制冷壓縮機課件能量調節(jié)

1、第三章第三章 第三章第三章 制冷壓縮機制冷壓縮機第三章第三章第一節(jié) 制冷壓縮機的分類 在蒸氣壓縮式制冷裝置中，選用了各種類型的制冷壓縮機。它們是裝置中的關鍵核心設備，對系統(tǒng)的運行性能、噪聲、振動、使用壽命和節(jié)能有著決定性的作用。第三章第三章 根據蒸氣壓縮的原理，壓縮機可分為容積型容積型和速度型速度型兩種基本類型。容積型壓縮機容積型壓縮機：通過對運動機構作功，減少壓縮空間容積來提高蒸氣壓力，以完成壓縮功能。速度型壓縮機速度型壓縮機：1. 則由旋轉部件連續(xù)將角動量轉換給蒸氣，再將該動量轉為壓力，提高蒸氣壓力，達到壓縮氣體的目的。圖31 制冷和空調中常用壓縮機的分類及結構示意圖第三章第三章第三章第三

2、章二、容積型壓縮機 容積型壓縮機通過可變的工作容積來完成氣體的壓縮和輸送過程。 根據壓縮方式分 活塞式（往復式）活塞式（往復式） 回轉式回轉式 活塞式壓縮機是最常用的一種容積式壓縮機，但近年來回轉式壓縮機發(fā)展很快，特別在高效化、小型化、輕量化方面，滾動活塞式（滾動轉子式）、渦旋式和螺桿式等占有很大的優(yōu)勢。 第三章第三章從壓縮機結構分 開啟式開啟式 半封閉式半封閉式 全封閉式全封閉式 目前，開啟式壓縮機除了在氨制冷機、汽車空調器和發(fā)動機驅動等場合使用外，在其他的制冷和空調工程中，正逐步向半封閉式和全封閉式發(fā)展。全封閉式具有結構緊湊、密封性好、噪音低、運轉平穩(wěn)的優(yōu)點，而且由于生產規(guī)模大、成本低，正

3、越來越廣泛地應用于制冷和空調的各個領域中。第三章第三章三、速度型壓縮機離心式壓縮機離心式壓縮機 軸流式壓縮機軸流式壓縮機 第三章第三章第二節(jié) 壓縮機的功率和效率壓縮機的指示功率和指示效率 ： 由于壓縮機的實際過程和理論過程之間有偏差，實際壓縮過程中氣缸內所消耗的功率Pi（稱為指示功指示功率率）比絕熱壓縮所需之功率Pa要大，兩者之間的關系可用指示效率指示效率i i（又稱絕熱效率）來表示，即： iatPP（31） 第三章第三章二、軸功率、摩擦功率與機械效率 fiieimPPPPP由原動機傳到壓縮機曲軸上的功率稱為軸功率軸功率PefP軸功率一部分用于克服曲柄連桿等運動機構摩擦阻力，這部分功率稱為摩擦

4、功率摩擦功率 iP軸功率的一部分直接用于壓縮氣體，稱為指示功率指示功率 機械效率：機械效率： （32） mik 壓縮機的摩擦功率可分為兩部分，即往復運動摩擦功率(活塞、活塞環(huán)與氣缸間)和回轉運動摩擦功率，前者約占7080，后者約占2030。摩擦功率與壓縮機的結構有關，也與潤滑油溫度及轉速有關。制冷壓縮機的指示效率與機械效率的乘積稱為壓縮機的總效率，即 k制冷壓縮機的總效率 約等于0.650.72。 第三章第三章三、壓縮機所需電動機的功率 genPP0PePnnegPP當壓縮機用皮帶與電動機相聯接時，這時電動機軸上的功率 要比壓縮機的軸功率 大，兩者之間的關系可用傳動效率 表示，即： （311）

5、 或 （312） n值一般為：三角皮帶傳動 n=0.970.98， 平皮帶傳動 n=0.96。 第三章第三章第三節(jié) 活塞式制冷壓縮機 活塞式制冷壓縮機是研制最早的壓縮機，幾乎和機械制冷方法同時出現，在一百多年的使用過程中，得到了廣泛發(fā)展和深入研究，直到目前為止，雖然其地位受到其它類型壓縮機的挑戰(zhàn)，但其產量仍然在各類壓縮機中占主要地位。第三章第三章一、活塞式制冷壓縮機的分類 按壓縮機按壓縮機氣缸分布形式氣缸分布形式分類：分類：可分為直立式、V型、W型、S型（扇形）、Y型（星型）等。 按使用的按使用的制冷劑種類制冷劑種類分類分類：可分為氨用、鹵代烴用制冷壓縮機。 按按壓縮機與電動機的組合形式壓縮機

