第二节　压缩机

一、空气源热泵中压缩机的作用

压缩机是空气源热泵机组中最重要的部件，它决定着空气源热泵机组的工作特性（制热量、耗功、性能系数等）、寿命、噪声、振动以及维护修理等。它在空气源热泵机组中的作用有：

①从蒸发器中不断地吸出汽化的制冷剂蒸气，使蒸发器内保持较低的蒸发压力和较低的蒸发温度，使蒸发器内制冷剂的温度低于室外空气的温度，为从室外空气中吸取热能提供条件。

②压缩机将吸入的制冷剂蒸气压缩，将低压的制冷剂蒸气变为高压的制冷剂蒸气，为冷凝器提供一个高温、高压的环境。对于空气源热泵而言，冷凝器中的制冷剂蒸气温度要比室内空气温度高，这为热用户采暖、日常热水供应等提供了可直接利用热能的条件。

③在空气源热泵系统中，压缩机吸排气压力差作为动力起到输送制冷剂的作用。由于制冷剂在系统中不断循环，工质在热泵机组中经历着汽化→压缩→冷凝→节流→汽化的状态循环变化，从而使热泵机组不断地吸取室外空气中的热能，并不断地由低位热源端传递给用户端，以达到空气源热泵供暖的目的，而实现这种热量由低温到高温传递的代价是压缩机的能耗（如电能）。

二、空气源热泵中压缩机的工作温度范围

对于同一台压缩机采用同一种制冷剂，其制热量、制冷量、耗功等都随着运行工况的变化而变化。

图3-2给出某台往复式压缩机制热量特性曲线。由图可看出压缩机制热量同冷凝温度tc、蒸发温度te的变化规律，压缩机的制热量随着蒸发温度te升高或冷凝温度tc下降而增加。

对于空气源热泵机组，在风量一定的条件下，其运行工况tc、te与空气源热泵的工作温度条件密切相关。空气源热泵向室内供给的热媒（热空气或热水）温度越低，其冷凝温度越低；室外空气温度越高，其蒸发温度te越高。因此，应该先了解和掌握空气源热泵的工作温度范围，以便在空气源热泵设计中确定合理的设计工况，选择合适的压缩机容量、性能等。在运行中优化运行工况，让热泵机组尽量在节能工况下运行，对于降低空气源热泵的能耗、延长空气源热泵的使用寿命都是很有必要的。

对于空气/空气热泵，与冷凝器发生热交换的介质就是室内空气。按规范舒适性空调冬季室内温度为：热舒适度等级Ⅰ级为22～24℃；Ⅱ级为18～22℃。采暖设计的室内计算温度为：民用建筑的主要房间宜采用16～24℃，冷凝器进出口空气温差一般为5～10℃，冷凝器温度与空气进口温差取10～16℃。对于热泵，一定要按最低可能的温差来设计冷凝器。空气/空气热泵冷凝器温度取40～45℃为宜。

对于空气/水热泵，热泵冷凝器供水温度为热用户末端装置所要求的温度。通常风机盘管系统热水温度为50～40℃，供回水温差为5～10℃；地板辐射供暖系统热水温度为35～45℃，供回水温差为5℃。毛细管网辐射系统供水温度为：顶棚毛细管网为25～35℃，墙面毛细管网为25～35℃，地面毛细管网为30～40℃，供回水温差为3～6℃，日常热水供应温度为50～60℃。空气源热泵系统冷凝温度的高低同所选的热用户末端系统形式密切相关。为了提高空气源热泵系统能效比，在冬季尽量采用低温热水；同样道理，在夏季尽量采用高温冷冻水。这是提高空气源热泵系统能效比的有效措施，也是降低空气源热泵机组中压缩机压缩比的有效措施。

