制冷技術(shù) 課件 第4章 制冷壓縮機

第4章制冷壓縮機>4.1活塞式制冷壓縮機4.1.1活塞式制冷壓縮機的工作原理和特點氣缸、氣閥和在氣缸中作往復(fù)運動的活塞所構(gòu)成的工作容積不斷變化來完成。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(zhuǎn)一周所完成的工作，可分為吸氣、壓縮和壓縮過程、排氣過程。

工作原理：4.1活塞式制冷壓縮機4.1活塞式制冷壓縮機

組成1.氣缸體，2.曲軸，3.曲軸箱，4.連桿，5.活塞，6.排氣管，7.排氣腔，8.排氣閥9.吸氣閥10.吸氣腔11.吸氣管4.1活塞式制冷壓縮機4.1.2活塞式制冷壓縮機的分類1、按制冷量大?。盒⌒停篞0≤60kW中型：60kW<Q0≤200kW（大型：Q0>200kW）2、按氣體壓縮的級數(shù)：單級壓縮：Pe

Pc

一次壓縮，空調(diào)制冷用單級多級壓縮：Pe

Pc

多次壓縮，Pe/Pc大的系統(tǒng)4.1活塞式制冷壓縮機3、按氣缸數(shù)及其排列型式氣缸數(shù)：單缸：一個多缸：兩個或兩個以上氣缸排列型式：臥式：氣缸軸線水平直立式：氣缸軸線垂直地面角度式：氣缸軸線間成一定角度4.1活塞式制冷壓縮機4、按壓縮機與電動機的組合型式開啟式：通過聯(lián)軸器或皮帶輪連接封閉式：壓縮機與電動機密封在同一個殼體里半封閉式：氣缸蓋制成可拆卸的全封閉式：殼體接縫處焊死4.1活塞式制冷壓縮機按密封方式：

開啟式半封閉式封閉式4.1活塞式制冷壓縮機按氣缸布置方式分類：4.1活塞式制冷壓縮機4.1.3活塞式制冷壓縮機的主要零件結(jié)構(gòu)812.5A100G型制冷壓縮機機體氣缸套及吸、排氣閥組合件傳動機構(gòu)軸封能量調(diào)節(jié)機構(gòu)潤滑系統(tǒng)4.1活塞式制冷壓縮機4.1活塞式制冷壓縮機1、機體機體：壓縮機機身作用：用來安裝和支承其它零部件及容納潤滑油組成：曲軸箱（1）、氣缸體、氣缸蓋（11）及進排氣管（12、8）等部件曲軸箱(crankcase)：機架作用，固定各個部件；容納潤滑油氣缸體：其上鏜有氣缸孔，安裝氣缸套組件4.1活塞式制冷壓縮機4.1活塞式制冷壓縮機工作原理：靠壓差啟閉2、氣缸套及吸、排氣閥組合件4.1活塞式制冷壓縮機3、活塞及曲軸連桿機構(gòu)傳動機構(gòu)：傳遞動力，對氣體作功組成：曲軸、連桿及活塞曲軸：傳遞電機驅(qū)動力矩，承受各氣缸的阻力負(fù)荷；軸身油道兼供輸油連桿：將曲軸輸出的能量傳遞給活塞，使活塞壓縮氣體活塞：與氣缸組成可變封閉工作容積，氣體在其中受到壓縮4.1活塞式制冷壓縮機4.1活塞式制冷壓縮機4、軸封(mechanicalseal)密封曲軸穿出曲軸箱處間隙，防止泄漏端面摩擦式軸封：摩擦環(huán)式和波紋管式摩擦環(huán)式軸封：固定環(huán)、活動環(huán)、彈簧和兩個橡皮圈波紋管式：曲軸直徑<35mm，小型開啟式4.1活塞式制冷壓縮機4.1活塞式制冷壓縮機4.1活塞式制冷壓縮機4.1.4能量的調(diào)節(jié)卸載方法：間歇工作(on-offcontrol)

能量調(diào)節(jié)裝置能量調(diào)節(jié)裝置組成(cylinderunloading)頂桿啟閥機構(gòu)：頂開吸氣閥-執(zhí)行機構(gòu)油缸推桿機構(gòu)：使氣缸套外的轉(zhuǎn)動環(huán)旋轉(zhuǎn)-傳動機構(gòu)油分配閥：向油缸推桿機構(gòu)分配潤滑油-控制機構(gòu)4.1活塞式制冷壓縮機4.1活塞式制冷壓縮機4.1.5壓縮機的潤滑作用：1）減少磨損及摩擦耗功2）密封3）帶走摩擦熱4）向能量調(diào)節(jié)機構(gòu)供油4.1活塞式制冷壓縮機

圖3-6油壓啟閥式卸載裝置

(a)頂桿啟閥機構(gòu)；(b)油壓推桿機構(gòu)

