冷庫制冷系統(tǒng)中活塞式制冷壓縮機螺桿式制冷壓縮機的選型方法分析

1、畢業(yè)論文課題名稱 系 別 機電工程系 專 業(yè) 制冷與冷藏技術 班 級 = 姓 名 、 學 號 2、 指導教師 、 目錄摘要.4關鍵詞.4Abstract.4Key words.41.活塞式制冷壓縮機的結構及工作原理.51.1活塞式壓縮機的分類.51.2活塞式制冷壓縮機工作原理與過程.61.3活塞式制冷壓縮機主要部件.61.4活塞式制冷壓縮機潤滑環(huán)系統(tǒng).81.5活塞式制冷壓縮機常見故障.92.螺桿式制冷壓縮機的結構及工作原理.102.1螺桿式制冷壓縮機主要部件.102.2螺桿式制冷壓縮機工作原理.112.3螺桿壓縮機的潤滑系統(tǒng).112.4螺桿壓縮機常見故障.133.活塞式壓縮機與螺桿式壓縮機性能

2、比較.133.1活塞式壓縮機實際輸氣量與能量調節(jié).133.2螺桿式壓縮機實際輸氣量與能量調節(jié).173.3帶經濟器的螺桿壓縮機系統(tǒng).194.冷庫的分類與發(fā)展前景.194.1冷庫分類與要求.194.2冷庫壓縮機性能比較.214.3 壓縮機的選型計算.24參考文獻.26致謝.27摘要 隨著經濟的發(fā)展冷鏈的擴張各地冷庫需求不斷的增加，冷庫的建設迫在眉睫，冷庫的設備選型與日常生產運行直接關系著經濟效益。本文通過對不同類型的壓縮機進行工作原理、工作過程、主要零部件、常見故障以及輸氣量、能量調節(jié)的方法的描述與概論，然后對不同壓縮機性能分析與綜合比較，為冷庫壓縮機提供了關鍵性數據。關鍵詞 活塞壓縮機 螺桿壓縮

3、機 能量調節(jié) 性能Abstract1.活塞式制冷壓縮機的結構及工作原理1.1活塞式壓縮機分類按所采用的工質分類，一般有氨壓縮機和氟利昂壓縮機兩種。按壓縮級數分類，有單級壓縮和兩級壓縮。單級壓縮機是指壓縮過程中制冷劑蒸氣由低壓至高壓只經過一次壓縮。而所謂的兩級壓縮機，壓縮過程中制冷劑蒸氣由低壓至高壓要連續(xù)經過兩次壓縮。按作用方式分類，有單作用壓縮機和雙作用壓縮機。其制冷劑蒸氣僅在活塞的一側進行壓縮，活塞往返一個行程，吸氣排氣各一次。而雙作用壓縮機制冷劑蒸氣輪流在活塞兩側的氣缸內進行壓縮，活塞往返一個行程，吸、排氣各兩次。所以同樣大小的氣缸，雙作用壓縮機的吸氣量較單作用的大。但是由于雙作用壓縮機的

4、結構較復雜，因而目前大都是采用單作用壓縮機。 圖1-1 壓縮機氣缸布置形式（a）臥式；（ b）直立式；（ C）V型；（d）W型；（e）扇形（s）型；（f）星形按制冷劑蒸氣在氣缸中的運動分類，有直流式和逆流式。所謂直流式是指制冷劑蒸氣的運動從吸氣到排氣都沿同一個方向進行，而逆流式，吸氣與排氣時制冷劑蒸氣的運動方向是相反的。從理論分析來看，直流式與逆流式相比，由于蒸氣在氣缸中溫度及比容的變化較少，故直流式性能較好。但是由于直流式壓縮機的進汽閥需裝在活塞上，這樣便相對增加了活塞的長度和重量，因而功的消耗就增加、檢修也麻煩，所以目前生產的壓縮機大都采用逆流式型壓縮機等。立式壓縮機氣缸中心線呈垂直位置而

5、臥式壓縮機氣缸中心線是水平的。V型、W型和S型是高速、多缸、現代型壓縮機，其速度一般為9601440轉/分，氣缸數目多為2、4、6、8 四種，其中如圖1-1，字母表示氣缸的排列形式?；钊街评鋲嚎s機，根據其結構特征，還可分為開啟式、半封閉式和全封閉式三種。雖然構造各異，但它們之間也有許多共同之處，只是其結構特征不同。開啟式制冷壓縮機的結構特征在于：壓縮機的動力輸入軸伸出機體外，通過聯軸器或皮帶輪與電動機聯結，并在伸出處用軸封裝置密封。目前，氨壓縮機和容量較大的氟利昂壓縮機都采用這種結構形式。半封閉式制冷壓縮機的結構特點是：壓縮機與電動機共用一主軸，并共同組裝于同一機殼內，但機殼為可拆式，其上開

6、有各種工作孔用蓋板密封。全封閉式制冷壓縮機的結構特點在于：壓縮機與其驅動電動機共用一個主軸，二者組裝在一個焊接成型的密封罩殼中。這種壓縮機結構緊湊，密封性好，使用方便，振動小、噪音小，廣泛使用在小型自動化制冷和空調裝置中。1.2活塞式制冷壓縮機工作原理與過程當曲軸旋轉時，通過連桿的傳動，活塞便做往復運動，由氣缸內壁、氣缸蓋和活塞頂面所構成的工作容積則會發(fā)生周期性變化?；钊麖臍飧咨w處開始運動時，氣缸內的工作容積逐漸增大，這時，氣體即沿著進氣管，推開進氣閥而進入氣缸，直到工作容積變到最大時為止，進氣閥關閉；活塞反向運動時，氣缸內工作容積縮小，氣體壓力升高，當氣缸內壓力達到并略高于排氣壓力時，排氣閥

7、打開，氣體排出氣缸，直到活塞運動到極限位置為止，排氣閥關閉。當活塞再次反向運動時，上述過程重復出現。如果不考慮活塞式壓縮機實際工作中的容積損失和能量損失（即理想工作過程），則活塞式壓縮機曲軸每旋轉一周所完成的工作，可分為吸氣、壓縮和壓縮過程、排氣過程，即完成一個工作循環(huán)。吸氣過程通過活塞的移動，氣缸內容積增大，壓力降低，于是吸氣管內制冷劑蒸汽頂開吸氣閥而進入氣缸內直到活塞最大行程另一端。壓縮過程 活塞從下止點向上運動，吸、排汽閥處于關閉狀態(tài)，氣體在密閉的氣缸中被壓縮，由于氣缸容積逐漸縮小，則壓力、溫度逐漸升高直至氣缸內氣體壓力與排氣壓力相等。壓縮過程一般被看作是等熵過程。排氣過程 活塞繼續(xù)向上

