第三章 制冷壓縮機

1、按按工工作作原原理理按按氣氣缸缸布布置置方方式式開啟式開啟式封閉式封閉式原動機和壓原動機和壓縮機分開設(shè)縮機分開設(shè)置。置。需設(shè)軸封裝需設(shè)軸封裝置，以防制置，以防制冷劑泄漏和冷劑泄漏和空氣滲入?？諝鉂B入。 半封閉式半封閉式全封閉式全封閉式根據(jù)構(gòu)造：根據(jù)構(gòu)造：開啟式開啟式全封閉式全封閉式： 壓縮機與電動機共機體和壓縮機與電動機共機體和主軸，封裝在機殼中。無需軸主軸，封裝在機殼中。無需軸封裝置。不易拆卸。電動機與封裝置。不易拆卸。電動機與制冷劑和潤滑油相接觸。制冷劑和潤滑油相接觸。8 8缸缸氨氨 氣缸氣缸扇形扇形布置布置氣缸直徑氣缸直徑為為125mm125mm壓縮機全部功率通過曲軸壓縮機全部功率通過曲

2、軸輸入。輸入。常見：曲拐軸、偏心軸常見：曲拐軸、偏心軸 多用于小型全封閉或半封多用于小型全封閉或半封閉式壓縮機中。閉式壓縮機中。氣缸套氣缸套 用于大、中型壓縮機。用于大、中型壓縮機。氣缸套磨損后可更換。氣缸套磨損后可更換。v 卸載法卸載法 v 調(diào)速法調(diào)速法 改變壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)改變壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)多缸活塞式制冷壓縮機多用此法多缸活塞式制冷壓縮機多用此法頂桿啟閥機構(gòu)頂桿啟閥機構(gòu)油壓推桿機構(gòu)油壓推桿機構(gòu)至卸載機構(gòu)至卸載機構(gòu)至卸載機構(gòu)至卸載機構(gòu)半封閉式半封閉式活塞制冷壓縮機活塞制冷壓縮機 全封閉式全封閉式活塞制冷壓縮機活塞制冷壓縮機 p1234VLDVg24LnzDnzVVgh224060理想過程中，壓縮理想過

3、程中，壓縮機單位時間吸入的機單位時間吸入的低壓氣體體積低壓氣體體積LVh與制冷劑種類和壓縮機運行工況無關(guān)與制冷劑種類和壓縮機運行工況無關(guān):影響因素影響因素: :余余隙隙容容積積hrVVVltPV1234pVVcVgV1D DV1p2p11234pVVcVgV1D DV1mccVVVppD112gggvVVVVV11Dp2p11112mppCgcVVC/相對余隙容積相對余隙容積熱量熱量baTTKt0l影響影響 v v因素：因素： 立式和立式和V V型氨壓縮機的輸氣系數(shù)型氨壓縮機的輸氣系數(shù) 1)(085. 094. 0112mVpp 經(jīng)經(jīng)驗驗公公式式vrqVQ0hVrVVvhVqV10/vqVhV

4、制冷量、耗功率、性能系數(shù)制冷量、耗功率、性能系數(shù)f (tk , to)或或 f (pk , po)3ph21pkp04圖表或經(jīng)驗公式圖表或經(jīng)驗公式壓縮比增大，壓縮比增大，指示效率降低指示效率降低立式和立式和V V型氨壓縮機的指示效率型氨壓縮機的指示效率miePPP 軸功率軸功率P Pe e指示功率指示功率P Pi i 摩擦效率摩擦效率 m m = =摩擦效率摩擦效率 m m指示功率指示功率P Pi i 軸功率軸功率P Pe e = =摩擦效率摩擦效率 m m理論功率理論功率P Pthth =用于評價壓縮機主軸用于評價壓縮機主軸輸入功率的利用程度輸入功率的利用程度壓縮比壓縮比，機械效率，機械效率

5、 d dP Pe e e eP P i m d e eP Pthth = d dP Pe e vrqVQ0vhVqV10/vqVhV軸功率：軸功率：P Pthth P Pe e = =f (tk , to)或或 f (pk , po)100/vqVqVQhvhV軸功率：軸功率：P Pthth P Pe e = = =V Vh h w w0 0/ /v v1 1342ph2143=411hp4322100/vqVQhP Pe e = =V Vh h w w0 0/ /v v1 11110010kkkpppkkvw狀態(tài)點狀態(tài)點h h（kJ / kgkJ / kg）1 1167016702 2192

