空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù)_02制冷劑及載冷劑以及制冷壓縮機(jī)

1、第二章 制冷劑及載冷劑2-1 制冷劑2.1 制冷劑的基礎(chǔ)知識(shí) 制冷劑在制冷裝置中循環(huán)流動(dòng)，通過自身熱力狀態(tài)的變化與外界發(fā)生能量交換，從而實(shí)現(xiàn)制冷作用的工作流體。 制冷裝置與制冷劑相互依存，相互適應(yīng)，才能組成完美的制冷系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)實(shí)工業(yè)條件，提出了對(duì)制冷劑的要求：（一）熱力學(xué)性質(zhì)的要求（1）制冷效率要高制冷劑的熱力性質(zhì)對(duì)制冷系數(shù)的影響很大，可用制冷效率R表示。應(yīng)選用制冷效率較高的制冷劑以提高制冷的經(jīng)濟(jì)性。 制冷劑在蒸發(fā)溫度下的飽和壓力最好接近大氣壓力，且稍高于大氣壓力。為了獲得較低的制冷溫度，制冷劑的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度應(yīng)比較低。 制冷劑在常溫下的冷凝壓力也不應(yīng)過高。制冷系統(tǒng)中所采用的冷卻物質(zhì)一般為水或

2、空氣，冷凝溫度處于常溫，故希望常溫下冷凝壓力不要過高，一般不超過1.21.5 MPa，這樣可以減少制冷設(shè)備的承受壓力，以及制冷劑向外滲漏的可能性。 （2）蒸發(fā)壓力和冷凝壓力適中（3）單位容積制冷量qv要大 單位容積制冷量qv越大，當(dāng)制冷量一定時(shí)，所需的制冷劑的體積流量越小。這樣，可以減小壓縮機(jī)的尺寸和重量，節(jié)省金屬用量。 （4）臨界溫度要高，凝固溫度要低 當(dāng)制冷劑的臨界溫度高時(shí)，采用常溫下的冷卻水或空氣即可使之冷凝，并可使制冷循環(huán)的過程線遠(yuǎn)離臨界點(diǎn)，節(jié)流損失越小，制冷系數(shù)較高；凝固點(diǎn)低時(shí)，可獲取較低的制冷溫度。（5）絕熱指數(shù)應(yīng)低一些根據(jù)絕熱過程狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系式：/k) 1 -k(12121

3、)/k-(k1212)/p(pTT,)/p(p/TT即 可見，當(dāng)壓縮時(shí)的初始溫度和壓縮比不變的情況下，絕熱指數(shù)k=cp/cv越小，壓縮終了的溫度越低。這不但有利于提高壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)，而且不會(huì)使?jié)櫥吞蓟?，?duì)壓縮機(jī)潤(rùn)滑也是有利的。如NH3的k=1.31，R12的k=1.14，R22的k=1.16，由于NH3的k值比R12或R22高，所以采用NH3的制冷壓縮機(jī)的排氣溫度較高，為了防止?jié)櫥吞蓟?，通常在NH3壓縮機(jī)的氣缸頂部設(shè)冷卻水套，而R12或R22的壓縮機(jī)一般不需要。 （6）分子量 對(duì)于離心式制冷壓縮機(jī)希望采用分子量較大的制冷劑，因?yàn)榉肿恿吭酱髸r(shí)，在相同的旋轉(zhuǎn)速度下產(chǎn)生的離心力也越大，使得每一

4、級(jí)產(chǎn)生的壓縮比較大，當(dāng)壓縮比一定時(shí)，所需的級(jí)數(shù)較少。如NH3的分子量較小（17.03），所以主要用于活塞式制冷壓縮機(jī)，而R11的分子量較大（137.39），主要用于離心式制冷壓縮機(jī)。（二）物理化學(xué)性質(zhì)的要求（1）與潤(rùn)滑油的互溶性 制冷劑對(duì)油的溶解有利有弊：好處： a. 換熱器表面不形成油膜，對(duì)傳熱有利； b. 與制冷劑一起滲透到壓縮機(jī)的各個(gè)部件，形成良 好的潤(rùn)滑條件； c. 使制冷劑的凝固點(diǎn) ，對(duì)低溫裝置有利。壞處： a. 在壓力不變的情況下，蒸發(fā)溫度t0 ，制冷量 ； b. 蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑沸騰泡沫多，蒸發(fā)液面不穩(wěn)定。（2）制冷劑的導(dǎo)熱系數(shù)、放熱系數(shù)要高 這樣可以提高熱交換效率，減少蒸發(fā)器、冷