8、移動，致使氣缸內的氣體壓力大于排氣壓力，則排氣閥開啟，氣缸內的氣體在活塞的推動下等壓排出氣缸進入排氣管道，直至活塞運動到上止點。此時由于排氣閥彈簧力和閥片本身重力的作用，排氣閥關閉排氣結束。至此，壓縮機完成了一個由吸氣、壓縮和排氣三個過程組成的工作循環(huán)。此后，活塞又向下運動，重復上述三個過程，如此周而復始地進行循環(huán)。這就是活塞式制冷壓縮機的理想工作過程與原理。1.3活塞式制冷壓縮機主要部件活塞式制冷壓縮機主要由機體、缸蓋、側蓋、曲軸、連桿組件、活塞組件、氣閥、軸封、油泵、能量調節(jié)裝置、油循環(huán)系統(tǒng)等部件組成。機體機體：包括汽缸體和曲軸箱兩部分，一般采用高強度灰鑄鐵（HT20-40）鑄成一個整體。

9、它是支承汽缸套、曲軸連桿機構及其它所有零部件重量并保證各零部件之間具有正確的相對位置的本體。汽缸采用汽缸套結構，安裝在汽缸體上的缸套座孔中，便于當汽缸套磨損時維修或更換。因而結構簡單，檢修方便。缸蓋、側蓋缸蓋:制冷壓縮機的缸蓋起著對氣缸上部進行密封的作用，它和機體排氣閥一起形成壓縮機的排氣腔。側蓋:用以密封曲軸箱兩側的窗孔。兩側蓋上一般分別裝有油面指示器和油冷卻器，用來檢測曲軸箱油面是否在正常高度及冷卻潤滑油。1.34曲軸曲軸：曲軸是活塞式制冷壓縮機的主要部件之一，傳遞著壓縮機的全部功率。其主要作用是將電動機的旋轉運動通過連桿改變?yōu)榛钊耐鶑椭本€運動。曲軸在運動時，承受拉、壓、剪切、彎曲和扭轉

10、的交變復合負載，工作條件惡劣，要求具有足夠的強度和剛度以及主軸頸與曲軸銷的耐磨性。故曲軸一般采用40、45或50號優(yōu)質碳素鋼鍛造，但現在已廣泛采用球墨鑄鐵（如QT501.5與QT602等）鑄造。連桿組件連桿：連桿是曲軸與活塞間的連接件，它將曲軸的回轉運動轉化為活塞的往復運動，并把動力傳遞給活塞對汽體做功。連桿包括連桿體、連桿小頭襯套、連桿大頭軸瓦和連桿螺栓。 連桿體在工作時承受拉、壓交變載荷，故一般用優(yōu)質中碳鋼鍛造或用球墨鑄鐵（如QT4010）鑄造，桿身多采用工字形截面且中間鉆一長孔作為油道。連桿小頭通過活塞銷與活塞相連，銷孔中加襯套以提高耐磨、耐沖擊能力。連桿小頭襯套常用錫磷青銅ZQSn10

11、-1做成整體筒狀，外圓面車有環(huán)槽并鉆有油孔，內表面開有軸向油槽。連桿大頭與曲軸連接。連桿大頭一般做成剖分式，以便于裝拆和檢修。為了改善連桿大頭與曲柄銷之間的磨損狀況，大頭孔內一般均裝有軸承合金軸瓦即連桿大頭軸瓦。連桿大頭軸瓦分薄壁和厚壁兩種，系列制冷壓縮機都采用薄壁軸瓦。軸瓦的上瓦與連桿油孔相應的地方也開有油孔。連桿螺栓用于連接剖分式連桿大頭與大頭蓋。連桿螺栓是曲柄連桿機構中受力嚴重的零件，它不僅受反復的拉伸且受振動和沖擊作用，很容易松脫和斷裂，以致引起嚴重事故。所以對連桿螺栓的設計、加工、裝配均有嚴要求。連桿螺栓常用40Cr、45Cr鋼等制造，且采用細牙螺紋，其安裝時要求有一定的預緊力，以免

12、在載荷變化時連桿大頭上下瓦和曲柄銷之間松動敲擊，加速機器零件的損壞。活塞組件活塞可分為筒形和盤形兩大類。我國系列制冷壓縮機的活塞均采用筒形結構，它由頂部、環(huán)部和裙部三部分組成?；钊敳拷M成封閉汽缸的工作面?；钊h(huán)部的外圓上開有安裝活塞環(huán)的環(huán)槽，環(huán)槽的深度略大于活塞環(huán)的徑向厚度，使活塞環(huán)有一定的活動余地。活塞裙部在汽缸中起導向作用并承受側壓力?；钊牟牧弦话銥殇X合金或鑄鐵?；诣T鐵活塞過去在制冷壓縮機中應用較廣，但由于鑄鐵活塞的質量大且導熱性能差，因此，近年來系列制冷壓縮機的活塞都采用鋁合金活塞。鋁合金活塞的優(yōu)點是質量輕、導熱性能好，表面經陽極處理后具有良好的耐磨性。但鋁合金活塞比鑄鐵活塞的機械強

13、度低、耐磨性差也差?；钊N是用來連接活塞和連桿小頭的零件，在工作時承受復雜的交變載荷。活塞銷的損壞將會造成嚴重的事故，故要求其有足夠的強度、耐磨性和抗疲勞、抗沖擊的性能。因此，活塞銷通常用20號鋼、20Cr鋼或45號鋼制造。活塞環(huán)包括汽環(huán)和油環(huán)。汽環(huán)的主要作用是使活塞和汽缸壁之間形成密封，防止被壓縮蒸氣從活塞和汽缸壁之間的間隙中泄漏。為了減少壓縮汽體從環(huán)的鎖口泄漏，多道汽環(huán)安裝時鎖口應相互錯開。油環(huán)的作用是布油和刮去汽缸壁上多余的潤滑油。汽環(huán)可裝一至三道，油環(huán)通常只裝一道且裝在汽環(huán)的下面，常見的油環(huán)斷面形狀有斜面式和槽式兩種，斜面式油環(huán)安裝時斜面應向上。氣閥、軸封汽閥是壓縮機的一個重要部件，屬

