壓縮機的效率（The Efficiency of Compressor）

壓縮機主要的作用即是壓縮氣體

如圖的所示為往復式壓縮機的基本構造圖，當活塞B下行時，排氣閥D關閉，吸氣閥C開啟，蒸發器中的低溫度氣體則自吸氣閥進入汽缸，如活塞進行至汽缸*端時，低壓低溫氣體即充滿于整個汽缸內；當活塞由汽缸最底端開始上行時，氣缸中的低壓低溫氣體即開始被壓縮，吸氣閥因壓縮而關閉，故氣缸中的氣體則因活塞上行而體積逐漸減少，因體積的減少而壓力、溫度逐漸增高，當壓縮的氣體壓力大于排氣閥的壓力時，排氣閥即開啟，壓縮的高溫高壓氣體即由排氣閥排除經高壓氣管而注入冷凝器中，當活塞行至最高點時（活塞行程的最高點，慣稱為死點），氣體均被排出，而活塞又開始下行，如此繼續不斷地上下運行，蒸發器中蒸發的低溫低壓氣體則不斷地被壓縮機吸入而壓縮為高壓高溫的氣體，排至冷凝中，推動完成冷凍系統的循環。

因此，壓縮機的效率即壓縮機壓縮出的氣體與汽缸實際體積之比，因完全討論氣體與氣缸體積的關系，故壓縮機的效率又稱為容積效率（Volumetric Efficiency）.在理論上講，容積效率為100%，即活塞上行時，將汽缸中全部的氣體均壓出；但實際上活塞上行至最高點時，并非汽缸的頂點，活塞與汽缸蓋之間，必須保留一個安全的空間，以免彼此的撞擊，此安全的空間稱為壓縮機的氣隙（Clearance）。氣隙、吸排氣閥及活塞與汽缸間的泄漏……等，均影響容積效率。故實際上壓縮機的容積效率為：實際吸入氣體的體積，與活塞所行徑的實際體積的百分比。

活塞在汽缸中由*點行至最高點的行程，稱為活塞移位（Displacement），故在下圖中，如以V表示汽缸的體積，V_c表示氣隙體積，V₁表示實際吸入體積，V_p表示活塞位移，則

影響容積效率的最大因素為氣隙體積V_c，因為在實際壓縮過程中，為避免活塞與汽缸蓋撞擊，產生震動、噪音及損壞，汽缸頂端必留有適當的間隙，如在下圖a及b中所示。高壓蒸汽在壓縮后，氣隙V_c所殘留的高壓氣體P₂，于圖b中示，當活塞開始作吸氣過程時，留于氣隙內的高壓蒸氣V_c，隨活塞的下降而膨脹至V₂，壓力亦隨之降至P₁與吸氣壓力P₁相等時，吸入氣管內的低壓蒸氣才開始被吸入汽缸內，此時活塞所再能移動的容積，亦即實際吸入汽缸的氣體容積，僅為V₁＝V-V₂，由氣隙內高壓蒸氣所膨脹的容積為V-V₂。

根據波義耳定律知，如溫度不變的情況，氣體壓力與體積成反比。即

PV＝constant

但如壓縮過程，溫度隨壓縮而變，則波義耳定律為：

PVⁿ=constant

上式n為體積隨溫度變化的膨脹指數，當絕熱膨脹過程時，n＝K，當變熵膨脹過程時，K＞n＞1；K為比熱率（The Ratio of Specific Heat），等于氣體定壓比熱與定容比熱之比。即K＝C_p/C_v，C_p為定壓比熱，C_v為定容比熱。

故當活塞開始下移時，氣隙中的高壓氣體（P₂）先膨脹至吸入管內的蒸發壓力P₁，膨脹變化如下：

P₂V_cⁿ=P₁V₂ⁿ            

故容積效率

影響容積效率的因素主要有下列四點：

1、氣隙：氣隙愈大，容積效率愈低，故氣隙在安全范圍內愈小愈好。

2、吸氣壓力不變時，排氣壓力愈高，效率愈低；但排氣壓力不變時，吸氣壓力愈低，剛效率變愈低。

3、吸排氣閥及活塞與汽缸間之泄漏愈小愈好。

4、過熱的影響：汽缸內部的過熱，對吸入氣體量影響很大，汽缸內壁愈熱，吸入氣體愈少，效率愈低。

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