对于空气源热泵，冬季进蒸发器的空气温度取决于各应用地区室外空气温度，通常按各地区的室外空气采暖计算温度考虑。我国夏热冬冷地区和寒冷地区是应用空气源热泵的适宜地区。这些地区主要城市的冬季供暖室外计算温度为：上海-0.3℃，南京-1.8℃，杭州0℃，合肥-1.7℃，武汉-0.3℃，北京-7.6℃，天津-7.0℃，石家庄-6.2℃，太原-12.8℃，郑州-3.8℃，济南-5.3℃。同时，在同一个地方，一个采暖期室外空气温度变化也很大，采暖开始时气温较高，约为10～15℃；而最冷的天气，可达-15℃，甚至更低。由此可以断定，空气源热泵机组的蒸发温度不仅随地区不同而变化，而且在同一地区也随着室外气温的变化而变化。据经验，室外空气/制冷剂换热器（制热模式时作蒸发器）的蒸发温度比被冷却空气出口温度低6～8℃。

基于上述原因，设计空气源热泵机组时，应合理分析机组的运行温度范围，以便选用满足要求的压缩机。例如，空气源热泵热水器的冷凝温度高达65℃，用于北方寒冷地区时，其蒸发温度低至-25℃，若选用普通压缩机，只能运行在蒸发温度大于-10℃范围内，而此时冷凝温度为50℃，这限制了出水温度；若选用喷气增焓压缩机，可将蒸发温度扩展到-25℃，此时冷凝温度可高达65℃，大大提高了出水温度，如图3-3所示。需要注意的是，用于采暖的空气/空气热泵和空气/水热泵的蒸发温度一般为-15～15℃，冷凝器温度一般为30～65℃；空气源热泵热水器的蒸发温度一般为-15～25℃，冷凝温度一般为20～70℃。由于空气源热泵热水器压缩机的工作温度范围变得更宽，将使压缩机最大压比、最大压差、最大供热、最大质量流量变大。图3-4说明了此问题，空气源热泵热水器压缩机运行范围ABCDEFA比热泵空调机压缩的运行范围A'B'C'D'E'F'A'要宽得多。

三、空气源热泵对压缩机的特殊要求

空气源热泵压缩机要能适应空气源热泵机组较大的工况变化，运行条件比普通空调用压缩机恶劣（高压比、高压差等）。同时，空气源热泵通常是冬季制热（热泵工况）夏季制冷（制冷工况），冬夏两季都要使用，而空气源热泵热水器又要全年使用，其机组每年累计运行时间相对于普通空调压缩机要长。所以，空气源热泵压缩机应具有如下特点和要求。

（一）在高压比条件下高效化

众所周知，空气源热泵压缩机为了满足空气源热泵工作温度的要求，常处在高压比条件下运行。高压比将导致压缩机的容积效率ηv、绝热效率ηs、热泵循环效率ηH（热泵实际制热性能系数同卡诺循环制热性能系数之比）、制热性能系数COPh等下降，因此高压比使压缩机运行效率降低。为了提高空气源热泵压缩机在高压比条件下的效率，可采取以下措施。

①优先选用在同样压比条件下容积效率高的涡旋式压缩机、螺杆式压缩机等。涡旋式压缩机和螺杆式压缩机单向压缩，没有余隙容积；无吸排气阀；吸气、压缩和排气过程基本连续进行，吸入气体无预热造成的有害过热度等，故涡旋式压缩机和螺杆式压缩机容积效率较高，常用于空气源热泵。

②对于活塞式压缩机，要选用相对余隙容积较小的压缩机。压缩结束吸气前的时刻，余隙内残存的高压蒸气按多变过程膨胀，而导致气缸吸气容积减小，甚至压比（p1/p2）增大到一定值时，指示容积效率ηvL趋于零。因此，余隙高压蒸气膨胀前应采取一定的技术措施使之泄漏回低压端，以减少余隙损失。中小型活塞式压缩机的相对余隙为2%～6%。

③增加涡旋压缩机和螺杆压缩机的内压比，减少欠压功耗。内压比是指压缩终了压力和进口压力的比值。当被压缩介质总是同一气体时，这个比值不取决于运行工况，而是取决于压缩机本身提高压力的程度。外压比是冷凝压力和蒸发压力的比值，是空气源热泵机组的系统压缩比。外压比大于内压比称为欠压缩；外压比小于内压比称为过压缩，这两种情况都会导致机组效率下降。由于空气源热泵的运行温度范围大，在低温情况下常处于欠压缩状态，为此增加内压比减小欠压耗功，可以提高热泵的效率。