14、于易損件。它的質量及工作的好壞直接影響壓縮機的輸汽量、功率損耗和運轉的可*性。汽閥包括吸氣閥和排氣閥，活塞每上下往復運動一次，吸、排氣閥各啟閉一次，從而控制壓縮機并使其完成吸氣、壓縮、排氣等四個工作過程。由于閥門啟閉工作頻繁且對壓縮機的性能影響很大，因此汽閥需滿足如下要求：氣體流過閥門時的流動阻力要小，要有足夠的通道截面，通道表面應光滑，啟閉及時、關閉嚴密，堅韌、耐磨。軸封：軸封的作用在于防止制冷劑蒸汽沿曲軸伸出端向外泄漏，或者是當曲軸箱內壓力低于大氣壓時，防止外界空氣漏入。因此，軸封應具有良好的密封性和安全可*性、且結構簡單、裝拆方便、并具有一定的使用壽命。 軸封裝置主要有機械式和填料式兩種

15、。目前常用的機械式軸封主要有摩擦環(huán)式和波紋管式。其中，國產系列活塞式制冷壓縮機大都采用摩擦式軸封，這種軸封由活動環(huán)(摩擦環(huán)）、固定環(huán)、彈簧及彈簧座、壓圈和兩個“0”形耐油橡膠圈所組成?；顒迎h(huán)槽內嵌一橡膠密封圈并與活動環(huán)一同套裝在軸上，在彈簧力和壓圈的作用下，活動環(huán)與橡膠圈一同被壓緊在軸上且使活動環(huán)緊貼在固定環(huán)上。工作時彈簧座與彈簧、軸上橡膠密封圈及活動環(huán)隨同曲軸一起轉動，固定環(huán)及其上的橡膠圈則固定不動。故工作時活動環(huán)和固定環(huán)作相對運動，緊貼的摩擦面起防止制冷劑往外泄漏的密封作用，軸上橡膠圈用來密封軸與活動環(huán)之間的間隙，固定環(huán)上的耐油橡膠密封圈起防止軸封室內潤滑油外泄的作用。1.4活塞式制冷壓縮

16、機潤滑環(huán)系統(tǒng)潤滑的作用潤滑是壓縮機中的重要問題之一，它不僅影響到壓縮機的性能指標，而且跟壓縮機的壽命、可靠性、安全性也直接相關。潤滑的作用如下：1）使摩擦表面(即軸與軸承、活塞環(huán)與氣缸壁等運動部件接觸面)被油膜分隔，形成液體摩擦或半干摩擦，從而降低壓縮機的摩擦功、摩擦熱和零件的磨損，提高壓縮機的機械效率，增加壓縮機的可靠性和耐久性。2)對摩擦表面起冷卻和清潔作用。帶走摩擦熱，使摩擦表面溫度不致過高,帶走磨屑，改善摩擦表面的工作情況。3)潤滑油充滿活塞與氣缸的間隙和軸封的摩擦表面，增強密封作用。4) 利用壓力潤滑系統(tǒng)中的壓力油，可以作為操縱能量調節(jié)機構的動力。潤滑方式壓縮機的潤滑方式可分為飛濺潤

17、滑和壓力潤滑兩種類型。飛濺潤滑是利用運動零件的機械作用，將潤滑油送至需要的摩擦表面，半封閉壓縮機就有很多的采用飛濺潤滑。一方面在連桿大頭下端裝設甩油勺，將曲軸箱中的油甩向氣缸鏡面，潤滑活塞與氣缸壁之間的摩擦表面；另一方面，在電動機一端的軸上裝有甩油盤，將油甩起并收集在電動機側端蓋的集油小室上，通過曲軸中的油道，潤滑主軸承和連桿軸承。在某些小型立式開啟式壓縮機中，飛濺潤滑僅依靠曲柄連桿機構的運動來實現。壓力潤滑系統(tǒng)式利用油泵產生的油壓，將潤滑油通過輸油管道輸送到需要潤滑的各摩擦面，潤滑油壓力和流量可以按照給定要求實現，因而油壓穩(wěn)定，油壓充足，還能對潤滑油進行濾清和冷卻處理，故潤滑效果良好，大大提

18、高了壓縮機使用壽命、可靠性和安全性。在我國中、小型制冷壓縮機系列中和非標準大型制冷壓縮機中均廣泛采用壓力潤滑方式。1.4.3潤滑系統(tǒng)圖如圖1-2圖1-21.5活塞式制冷壓縮機常見故障液擊液擊是往復式壓縮機的致命殺手，往往會在很短時間內造成閥片破碎、連桿和曲軸彎曲甚至斷裂。液擊是由回液、帶液啟動等引起的，是系統(tǒng)問題在壓縮機上的表現。提升制冷系統(tǒng)的設計、施工和維護技巧可以從根本上防止液擊的發(fā)生，正確選擇和安裝膨脹閥、氣液分離器、熱氣旁通閥和曲軸箱電熱器、定時化霜、以及避免庫溫頻繁波動是防止回液的具體措施。吸氣閥片斷裂 壓縮機是壓縮氣體的機器。通常，活塞每分鐘壓縮氣體1450次（半封壓縮機

19、）或2900次（全封壓縮機），即完成一次吸氣或排氣過程的時間為0.02秒甚至更短。閥板上的吸排氣孔徑的大小以及吸排氣閥片的彈性與強度均是按照氣體流動而設計的。從閥片受力角度講，氣體流動時產生的沖擊力是比較均勻的。液體的密度是氣體的數十甚至數百倍，因而液體流動時的動量比氣體大得多的，產生的沖擊力也大得多。吸氣中夾雜較多液滴進入氣缸時的流動屬于兩相流。兩相流在吸氣閥片上產生的沖擊不僅強度大而且頻率高，就好像臺風夾雜著鵝卵石敲打在玻璃窗上，其破壞性是不言而喻的。吸氣閥片斷裂是液擊的典型特征和過程之一。連桿斷裂 壓縮行程的時間約0.02秒，而排氣過程會更短暫。氣缸中的液滴或液體必須在如此短的

