活塞式制冷壓縮機(jī)的性能及計算

1、第二節(jié) 活塞式制冷壓縮機(jī)的性能及計算 一、理想工作過程與理論排氣量 1. 理想工作過程包括： 4-1 ：吸氣過程（下止點） 1-2 ：壓縮過程 2-3 ：排氣過程（上止點） 完成一個循環(huán)，壓縮機(jī)對制冷劑所做的功可用面積 41234 表示。 輸氣量：壓縮機(jī)在單位時間內(nèi)，由吸氣腔往排氣腔輸送的氣體質(zhì)量。 4-1：吸氣過程（下止點）1-2：壓縮過程2-3：排氣過程（上止點）完成一個循環(huán)，壓縮機(jī)對制冷劑所做的功可用面積41234表示。氣缸工作容積Vg：理想工作過程下，曲軸每旋轉(zhuǎn)一圈，壓縮機(jī)一個氣缸所吸入的低壓氣體的體積。 D為氣缸直徑，S為活塞行程 若壓縮機(jī)由z個氣缸，轉(zhuǎn)數(shù)為n（r/min）,則壓縮機(jī)

2、吸入氣體體積： 壓縮機(jī)理論排氣量（活塞排量） 二、實際工作過程與容積效率 實際工作過程與理想過程的差別： 壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)上，不可避免地會有余隙容積； 吸、排氣閥門有阻力； 壓縮過程中，氣缸壁與氣體之間有熱量交換； 氣閥部分及活塞環(huán)與氣缸壁之間有氣體的內(nèi)部泄漏。 故活塞式制冷壓縮機(jī)的實際排氣量VR永遠(yuǎn)小于活塞排量，兩者的比值稱為壓縮機(jī)的容積效率（輸氣系數(shù)）： 1. 余隙容積 余隙的存在，造成壓縮機(jī)實際吸氣量的減少。 余隙系數(shù)V：壓縮機(jī)實際吸氣量與氣缸工作容積的比值。其大小反映了余隙容積對壓縮機(jī)排氣量的影響程度。越大表明影響越小。 Vc，p2/p1V，影響越大。 2. 吸、排氣閥阻力 進(jìn)、排氣過程氣

3、缸內(nèi)外有一定壓力差，其中主要是吸氣閥阻力影響容積效率。造成吸氣容積減少。 節(jié)流系數(shù) 其大小反映了吸、排氣閥阻力所造成的吸氣量損失。 3. 氣缸壁與制冷劑熱交換 熱交換引起壓縮機(jī)質(zhì)量排氣量減少，可用預(yù)熱系數(shù)t來表示。 p2，p1t，影響越大。 4. 壓縮機(jī)內(nèi)部泄漏 泄漏系數(shù)L不僅與壓縮機(jī)的構(gòu)造、加工質(zhì)量、零部件磨損程度等因素有關(guān)，還和壓縮機(jī)的運行工況有關(guān)。其值不能直接測量，一般推薦估算為：L0.950.98。 容積效率（輸氣系數(shù)）： 經(jīng)驗公式： m為多變指數(shù)，R717，m1.28；R12，m1.13，R22，m1.18。 三、制冷量及耗功率 1. 制冷量 實際排氣量： 實際質(zhì)量排氣量： 制冷量：

4、 2. 耗功率Pe 耗功率Pe：即軸功率，指由電動機(jī)傳給壓縮機(jī)軸上的功率。 指示功率Pi：壓縮氣體； 耗功率Pe 摩擦功率Pm：克服運動機(jī)構(gòu)的摩擦阻力，也包括潤滑油泵的耗功率。 壓縮機(jī)理論耗功率 指示效率i：單位理論壓縮功與實際條件下壓縮單位制質(zhì)量制冷劑所消耗的功之比。 指示功率Pi：壓縮機(jī)實際消耗的壓縮功率。 壓縮比越大，i，且中低速i高于高速活塞壓縮機(jī)的i。 摩擦功率Pm：運轉(zhuǎn)時克服機(jī)械摩擦消耗的功率。 摩擦效率m：指示功率與軸功率的比值： ，一般取0.80.9；隨壓縮比的變化規(guī)律與相似i。 壓縮機(jī)軸功率： 稱為壓縮機(jī)的機(jī)械效率（總效率），可反映壓縮機(jī)在某一工況下運行的各種損失，m0.65

5、0.75。 3. 壓縮機(jī)配用電動機(jī)的功率P（見課本57頁，公式415） 四、能耗指標(biāo) 性能系數(shù)COP：指一定工況下制冷壓縮機(jī)的制冷量與所消耗功率的比值，可用來評價壓縮機(jī)運轉(zhuǎn)時的經(jīng)濟(jì)性。 五、工況 工況：表示壓縮機(jī)工作溫度條件的技術(shù)指標(biāo)。用穩(wěn)定工作時的吸入壓力飽和溫度（或蒸發(fā)溫度t0）、吸入溫度、排出壓力飽和溫度（或冷凝溫度tk）和制冷劑液體溫度（或過冷溫度）等溫度數(shù)值表示。 說明一臺壓縮機(jī)的性能如何，必須指出是對什么工況而言。 標(biāo)準(zhǔn)工況 空調(diào)工況 （見課本59頁表41）一、活塞式制冷壓縮機(jī)工作原理 壓縮機(jī)的實際工作循環(huán)包括四個過程： 1. 吸氣過程：制冷劑蒸汽從蒸發(fā)器進(jìn)入壓縮機(jī)； 2. 壓縮過

6、程：提高制冷劑壓力； 3. 排氣過程：制冷劑進(jìn)入冷凝器； 4. 膨脹過程：制冷劑壓力降低。    活塞式制冷壓縮機(jī)的運行性能主要指它的容積效率、吸氣量、制冷量、耗功率以及能耗指標(biāo)等，這些性能參數(shù)對于一臺制冷壓縮機(jī)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。        氣缸中活塞向下運動，氣缸內(nèi)容積增大，壓力降低，吸氣閥打開，壓縮機(jī)在壓力p1下吸氣，直至活塞到達(dá)下止點。 活塞向上運動，氣缸內(nèi)壓力升高，吸氣閥關(guān)閉，氣體被絕熱壓縮，直至氣缸內(nèi)氣體達(dá)到p2。 此時活塞繼續(xù)向上運動，排氣閥打開，高壓氣體定壓排

7、出氣缸，直至活塞到達(dá)最上端（上止點）。               活塞排量只與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)和氣缸的結(jié)構(gòu)尺寸、數(shù)目有關(guān)，與運行工況和制冷劑性質(zhì)無關(guān)。                                       活塞往復(fù)運動時，活塞行程的上止點并不與氣缸頂部完全重合，而是留有一定的間隙，以便于制造安裝和保證運行安全可靠。余隙是造成實際排氣量降低的主要因素。   吸氣時，低溫的制冷劑蒸汽與溫度較高的氣缸壁接觸并從氣缸壁吸收熱量。蒸汽受熱膨脹，比容變大，使壓縮機(jī)吸入的制冷劑質(zhì)量減少。 壓縮機(jī)工作時，由于活塞