5、凝器等熱交換器的傳熱面積。（3）密度、粘度要小 這樣，制冷劑在管道中的流動(dòng)阻力就小，可以降低壓縮機(jī)的耗功率或縮小管徑。 （4）相容性好，制冷劑對(duì)金屬和其他材料（如橡膠、塑料等）應(yīng)無(wú)腐蝕和侵蝕作用。（1）與潤(rùn)滑油的互溶性 （三）環(huán)境友好性能（1）消耗臭氧層潛值（Ozone Depletion Potential, ODP）（2）全球變暖潛值（Global Warming Potential, GWP）（3）大氣壽命（排放到大氣層的制冷劑被分解一半時(shí)所需要的時(shí)間，Atmospheric Life）（四）其它 制冷劑應(yīng)無(wú)毒，不燃燒，不爆炸，而且，易購(gòu)價(jià)廉。在大中型系統(tǒng)中，制冷劑的初次充注量和每年補(bǔ)充

6、量均很大，因此宜選用價(jià)廉易得的制冷劑。目前氟里昂的價(jià)格貴，而氨價(jià)格較便宜。 2.2安全標(biāo)準(zhǔn)與分類命名（一）安全性分類：包含毒性和可燃性兩項(xiàng)。（二）碳?xì)浠衔铮ㄓ址Q烴類物質(zhì)）（三）混合物制冷劑（四）其他有機(jī)化合物（五）制冷劑的科普性標(biāo)識(shí)（一）無(wú)機(jī)化合物制冷劑有NH3、CO2、H2O等。對(duì)于這類制冷劑，其代號(hào)“R”后的第一位數(shù)字為7，7后面的數(shù)字為該物質(zhì)分子量的整數(shù)部分。如NH3的分子量為17，它的代號(hào)為R717；CO2、H2O分別為R744和R718。 高溫（低壓）制冷劑一般tB0，pk0.3MPa。如R11、R21、R113、R114等。這類制冷劑多用于空氣調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)的離心式壓縮機(jī)中；中溫（

7、中壓）制冷劑通常tB0-60，pk0.32 MPa，如R12、R22、R717、R142b、丙烯、丙烷等。這類制冷劑適用的溫度范圍較廣，一般的空調(diào)制冷系統(tǒng)以及-70以上的單級(jí)和兩級(jí)壓縮式制冷裝置均采用這種制冷劑。 低溫（高壓）制冷劑tB-60，pk24 MPa，如R13、R14、乙烯、乙烷等。它們多用于制取-70以下的低溫。制冷劑的基本熱力特性2.3 常用制冷劑 常用制冷劑（氨及氟利昂）性能比較序號(hào)R717F對(duì)比1價(jià)廉易取比R717貴十幾倍R717系統(tǒng)投資、運(yùn)行費(fèi)低2q0、qv大，MR小相反同0下，R717com尺寸小、管徑小3幾乎不溶于油大多數(shù)易溶于油R717系統(tǒng)分油易，F(xiàn)系統(tǒng)分油難4 、大

8、，k大相反R717換熱設(shè)備尺寸小5滲透力弱，易發(fā)現(xiàn)相反R717損耗小，運(yùn)行費(fèi)低6無(wú)限溶于水難溶于水F系統(tǒng)易產(chǎn)生冰堵7毒性大,有燃燒爆炸危險(xiǎn)相反F可用于空調(diào)中直接蒸發(fā)冷卻8含水對(duì)銅有腐蝕（系統(tǒng)中無(wú)銅）對(duì)天然橡膠有侵蝕（墊圈不能用橡膠）不同系統(tǒng)采用不同材料9分子量小，t排高相反R717 com用水冷；F com用風(fēng)冷10粘度小,密度小,阻力小相反R717系統(tǒng)管徑小、com耗功小11對(duì)生態(tài)環(huán)境影響小某些F工質(zhì)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響大某些F工質(zhì)滲透、排放造成人類生態(tài)環(huán)境惡化制冷劑的限制與替代（一）臭氧層的破壞、蒙特利爾議定書及其修正案 1. 蒙特利爾議定書及倫敦修正案 2. 1993年的哥本哈根修正案 3.