20、時間內從排氣孔排出，速度和動量是很大的。排氣閥片的情況與吸氣閥片相同，不同之處在于排氣閥片有限位板和彈簧片支撐，不容易折斷。沖擊嚴重時，限位板也會變形翹起。壓縮機抱軸、卡缸壓縮機如果失油或有雜質進入往往會引起抱軸或卡缸，其故障現象為，通電后壓縮機不運轉，保護器動作。 壓縮機吸、排氣閥關閉不嚴如果壓縮機的吸、排氣閥門損壞，即使制冷劑充足系統(tǒng)也不能建立高低壓或難以建立合格的高低壓，系統(tǒng)不制冷或制冷效果很差。 壓縮機的震動和噪音這類問題在維修工作中經常發(fā)生，一般對制冷性能并沒有多大影響，但會使用戶感覺不正常，引起的原因往往是管道和機殼相碰、壓縮機的固定螺栓松動和減震塊脫落等。 熱保護器損壞熱保護器是

21、壓縮機的附件，故障一般為斷路或動作溫度點變小。斷路會引起壓縮機不工作；動作溫度點變小會引起壓縮機工作一段時間后就停機并反復如此，該問題往往容易和繞組匝間輕微短路相混淆，區(qū)別是熱保護器損壞時工作電流是正常的，繞組短路時電流偏大。 2.螺桿式制冷壓縮機的結構及工作原理2.1螺桿式制冷壓縮機主要部件螺桿式制冷壓縮機主要由機殼、轉子、軸承、軸封、平衡活塞及能量調節(jié)裝置等組成。 機殼般為剖分式，由機體、吸氣端座及排氣端座等三部分用螺栓連接組成。機體內腔橫斷面為雙圓相交的橫8字形，與置于其內的兩個嚙合轉子的外圓柱面相適合。 轉子為一對互相嚙合的螺桿，其上具有特殊的螺旋齒形。其中凸齒形的稱為陽螺桿(或稱陽轉

22、子)，凹齒形的稱為陰螺桿(或稱陰轉子)。陽螺桿與陰螺桿的齒數比，一般為4:6(大流量的壓縮機齒數比可為3:4，當壓縮比高達20時，齒數比可采用6:8)。多數情況下，陽螺桿與電動機直接連接，稱為主動轉子，陰螺桿為從動轉子，故陽螺桿多為四頭右旋，陰螺桿多為六頭左旋。為了使螺桿式制冷壓縮機系列化，零件標準化和通用化，我國有關部門規(guī)定，螺桿的公稱直徑為63、80、100、125、160、200和315mm7種，其長徑比分為1.0和1.5兩種。 軸承與軸封螺桿式制冷壓縮機的陰、陽螺桿均由滑動軸承(主軸承)和向心推力球軸承支承。主軸承用柱銷正確安裝固定在吸、排氣端座內，止推軸承在排氣側陽、陰螺桿上各裝有兩

23、只，以承受一定的軸內力。螺桿式制冷壓縮機的軸封也多采用摩擦環(huán)式機械密封器，安裝在主動轉子靠聯軸器端軸上，其結構和原理同活塞式制冷壓縮機的軸封相同。平衡活塞由于結構上的差異，因吸、排氣側之間的壓力差所引起的，作用在陽螺桿上的軸向合力，比作用在陰螺桿上的軸向合力大得多。因此，陽螺桿上除裝設止推軸承外，還增設油壓平衡活塞，以減輕陽螺桿對滑動軸承端面的負荷，減輕止推軸承所承受的軸向力。 能量調節(jié)裝置由滑閥、油缸、油活塞、四通電磁換向閥及油管路等組成?；钊b在氣缸壁下部兩圓交匯處，改變滑閥的位置，即可起調節(jié)制冷量的作用。 螺桿式制冷壓縮機工作時，齒間基元容積作周期性變化，從而使汽體沿轉子軸向移動過程中完

24、成吸汽，壓縮和排氣過程2.2螺桿式制冷壓縮機工作原理螺桿式壓縮機的工作是依靠嚙合運動著的一個陽轉子與一個陰轉子，并借助于包圍這一對轉子四周的機殼內壁的空間完成的。當轉子轉動時，轉子的齒、齒槽與機殼內壁所構成的呈“V”字形的一對齒間容積稱為基元容積，其容積大小會發(fā)生周期性的變化，同時它還會沿著轉子的軸向由吸氣口側向排氣口側移動，將制冷劑氣體吸入并壓縮至一定的壓力后排出。 圖2-1其中，a、b、c為從轉子吸氣側（一般在轉子上方）視圖，表示了基元容積從吸氣開始到吸氣結束的過程；d、e、f為從轉子排氣側（一般在轉子下方）視圖，表示了基元容積從開始壓縮到排氣結束的過程。在兩轉子的吸氣側（圖中a、b、c所

25、示的轉子上部），齒面接觸線與吸氣端之間的每個基元容積都在擴大，而在轉子的排氣側（圖中d、e、f所示的轉子上部），齒面接觸線與排氣端之間的基元容積卻逐漸縮小。這樣，使每個基元容積都從吸氣端移向排氣端。下面以圖2-1中所示某V形基元容積，說明螺桿式制冷壓縮機的工作過程。吸氣過程齒間基元容積隨著轉子旋轉而逐漸擴大，并和吸入孔口連通，氣體通過吸入孔口進入齒間基元容積，稱為吸氣過程。當轉子旋轉一定角度后，齒間基元容積越過吸入孔口位置與吸入孔口斷開，吸氣過程結束。值得注意的是，此時陰、陽轉子的齒間基元容積彼此并不連通。壓縮過程壓縮開始階段主動轉子的齒間基元容積和從動轉子的齒間基元容積彼此孤立地向前推進，稱