④减少间隙泄漏再膨胀和优化润滑油循环量，减少泄漏等。

（二）在高压比、高压差、高冷凝压力、大负荷等条件下，保证压缩机有足够的机械强度，保证部件的可靠性

通常，许多热泵用的压缩机是对已经成批生产使用的制冷用压缩机在原有的结构工艺基础上加以改造而成的，故在空气源热泵的高压比、大压差、高冷凝压力、大负荷等条件下要重新进行受力分析，校核其强度，保证部件的可靠性；机械结构方面要加大轴承的支撑面积和改进轴承材料，保护轴承中的承载油膜，降低磨损程度；全年运行时间长，导致部件配合间的摩擦、磨损加剧，甚至出现摩擦面的异常摩擦，这对压缩机运动部件的抗磨损能力是一种考验。为此，空气源热泵压缩机应选用高耐磨及储油性好的材料。

（三）抗液击能力更强

①空气源热泵在冬季运行过程中经常进行逆循环除霜，逆循环除霜过程开始和结束时，系统要换向运行。这时在原冷凝一侧中所积聚的液体工质，由于其压力突然降低至吸气压力，可能会导致大量液体制冷剂涌入压缩机内，引起压缩机的湿压缩，十分危险。为此，空气源热泵压缩机在吸气端要设置气液分离器。

②目前，空气源热泵机组通常采用整体结构形式，并设置在室外。

机组在冬季供暖时，压缩机处于低温环境下，若停机时间过长则会引起制冷剂的冷迁移，即制冷剂不断冷凝在压缩机内，与油混合在一起。当热泵重新启动时，压缩机内压力突然下降，曲轴箱内或机壳内制冷剂-润滑油混合物沸腾发泡，容易引发压缩机液击等故障。

目前常见的技术措施是压缩机的曲轴箱或机壳中装设适当功率的润滑油电加热器，以使压缩机润滑油的温度高于系统中的最低温度，并使油中的制冷剂汽化，沿吸气管回到系统，减少制冷剂的溶解量，以保持润滑油的黏度。但应该注意：一是为了防止润滑油过热和炭化，曲轴箱加热器的功率必须加以限制；二是压缩机启动前必须对润滑油进行长时间充分的加温（谷轮压缩机要求加热4h以上）；三是要在运行中进行监测，如美国泰康公司规定，机壳底部中心的温度在任何情况下都要比系统中任何一部件的温度至少高出6℃，这是热泵运行中的明确规定和必要操作。在运行中应注意监测此温度，使之保持在比吸气压力所对应的饱和温度高约28℃的水平。

另一个有效的解决方法是采用分体式结构，将压缩机放在有采暖的机房内，可以较好地解决压缩机的制冷剂冷迁移、润滑变差、冷启动困难等问题。

③在空气源热泵压缩机运行中，吸气中可能带液滴的概率会大于常规水地源热泵压缩机。因此，要对活塞式压缩机舌簧阀中的阀片强度、吸气孔大小作专门设计，以确保其能承受一定液击的能力。

基于上述，空气源热泵用压缩机宜选用抗液击能力强的涡旋压缩机和螺杆压缩机。

（四）要求空气源热泵压缩机的防过热能力更强

空气源热泵机组在冬季供暖时，由于运行工况的特殊性，压缩机承受的工况较为恶劣，常处在高压比、低蒸发温度、吸气比体积大、质量循环流量小、回气过热度大等状态下运行，由此导致压缩机过热。所谓过热是指压缩机排气温度过高和电动机高温。过热对压缩机和电动机具有很大危害，其危害主要有：

①排气温度过高的危害很多，会使润滑油变稀，降低润滑油的润滑能力；会引起润滑油炭化，生成积炭，这将引起压缩机运动的磨损，在阀片和阀板上结炭，引起阀片泄漏和断裂；会引起润滑油酸化，酸类物质会腐蚀电动机绕组漆包线，降低绕组的绝缘性能，酸性润滑油还会引起镀铜现象；会降低压缩机的容积效率，耗功增加，系统能效降低等。因此，通常认为排气温度超过135℃为压缩机已处于严重过热状态；排气温度低于120℃，压缩机温度正常。