9、1997年的蒙特利爾修正案 4. 1999年的北京修正案（二）溫室效應(yīng)及京都議定書（三）中國(guó)逐步淘汰消耗O3層物質(zhì)的國(guó)家方案2.2 載冷劑載冷劑 前面說過，蒸發(fā)器一般置于被冷卻房間，通過制冷劑蒸發(fā)直接制冷。當(dāng)在下述情況下： 制冷機(jī)房與被冷卻地點(diǎn)較遠(yuǎn)，制冷劑遠(yuǎn)距離輸送會(huì)增加制冷劑漏損的可能性； 工作需要制冷劑不能進(jìn)入被冷卻房間。 此時(shí)要進(jìn)行間接制冷，就需要一種中間物質(zhì)，在蒸發(fā)器內(nèi)被冷卻降溫，再用它冷卻被冷卻物，此中間物質(zhì)稱載冷劑。載冷劑是將制冷裝置的制冷量傳遞給被冷卻介質(zhì)的媒載冷劑是將制冷裝置的制冷量傳遞給被冷卻介質(zhì)的媒介物質(zhì)，所以也稱冷媒。介物質(zhì)，所以也稱冷媒。大容量集中制冷的制冷裝置都采用載

10、冷劑。一、對(duì)載冷劑要求（一）在使用溫度范圍內(nèi)不凝固，呈液態(tài)，不汽化；（二）無(wú)毒，化學(xué)穩(wěn)定性好，在大氣條件下不分解、氧化，不改變物理性質(zhì)，不腐蝕金屬；（三）比熱大，當(dāng)0一定時(shí)所需流量?。唬ㄋ模┟芏刃?、粘度小，以減小流動(dòng)阻力；（五）導(dǎo)熱系數(shù)大，以減小傳熱面積；（六）來源廣泛，價(jià)格低廉。二、常用載冷劑的性質(zhì) 常用的有：水、鹽水溶液（NaCl、CaCl2）和有機(jī)化合物的水溶液（乙、丙二醇）。 1. 水水 水是空調(diào)系統(tǒng)常用的載冷劑，制冷裝置將水冷卻到一定溫度后，被送入空調(diào)器中，與通過空調(diào)器的空氣進(jìn)行熱、濕交換，將空氣冷卻到一定的溫、濕度要求后送入房間。由于水的冰點(diǎn)為0，若要求載冷劑的溫度低于0時(shí)，則應(yīng)采

11、用其它冰點(diǎn)較低的載冷劑，如鹽水溶液等。 鹽水凝固溫度與濃度有關(guān)。鹽水濃度太低，會(huì)析出冰粒；濃度太高，比熱小、比重大、流阻大、有鹽粒析出。2. 鹽水溶液鹽水溶液3. 有機(jī)化合物有機(jī)化合物特點(diǎn)：特點(diǎn)：凍結(jié)溫度合適，適用范圍廣熱物性較佳：比冷凍水差，但優(yōu)于其它鹽類不凍液腐蝕性低化學(xué)穩(wěn)定好安全性好易于購(gòu)買下表列出幾種常用載冷劑的熱物理性質(zhì)，供選用載冷劑時(shí)參考。使用溫度()載冷劑名稱濃度（）密度103（kg/m3）比熱容cpkJ/(kgK)熱導(dǎo)率W/(mK)粘度103（pas）凝固點(diǎn)tf（）0CaCl2水溶液甲醇水溶液乙二醇水溶液1215251.1110.9791.0303.4654.18683.834

12、0.5280.4940.5112.56.93.87.210.510.610CaCl2水溶液甲醇水溶液乙二醇水溶液2022351.1880.9701.0633.0414.0663.5610.5010.4610.47264.97.77.315.017.817.820CaCl2水溶液甲醇水溶液乙二醇水溶液2530451.2530.9491.0802.8183.8133.3120.47550.38780.44110.62129.42326.635CaCl2水溶液甲醇水溶液乙二醇水溶液三氯甲烷三氯乙烯一氟三氯甲烷3040551001001001.3120.9631.0971.4231.5491.6082

13、.6413.52.9751.1460.99760.8170.4410.3260.37250.20380.15030.131627.212.290.00.81.130.88504241.696.78811150三氯甲烷三氯乙烯一氟三氯甲烷1001001001.4501.5781.6411.1460.72820.81250.18980.17120.13641.041.91.2596.78811170三氯甲烷三氯乙烯一氟三氯甲烷1001001001.4781.5901.6601.1460.45670.8340.22130.19570.15031.373.42.1596.7881111. 壓縮機(jī)的分類

14、第三章 制冷壓縮機(jī)容積型速度型往復(fù)式旋轉(zhuǎn)式渦旋式螺桿式離心式活塞連桿式活塞斜盤式轉(zhuǎn)子式旋轉(zhuǎn)葉片式雙螺桿式單螺桿式1.1活塞式制冷壓縮機(jī)的型式（一）按氣體在氣缸內(nèi)的流動(dòng)情況分為：順流式逆流式（二）按氣缸排列和數(shù)目的不同，分為：（二）按氣缸排列和數(shù)目的不同，分為： 立式、臥式、角式三種。立式、臥式、角式三種。立式立式角式角式氣缸排數(shù)： 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4氣缸總數(shù)： 4 8 12 16 3 6 9 12 2 4 6 8臥式臥式按制冷量按制冷量的大小分類的大小分類大型大型單機(jī)中溫考核工況制冷量在單機(jī)中溫考核工況制冷量在550kW以上以上中型中型單機(jī)中溫考核工況制冷量在單機(jī)中