26、為傳遞過程。轉子繼續(xù)轉過某一角度，主動轉子的凸齒和從動轉子的齒槽又構成一對新的V形基元容積，隨著兩轉子的嚙合運動，基元容積逐漸縮小，實現氣體的壓縮過程。壓縮過程直到基元容積與排出孔口相連通的瞬間為止，此刻排氣過程開始。排氣過程由于轉子旋轉時基元容積不斷縮小，將壓縮后具有一定壓力的氣體送到排氣腔，此過程一直延續(xù)到該容積最小時為止。隨著轉子的連續(xù)旋轉，上述吸氣、壓縮、排氣過程循環(huán)進行，各基元容積依次陸續(xù)工作，構成了螺桿式制冷壓縮機的工作循環(huán)。 由上可知，兩轉子轉向相迎合的一面，氣體受壓縮，稱為高壓力區(qū)；另一面，轉子彼此脫離，齒間基元容積吸入氣體，稱為低壓力區(qū)。高壓力區(qū)與低壓力區(qū)由兩個轉子齒面間的接

27、觸線所隔開。另外，由于吸氣基元容積的氣體隨著轉子回轉，由吸氣端向排氣端作螺旋運動。因此，螺桿式制冷壓縮機的吸、排氣孔口都是呈對角線方式布置的。2.3螺桿壓縮機的潤滑系統(tǒng)2.4螺桿壓縮機常見故障壓縮機在運轉中突然停機造成壓縮機在運轉中突然停機的原因有：1）吸氣壓力過低，低于壓力繼電器的低壓下限值；2）排氣壓力過高，引起高壓繼電器動作斷電；3）油壓過低，油壓繼電器動作繼電；4）電動機過載，熱繼電器動作繼電；排氣壓縮過高排氣壓縮過高的原因有：1)水冷冷凝器冷卻水量不足或風冷冷凝器的冷卻風量不足；2）冷凝器管簇表面水垢過厚或油污太厚，造成散熱困難；3）制冷系統(tǒng)內有空氣；4）制冷劑灌注過多；5)排氣管道

28、中閥門發(fā)生故障，造成壓力過高；3.活塞式壓縮機與螺桿式壓縮機性能3.1活塞式壓縮機實際輸氣量與能量調節(jié)活塞縮機實際工作過程1)壓縮機中的壓力降 2)制冷劑的受熱 3)氣閥運動規(guī)律不完善帶來的效率下降。4)制冷劑泄漏的影響。5)再膨脹的影響 6)壓縮過程偏離等熵過程 7)壓縮過程的過壓縮和欠壓縮。8)潤滑油循環(huán)量的影響。9)壓縮機的機械摩擦損失和內置電動機(封閉式壓縮機)的電動機損失。內容積比固定的壓縮機的附加功損失在那些具有固定內容積比的容積型壓縮機中，在工作中會發(fā)生過壓縮和欠壓縮的壓縮過程。內容積比V是指這類壓縮機吸汽終了的最大容積V1與壓縮終了的容積V2的比值，即內壓力比 工作容積內壓縮終

29、了壓力P2與吸汽壓力P1的比值，稱為內壓力比 附加功損失內壓力比與外壓力比不相等時，會產生附加功損失。討論三種情況：Pd>P2 Pd = P2。 Pd<P2 。如圖2-2由此，當壓縮機內壓縮終了壓力與排汽管內氣體的壓力不相等，即內壓力比與外壓力比不等時，將產生附加功損失，從而降低壓縮機的指示效率。所以，應力求壓縮機的實際運行工況與設計工況相等或接近，以使壓縮機獲得運行的高效率。圖2-2制冷壓縮機的基本性能參數實際輸氣量在一定工況下，單位時間內由吸氣端輸送到排氣端的氣體質量稱為在該工況下的壓縮機質量輸氣量qma，單位為kg/h。 輸汽系數 壓縮機的實際輸汽量與理論輸汽量之比稱為輸汽系

30、數。 它用于衡量容積型壓縮機氣缸工作容積的有效利用程度。制冷量所謂壓縮機的制冷量，就是壓縮機在一定的運行工況下，在單位時間內被它抽吸和壓縮輸送的制冷工質在蒸發(fā)制冷過程中從低溫熱源（被冷卻的物體）中所吸取的熱量。在給定工況下壓縮機的制冷量Q0可用下式計算。即： Q0 = qmaq 0 = qvtqv kW 輸汽系數及其影響因素由于余隙容積，吸汽和排汽壓力損失，汽體與汽缸壁之間的熱量交換以及泄漏等因素的影響。壓縮機的實際輸汽量總是小于它的理論排汽量。壓縮機的實際輸汽量qVa與理論輸汽量qV t的比值，稱為壓縮機的輸汽系數，即輸汽系數綜合了影響壓縮機實際排汽量的各種因素，是評價壓縮機性能的一個重要指

31、標，輸汽系數越小，表示壓縮機的實際排汽量與理論排汽量相差越大。顯然，壓縮機的輸汽系數值總是小于1的。輸汽系數可以寫成容積系數v、壓力系數p、溫度系數t和泄漏系數l 乘積形式，即： 容積系數V、它反映了壓縮機中余隙容積的存在對壓縮機輸氣量的影響。由理論分析和推導可知，容積系數V、可由下式進行計算： pC對V的影響較小，可以略去不計，則式可以簡化為壓力系數它反映了吸氣壓力損失對壓縮機輸氣量的影響。經推導和分析可知，可用下式表示： 溫度系數 T它反映在吸氣過程中，因氣體的預熱對輸氣量的影響。吸入氣體與壁面的熱交換是一個復雜的過程，與制冷劑的種類、壓縮比、氣缸尺寸、壓縮機轉速、氣缸冷卻情況等因素有關。

32、T的數值通常用經驗公式計算。對于開啟式壓縮機為 對于封閉式制冷壓縮機為 泄漏系數 它反映壓縮機工作過程中由于泄漏而引起的對輸氣量的影響。泄漏是的大小與壓縮機的制造質量、磨損程度、氣閥設計、壓力差大小等因素有關。對于高速多缸壓縮機的輸氣系數，可由上述四個系數的乘積求出，也可由試驗結果整理出來的經驗公式求出。例如日本的木村亥之助推薦的經驗公式(簡稱木村公式)如下當轉速大于720r/min，c = 3% 4%時 活塞式壓縮機的能量調節(jié)方法壓縮機制冷量的大小與運轉情況有關。當外界條件或被冷卻對象的負荷發(fā)生變化時，為了既保持室(庫)內所需要的低溫，又要實現經濟運行，就必須根據外界條件的變化，調節(jié)壓縮機的

