制冷壓縮機工作原理3

1、制冷技術與應用制冷技術與應用 第三章第三章 制冷壓縮機制冷壓縮機 基本要求：基本要求： 1熟悉各類制冷壓縮機的基本構造、工作過程 和運行特性。 2熟悉掌握活塞式制冷壓縮機冷量、功率和能 耗指標的計算方法，以及影響這些性能參數(shù)的 各種因素。 3各類制冷壓縮機的冷量（能量）調節(jié)原理。 4了解回轉式制冷壓縮機可能逐步取代活塞式 制冷壓縮機的主要原因。 制冷壓縮機根據(jù)其工作原理可分為容積型和速 度型兩大類。 在容積型壓縮機容積型壓縮機中，氣體壓力的升高是靠吸入 氣體的體積被強行縮小，使單位容積內氣體分子 數(shù)增加來達到的。它有兩種結構形式：往復活塞 式和回轉式。 在速度型壓縮機速度型壓縮機中，氣體壓力的

2、升高是靠氣體 的速度轉化而來，即先使氣體獲得一定高速，然 后再由氣體的速度能轉化為壓力能。其主要形式 是離心式制冷壓縮機。 所有制冷壓縮機，根據(jù)其結構特點和工作原 理，均有其最佳冷量使用范圍。因此，當使用的 冷量和條件不同時，應選用不同形式的壓縮機， 以獲得最佳運行效果。 第一節(jié)第一節(jié) 活塞式制冷壓縮機的構造活塞式制冷壓縮機的構造 一、活塞式制冷壓縮機的分類 （1）按壓縮機汽缸分布形式分：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 （3）按壓縮機與電動機的組合形式分：開啟式和 封閉式（半封閉和全封閉） （4）按壓縮機的級數(shù)分：單機單級和

3、單機雙級制 冷壓縮機 二、活塞式制冷壓縮機的總體結構和主要零件 對于一臺典型的大型活塞式制冷壓縮機， 它的零部件可分為： （1）機體 （2）傳動機構 （3）配氣機構 （4）潤滑油系統(tǒng) （5）卸載機構 （6）軸封裝置 1開啟式制冷壓縮機 （1）傳動機構 （2）配氣機構：制冷壓縮機的配氣機構隨壓縮機的 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：主要應用在小型封閉 式制冷壓縮機中。 2）環(huán)形閥片閥板組：主要用在老式的2F10和4F10 型制冷壓縮機中。 3）帶有能量調節(jié)的配氣和卸載機構 （3）潤滑油系統(tǒng) a機械油泵供油潤滑：用在中、大型以及帶有能量 卸載

4、機構的制冷壓縮機。 目前采用的潤滑油泵主要有：月牙形內齒輪油泵和 轉子式油泵。 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。 c飛濺潤滑：用在小型開啟式和半封閉式制冷壓縮 機。 （4）軸封裝置 2封閉式制冷壓縮機：電機與壓縮機組裝成整體的 制冷壓縮機。 與開啟式制冷壓縮機相比較，封閉式壓縮機 具有結構緊湊，體積小，質量輕等優(yōu)點，對中、 小型制冷壓縮機特別適用。 （1）半封閉式制冷壓縮機 （2）全封閉式制冷壓縮機 （3）水分、垃圾對封閉式制冷壓縮機的危害 第二節(jié)第二節(jié) 活塞式制冷壓縮機的運行性能活塞式制冷壓縮機的運行性能 活塞式制冷壓縮機的運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 等，這些性能參數(shù)對于一臺制冷壓縮機而言，均 不是定值，而是隨所用制冷劑性能和運行工況等 許多因素而變化。 一、活塞式制冷壓縮機的工作過程 活塞式制冷壓縮機的工作過程包括吸氣、壓縮、 排氣三個過程。 壓縮機完成一個工作過程，每只氣缸吸入的低 壓氣體體積為： （m2） S 4 D V 2 g 若壓縮機的氣缸數(shù)為Z，轉速為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、活塞式制冷壓縮機的容積效率 壓縮機的實際吸氣量Vr小于活塞排量Vh，兩 者之比稱為壓縮機的容積效率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氣 缸容積的有效利用程度。影響它的主要因素有四 個： （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 預熱系數(shù)： 4壓縮機內部泄漏的影響 氣密系數(shù)：l = 0.950.98 k 0 k 0 t t273 t273 T T 制冷壓縮機運行時的容積效率v與v、p、t和 l四個系數(shù)有關，因此它可用這四個系數(shù)的乘

7、積表 示：v = vptl 由于影響制冷壓縮機容積效率的因素較多，難 以用公式精確計算，應通過制冷壓縮機的實驗求 得。因此，為了能計算壓縮機的理論制冷量，目 前常用推薦的經驗公式： 制冷壓縮機的實際吸氣量為：Vr =vVh （m3/s） 1 P P 085. 094. 0 m 1 0 k v 三、活塞式制冷壓縮機的制冷量、耗功率 及其能耗指標 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）配用電機功率： （kW） （5）電機輸入功率： （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 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、活塞式制冷壓縮機運行特性參數(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)溫度降低時制冷循環(huán)的變化 由于制冷壓縮機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的運行性能和各 個參數(shù)時，必須在相同工況下進行才能作出評價。 為此，我國規(guī)定了標準和空調兩個工況

9、，用來比 較活塞式制冷壓縮機的制冷劑和它的Ke及EER值。 若已知壓縮機在某工況下的制冷量，則該壓 縮機在另一個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 活塞式制冷壓縮機的標準工況和空調工況 工況制冷劑蒸發(fā)溫度冷凝溫度過冷溫度吸氣溫度 標 準 工 況 R12 -15+30+25 +15 R22+15 R717-10 空 調 工 況 R12 +5+40+35 +15 R22+15 R717+10 五、活塞式制冷壓縮機的設計和使用條件 我國的活塞式制冷壓縮機按氣缸直徑的毫米 數(shù)分為系列，目前有40，50，70，100，125，

10、 170六種系列產品。 第三節(jié)第三節(jié) 螺桿式制冷壓縮機螺桿式制冷壓縮機 一、螺桿式制冷壓縮機的結構和工作原理 二、螺桿式制冷壓縮機的運行調節(jié) 螺桿式制冷壓縮機的冷量可在15% 100%之 間無級調節(jié)，當冷量在60% 100%之間調節(jié)時， 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) 偏心滾動轉子式和渦旋式偏心滾動轉子式和渦旋式 制冷壓縮機制冷壓縮機 一、偏心滾動轉子式制冷壓縮機 偏心滾動轉子式制冷壓縮機在功率1kW以下 的小型窗式空調和食品冷藏箱中使用。 二、渦旋式制冷壓縮機 渦旋式制冷壓縮機使用功率大約在1 15kW之 間，與活塞式制冷壓縮機相比，它的體積縮小 40%，重量減輕15%，易損部件極少，運行平穩(wěn)， 噪聲低，具有較高的EER值。