15、溫考核工況制冷量在25550kw之間之間小型小型單機(jī)中溫考核工況制冷量在單機(jī)中溫考核工況制冷量在25kW以下以下 按壓縮機(jī)工按壓縮機(jī)工作的蒸發(fā)溫度作的蒸發(fā)溫度范圍分類范圍分類高溫壓縮機(jī)高溫壓縮機(jī)10+10中溫壓縮機(jī)中溫壓縮機(jī)2010低溫壓縮機(jī)低溫壓縮機(jī)4520 按壓縮機(jī)的按壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速分類轉(zhuǎn)速分類低速低速轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)速在300rmin以下以下中速中速3001000rmin之間之間高速高速1000rmin以上以上 按壓縮機(jī)的按壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)分類級(jí)數(shù)分類單級(jí)壓縮單級(jí)壓縮制冷劑蒸氣由蒸發(fā)壓力至冷凝壓力只經(jīng)過一制冷劑蒸氣由蒸發(fā)壓力至冷凝壓力只經(jīng)過一次壓縮次壓縮多級(jí)多級(jí)(一般為一般為兩級(jí)兩級(jí))壓縮壓縮制冷劑蒸

16、氣由蒸發(fā)壓力至冷凝壓力需經(jīng)過兩制冷劑蒸氣由蒸發(fā)壓力至冷凝壓力需經(jīng)過兩次壓縮來完成次壓縮來完成按壓縮機(jī)的按壓縮機(jī)的氣缸布置方氣缸布置方式分類式分類臥式臥式氣缸軸線呈水平布置氣缸軸線呈水平布置直立式直立式氣缸軸線呈直立布置氣缸軸線呈直立布置角度式角度式氣缸軸線呈一定的夾角布置，有氣缸軸線呈一定的夾角布置，有V型、型、W型和型和S型型(扇形扇形)等之分等之分優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)1)能適應(yīng)較廣闊的壓力范圍和制冷量要求能適應(yīng)較廣闊的壓力范圍和制冷量要求2)熱效率較高，單位耗電量較少，特別是在偏離設(shè)熱效率較高，單位耗電量較少，特別是在偏離設(shè)計(jì)工況運(yùn)行時(shí)更為明顯計(jì)工況運(yùn)行時(shí)更為明顯3)對(duì)材料要求低，多用普通鋼鐵材料，加

17、工比較容對(duì)材料要求低，多用普通鋼鐵材料，加工比較容易，造價(jià)也較低廉易，造價(jià)也較低廉4)技術(shù)上較為成熟，生產(chǎn)使用上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)上較為成熟，生產(chǎn)使用上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)5）裝置系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單）裝置系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單缺點(diǎn)缺點(diǎn)1)轉(zhuǎn)速受到限制。單機(jī)輸氣量大時(shí)，機(jī)器顯得笨轉(zhuǎn)速受到限制。單機(jī)輸氣量大時(shí)，機(jī)器顯得笨重，電動(dòng)機(jī)體積也相應(yīng)增大重，電動(dòng)機(jī)體積也相應(yīng)增大2)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損件多，維修工作量大結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損件多，維修工作量大3)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有振動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有振動(dòng)4)輸氣不連續(xù)，氣體壓力有波動(dòng)等輸氣不連續(xù)，氣體壓力有波動(dòng)等開啟式 壓縮機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別為兩個(gè)設(shè)備，用聯(lián)軸器連接為一體。開啟式活塞式制冷壓縮機(jī)開啟式活塞式制

18、冷壓縮機(jī) 半封閉式半封閉式半封閉式的機(jī)體和電動(dòng)機(jī)外殼聯(lián)成一體，構(gòu)成一密閉的半封閉式的機(jī)體和電動(dòng)機(jī)外殼聯(lián)成一體，構(gòu)成一密閉的機(jī)身，但為檢修活塞和氣閥方便起見，把氣缸蓋制成可機(jī)身，但為檢修活塞和氣閥方便起見，把氣缸蓋制成可以拆卸的。以拆卸的。 封閉式封閉式全封閉式的同半封閉式，但殼體的接縫在出廠時(shí)已焊牢，全封閉式的同半封閉式，但殼體的接縫在出廠時(shí)已焊牢，平時(shí)不能拆卸。平時(shí)不能拆卸。 在壓縮機(jī)的使用過程中，負(fù)荷的大小是隨外界條件與冷量的需要情況在壓縮機(jī)的使用過程中，負(fù)荷的大小是隨外界條件與冷量的需要情況而變化的。能量調(diào)節(jié)裝置就是來調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的制冷能力的。而變化的。能量調(diào)節(jié)裝置就是來調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的制冷能