6、019203 35505504 4550550kJ/kg 11205501670410hhqkJ/kg 25016701920120hhwkJ/kg 5 .3128 . 0/250/0iiwwkJ/kg 5 .19825 .31216701 2iwhhkJ/kg 5 .14325505 .19823 2hhqk單位質(zhì)量制冷量：單位質(zhì)量制冷量：理論比功：理論比功：指示比功：指示比功：壓縮機出口氣體的焓：壓縮機出口氣體的焓：單位質(zhì)量冷凝負荷：單位質(zhì)量冷凝負荷：kg/s 1786. 01120/200/00qQqmkW 8 .555 .3121786. 0imiwqP58. 35 .312/1120

7、/0iwq2 . 7)5(32268LHLCTTT5 . 02 . 7/58. 3/Ci3 3）制冷劑流量：）制冷劑流量：指示功率：指示功率：指示制冷系數(shù)：指示制冷系數(shù)： 逆卡諾循環(huán)制冷系數(shù)：逆卡諾循環(huán)制冷系數(shù)：熱力完善度：熱力完善度： 1 1、根據(jù)工作原理，制冷壓縮機可以分為哪兩類？它、根據(jù)工作原理，制冷壓縮機可以分為哪兩類？它們的工作原理有何不同？們的工作原理有何不同？2 2、總結(jié)開啟式和封閉式活塞制冷壓縮機主要不同之、總結(jié)開啟式和封閉式活塞制冷壓縮機主要不同之處。處。3 3、活塞式制冷壓縮機概括起來可分為哪五部分？、活塞式制冷壓縮機概括起來可分為哪五部分？4 4、活塞式壓縮機的理論排氣量

8、和什么因素有關(guān)？、活塞式壓縮機的理論排氣量和什么因素有關(guān)？5 5、容積效率是哪四個系數(shù)的乘積？分別表示什么因、容積效率是哪四個系數(shù)的乘積？分別表示什么因素對容積效率的影響？素對容積效率的影響？6 6、何為往復(fù)式活塞制冷壓縮機的理論功率、指示功、何為往復(fù)式活塞制冷壓縮機的理論功率、指示功率、摩擦功率、軸功率？它們之間有何關(guān)系？何為指率、摩擦功率、軸功率？它們之間有何關(guān)系？何為指示效率、機械效率、軸效率？示效率、機械效率、軸效率？作業(yè)作業(yè) F容積型容積型螺桿式螺桿式滾動轉(zhuǎn)子式滾動轉(zhuǎn)子式( (滾動活塞式）滾動活塞式）渦旋式渦旋式利用利用偏心軸偏心軸上上圓筒形轉(zhuǎn)圓筒形轉(zhuǎn)子子在氣缸內(nèi)的轉(zhuǎn)動來改在氣缸內(nèi)的

9、轉(zhuǎn)動來改變工作容積，實現(xiàn)氣體變工作容積，實現(xiàn)氣體的吸入、壓縮和排出。的吸入、壓縮和排出。位置位置吸氣腔吸氣腔 吸氣吸氣吸氣吸氣吸氣吸氣吸氣吸氣吸氣結(jié)束吸氣結(jié)束排氣腔排氣腔 壓縮壓縮壓縮壓縮 開始排氣開始排氣 排氣結(jié)束排氣結(jié)束 與吸氣腔連通與吸氣腔連通余隙容積??；余隙容積??；吸排氣壓損小吸排氣壓損小僅滑片有較小的往僅滑片有較小的往復(fù)慣性力復(fù)慣性力密封線較長，密封線較長，密封性能較差密封性能較差工作原理工作原理外側(cè)外側(cè)中部中部內(nèi)側(cè)內(nèi)側(cè)圖圖a a吸氣完成吸氣完成排氣排氣圖圖b b吸氣吸氣 壓縮壓縮排氣排氣圖圖c c吸氣吸氣 壓縮壓縮排氣排氣圖圖d d吸氣吸氣 壓縮結(jié)束壓縮結(jié)束排氣結(jié)束排氣結(jié)束渦旋式制

10、冷壓縮渦旋式制冷壓縮機的工作過程機的工作過程曲軸矩變化小曲軸矩變化小吸、排氣壓力脈動小吸、排氣壓力脈動小渦旋式制冷壓縮機特點渦旋式制冷壓縮機特點可達可達0.95以上以上曲軸矩變化小；曲軸矩變化??；吸、排氣壓力脈動小吸、排氣壓力脈動小三、螺桿式制冷壓縮機雙螺桿式制冷壓縮機雙螺桿雙螺桿單螺桿單螺桿吸氣吸氣陽轉(zhuǎn)子陽轉(zhuǎn)子陰轉(zhuǎn)子陰轉(zhuǎn)子排氣排氣陰轉(zhuǎn)子陰轉(zhuǎn)子陽轉(zhuǎn)子陽轉(zhuǎn)子壓縮壓縮單螺桿式制冷壓縮機一個螺桿轉(zhuǎn)子螺桿轉(zhuǎn)子兩個星輪星輪排氣孔排氣孔單螺桿式制冷壓縮機通常有6 6個螺槽個螺槽，由兩個星輪將其分成上下兩個空間上下兩個空間，各自完成吸氣、排氣、壓縮過程。排氣排氣壓縮壓縮吸氣吸氣 螺桿壓縮機中，終壓由旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)