②电动机长期在过热条件下运行，会使绝缘材料加速老化，降低压缩机电动机绝缘性和可靠性，缩短电动机寿命。一般认为工作温度每升高10℃，绝缘材料的寿命就缩短为原来的一半。在采用吸气冷却电动机时，如果机组在低负荷下长期运行，电动机温度就会快速上升；制冷剂流经电动机后，其过热度（有害过热度）急剧提高，增大了吸气比体积，导致制热量下降、压缩机性能降低。如果空气源热泵在夏季高温过负荷工况下长期运行，会因工作温度超过热保护设定的安全限定而导致热保护停机，且动作后的复位比较困难。

基于上述分析，用于空气源热泵的压缩机要有更强的防过热能力，目前常采取如下措施：

①空气源热泵压缩机普遍采用回气冷却型电动机，对于回气冷却型压缩机，应考虑如何优化回气冷却效果。为此，上海汉钟精机股份有限公司在低温用半封闭螺杆式压缩机上设计了一种导流罩，使得制冷剂流向改变，弥补了冷却效果不足的缺点；江森自控空调冷冻设备（无锡）有限公司在低温用半封闭螺杆压缩机上设计了具有双层结构的电动机座，使得冷却电动机的制冷剂流动更均匀，改善了电动机冷却效果。上述二例说明，从制冷剂流道结构布置上考虑电动机回气冷却的优化是十分重要的技术措施。

②提高压缩机电动机的绝缘等级，延长电动机使用寿命。以室外气温35℃为例，电动机绝缘等级提高至F级（F级允许工作温度为155℃）后，电动机绕组温度低于其所允许的工作温度，保证了电动机、压缩机的使用寿命。电动机绕组宜选用改进后的高强度绝缘线和环氧浸渍工艺，并在其内设置温度传感器或继电器，以达到可靠地保护电动机的目的。

③喷液冷却。典型的常规全封闭压缩机不宜作为空气/空气热泵用，在低温下使用会因温度过热而损坏。为了能让全封闭压缩机在低温环境中运行，必须抛开大多数低温制冷的设计经验，故意让压缩机回液来保证压缩机的冷却。基于此理念，目前在空气源热泵机组中常采用过冷液体喷液旁通法来冷却电动机和降低排气温度。如美国泰康公司在空气源热泵中的全封压缩机蒸发温度低于-4℃时，特意将一定控制量的液态制冷剂喷入压缩机，以达到冷却内置电动机的目的。又如美国谷轮公司对半封闭压缩机采用喷液冷却技术，称为“按需冷却”的方法；用排气温度控制喷液冷却，在137℃停止喷液。第三例，德国比泽尔公司对半封闭螺杆压缩机排气温度最高限定温度设定在80～100℃，当排气温度传感器传来信号达到限制温度时，立即打开温控喷液阀，让液体制冷剂从喷油入口喷入压缩机，以降低排气温度。

④补气冷却技术。目前空气源热泵压缩机常用闪发蒸气喷射技术，即闪发蒸气喷射制热循环。它是双级节流、中间不完全或完全冷却的准双级压缩形式。

喷射回路将经过中间冷却后的闪发蒸气引入压缩机的中间压缩腔内，与压缩中途的蒸气混合成过热蒸气或饱和蒸气，再被继续压缩排入冷凝器。其作用为：降低排气温度；改善空气源热泵在低温工况下的运行性能；维持排气的高比焓值，增大冷凝器进出口焓差，故国内又称其为喷气增焓技术。实际上“补气增焓”这种称谓不准确，也不规范。

由前面的分析可知，空气源热泵每年累计运行时间长，在其最高负载下的工作小时数要比制冷机和空调装置多出许多。由于压缩机是空气源热泵机组主要运动部件，因此，要求压缩机无故障的运行时数要长。在空气源热泵系统中压缩机的平均使用寿命为14.5年左右，一套空气源热泵系统的平均寿命大致为19年。但应该注意平均寿命是指其中50%的装置已被更换，其余50%还在使用。