19、力的。卸載裝置（能量調(diào)節(jié)裝置）卸載裝置（能量調(diào)節(jié)裝置）作用：作用：1. 實(shí)現(xiàn)在無(wú)負(fù)荷或小負(fù)荷狀態(tài)下啟動(dòng)壓縮機(jī)；實(shí)現(xiàn)在無(wú)負(fù)荷或小負(fù)荷狀態(tài)下啟動(dòng)壓縮機(jī)； 2. 調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的制冷量。調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的制冷量。方法：方法：1. 節(jié)流法：靠節(jié)流降低吸氣壓力，減小制冷劑質(zhì)量流量，調(diào)節(jié)壓縮機(jī)節(jié)流法：靠節(jié)流降低吸氣壓力，減小制冷劑質(zhì)量流量，調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的制冷能力；的制冷能力； 2. 旁通法：將部分排氣返回吸氣管，以減小壓縮機(jī)的制冷能力；旁通法：將部分排氣返回吸氣管，以減小壓縮機(jī)的制冷能力； 3. 卸載法：將某氣缸吸氣閥保持開啟，以使該氣缸處于不工作狀態(tài)；卸載法：將某氣缸吸氣閥保持開啟，以使該氣缸處于不工作狀態(tài)； 4.

20、 調(diào)速法：改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，以調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的制冷能力。調(diào)速法：改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，以調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的制冷能力。 多缸活塞式制冷壓縮機(jī)多采用卸載法調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的制多缸活塞式制冷壓縮機(jī)多采用卸載法調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的制冷能力，例如，八缸式制冷壓縮機(jī)可以停止兩個(gè)、四個(gè)或冷能力，例如，八缸式制冷壓縮機(jī)可以停止兩個(gè)、四個(gè)或六個(gè)氣缸的工作，使壓縮機(jī)的制冷能力為總制冷量的六個(gè)氣缸的工作，使壓縮機(jī)的制冷能力為總制冷量的75、50，24。此外，采用卸載法還可以降低啟動(dòng)負(fù)荷，減。此外，采用卸載法還可以降低啟動(dòng)負(fù)荷，減小啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。小啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 2.1 活塞式壓縮機(jī)的活塞排量 氣缸的工作容積 Vg m3式中 D氣缸直徑，m； L活塞行程，

21、m。 理論排氣量or活塞排量 Vh m3 /s 如壓縮機(jī)有z個(gè)氣缸，轉(zhuǎn)數(shù)為n（r/min），則壓縮機(jī)可吸入的氣體體積：24gVD L2/60240hgVV nzD Lnz2. 活塞式制冷壓縮機(jī)的性能活塞式制冷壓縮機(jī)的性能壓縮機(jī)的容積效率：壓縮機(jī)的實(shí)際排氣量永遠(yuǎn)小于壓縮機(jī)的理論排氣量，兩者的比值稱為壓縮機(jī)的容積效率。rvVPtlhVV 影響因素氣缸余隙容積進(jìn)排氣閥阻力吸氣過程中氣體被加熱的程度漏氣余隙系數(shù) v節(jié)流系數(shù) p預(yù)熱系數(shù) t氣密系數(shù) l v=vptl在計(jì)算中，可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：在計(jì)算中，可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：v=0.94-0.085(p2/p1)1/m-1上式 n=720 r.p.mm多變指

22、數(shù)，NH3:m=1.28;R12:m=1.13;R22:m=1.18當(dāng)當(dāng)n720 r.p.m：v=0.94-0.0605(p2/p1)1/m-12.2 活塞式壓縮機(jī)的容積效率活塞式壓縮機(jī)的容積效率 v活塞式制冷壓縮機(jī)實(shí)際工作過程活塞式制冷壓縮機(jī)實(shí)際工作過程壓縮機(jī)的實(shí)際排量 Vr m3 /s Vr= v Vh 壓縮機(jī)的制冷量 0 kW: 0=VR qv= v Vh qv 壓縮機(jī)的軸功率 Pe kW:指示功率 Pi摩擦功率 PmPe=Pi+Pm直接用于壓縮氣體Pi=MRwi=MRwth/i =(vVh/v1)(h2-h1)/ii 指示效率，單位質(zhì)量制冷劑的理論耗功量與單位質(zhì)量實(shí)際耗功量之比。確定方