33、產冷量，也應是調節(jié)輸氣量，使其和當時的外界負荷相適應。1.壓縮機的間歇運行在小型制冷機中，經常采用使壓縮機間歇運行的方法來實現調節(jié)室(庫)溫的目的。這種能量調節(jié)方法只用于功率10kW設備中，對于容量較大的壓縮機，機器的頻繁開停不僅能量損失較大，而且影響機器的壽命和供電回路中電壓的濾去，影響其它設備的正常工作。2.旁通調節(jié)調節(jié)主要原理是將吸、排氣腔連通，壓縮機排氣直接返回吸氣腔，實現輸氣量調節(jié)。圖2-41所示裝置為在壓縮機內部旁通調節(jié)輸氣量的裝置3.頂開吸氣閥片調節(jié)圖2-3目前我國缸徑在70mm以上的高速多缸制冷壓縮機，廣泛采用頂開吸氣閥片的辦法來調節(jié)輸氣量。它的工作原理是：調節(jié)機構將壓縮機的吸

34、氣閥片強制頂離閥座，使吸汽閥始終處于開啟狀態(tài)。壓縮機吸氣過程中，低壓蒸汽從吸氣閥吸入，壓縮過程中因壓力無法升高，排氣閥始終處于關閉狀態(tài)，低壓蒸氣又通過吸汽閥重新回到吸氣腔，因而使該氣缸的輸氣量為零，達到輸氣量調節(jié)的目的。由于吸氣閥片關閉時閥座密封面所在位置不同，頂開的方式也不同。A.當吸氣閥片密封面在吸氣閥片上面時，需將吸氣閥片向下頂開。B.當吸氣閥的閥座密封面在閥片下面時，需將吸氣閥片向上頂開。4.變速調節(jié)可分為有級變速調節(jié)和無級變速調節(jié)兩種調節(jié)方法。有級變速通過改變電動機的級對數實現。無級變速的壓縮機，它的電動機轉速通過改變輸入電動機的電源頻率而改變。變轉速壓縮機采用變頻的方法后，其輸氣量

35、的調節(jié)更適應用戶的需要。變轉速壓縮機產生的技術問題較多，如潤滑問題、氣閥問題、變頻器的生產和成本等，均需妥善解決。3.2螺桿式壓縮機實際輸氣量與能量調節(jié)螺桿式壓縮機輸氣量的計算理論輸氣量為單位時間內陰、陽轉子轉過的齒間容積之和，即 壓縮機兩轉子的嚙合旋轉，相當于齒輪的嚙合傳動，因此z1n1=z2n2 又 V1=A01L V2=A02L則壓縮機理論輸氣量可寫成 令 則壓縮機理論輸氣量可寫成 Cn¾¾面積利用系數，是由轉子齒形和齒數所決定的常數。A. 直徑和長度尺寸相同的兩對轉子，面積利用系數大的一對轉子，其輸氣量大，反之輸氣量小。B. 相同輸氣量的螺桿壓縮機，面積利用系數大的

36、轉子，機器外形尺寸和質量可以小些。C. 幾種齒形的面積利用系數如表2-1所示。表 2-1 幾種齒形的面積利用系數齒形名稱SRM對稱齒形SRM不對稱齒形單邊不對稱齒形X齒形Sigma齒形CF齒形陰陽轉子齒數比z2: zl6:46:46:46:46:56:5面積利用系數Cn0.4720.520.5210.560.4170.595當轉子的扭轉角大到某數值時，致使轉子的齒間容積不能完全充氣?？紤]這一因素對壓縮機輸氣量的影響，用扭角系數Cf表征。表2-2列出了陽轉子扭轉角f1與Cf的對應關系。表2-2陽轉子扭轉角f1與Cf的對應值扭轉角f1/（°）240270300扭角系數Cf0.9990.9

37、890.971由于泄漏、氣體受熱等，螺桿式制冷壓縮機的實際輸氣量，低于它的理論輸氣量，用輸氣系數表征影響吸氣量的損失。當考慮到壓縮機的輸氣系數hV時，其實際輸氣量qva為 影響輸氣系數的主要因素泄漏氣體通過間隙的泄漏，可分為外泄漏和內泄漏兩種，外泄漏影響輸氣系數，內泄漏僅影響壓縮機的功耗。吸氣壓力損失氣體通過壓縮機吸氣管道和吸氣孔口時，產生氣體流動損失，吸氣壓力降低，比體積增大，相應地減少了壓縮機的吸氣量，降低了壓縮機的輸氣系數。預熱損失在吸氣過程中，氣體受到吸氣管道、轉子和機殼的加熱而膨脹，相應地減少了氣體的吸入量，降低了壓縮機的輸氣系數。螺桿式壓縮機輸氣量調節(jié)螺桿式制冷壓縮機輸氣量調節(jié)的方

38、法主要有吸入節(jié)流調節(jié)、轉停調節(jié)、變頻調節(jié)、滑閥調節(jié)、柱塞閥調節(jié)等。目前使用較多的為滑閥調節(jié)和塞柱閥調節(jié)。5.滑閥調節(jié)工作原理 即通過改變轉子的有效工作長度，來達到輸氣量調節(jié)的目的。螺桿式制冷壓縮機的輸氣量調節(jié)范圍一般為10%100% 內的無級調節(jié)。調節(jié)過程中，功率與輸氣量在50%以上負荷運行時幾乎是成正比例關系，但在50%以下時，性能系數則相應會大幅度下降。調節(jié)機構的組成 輸氣量調節(jié)機構由三部分組成：第一部分包括滑閥、滑閥頂桿、油活塞、液壓缸、壓縮彈簧及端座；第二部分為輸氣量調節(jié)指示器；第三部分為油路及輸氣量調節(jié)控制閥。調節(jié)過程 滑閥軸向移動的動作是根據吸氣壓力和溫度，通過液壓傳動機構來完成的