6、與電動機的組合形式分類分類：可分為開啟式和封閉式，其中封閉式又可分為全封閉式和半封閉式兩種。 按壓縮機的按壓縮機的級數級數分類：分類：可分為單機單級和單機雙級壓縮機。第三章第三章第三章第三章二、活塞式制冷壓縮機的總體結構和主要零部件機體。機體。它是壓縮機的機身，用來安裝和支承其他零部件以及容納潤滑油。傳動機構。傳動機構。壓縮機借助該機構傳遞動作，對氣體作功，它包括曲軸、連桿、活塞等。配氣機構。配氣機構。它是保證壓縮機實現吸氣、壓縮、排氣過程的配氣部件，它包括吸、排氣閥片，閥板和氣閥彈簧等。潤滑油系統(tǒng)。潤滑油系統(tǒng)。它是對壓縮機各傳動摩擦偶合件進行潤滑的輸油系統(tǒng)，它包括油泵、油過濾器和油壓調節(jié)部件

7、等。卸載裝置。卸載裝置。它是對壓縮機氣缸進行卸裁、調節(jié)冷量、便于啟動的傳動機構，它包括卸載油缸、油括塞、推桿和頂針、轉環(huán)等零件。軸封裝置。軸封裝置。在開啟式壓縮機中，軸封裝置用來密封曲軸穿出機體處的間隙，防止泄漏，它包括托板、彈簧、橡膠圈和石墨環(huán)等。第三章第三章開啟式制冷壓縮機 圖35 8FS10型開啟式制冷壓縮機機體第三章第三章半封閉式制冷壓縮機 圖314 R22半封閉式制冷壓縮機的總體結構圖1濾油器 2吸油管 3端軸承蓋 4油泵軸承 5油泵 6曲軸7活塞連桿組 8排氣截止閥 9氣缸蓋 10曲軸箱 11電動機室12主軸承 13電動機室端蓋 14吸氣過濾器 15吸氣截止閥16內置電動機 17油

8、孔 18油壓調節(jié)閥 19底蓋第三章第三章全封閉式制冷壓縮機 圖315 全封閉式制冷壓縮機1排氣管 2氣缸 3連桿 4吸排氣閥 5活塞6主軸承 7電動機定子 8電動機轉子 9殼體 10氣液分離器11端子 12內部支撐 13排氣消聲器 14排氣腔 15吸氣腔16離心油泵 17曲軸 18副軸承第三章第三章第四節(jié) 回轉式制冷壓縮機 近年來回轉式壓縮機發(fā)展很快，特別在高效化、小型化、輕量化方面。常用的回轉式壓常用的回轉式壓縮機有縮機有螺桿式螺桿式、滾動活滾動活塞式塞式（滾動轉子式）、（滾動轉子式）、滑片式滑片式和和渦旋式渦旋式四種。四種。第三章第三章一、螺桿式制冷壓縮機 螺桿式制冷壓縮機與活塞式制冷壓縮

9、機、離心式制冷壓縮機相比是較晚的一種機型。螺桿式制冷壓縮機的結構特點，確定了它的許多優(yōu)點優(yōu)點，如： 零件數僅為活塞式的110，壓縮機運行可靠、安全、振幅??； 適應性強，在高、低溫制冷范圍內以及熱泵應用中均有良好性能； 結構緊湊、能適用于大壓比的工況； 對濕壓縮不敏感； 有良好的輸氣量調節(jié)特性； 維護方便等特點，是制冷和空調工程的理想主機。第三章第三章螺桿式制冷壓縮機的結構和工作原理螺桿式制冷壓縮機的結構和工作原理圖316 螺桿式壓縮機的結構1吸氣口 2機殼 3陰轉子 4陽轉子 5排氣口圖317 螺桿式制冷壓縮機的工作過程 a吸氣開始 b吸氣過程 c吸氣結束 d 壓縮過程e壓縮結束 f排氣過程第