四、空气源热泵机组常用压缩机类型

制冷压缩机的种类很多，根据工作原理可分为容积型和速度型两类。容积型又分为往复式压缩机和回转式压缩机。回转式压缩机中主要有滚动转子式压缩机、涡旋式压缩机、双螺杆式和单螺杆式压缩机。速度型压缩机有离心式压缩机和轴流式压缩机。空气源热泵选用的压缩机种类见表3-1，优先选用涡旋式压缩机和螺杆式压缩机。

那么为什么空气源热泵机组很少选用离心式压缩机呢？其原因有二：一是离心式压缩机适用的工作范围比较窄。即一台结构一定的压缩机只能适应一种制冷剂在某一些较窄的工况范围内工作。因此，不宜用于冬夏季都使用并且工况差异较大的空气源热泵机组中。二是空气源热泵使用四通换向阀实现制热模式与制冷模式的转换，四通换向阀的容量一般来说比离心式压缩机的容量要小，二者很难匹配。

压缩机的结构特性、热力性能、运动机构的受力分析等可详见相关的专著。这里仅对空气源热泵各类压缩机的特征和容量调节问题做了简略的归纳总结。

（一）滚动转子式压缩机简介

滚动活塞压缩机也称滚动转子式热泵压缩机，是一种容积型回转式压缩机。它的功率范围是100W～10kW，适合于户式小型空气源热泵。

滚动转子式压缩机是依靠偏心安设在气缸内的旋转活塞在圆柱形气缸内作滚动运动和一个与滚动活塞相接触的滑板往复运动实现气体压缩的热泵压缩机，这类压缩机广泛应用于小型热泵中。它从结构上看主要是因为不需用吸气阀而显得可靠性更高。同样的原因亦使它适用于变速运行，在小型热泵中其变速比可达10∶1（从10～15Hz到100～150Hz）。机器的零件少、尺寸紧凑、质量轻也是它的优点。但是也有其受限制的一面，即这种压缩机一旦在其轴承、主轴、滚动活塞或是滑板处发生磨损，间隙增大，会对其性能产生明显的不良影响，因而它通常用于在工厂中整体装配的冰箱、空调器中，因为这样可以使系统内具有较高的清洁度。滚动活塞压缩机有单缸和双缸两种典型结构。

1.基本结构

滚动转子式热泵压缩机主要由气缸、滚动活塞（亦称滚动转子）、滑板、排气阀等组成，如图3-5所示。

2.工作过程

由图3-6工作过程可以看出：

①一定量气体的吸入、压缩和排出过程是在活塞旋转两周中完成的，但在滑板两侧的空腔中却同时进行着吸气与压缩、排气过程。即活塞旋转一周，将完成上一工作循环的压缩过程和排气过程以及下一工作循环的吸气过程。

②由于不设吸气阀，吸气开始时机和气缸上吸气孔口位置有严格的对应关系，不随工况的变化而变动。

③由于设置了排气阀，压缩终了的时机将随排气管中压力的变化而变动。

3.特点

从结构及工作过程来看，小型滚动转子式热泵压缩机具有如下优点：

①结构简单，零部件几何形状简单，便于加工及流水线生产；

②体积小、质量轻、零部件少，与相同制热量的往复活塞式热泵压缩机相比，体积减小40%～50%，质量减少40%～50%，零件数减少40%左右；

③易损件少、运转可靠；

④效率高，因为没有吸气阀故流动阻力小，且吸气过热小，所以在制热量为3kW以下的场合使用尤为突出。

滚动转子式热泵压缩机也有其缺点，那就是气缸容积利用率低，因为只利用了气缸的月牙形空间；转子和气缸的间隙应严格保证，否则会显著降低压缩机的可靠性和效率。因此，加工精度要求高；相对运动部位必须有油润滑；用于热泵运转时则制热量小。