11、體形狀體形狀、排氣口位置排氣口位置、吸氣壓力吸氣壓力及制冷劑性質(zhì)制冷劑性質(zhì)決定。三種情況：終壓P2等于Pk；終壓P2低于Pk (欠壓縮欠壓縮)終壓P2高于Pk (過壓縮過壓縮)吸氣吸氣壓縮壓縮排氣排氣壓縮壓縮吸氣吸氣排氣排氣壓縮壓縮排氣排氣吸氣吸氣速度型速度型 渦室渦室擴壓器擴壓器單級離心式壓縮機：主軸上設(shè)一個葉輪多級離心式壓縮機：主軸上設(shè)多個葉輪 一、離心式制冷壓縮機的工作原理和工作過程一、離心式制冷壓縮機的工作原理和工作過程單級離心式壓縮機壓力變化壓力變化速度變化速度變化理論功耗理論功耗wc,th：可逆絕熱壓縮過程消耗的功，：可逆絕熱壓縮過程消耗的功， 亦即理想壓縮過程所需能量頭。亦即理想

12、壓縮過程所需能量頭。adthcww,實際功耗實際功耗 w：制冷劑壓縮過程實際需要的能量頭。：制冷劑壓縮過程實際需要的能量頭。絕熱效率絕熱效率一般一般0.70.70.80.8 氣體被壓縮時實際所需要的能量頭與運行工況運行工況及制冷劑的性質(zhì)制冷劑的性質(zhì)有關(guān)。 葉輪圓周速度越大圓周速度越大，氣體獲得的能量頭越大能量頭越大 氣體分子量越大分子量越大，所需能量頭反而小能量頭反而小。二、離心式制冷壓縮機的特點二、離心式制冷壓縮機的特點 v 制冷能力大，適用于大型制冷系統(tǒng)制冷能力大，適用于大型制冷系統(tǒng)v 結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕v 無磨損部件，工作可靠，維護費用低無磨損部件，工作可靠，維護費用低v

13、運行平穩(wěn)，噪聲低運行平穩(wěn)，噪聲低v 蒸發(fā)器和冷凝器傳熱性能好蒸發(fā)器和冷凝器傳熱性能好v 對材料強度、加工精度及制造質(zhì)量要求高對材料強度、加工精度及制造質(zhì)量要求高v 大型離心式制冷壓縮機可用蒸氣輪機或燃氣輪機直大型離心式制冷壓縮機可用蒸氣輪機或燃氣輪機直接帶動，以經(jīng)濟、合理地使用能源接帶動，以經(jīng)濟、合理地使用能源三、離心式壓縮機的特性三、離心式壓縮機的特性 離心式壓縮機的特性曲線離心式壓縮機的特性曲線設(shè)計點設(shè)計點喘振點喘振點最大流量點最大流量點工作范圍工作范圍防止離心式制冷壓縮機發(fā)生喘振的防止離心式制冷壓縮機發(fā)生喘振的措施措施 維持壓縮機維持壓縮機運行過程中冷凝壓力運行過程中冷凝壓力和和蒸發(fā)壓力

14、的穩(wěn)定蒸發(fā)壓力的穩(wěn)定； 旁通調(diào)節(jié)法：當(dāng)制冷劑流量需調(diào)節(jié)到喘振點以下時，從壓縮旁通調(diào)節(jié)法：當(dāng)制冷劑流量需調(diào)節(jié)到喘振點以下時，從壓縮機出口引出一部分制冷劑機出口引出一部分制冷劑不經(jīng)冷凝直接返回壓縮機吸氣管不經(jīng)冷凝直接返回壓縮機吸氣管。 蒸發(fā)溫度對制冷量的影響蒸發(fā)溫度對制冷量的影響冷凝溫度對制冷量的影響冷凝溫度對制冷量的影響 設(shè)計冷凝溫度設(shè)計冷凝溫度影響離心式制冷壓縮機制冷量的因素影響離心式制冷壓縮機制冷量的因素 轉(zhuǎn)速對制冷量的影響轉(zhuǎn)速對制冷量的影響 影響離心式制冷壓縮機制冷量的因素影響離心式制冷壓縮機制冷量的因素 各類壓縮機的應(yīng)用范圍及其制冷量大小各類壓縮機的應(yīng)用范圍及其制冷量大小 1 1、往復(fù)活塞式、滾動活塞