10、三章第三章二、滾動活塞式（滾動轉子式、刮片式）制冷壓縮機 轉子式壓縮機雖然出現較早，但由于材質和加工精度的限制，長期來在制冷領域一直未被采用。隨著科學技術的發(fā)展，原有的難題已經或者逐步得到了解決，偏心滾動轉子式制冷壓縮機在1kW左右以下的小型窗式空調器和食品冷藏箱中已開始廣泛使用，在該冷量范圍內所顯示的優(yōu)點足以取代活塞式制冷壓縮機。第三章第三章圖323 滾動活塞式（滾動轉子式、刮片式）制冷壓縮機結構示意圖1排氣管 2氣缸 3圓柱形轉子 4偏心輪5潤滑油 6吸氣管 7滑片 8彈簧 9排氣閥圖324 滾動活塞式（滾動轉子式）制冷壓縮機的工作過程第三章第三章三、渦旋（渦線）式制冷壓縮機圖325 渦旋

11、式制冷壓縮機的構造1固定螺旋槽板 2旋回螺旋槽板 3殼體 4偏心軸5防自轉環(huán) 6進氣口 7排氣口 目前，渦旋式制冷壓縮機的使用功率大約在115kW之間。與活塞式制冷壓縮機相比較，它的體積可縮小40，重量減輕15，結構簡單（僅需5個零件），運行平穩(wěn)、可靠，噪聲可降低23dB（A），具有較高的EER值。第三章第三章第三章第三章 第五節(jié) 離心式制冷壓縮機 離心式制冷壓縮機的發(fā)展已有六十多年歷史，20世紀30年代鹵代烴制冷劑的出現以及后來冶金工業(yè)和其他科學技術的發(fā)展，為離心式制冷壓縮機的制造和應用奠定了良好基礎。目前，單機冷量在1200kW1200kW以上的制冷壓縮機，幾乎全部采用離心式。第三章第三章

12、 一、離心式制冷壓縮機的構造和工作原理圖326 單級離心式制冷壓縮機的簡圖1吸氣腔 2進口導葉 3葉輪 4擴壓器 5蝸殼6增速齒輪 7電動機 8油箱 9齒輪油箱第三章第三章 所有制冷壓縮機，根據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形式的壓縮機，以獲得最佳運行效果。 應該指出，活塞式制冷壓縮機在結構和運行性能方面雖有許多不足，但其制造技術要求相對較低，而且使用年代已久，目前在200kW冷量以下的制冷壓縮機中仍在廣泛使用。第三章第三章第六節(jié) 制冷壓縮機的熱力分析和節(jié)能措施第三章第

13、三章一、制冷壓縮機的選型計算（單、雙級壓縮機） 制冷系統(tǒng)最常用的壓縮機是活塞式和螺桿式。壓縮機是制冷系統(tǒng)的“主機”，一般根據空調或冷庫制冷系統(tǒng)的使用條件、制冷劑的種類、制冷循環(huán)型式及制冷能量要求，選擇一定規(guī)格的制冷壓縮機，以滿足制冷系統(tǒng)的使用要求。第三章第三章1活塞式壓縮機型式選擇的基本條件 冷庫制冷系統(tǒng)壓縮機選擇的依據是冷卻設備負荷Q0和機械負荷Qj，同時應考慮以下有關參數的規(guī)定：（1）蒸發(fā)溫度t0。 （2）冷凝溫度tk。 （3）過冷溫度tg。 （4）吸氣溫度t1。（表3-4） （5）二級壓縮的中間溫度tzj與中間壓力p的經 驗公式為 ：36 . 04 . 0oKzjtttoKzjPPP （

14、313）（314） 式中：tk，t0冷凝溫度和蒸發(fā)溫度，； Pk，P0冷凝壓力和蒸發(fā)壓力，MPa。第三章第三章第三章第三章2活塞式制冷壓縮機型式選擇 確定選擇單、雙級壓縮機的標準是壓縮比Pk / P0。對于氨系統(tǒng)，壓縮比8時采用單級，壓縮比8時采用兩級。對鹵代烴系統(tǒng)，壓縮比10時采用單級，壓縮比10時采用兩級。采用的兩級壓縮機可以是單機兩級，也可以是配組的兩級壓縮。第三章第三章3制冷壓縮機單機容量和臺數選擇 壓縮機單機容量和臺數，應按便于能量調節(jié)和適應制冷對象的工況變化等因素來確定。采用多臺壓縮機時，應盡可能采用同一系列或型號的產品，以方便運行和維修。第三章第三章4制冷壓縮機的工作范圍和自動控