39、，圖3-20表示電磁換向閥組控制輸氣量調節(jié)滑閥的工作情況。6.塞柱閥調節(jié)圖2-4表示了塞柱閥調節(jié)輸氣量的工作原理。塞柱閥的啟閉是通過電磁閥控制液壓泵中油的進出來實現的。塞柱閥調節(jié)輸氣量只能實現有級調節(jié)。這種調節(jié)方法在小型、緊湊型螺桿壓縮機中常?？梢钥吹健?.內容積比調節(jié)由于壓縮機內壓縮終了的壓力pcyd往往同排氣腔內的壓力pdk不相等，造成了附加功損失。為此，有必要進行內容積比調節(jié)來實現pcyd等于pdk，以適應壓縮機在不同工況下的高效運行。內容積比調節(jié)機構的目的：就是通過改變徑向排氣孔口的位置來改變內容積比，以適應不同的運行工況。一般生產廠根據壓縮機應用中的常用工況要求，提供不同內容積比的壓

40、縮機供選擇，以適應不同的內容積比的要求。我國內容積比推薦值有2.6、3.6、5三種，以適應高溫、中溫及低溫等不同蒸發(fā)溫度的要求。另外，對于工況變化范圍大的機組，有必要實現內容積比隨工況變化進行無級自動調節(jié)。3.3帶經濟器的螺桿壓縮機系統(tǒng)在機殼或端蓋的適當位置開設補氣口，使轉子基元容積在壓縮過程的某一轉角范圍，與補氣口相通，使系統(tǒng)中增設的中間容器內的閃發(fā)性氣體，通過補氣口進入基元容積中。這樣，單級螺桿式制冷壓縮機按雙級制冷循環(huán)工作，達到節(jié)能的效果。此增設的中間容器稱為經濟器。帶經濟器的制冷系統(tǒng)有一級節(jié)流和二級節(jié)流兩種形式，如圖3-36所示。對于一級節(jié)流系統(tǒng)如圖3-36a所示。 a)一級節(jié)流制冷系

41、統(tǒng) b)二級節(jié)流制冷系統(tǒng)圖2-51壓縮機 2油分離器 3冷凝器 4貯液器 5經濟器6蒸發(fā)器 7、8節(jié)流閥 9油冷卻器對于二級節(jié)流系統(tǒng)如圖3-36b所以示。另外，帶經濟器的螺桿式制冷壓縮機有較寬的運行范圍，單級壓力比大，卸載運行時能實現最佳運行；加工基本與單級螺桿式制冷壓縮機相同，制冷系統(tǒng)中閥門和設備增加不多，故目前應用越來越廣泛。4.冷庫的分類與發(fā)展前景4.1冷庫分類冷庫，一般是指用各種設備制冷、可人為控制和保持穩(wěn)定低溫的設施。它的基本組成部分是：制冷系統(tǒng)；電控裝置；有一定隔熱性能的庫房；附屬性建筑物等。冷庫主要用于食品的冷凍加工及冷藏，它通過人工制冷，使室內保持一定的低溫。冷庫的墻壁、地板及

42、平頂都敷設有一定厚度的隔熱保溫材料，以減少外界傳熱。為減少吸收太陽輻射能，冷庫外墻表面一般涂成白色或淺顏色因而冷庫建筑與一般工業(yè)民用建筑不同，有它獨特的結構。冷庫建筑要防止水蒸氣的擴散和空氣的滲透。室外空氣侵入時增加冷庫耗冷量，還帶入水分，水分凝結引起隔熱結構受潮凍結損壞，所以要設置防潮隔熱層使冷庫具有良好密封性和防潮隔汽性。冷庫的地基受低溫的影響，土壤中的水分易被凍結。因土壤凍結后體積膨脹，會引起地面破裂及整個建筑結構變形。為此，低溫冷庫地坪除要有有效的隔熱層外，隔熱層下還必須進行處理，以防止土壤凍結?？偟膩碚f，冷庫建筑是以其嚴格的隔熱性、密封性、防潮隔汽性、堅固性和抗凍性來保證建筑物的質量

43、。按結構形式分類土建冷庫這是目前建造較多的一種冷庫，可建成單層或多層這類冷庫的主體結構和地下荷重結構都用鋼筋凝土，其維護結構的墻體都采用磚砌而成。裝配式冷庫（活動冷庫）這類冷庫的主體結構（柱、梁、屋頂）都采用輕鋼結構，其圍護結構的墻體使用預制的復合隔熱板組而成。隔熱材料采用硬質聚氨酯泡塑料和硬質聚苯乙烯泡沫塑料等。此類冷庫還可稱為組合式冷庫、組合冷庫、拼裝式冷庫、裝配式活動冷庫。此類還細分為：玻璃鋼裝配式冷庫、玻璃鋼活動冷庫、不銹鋼活動冷庫、彩鋼裝配式活動冷庫等。按使用性質分類生產性冷庫它們主要建在食品產地附近、貨源較集中的地區(qū)和漁業(yè)基地，通常是作為魚類加工廠、內類加工廠、禽蛋加工廠、蔬菜加工

44、廠，各類食品加工廠等企業(yè)的一個重要組成部分。這尖冷庫配有相應的屠宰車間、理魚間、整理間，設有較大的冷卻、凍結能力和一定的冷藏容量，食品在此進行冷加工后經過短期儲存即運往銷售地區(qū)，直接出口或運至分配性冷藏庫作長期的儲藏。分配性冷庫它們主要建在大中城市、人口較多的工礦區(qū)和水陸交通樞紐，專門儲藏經過冷加工的食品，以供調節(jié)淡旺季節(jié)、提供外貿出口和作長期儲備之用。它的特點是冷藏容量大并考慮多品種食品的儲藏，其凍結能力較小，僅用開長距離調入凍結食品在運輸過程中軟化部分的再凍及當地小批量生鮮食品的凍結。零售性冷庫這類冷庫一般建在工礦企業(yè)或城市大型副食品店、菜場內，供臨時儲存零售食品之用，其特點是庫容量小、儲

45、存期短，其庫溫則隨使用要求不同而異。在庫體結構上，大多采用裝配式組合冷庫。按規(guī)模大小分類 大型冷庫此類冷庫冷藏容量在10 000t以上，生產性冷庫的凍結能力在120160t/d范圍內，分配性冷庫的凍結能力在4080t/d范圍內。中型冷庫此類冷庫冷藏容量在10 0001 000t范圍內，生產性冷庫的凍結能力在40120t/d范圍內，分配性冷庫的凍結能力在2060t/d范圍內。小型冷庫此類冷庫的凍結能力在1 000t以下，生產性冷庫的凍結能力在2040t/d范圍內，分配性冷庫的凍結能力在20t/d以4.1.2按冷庫制冷設備選用工質分類氨冷庫此類冷庫制冷系統(tǒng)使用氨作為制冷劑。氟利昂冷庫此類冷庫制冷系

