熱機理大同小異，都是當流體流過這些擾流裝置時產生流動脫離區而形成強度不大小不等的旋渦，這些旋渦改變了流體的流動結構，增加了近壁區流體的湍流度，從而提高了流體與壁面間的表面傳熱系數。
　　在冷卻液體型的干式蒸發器和冷卻空氣型的翅片管式或光滑管式蒸發器中，制冷劑在管內流動，管內發生強制對流沸騰，其強化換熱也可以增加汽化核心和提高氣泡脫離頻率。可開發新型高效（指效能高的）傳熱管，在其表面人為的加工(Processing)出大量微小凹坑，這些微孔成為有效的汽化核心增強了沸騰換熱。
　　高效傳熱管有兩大類。一類為機械加工表面，即用機械加工方法在換熱面上加工出大量特殊形狀的微孔，在這些微孔間有很細的溝槽（gōucáo)，使微孔內部互相溝通。研究表明，在很小的過熱度下這些特殊形狀的微孔，仍能保持穩定的汽化核心的作用。因在沸騰過程中這些微孔內總能保持一定的殘剩的蒸汽，而且微孔間相互溝通的細槽起著互相活化的作用。另一類是對冷卻液體型的滿液式蒸發器，管外為制冷劑，制冷劑在殼體內充灌到一定的液面高度，在管間吸收管內載冷劑熱量后汽化，使載冷劑冷卻。可利用物理與化學的方法，在管子外表面燒結、釬焊、火焰(flame)噴涂、電離沉積等覆蓋一層多孔結構(的金屬(Metal)層。燒結與噴涂表面的微孔具有機械加工表面凹孔的形狀，起著與凹孔相同的作用。實驗表明，燒結管的傳熱性能優于表面機械加工管，但加工工藝(Technology)復雜。
　　對于冷卻空氣型翅片管式蒸發器或光滑管式蒸發器，當外界空氣與低于飽和溫度的壁面接觸時，空氣中的水蒸氣會發生結露甚至結霜，會形成熱阻，應考慮強化傳熱。對于空調蒸發器，管外側空氣中的水蒸氣會結露，以珠狀或膜狀出現，應盡量減薄粘滯在蒸發器外表面的水膜厚度，使已經凝結的液體盡快從蒸發器排泄掉，減小液膜層的熱阻。可以提高空氣的流速、擾動凝結液膜、選擇合適的管束排列等強化傳熱。
　　降壓元件的節能途徑以NH為制冷劑是解決CFC替代，保護環境的根本方法。但是，CO跨臨界循環的不可逆損失增加，其COP值比常規循環至少低20%.因此，應改進循環的特點，進行節能產品的研究與開發。常規的制冷循環是用熱力膨脹閥、電子膨脹閥和毛細管對制冷劑進行降壓、降溫、控制制冷劑的流量。當蒸發器的負荷(load)變化時，熱力膨脹閥可以自動調節制冷劑的流量，以控制蒸發器出口制冷劑的過熱度。
　　膨脹機的型式結構特點工作性能研究重點往復活塞式結構簡單，加工工藝及可靠性易于保證進、排氣閥的阻力損失較大，性能與壓差、進氣溫度、進氣量有關調整進、排氣閥的位置，利用缸數、轉速進行能量調節，合理設計氣閥和拉桿以減少泄露，防液擊。
　　螺桿式不存在不平衡的質量力，能平穩的、無振動的運轉，實現高轉速。
　　可以較好的處理氣液兩相流，且帶液膨脹(inflate)可以改善轉子之間的密封間隙，降低流體的流動損失利用滑閥實現10%～100%無級低損失的能量調節，進行新型型面設計，提高轉子、汽缸等部件的強度和韌性、耐壓能力，改善密封性能轉子式結構簡單，加工(Processing)容易，效率高，成本低，可靠性高泄露量較大，只有進氣閥，阻力損失較小克服死點，改進密封，提高偏心軸與滑片的強度渦旋式運動部件少，摩擦小，震動、噪聲小，效率較高動、靜渦旋盤間泄露較大，無氣閥，阻力損失小動、靜渦旋盤的不平衡力與內部扭矩，提高強度電子膨脹閥是利用熱敏電阻的作用調節蒸發器的供液量。而毛細管的功能取決于管長、管徑、熱交換作用、毛細管的圓度和安裝位置等五個因素。這幾種降壓元件(element)雖然都對制冷劑進行了降溫、將壓，但都是不可逆過程，且隨著壓差和冷負荷的加大，其不可逆損失增加。因此，可使用膨脹機作為降壓元件，對于CO跨臨界循環采用膨脹機比常規工質更具有可行性，膨脹比為2～4，是常規工質的1/10，其膨脹功所占比例也較大，回收這部分能量將大大的提高制冷系統的經濟效率，對節約能源具有實際意義。
　　片表面的腐蝕較為嚴重，為測定(Assessment)激光堆焊層抗腐蝕性能，用0.1當量濃度H介質測定堆焊材料陽極極化曲線（Curve），如圖7所示。
　　堆焊層材料鈍化電流和臨界鈍化電流密度（單位:g/cm3或kg/m3)均很小，具有較寬的鈍化區范圍和較小的鈍化區電流密度。昆山空壓機維修是更換全部磨損的零件，空壓機轉1000個小時或一年后，要更換濾芯，在多灰塵地區，則更換時間間隔要縮短。濾清器維修時必須停機，檢查壓縮機所有部件，排除壓縮機所有故障。表明該材料容易鈍化，腐蝕速度小，在酸性(acidity)介質時有較好的抗腐蝕性能4應用及結論（1）在LWD200型臥螺離心機葉片上采用激光堆焊后，經累計1000h的運行表面光澤明亮，磨損較少，堆焊無剝落及裂紋。
　　（2）激光堆焊層組織為細化的柱狀晶也滿足使用要求，因此該技術應用于臥螺離心機葉片作耐磨層堆焊簡單易行實用價值高。
　　（3）激光堆焊形成表層1mm厚度的硬化層，硬度提高2倍，模擬試驗耐磨性能提高5倍，在酸性介質(起決定作用的物質)中有較好的抗腐蝕性能。