23、法:(1)由com型式、工質(zhì)、Tk、T0查設(shè)計(jì)手冊(cè)；(2)由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算用于克服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的摩擦阻力Pm=Pe-Pi=Pi/m-Pi=Pi(1/m-1)m 摩擦效率，指示功率與軸功率之比。一般： m =0.80.9= Pi/m=Pth/im= (vVh/v1)(h2-h1)/i m2.3 活塞式壓縮機(jī)的制冷量和耗功率活塞式壓縮機(jī)的制冷量和耗功率:活塞式壓縮機(jī)的壓縮機(jī)的軸功率 Pe kW Pe = (vVh/v1)(h2-h1)/i m定義 壓縮機(jī)的總效率s= i m 一般： s=0.650.72 配用電機(jī)的輸入功率 Pin kW： Pin = Pe/e d =(1.11.15)Pe/d e電機(jī)效

24、率，一般： e=0.910.86（三相）； d傳動(dòng)效率，直聯(lián): d=1； 皮帶聯(lián)接: d=0.90.95。評(píng)價(jià)壓縮機(jī)的性能如何，常用下列三項(xiàng)指標(biāo)：評(píng)價(jià)壓縮機(jī)的性能如何，常用下列三項(xiàng)指標(biāo)： 壓縮機(jī)制冷量： 0= vVhqv= vVhq0/v1 壓縮機(jī)軸功率： Pe= (vVh/v1)(wth/im)=Pth/im2.4 影響活塞式制冷壓縮機(jī)性能的主要因素 性能評(píng)價(jià)指標(biāo)：?jiǎn)挝惠S功率的制冷量性能系數(shù)（Ke或COP）：（開啟式） COP=0/Pe=(0/Pth)im=th im單位電機(jī)輸入功率的制冷量能效比（EER）：（封閉式） EER=0/Pin=(0/Pth)imd0=th imd0影響壓縮機(jī)性能

25、的主要因素是：影響壓縮機(jī)性能的主要因素是：T0，TK； T0的作用的作用TK TK 不變，T01C， 023% Pe12% COP34% T0 不變，Tk 1C， 012% Pe12% COP23%由于由于v、qv、wth、im=f(T0,TK)因此因此影響壓縮機(jī)性能的主要影響壓縮機(jī)性能的主要因素是：因素是： T0,TK冷凝溫度 TK 的影響當(dāng)蒸發(fā)溫度 T0=const，冷凝溫度 TK上升時(shí)：(1) q0 q0；PK/P0 v ；v1不變，Vh不變： 0=vVhq0/v1 (4) t排排 潤(rùn)滑油潤(rùn)滑不良(5) (PK-P0) 活塞壓力 ， com的工作條件惡化(2) wth wth； wth

26、增加比v減少多 Pe= (vVh/v1)(wth/im) (3) COP= 0/Pe蒸發(fā)溫度 T0 的影響當(dāng)冷凝溫度 TK=const，蒸發(fā)溫度 T0下降時(shí)：(1) q0 q0，PK/P0 ， v1 v1， Vh不變； qv=q0/v1 ，v ：0=vVhqv(2) t排排 潤(rùn)滑油潤(rùn)滑不良(4) 無(wú)論P(yáng)e or ，COP= 0/Pe(3) wth wth， im 變化很小，MR= iVh/v1 Pe= MRwth/im or ？經(jīng)分析可以得到：Pemax出現(xiàn)在出現(xiàn)在PK/P0=3處處所以： PK/P03時(shí)，T0 ：Pe關(guān)于壓縮機(jī)的四個(gè)規(guī)定溫度工況 為了比較壓縮機(jī)的性能，設(shè)計(jì)和考核壓縮機(jī)的機(jī)械強(qiáng)

27、度，國(guó)家規(guī)定了如下的四個(gè)溫度工況： 工 況 蒸發(fā)溫度 C 吸氣溫度 C 冷凝溫度 C 再冷溫度 C標(biāo)準(zhǔn)工況 R717 R12 R22 -15 -10 +15 +15 +30 +25空調(diào)工況 R717 R12 R22 +5 +10 +15 +15 +40 +35最大功率工況 R717 R12 R22 +5 +10 +5 +10 +15 +15 +40 +50 +40 +40 +50 +40最大壓差工況 R717 R12 R22 -20 -30 -30 -15 0 +15 +40 +50 +40 +40 +50 +403-3 回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)一、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)一、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制