1-油缸；2-活塞；3-彈簧；4-推桿；5-凸緣；

6-轉(zhuǎn)動環(huán)；7-缺口；8-斜面切口；

9-頂桿；10-頂桿彈簧；11-油管4.1活塞式制冷壓縮機4.1活塞式制冷壓縮機4.1.6活塞式制冷壓縮機的總體結(jié)構(gòu)與機組4.1活塞式制冷壓縮機4.1活塞式制冷壓縮機4.1活塞式制冷壓縮機4.1.7活塞式制冷機組4.1活塞式制冷壓縮機4.1活塞式制冷壓縮機4.1活塞式制冷壓縮機4.1活塞式制冷壓縮機4.1.8活塞式制冷壓縮機的熱力性能上下止點余隙容積行程4.1活塞式制冷壓縮機一、活塞式制冷壓縮機的理想工作過程和理論輸氣量理想工作過程的4點假設(shè)1、沒有余隙2、吸排氣閥無壓力損失3、制冷劑和氣缸壁無熱量交換4、無漏氣損失氣缸工作容積：Vg=D2L/44.1活塞式制冷壓縮機在理想工作過程中，曲軸每旋轉(zhuǎn)一圈，一個氣缸吸入的低壓氣體體積Vg稱為氣缸的工作容積

m3

理論輸氣量

m3/s4.1活塞式制冷壓縮機二.活塞式制冷壓縮機的容積效率實際工作過程：

①壓縮機的結(jié)構(gòu)上，不可避免地會有余隙容積；

②吸、排氣閥門有阻力；

③壓縮過程中，氣缸壁與氣體之間有熱量交換；

④氣閥部分及活塞環(huán)與氣缸壁之間有氣體的內(nèi)部泄漏。4.1活塞式制冷壓縮機壓縮機的實際輸氣量（排出壓縮機的氣體折算成進氣狀態(tài)的實際體積流量）與理論輸氣量的比值稱為壓縮機的容積效率，用ηv表示壓縮機的實際輸氣量（VS）總是小于理論輸氣量（Vh）。實際輸氣量與理論輸氣量之比稱為壓縮機的輸氣系數(shù)。表示了壓縮機氣缸工作容積的有效程度，故也稱壓縮機的容積效率，其值小于1。4.1活塞式制冷壓縮機余隙系數(shù)：V1與氣缸工作容積Vg的比值稱為余隙系數(shù)

相對余隙容積C=Vc/Vg，f(t0)；壓力比P2/P1；多變指數(shù)m：氟利昂機1~1.05，氨機1.1~1.15

4.1活塞式制冷壓縮機余隙系數(shù)：4.1活塞式制冷壓縮機

節(jié)流系數(shù)：

4.1活塞式制冷壓縮機230141’2’3’1’’V1VgVcVPP1P2△P1△P2實際工作過程△V1△V2V24.1活塞式制冷壓縮機節(jié)流系數(shù)λp4.1活塞式制冷壓縮機預(yù)熱系數(shù)：λtλt等于狀態(tài)a與狀態(tài)b的氣體比容之比開啟式活塞制冷壓縮機

封閉式活塞制冷壓縮機

4.1活塞式制冷壓縮機氣密系數(shù)λl氣密系數(shù)λl

一般約為0.95～0.98壓縮機工作過程中，存在部分蒸氣從高壓側(cè)向低壓側(cè)的泄漏，造成實際輸氣量減少。λl與壓縮機的結(jié)構(gòu)、加工質(zhì)量、零部件磨損程度、壓縮機的運行工況等因素有關(guān)。4.1活塞式制冷壓縮機實際工作過程

容積效率

4.1活塞式制冷壓縮機圖3-15高速活塞式制冷壓縮機余隙系數(shù)和容積效率（R22，相對余隙容積C=0.045）多變指數(shù)m：氨1.28；氟利昂1.184.1活塞式制冷壓縮機活塞式制冷壓縮機的功率軸功外界輸入功電機配用功率壓縮功摩擦功油泵功壓縮機對蒸氣作的功，這部分功率也稱為指示功率，用Pi來表示；克服機件摩擦消耗的功率稱為摩擦功率，用Pf表示；驅(qū)動油泵的功率常不單獨計算，通常包含在摩擦功率中。因此有軸功Ps=Pi＋Pf4.1活塞式制冷壓縮機壓縮機的耗功率PekWkWkW4.1活塞式制冷壓縮機壓縮機配用電動機的輸出功率壓縮機的軸功率Pe；電動機輸出功率Pout4.1活塞式制冷壓縮機4.1活塞式制冷壓縮機配用電動機輸出功率Pout

