制冷壓縮機(jī)工作原理3

1、制冷技術(shù)與應(yīng)用制冷技術(shù)與應(yīng)用 第三章第三章 制冷壓縮機(jī)制冷壓縮機(jī) 基本要求：基本要求： 1熟悉各類制冷壓縮機(jī)的基本構(gòu)造、工作過程 和運(yùn)行特性。 2熟悉掌握活塞式制冷壓縮機(jī)冷量、功率和能 耗指標(biāo)的計(jì)算方法，以及影響這些性能參數(shù)的 各種因素。 3各類制冷壓縮機(jī)的冷量（能量）調(diào)節(jié)原理。 4了解回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)可能逐步取代活塞式 制冷壓縮機(jī)的主要原因。 制冷壓縮機(jī)根據(jù)其工作原理可分為容積型和速 度型兩大類。 在容積型壓縮機(jī)容積型壓縮機(jī)中，氣體壓力的升高是靠吸入 氣體的體積被強(qiáng)行縮小，使單位容積內(nèi)氣體分子 數(shù)增加來達(dá)到的。它有兩種結(jié)構(gòu)形式：往復(fù)活塞 式和回轉(zhuǎn)式。 在速度型壓縮機(jī)速度型壓縮機(jī)中，氣體壓力的

2、升高是靠氣體 的速度轉(zhuǎn)化而來，即先使氣體獲得一定高速，然 后再由氣體的速度能轉(zhuǎn)化為壓力能。其主要形式 是離心式制冷壓縮機(jī)。 所有制冷壓縮機(jī)，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原 理，均有其最佳冷量使用范圍。因此，當(dāng)使用的 冷量和條件不同時(shí)，應(yīng)選用不同形式的壓縮機(jī)， 以獲得最佳運(yùn)行效果。 第一節(jié)第一節(jié) 活塞式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造活塞式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造 一、活塞式制冷壓縮機(jī)的分類 （1）按壓縮機(jī)汽缸分布形式分：直立形、V形、 W形、S形（扇形）和Y形（星形） （2）按使用的制冷劑種類分：氟利昂和氨制冷壓 縮機(jī) （3）按壓縮機(jī)與電動(dòng)機(jī)的組合形式分：開啟式和 封閉式（半封閉和全封閉） （4）按壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)分：單機(jī)單級(jí)和

3、單機(jī)雙級(jí)制 冷壓縮機(jī) 二、活塞式制冷壓縮機(jī)的總體結(jié)構(gòu)和主要零件 對(duì)于一臺(tái)典型的大型活塞式制冷壓縮機(jī)， 它的零部件可分為： （1）機(jī)體 （2）傳動(dòng)機(jī)構(gòu) （3）配氣機(jī)構(gòu) （4）潤滑油系統(tǒng) （5）卸載機(jī)構(gòu) （6）軸封裝置 1開啟式制冷壓縮機(jī) （1）傳動(dòng)機(jī)構(gòu) （2）配氣機(jī)構(gòu)：制冷壓縮機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)隨壓縮機(jī)的 形式和大小有較大區(qū)別，目前使用比較典型的形 式有以下三種。 1）月牙形和舌形閥片閥板組：主要應(yīng)用在小型封閉 式制冷壓縮機(jī)中。 2）環(huán)形閥片閥板組：主要用在老式的2F10和4F10 型制冷壓縮機(jī)中。 3）帶有能量調(diào)節(jié)的配氣和卸載機(jī)構(gòu) （3）潤滑油系統(tǒng) a機(jī)械油泵供油潤滑：用在中、大型以及帶有能量 卸載

4、機(jī)構(gòu)的制冷壓縮機(jī)。 目前采用的潤滑油泵主要有：月牙形內(nèi)齒輪油泵和 轉(zhuǎn)子式油泵。 b離心供油潤滑：用在曲軸呈垂直安裝的全封閉制 冷壓縮機(jī)。 c飛濺潤滑：用在小型開啟式和半封閉式制冷壓縮 機(jī)。 （4）軸封裝置 2封閉式制冷壓縮機(jī)：電機(jī)與壓縮機(jī)組裝成整體的 制冷壓縮機(jī)。 與開啟式制冷壓縮機(jī)相比較，封閉式壓縮機(jī) 具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)中、 小型制冷壓縮機(jī)特別適用。 （1）半封閉式制冷壓縮機(jī) （2）全封閉式制冷壓縮機(jī) （3）水分、垃圾對(duì)封閉式制冷壓縮機(jī)的危害 第二節(jié)第二節(jié) 活塞式制冷壓縮機(jī)的運(yùn)行性能活塞式制冷壓縮機(jī)的運(yùn)行性能 活塞式制冷壓縮機(jī)的運(yùn)行性能主要指它的容 積效率、吸氣量、制冷量

5、、耗功率以及能耗指標(biāo) 等，這些性能參數(shù)對(duì)于一臺(tái)制冷壓縮機(jī)而言，均 不是定值，而是隨所用制冷劑性能和運(yùn)行工況等 許多因素而變化。 一、活塞式制冷壓縮機(jī)的工作過程 活塞式制冷壓縮機(jī)的工作過程包括吸氣、壓縮、 排氣三個(gè)過程。 壓縮機(jī)完成一個(gè)工作過程，每只氣缸吸入的低 壓氣體體積為： （m2） S 4 D V 2 g 若壓縮機(jī)的氣缸數(shù)為Z，轉(zhuǎn)速為n（r/min）， 則其每秒鐘吸入的氣體體積為： （m3/s） SnZ 240 D 60 nZV V 2 g h 二、活塞式制冷壓縮機(jī)的容積效率 壓縮機(jī)的實(shí)際吸氣量Vr小于活塞排量Vh，兩 者之比稱為壓縮機(jī)的容積效率v。 h r v V V 容積效率總小于1，