28、冷壓縮機(jī) 利用一個(gè)偏心圓筒形轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)來改變工作容積，以實(shí)現(xiàn)氣體的吸入、壓縮和排出，因而也屬于容積式壓縮機(jī) 1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，同活塞式壓縮機(jī)比較，體積可減小4050，重量也可減輕40502)零部件少，特別是易損件少，同時(shí)相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件之間的摩擦損失少，因而可靠性較高3)僅滑片有較小的往復(fù)慣性力，旋轉(zhuǎn)慣性力可完全平衡，因此振動(dòng)小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)4)沒有吸氣閥，吸氣時(shí)間長(zhǎng)，余隙容積小，并且直接吸氣，減小了吸氣有害過熱，所以其效率高。但其加工及裝配精度要求高。特點(diǎn)特點(diǎn) 二、渦旋式制冷壓縮機(jī)二、渦旋式制冷壓縮機(jī) 渦旋壓縮機(jī)主要由兩個(gè)渦旋盤相錯(cuò)180o對(duì)置而成，其中一個(gè)是固定渦旋盤，而另一個(gè)是

29、旋轉(zhuǎn)渦旋盤，它們?cè)趲讞l直線(在橫截面上則是幾個(gè)點(diǎn))上接觸并形成一系列月牙形容積。 旋轉(zhuǎn)渦旋盤由一個(gè)偏心距很小的曲柄軸驅(qū)動(dòng)，繞固定渦旋盤平動(dòng)，兩者間的接觸線在運(yùn)轉(zhuǎn)中沿渦旋曲面移動(dòng)。它們之間的相對(duì)位置，借安裝在旋轉(zhuǎn)渦旋盤與固定部件間的十字滑環(huán)來保證。 優(yōu)點(diǎn)1)效率高 本連續(xù)流動(dòng)，吸、排氣壓力脈動(dòng)小。2)力矩變化小、振動(dòng)小、噪聲低3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，運(yùn)動(dòng)零部件少；沒有吸、排氣閥，易損件少，可靠性好 缺點(diǎn)制造需高精度的加工設(shè)備及精確的調(diào)心裝配技術(shù)1. 工作原理 陰、陽(yáng)螺桿的齒槽與機(jī)殼內(nèi)壁構(gòu)成基元容積。螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，基元容積的位置及大小隨之改變，使基元容積連續(xù)重復(fù)地進(jìn)行“吸氣壓縮排氣”工作過程。

30、螺桿式壓縮機(jī)的工作原理螺桿式壓縮機(jī)螺桿式壓縮機(jī)二、工作特點(diǎn)二、工作特點(diǎn) 1、轉(zhuǎn)速高，重量輕，體積小，占地面積小以及排氣脈動(dòng)低2、沒有往復(fù)質(zhì)量慣性力，動(dòng)力平衡性能好，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，機(jī)座振動(dòng)小，基礎(chǔ)可作得較小3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)件數(shù)量少，沒有易損件，它的主要摩擦件強(qiáng)度和耐磨程度都比較高，而且潤(rùn)滑條件良好，因而機(jī)加工量少，材料消耗低，運(yùn)行周期長(zhǎng)，使用比較可靠，維修簡(jiǎn)單，有利于實(shí)現(xiàn)操縱自動(dòng)化4、強(qiáng)制輸氣5、用了滑閥調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)能量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)6、相同的壓力比下，排溫比活塞式低得多，因此單級(jí)壓力比高沒有余隙容積，因而容積效率高序號(hào)類別活塞式壓縮機(jī)螺桿式壓縮機(jī)1壓縮元件氣缸活塞及曲軸連桿機(jī)構(gòu)陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子2氣缸密封方式氣

31、缸活塞環(huán)接觸潤(rùn)滑密封噴潤(rùn)滑油密封3吸、排氣元件氣缸套及進(jìn)排氣閥組合件吸氣口、排氣口4卸載及能量調(diào)節(jié)裝置油壓?jiǎn)㈤y式卸載裝置，包括：頂桿啟閥機(jī)構(gòu)、油壓推桿機(jī)構(gòu)滑閥及軸向移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)5潤(rùn)滑系統(tǒng)油泵、分油閥油泵、油分離器、油冷卻器、粗油過濾器、精油過濾器及分油閥6余隙系數(shù)有無(wú)（無(wú)余隙容積）7節(jié)流系數(shù)有無(wú)（無(wú)進(jìn)、排氣閥片）8容積效率較低較高9單級(jí)壓縮的最高壓縮比8102010能量調(diào)節(jié)范圍100%、75%、50%、25%15100%無(wú)級(jí)調(diào)節(jié) 活塞式壓縮機(jī)與螺桿式壓縮機(jī)比較2. 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)的運(yùn)行調(diào)節(jié) 螺桿式壓縮機(jī)均帶有能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可使冷量在15%100%之間無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。 能量