（二）涡旋式压缩机

涡旋式热泵压缩机目前是模块式空气源热泵用得最多的一种压缩机。

涡旋式压缩机是指由一个固定的渐开线涡旋盘和一个呈偏心回转平动的渐开线运动涡旋盘组成的可压缩容积的热泵压缩机。涡旋式热泵压缩机是20世纪80年代才发展起来的一种新型容积式压缩机，数控加工工艺的发展使涡旋式压缩机得以制成并进入市场。随着这种加工工艺生产率的提高，这类压缩机的价格更具有竞争力。尽管它需要有一平动传动机构而使其结构有所复杂化，但它却具有许多潜在的技术优势。机器中没有吸气阀，也可以不带排气阀，从而提高了可靠性，转速变化范围可增大；还有动力平衡性能好，轴的扭矩较均匀，压力波动小以及较小的振动和噪声。进一步看其性能特点，涡旋式压缩机的容积效率在给定的吸气条件下几乎与工况的压力比无关，这是因为它没有如往复式压缩机余隙容积损失的缘故。这种特性使它在空调和热泵应用场合中比往复式更有优势。

在热泵应用中，涡旋式压缩机可以用较小的压缩机工作容积在很低的蒸发温度和较高的压力比下提供足够的制冷剂流量，这样，压缩机用同一电动机可在更宽广的工况下高效率地工作。同理，在热泵应用中，在环境气温低及压力比高的情况下，压缩机具有较高的供热能力；在空调应用中，亦会在宽广的环境气温下，减轻电动机的负荷，提高了系统的总效率。

同转子式压缩机一样，相同制热量的涡旋式压缩机尺寸要比往复式小。采用了柔性传动机构后可使其忍受液体压缩和杂质侵入的能力有所加强，不致产生过大的性能损失或失效。轴承和其他部件的磨损对压缩机的性能影响很小，工作可靠性提高。

1.基本结构

涡旋式热泵压缩机主要由静涡旋盘、动涡旋盘、机座、防自转机构十字滑环及曲轴等组成，如图3-7所示。

动、静涡旋盘的型线均是螺旋形，动涡旋盘相对静涡旋盘偏心并相错180°对置安装。动、静涡旋盘在几条直线（在横截面上则是几个点）上接触并形成一系列月牙形空间，即基元容积。

动涡旋盘由一个偏心距很小的曲轴8带动，以静涡旋盘的中心为旋转中心并以一定的旋转半径作无自转的回转平动；两者的接触线在运转中沿涡旋曲面不断向中心移动，它们之间的相对位置借安装在动、静涡旋盘之间的十字滑环7保证。该环上部和下部十字交叉的突肋分别与动涡旋盘下端面的键槽及机座上的键槽配合并在其间滑动。

吸气口1设在静涡旋盘的外侧面，并在顶部端面中心部位开有排气口2。压缩机工作时，制冷剂气体从吸气口进入动、静涡旋盘间最外圈的月牙形空间；随着动涡旋盘的运动，气体被逐渐推向中心空间；其容积不断缩小、压力不断升高，直至与中心排气口相通，高压气体被排出压缩机。

2.工作过程

利用动涡旋盘和静涡旋盘的啮合，形成多个压缩腔；随着动涡旋盘的回转平动，使各压缩腔的容积不断变化来压缩气体，如图3-8所示。

在涡旋式热泵压缩机中，吸气、压缩、排气等过程是同时和相继在不同的月牙形空间中进行的，外侧空间与吸气口相通，始终进行吸气过程。所以，涡旋式热泵压缩机基本上是连续地吸气和排气，并且从吸气开始至排气结束需经动涡旋盘的多次回转平动才能完成。