6、它的大小反映了壓縮機(jī)氣 缸容積的有效利用程度。影響它的主要因素有四 個(gè)： （1）氣缸余隙容積的大小 （2）吸、排氣壓力以及吸、排氣閥片阻力 （3）吸入氣缸的低溫制冷劑蒸汽遇到熱的氣缸壁所 引起的熱膨脹 （4）氣缸內(nèi)部的泄漏 1余隙容積的影響 余隙系數(shù)： 2吸、排氣閥片阻力的影響 節(jié)流系數(shù)： g 1g g 1 v V VV V V 1 21 1 2 p V VV V V 3吸入蒸汽熱膨脹的影響 預(yù)熱系數(shù)： 4壓縮機(jī)內(nèi)部泄漏的影響 氣密系數(shù)：l = 0.950.98 k 0 k 0 t t273 t273 T T 制冷壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)的容積效率v與v、p、t和 l四個(gè)系數(shù)有關(guān)，因此它可用這四個(gè)系數(shù)的乘

7、積表 示：v = vptl 由于影響制冷壓縮機(jī)容積效率的因素較多，難 以用公式精確計(jì)算，應(yīng)通過制冷壓縮機(jī)的實(shí)驗(yàn)求 得。因此，為了能計(jì)算壓縮機(jī)的理論制冷量，目 前常用推薦的經(jīng)驗(yàn)公式： 制冷壓縮機(jī)的實(shí)際吸氣量為：Vr =vVh （m3/s） 1 P P 085. 094. 0 m 1 0 k v 三、活塞式制冷壓縮機(jī)的制冷量、耗功率 及其能耗指標(biāo) 1制冷量： （kW） 2耗功率 （1）理論功率： N = Mrw （kW） 0r 1 0 hvvhv0 qM v q VqVQ （3）軸功率： （kW） （4）配用電機(jī)功率： （kW） （5）電機(jī)輸入功率： （kW） mim i b NN N d b c

8、 N )15. 110. 1 (N ed b in N N 3能耗指標(biāo) 單位軸功率制冷量： （kW/kW） 能效比： mi mi r 0r b 0 e wM qM N Q K edmi edmi r 0r in 0 wM qM N Q EER 四、活塞式制冷壓縮機(jī)運(yùn)行特性參數(shù)的變化 1冷凝溫度的影響（蒸發(fā)溫度不變） 圖3.21 冷凝溫度升高時(shí)制冷循環(huán)的變化 2蒸發(fā)溫度的影響（冷凝溫度不變） 圖3.22 蒸發(fā)溫度降低時(shí)制冷循環(huán)的變化 由于制冷壓縮機(jī)的制冷量及其性能隨工況而 變化，在比較活塞式制冷壓縮機(jī)的運(yùn)行性能和各 個(gè)參數(shù)時(shí)，必須在相同工況下進(jìn)行才能作出評(píng)價(jià)。 為此，我國規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)和空調(diào)兩個(gè)工況

9、，用來比 較活塞式制冷壓縮機(jī)的制冷劑和它的Ke及EER值。 若已知壓縮機(jī)在某工況下的制冷量，則該壓 縮機(jī)在另一個(gè)工況下的制冷量可通過下面的公式 換算： )()( )()( )(0)(0 AvAv BvBv AB q q QQ 活塞式制冷壓縮機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)工況和空調(diào)工況 工況制冷劑蒸發(fā)溫度冷凝溫度過冷溫度吸氣溫度 標(biāo) 準(zhǔn) 工 況 R12 -15+30+25 +15 R22+15 R717-10 空 調(diào) 工 況 R12 +5+40+35 +15 R22+15 R717+10 五、活塞式制冷壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)和使用條件 我國的活塞式制冷壓縮機(jī)按氣缸直徑的毫米 數(shù)分為系列，目前有40，50，70，100，125，

10、 170六種系列產(chǎn)品。 第三節(jié)第三節(jié) 螺桿式制冷壓縮機(jī)螺桿式制冷壓縮機(jī) 一、螺桿式制冷壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 二、螺桿式制冷壓縮機(jī)的運(yùn)行調(diào)節(jié) 螺桿式制冷壓縮機(jī)的冷量可在15% 100%之 間無級(jí)調(diào)節(jié)，當(dāng)冷量在60% 100%之間調(diào)節(jié)時(shí)， 其耗功率幾乎與制冷量以相同比例變化。 第四節(jié)第四節(jié) 偏心滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式和渦旋式偏心滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式和渦旋式 制冷壓縮機(jī)制冷壓縮機(jī) 一、偏心滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī) 偏心滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)在功率1kW以下 的小型窗式空調(diào)和食品冷藏箱中使用。 二、渦旋式制冷壓縮機(jī) 渦旋式制冷壓縮機(jī)使用功率大約在1 15kW之 間，與活塞式制冷壓縮機(jī)相比，它的體積縮小 40%，重量減輕15%，易損部件極少，運(yùn)行平穩(wěn)， 噪聲低，具有較高的EER值。