15、制 壓縮機的運行工況應盡可能滿足前述基本條件。在必須保證運行安全保護的前提下，在系統(tǒng)設計時可以補充其他控制內容。在制冷自控技術不斷進步的今日，采用設有微電腦控制的制冷壓縮機是較理想的選擇。不過這一選擇還要與整個制冷系統(tǒng)控制程序協調配合。 第三章第三章5螺桿式制冷壓縮機的選擇 螺桿式制冷壓縮機由于結構特點，它的內容積比是隨外界溫度的變化而變化的，我國規(guī)定有2.6、3.6和5.0三種，選用3種不同的滑閥?？蛇m應不同的工況需要。新型可移動滑閥式螺桿壓縮機，可以進行內容積比的無級調節(jié)。 螺桿壓縮機單級壓縮比大，有較寬的運行條件。帶有經濟器的單級螺桿式制冷壓縮機，可以得到更高的運行效率。但在低溫工況下，

16、由于t0很低，則應選擇兩級螺桿壓縮機。 第三章第三章6 6壓縮機制冷量的計算壓縮機制冷量的計算hvoVqQ 壓縮機的制冷量Qo從制造廠的產品樣本上無法查到時，可用下式計算：kJ/h （315） 式中：qv 單位容積制冷量，kJm3； Vh壓縮機的理論輸氣量，m3h； 壓縮機的輸氣系數。 從式31中可以看出，對一定的壓縮機，Vh是定值，而qv與值是隨壓縮機的工作溫度（主要指冷凝溫度和蒸發(fā)溫度）而變化的，因此壓縮機的制冷量也是隨工作溫度而變動的。第三章第三章例31 試計算8S12.5型，R22制冷壓縮機在tk=30、t0=-15、t5=25、t1=15時的制冷量Q0。該壓縮機的氣缸直徑D=125m

17、m、活塞行程S=l00mm、轉速960 RPM（rmin）、氣缸數z=8。 第三章第三章kWqVQvho3600111kWqVQvho3600222kWqqQQvv112201027在不同工況下壓縮機制冷量的換算 制冷壓縮機在出廠時，制造廠在機器的銘牌上標出的制冷量一般都是指名義工況下的制冷量，在實際運行中如工況變化，則可按產品樣本上提供的制冷機性能曲線查得工作工況下的制冷量，也可根據工況改變時，壓縮機的理論輸氣量總是定值這個原則來進行換算，即 （316） （317） 式中：Qo1，Q o2在工況l和工況2時的壓縮機制冷量，kW； 1，2在工況1和工況2時的壓縮機輸氣系數； Vh壓縮機的理論輸

18、氣量，m3h； qv1，qv2在工況1和工況2時的制冷劑單位容積制冷量，kJm3。 （318） 第三章第三章kWvqVqVQohvh12036003600低低低低8 8雙級壓縮制冷壓縮機制冷量的計算雙級壓縮制冷壓縮機制冷量的計算1）確定這套雙級制冷機的中間壓力Po1值。2）按已知的tk（或Pk），to2（或Po2）和求得的中間壓力Po1，作出雙級制冷機循環(huán)的lgp-h圖，并列出各有關點的熱力參數值。3）最后按下式計算雙級制冷機的制冷量Qo。（319） 式中：qv制冷劑在蒸發(fā)溫度to2時的單位容積制冷量，kJm3； qo2制冷劑在t02時的單位質量制冷量，kJkg； Vh低低壓級理論輸氣量，m3

19、h； 低低壓級輸氣系數； l低壓級吸入蒸氣的比體積，m3kg。第三章第三章例例3333 試計算下列配組式雙級氨制冷機的制冷量。低壓級：8S12.5型一臺，Vh低=566 m3h；高壓級：4V12.5型一臺，Vh高=283 m3h。 第三章第三章二、制冷壓縮機的變工況運行特性 1制冷壓縮機的變工況。2制冷量Qo與溫度條件的關系。3壓縮機耗功與溫度條件的關系。4制冷系數與溫度條件的關系。 5單位容積制冷量與溫度條件的關系。 第三章第三章三、制冷壓縮機的能量調節(jié)方法進行能量調節(jié)有以下進行能量調節(jié)有以下三個優(yōu)點三個優(yōu)點： （1）能使制冷裝置的制冷量始終與外界熱負荷平衡，從而提高了運行的經濟性； （2）減小蒸發(fā)溫度（蒸發(fā)壓力）的波動，相對應地減小了被冷卻對象的溫度波動，對空調而言可以提高環(huán)境的舒適度，對食品冷藏可以更好地保持其品質，這樣還可以減少壓縮機的起動次數，延長壓縮機的使用壽命； （3）保證了輕載或空載起動，避免引起電網負載過大的波動。當壓縮機無能量調節(jié)時