46、統(tǒng)使用氟利昂作為制冷劑。按使用庫溫要求分類高溫冷庫L級55，主要用來儲藏果蔬、蛋類、藥材、木材保鮮、干燥等。又稱冷卻庫，庫溫一般控制在不低于食品汁液的凍結溫度。冷卻庫或冷卻間的保持溫度通常在0°C左右，并以冷風機進行吹風冷卻。 中溫冷庫D級1018，主要用來儲藏肉類、水產品及適合該溫度范圍的產品。低溫冷庫J級2328。又稱凍結庫、冷凍冷庫，一般庫溫在-20°C-30°C左右，通過冷風機或專用凍結裝置來實現對食品的凍結。 超低溫冷庫30，主要用來速凍食品及工業(yè)試驗、醫(yī)療等特殊用途冷藏冷庫即冷卻或凍結后食品的儲藏庫。它把不同溫度的冷卻食品和凍結食品在不同溫度的冷藏間和

47、凍結間內作短期或長期的儲存，通常冷卻食品的冷藏間保持庫溫4°C2°C,主要用于儲存果、蔬和乳、蛋等食品；凍結食品的冷藏間的保持庫溫為-18°C-25°C,用于儲存內、魚及家禽肉等。 速凍冷庫又叫隧道冷庫、速凍隧道冷庫。用于食品快速凍結。按使用儲藏特點分類超市冷庫超市用來儲藏零售食品的小型冷庫。恒溫冷庫對儲藏物品的溫度濕度有精確要求的冷庫。包括恒溫恒濕冷庫。氣調冷庫氣調保鮮庫是目前國內外較為先進的果蔬保鮮冷庫。它既能調節(jié)庫內的溫度、濕度，又能控制庫內的氧氣、二氧化碳等氣體的含量，使庫內果蔬處于休眠狀態(tài)，出庫后仍保持原有品質。所謂氣調保鮮就是通過氣體調節(jié)方法

48、，達到保鮮的效果。氣體調節(jié)就是將空氣中的氧氣濃度由21降到3。5，即保鮮庫是在高溫冷庫的基礎上，加上一套氣調系統(tǒng)，利用溫度和控制氧含量兩個方面的共同作用，以達到抑制果蔬采后呼吸狀態(tài)。包括氣調保鮮冷庫、氣調冷庫。按儲藏物品分類藥品冷庫、食品冷庫、水果冷庫、蔬菜冷庫、茶葉冷庫等。4.2冷庫壓縮機性能比較活塞式壓縮機在各種場合，特別是在中小制冷范圍內，成為制冷機中應用最廣、生產批量最大的一種機型,雖然它的市場份額已被其他形式的壓縮機占去一部分,但是在小制冷量應用場合,活塞式壓縮機還會繼續(xù)擴展其占有的市場。下面就對活塞是壓縮機的性能進行分析?；钊麎嚎s機的優(yōu)點 1)活塞壓縮機的適用壓力范圍廣，不論流量大

49、小，均能達到所需壓力； 2)活塞壓縮機的熱效率高，單位耗電量少；3)適應性強，即排氣范圍較廣，且不受壓力高低影響，能適應較廣闊的壓力范圍和制冷量要求；4)活塞壓縮機對材料要求低，多用普通鋼鐵材料，加工較容易，造價也較低廉； 5)活塞壓縮機技術上較為成熟，生產使用上積累了豐富的經驗； 6 )活塞壓縮機的裝置系統(tǒng)比較簡單?；钊麎嚎s機的缺點1)由于余隙容積、吸氣和排氣壓力損失，氣體與汽缸壁之間的熱量交換以及泄露等因素的影響。壓縮機的實際輸氣量總是小于它的理論輸氣量。2)由于活塞、活塞環(huán)、與汽缸壁面的摩擦及驅動潤滑油泵的功率等損失，使得壓縮機的機械效率一般在之間

50、。3)壓縮機排氣過熱會使壓縮機的輸氣系數降低和功耗增加，會導致活塞的過分膨脹而卡死在汽缸內，以及封閉式壓縮機的內置壓縮機被燒毀，影響壓縮機的壽命。對于R717和R22的排氣溫度應低于150，對于R12應低于130。4)由于壓縮機的內部流動阻力、機械摩擦力和熱交換的存在，壓縮過程并不是等熵過程，而是多變過程。5）結構復雜，易損件多，維修量大，排氣不連續(xù)，造成氣流脈動，運轉時有較大的震動。  螺桿式壓縮機的優(yōu)點20世紀70年代以來，螺桿式壓縮機的工作可靠性不斷改進，因此在中等制冷量范圍內的制冷工程中得到了比較普遍的應用、并且依靠較高的可靠性和效率，成功地擠入原來活塞式壓縮機所主宰的較小制

51、冷范圍內（750以下）。螺桿式壓縮機獲得如此成功，讓我們來分析它的性能。螺桿壓縮機與活塞壓縮機相同，都屬于容積式壓縮機。就使用效果來看螺桿壓縮機有如下優(yōu)點。1）螺桿壓縮機的轉速較高（通常在3000r/min以上），而且體積小、質量輕、占地面積小等優(yōu)點，因而經濟性好。2）可靠性高。螺桿壓縮機零部件少，沒有易損件，因而它運轉可靠，壽命長，大修間隔期可達4-8萬小時。3）操作維護方便。螺桿壓縮機自動化程度高，操作人員不必經過長時間的專業(yè)培訓，可實現無人值守運轉。 4）動力平衡好。螺桿壓縮機沒有不平衡慣性力，機器可平穩(wěn)地高速工作，可實現無基礎運轉，特別適合作移動式壓縮機，體積小、重量輕、占地面積少。 5）適應性強。螺桿壓縮機具有強制輸氣的特點，容積流量幾乎不受排氣壓力的影響，在寬闊的范圍內能保持較高效率，在壓縮機結構不作任何改變的情況下，適用于多種工況。6）螺桿式壓縮機屬于旋轉型的壓縮機,它沒有離心式或往復式的壓縮運動方式。而它的壓縮排氣的壓力震動是非常低的，因為螺桿旋轉時，回收壓