Pout

kW

4.1活塞式制冷壓縮機4.1.9性能曲線與工況4.1活塞式制冷壓縮機壓縮機的名義工況蒸發(fā)溫度，吸氣溫度，冷凝溫度，再冷溫度，壓縮機工作的環(huán)境溫度。名義工況的用途標(biāo)定壓縮機的容量，比較壓縮機的性能4.1活塞式制冷壓縮機4.2回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機4.2.1滾動轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機4.2回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機工作過程位置IIIIIIIVV進氣腔吸氣吸氣吸氣吸氣吸氣結(jié)束排氣腔壓縮壓縮開始排氣排氣結(jié)束與進氣腔連通4.2回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機工作容積及氣體壓力隨轉(zhuǎn)角的變化4.2回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機滾動轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機—特點吸氣、壓縮和排氣三個過程，是在一個主軸旋轉(zhuǎn)兩圈完成；滑板與吸氣空口、排氣孔口之間必須有空檔角α和γ;滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機的零件少，特別是易損件少，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕。振動小，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，成本低，可靠性較高。主要用于批量大的房間空調(diào)器、冰箱和商業(yè)用制冷設(shè)備4.2回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機4.2.2渦旋式制冷壓縮機4.2回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機渦旋式制冷壓縮機特點效率高：吸氣、壓縮和排氣過程基本是連續(xù)進行；振動小、噪聲低。結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高；4.2回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機4.2.3螺桿式制冷壓縮機4.2回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機4.2回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機螺桿式制冷壓縮機的工作原理及特點4.2回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機螺桿式制冷壓縮機的特點---優(yōu)點4.2回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機螺桿式制冷壓縮機的特點---缺點4.2回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機

能量調(diào)節(jié)4.2回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機4.2回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機4.2回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機4.3離心式制冷壓縮機4.3.1離心式制冷壓縮機概述1.離心式制冷壓縮機的特點與活塞式制冷壓縮機相比，離心式制冷壓縮機有何特點特點-----優(yōu)點；缺點適用場合-----選用4.3離心式制冷壓縮機離心式制冷壓縮機的特點---優(yōu)點COP高，IPLV高4.3離心式制冷壓縮機離心式制冷壓縮機的特點---缺點4.3離心式制冷壓縮機適用場合：離心式制冷壓縮機適用于制冷量大的空調(diào)制冷系統(tǒng)制冷劑：R123(R11)，R134a，R22

4.3離心式制冷壓縮機4.3離心式制冷壓縮機

工作原理利用離心力作用，通過氣體動能的改變來提高氣體的壓力。做功----增大動能----轉(zhuǎn)化壓力能4.3離心式制冷壓縮機4.3離心式制冷壓縮機4.3離心式制冷壓縮機4.3離心式制冷壓縮機離心式制冷壓縮機的特性分子量越大，所需能量頭越小。4.3離心式制冷壓縮機4.3離心式制冷壓縮機

能量調(diào)節(jié)變速調(diào)節(jié)50%~100%

進口導(dǎo)流葉片調(diào)節(jié)25%~100%

進口截止閥調(diào)節(jié)60%~100%

旁通調(diào)節(jié)4.3離心式制冷壓縮機4.3.2空調(diào)用離心式制冷機組4.3離心式制冷壓縮機4.3離心式制冷壓縮機4.3.3離心式制冷機組的特性曲線4.3離心式制冷壓縮機4.4磁懸浮制冷壓縮機4.4.1磁懸浮軸承磁懸浮軸承應(yīng)用于制冷領(lǐng)域在傳統(tǒng)的蒸氣壓縮式制冷冷水機組是由最基本的四大部件(壓縮機、冷凝器、節(jié)流元件、蒸發(fā)器)，再加上一些用于改善制冷循環(huán)運行條件和性能的輔助設(shè)備所構(gòu)成的。在這些設(shè)備中，壓縮機是輸入機械功讓低溫低壓的氣態(tài)制冷劑提升壓力，以完成制冷劑在高溫下放熱的過程，進而實現(xiàn)制冷循環(huán)的周而復(fù)始。因此，壓縮機是核心設(shè)備，相當(dāng)于整個系統(tǒng)的“心臟”，而壓縮機的運行效率也直接影響整個機組的性能。在中央空調(diào)應(yīng)用場合，傳統(tǒng)的主要有三大類型的制冷壓縮機，即活塞式壓縮機、螺桿式壓縮機和離心式壓縮機。離心式壓縮機屬于速度型壓縮機，它是用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪讓制冷劑獲得動能，再使制冷劑在流通面積逐漸增大的蝸殼管中流出，把大部分動能變?yōu)閴毫δ?。在傳統(tǒng)的離心式壓縮機中，機械軸承是必需的部件，并且需要有潤滑油及潤滑油循環(huán)系統(tǒng)來保證機械軸承的工作。磁懸浮軸承是利用磁力作用將轉(zhuǎn)子懸浮于空中，使轉(zhuǎn)子與定子之間沒有機械接觸。與傳統(tǒng)的軸承相比，磁懸浮軸承不存在機械接觸，轉(zhuǎn)子可以運行到很高的轉(zhuǎn)速，具有機械磨損小、噪聲小、壽命長、無須潤滑、無油污染等優(yōu)點，特別適用于高速場合。4.4磁懸浮制冷壓縮機4.4.2磁懸浮冷水機組與傳統(tǒng)離心式冷水機組相比的特點WMC卓越的部分負(fù)荷效率McQu