32、調(diào)節(jié)通過兩螺桿轉(zhuǎn)子間的底部的滑閥和軸向移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。 滑閥打開后，轉(zhuǎn)子底部有一間隙與吸氣口相通，使基元容積的吸氣量減少，排氣也減少，制冷量減少，調(diào)節(jié)滑閥間隙的大小，就能控制制冷量；滑閥關(guān)閉后，基元容積的吸氣量達(dá)100%，制冷量達(dá)100%。3. 螺桿式制冷壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)和使用螺桿式制冷壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)和使用條件條件 螺桿式壓縮機(jī)應(yīng)在下列溫度條件下使用。 制冷劑 R717 R12 R22 工 況最高冷凝溫度 C 45 55最低蒸發(fā)溫度 C -40最高蒸發(fā)溫度 C +5 +10最高排氣溫度 C 105 904. 螺桿式壓縮機(jī)的計(jì)算 螺桿式壓縮機(jī)屬于容積式壓縮機(jī)，因此，Vh、0、Pe的計(jì)算與活塞式基本相

33、同。 理論排氣量 Vh m3/h （見73，3-4-10式） Vh=60CnLnD2式中 D主動(dòng)轉(zhuǎn)子的公稱直徑，m； L轉(zhuǎn)子的工作長(zhǎng)度，m； n主動(dòng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，r/min； Cn齒形系數(shù)，近似可取0.460.508螺桿式壓縮機(jī)制冷量與耗功量 制冷量 0 W 0=Vh v qv /3.6 w式中 v螺桿式壓縮機(jī)的容積效率，由廠家資料提供， 一般可取0.750.9； qv 單位容積制冷量，由熱力計(jì)算求得，kJ/m3； 軸功率 Pe kW （見73，3-4-12式） Pe = vVh (h2-h1)/(3600sv1)式中 h2com排氣比焓，kJ/kg； h1com吸氣比焓，kJ/kg； v1 c

34、om吸氣比容，m3/kg； s壓縮機(jī)總功率，由廠家提供。3-4 制冷壓縮機(jī)的選擇計(jì)算氨壓縮機(jī)的計(jì)算1.1 一般原則1) 應(yīng)根據(jù)各蒸發(fā)溫度機(jī)械負(fù)荷分別選定，一般不設(shè)備用機(jī)；2) 當(dāng)壓力比 PK/ P08 時(shí)，選用單級(jí)壓縮機(jī)； 當(dāng)壓力比 PK/ P08 時(shí)，選用雙級(jí)壓縮機(jī)；3) 氨壓縮機(jī)的工作條件不得超過制造廠規(guī)定的允許條件；（見P59-60)4) 選配的壓縮機(jī)，其制冷量宜大小搭配；5) 機(jī)房?jī)?nèi)壓縮機(jī)的系列不宜超過兩種，若僅二臺(tái)機(jī)時(shí)，應(yīng)選同一系列；6) 制冷裝置中各設(shè)備的選擇均應(yīng)與壓縮機(jī)的制冷量相適應(yīng)；7) 氨壓縮機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)工況和空調(diào)工況應(yīng)符合國(guó)家規(guī)定。(見P55)1.2 實(shí)際選擇設(shè)計(jì)計(jì)算的工作步驟

35、計(jì)算冷庫(kù)各房間冷負(fù)荷（7中介紹）；計(jì)算壓縮機(jī)的機(jī)械負(fù)荷0 （7中介紹） ；由工藝要求確定工作工況（即t 0、t k、t rc、t sh、t中、t排)，作lgP-h圖，查得熱力計(jì)算所需的狀態(tài)參數(shù)；計(jì)算工作工況下的v、qv；由Vh= 0 / ( v qv) 計(jì)算得到壓縮機(jī)的理論排氣量Vh；由Vh查表選擇壓縮機(jī)；校核配用電機(jī)功率。1.3 制冷工況的確定 蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度 t0 一般情況： t載t0=5 oC； t冷藏間t0=10 oC；當(dāng)采用臥式殼管式蒸發(fā)器時(shí)，t0按對(duì)數(shù)平均溫差公式求解計(jì)算： tm=(t2-t1)/ln(t2-t0)/(t1-t0)=46 oC式中 tm對(duì)數(shù)平均溫差； t1流出蒸發(fā)器的載冷劑溫度； t2流進(jìn)蒸發(fā)器的載冷劑溫度。(2) 當(dāng)采用螺旋管式or直立管式水箱式蒸發(fā)器時(shí)： t0=t1-(46) oC 注意：當(dāng)水為載冷劑時(shí)，t00 oC 當(dāng)采用直接蒸發(fā)表面式空氣冷卻器時(shí)， t0=