3.特点

涡旋压缩机具有下列特点：

①运行效率高；

②力矩变化小、振动小、噪声小；

③结构简单、体积小、质量轻、可靠性高；

④对液击不敏感；

⑤采用一种背压可自动调节的可控推力机构，这样可保持轴向密封，减少机械损失，防止异常高压，确保压缩机安全；

⑥便于采用气体注入循环；

⑦制造需要高精度的加工设备及方法以及精确的调心装配技术，并且成本也较高。

4.运行特性

常规热泵涡旋式压缩机运行范围如图3-9所示。

（三）螺杆式压缩机

螺杆式热泵压缩机是指用带有螺旋槽的一个或两个转子（螺杆）在气缸内旋转使气体压缩的热泵压缩机。螺杆式热泵压缩机属于工作容积作回转运动的容积型压缩机，按照螺杆转子数量的不同，螺杆式压缩机有双螺杆、单螺杆及三螺杆三种。双螺杆式压缩机简称螺杆式压缩机，由两个转子组成，而单螺杆式压缩机由一个转子和两个星轮组成。

1.基本结构

螺杆式压缩机是依靠容积的改变来压缩气体的，开启式结构如图3-10所示。它由机壳、阳转子、滑动轴承、滚动轴承、调节滑阀、轴封、平衡活塞、调节滑阀控制活塞、阴转子等零件组成。

2.工作过程

螺杆式压缩机工作过程如图3-11所示。

（1）吸气过程

阴、阳转子各有一个基元容积共同组成一对基元容积。当该基元容积与吸入口相通时，气体经吸入口进入该基元容积对。因转子旋转，转子的齿连续地脱离另一转子的齿槽，使齿间基元容积逐渐扩大，气体不断地被吸入，这一过程称为吸气过程；当转子旋转一定角度后，齿间基元容积达最大值，并超过吸入孔口位置，与吸气孔口断开，吸气过程结束（压缩过程开始），此时阴、阳转子的齿间容积彼此并未相通。

（2）压缩过程

转子继续转动，两个孤立的齿间基元容积相互连通；随着两转子相互啮合，基元容积不断缩小，气体受到压缩，该压缩直到转子旋转到使基元容积与排气孔口相通的一瞬间为止。

（3）排气过程

当基元容积和排气孔口相通时，排气过程开始，该过程一直进行到两个齿完全啮合、基元容积对的容积值为零时为止。

依靠啮合运动着的一对阴、阳转子，借助它们的齿、齿槽与机壳内壁构成的呈“V”字形的一对齿间容积呈周期性大小变化，来完成制冷剂气体吸入—压缩—排出的工作过程。

3.运行特性

热泵压缩机的制热量和轴功率随着不同的工况而变化，因此说明制热量和轴功率时，必须说明这时的工况。在热泵压缩机的铭牌上记有名义工况制热量及其轴功率。我国国家标准GB/T 19410—2008《螺杆式制冷压缩机》规定了螺杆式热泵压缩机名义工况及设计和使用条件。常规热泵螺杆式压缩机运行范围如图3-12所示。

4.特点

（1）优点

①与活塞式热泵压缩机相比，螺杆式热泵压缩机的转速较高（通常在2000r/min以上），又有质量轻、体积小、占地面积小等一系列优点，因而经济性较好；

②螺杆式热泵压缩机没有往复质量惯性力，动力平衡性能好，故基础可以很小；

③螺杆式热泵压缩机结构简单紧凑、易损件少，所以运行周期长、维修简单、使用可靠，有利于实现操作自动化；

④螺杆式热泵压缩机对进液不敏感，可采用喷油或喷液冷却，故在相同的压力比下，排气温度比活塞式热泵压缩机低得多，因此单级压力比高；

⑤与离心式热泵压缩机相比，螺杆式热泵压缩机具有强制输气的特点，即输气量几乎不受排气压力的影响，在较宽的工况范围内，仍可保持较高的效率。

（2）缺点

①由于气体周期性地高速通过吸、排气孔口及通过缝隙的泄漏等原因，使压缩机有很大的噪声，需要采取消音或隔音措施；

②要求精度较高的螺旋状转子，这样就需要有专用设备和刀具来加工；

③由于间隙密封和转子刚度等的限制，目前螺杆式热泵压缩机还不能像活塞式热泵压缩机那样达到较高的终了压力；

④由于螺杆式热泵压缩机采用喷油方式，需要喷入大量油而必须配置相应的辅助设备，从而使整个机组的体积和质量加大。