蒸氣壓縮式制冷機和熱泵中的主要設(shè)備

2023/1/291第4章蒸氣壓縮式制冷機和熱泵中的主要設(shè)備2023/1/292蒸氣壓縮式制冷機組由壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流機構(gòu)四個基本部件以及制冷劑組成一個基本的制冷循環(huán)，加上氣液分離器、貯液器、能量調(diào)節(jié)機構(gòu)、控制和保護裝置等輔助設(shè)備組成

2023/1/2934.1制冷壓縮機種類作用：它把制冷劑蒸汽從低壓狀態(tài)壓縮至高壓狀態(tài)，創(chuàng)造了制冷劑液體在蒸發(fā)器中低溫下蒸發(fā)制冷、在冷凝器中常溫液化的條件。此外，由于壓縮機不斷地吸入和排出氣體，才使制冷循環(huán)得以周而復(fù)始地進行2023/1/294

制冷壓縮機的分類壓縮機按壓縮原理有兩大類：容積型速度型容積型壓縮機:通過對運動機構(gòu)作功，以減少壓縮式容積，提高蒸氣壓力來完成壓縮功能。速度型壓縮機:由旋轉(zhuǎn)部件連續(xù)將角動量轉(zhuǎn)換給蒸氣，再將該動量轉(zhuǎn)為壓力。4.1制冷壓縮機種類2023/1/295制冷壓縮機分類和結(jié)構(gòu)示意簡圖

往復(fù)式制冷壓縮機

螺桿式制冷壓縮機

離心式制冷壓縮機

4.1制冷壓縮機種類2023/1/2964.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類1.按密封結(jié)構(gòu)形式分類（1）開啟式壓縮機：開啟式壓縮機與電動機分為兩體（2）封閉式壓縮機：采用封閉式的結(jié)構(gòu)，把電動機和壓縮機連成一整體

4.2.1往復(fù)式壓縮機種類2023/1/2974.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類2、按使用制冷劑分：氨壓縮機，氟利昂壓縮機（使用鹵代烴制冷劑），混合工質(zhì)壓縮機，二氧化碳壓縮機。4.2.1往復(fù)式壓縮機種類2023/1/2984.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.1往復(fù)式壓縮機種類3、按氣缸布置方式分：臥式、直立式、角度式。

2023/1/2994.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機由：機體組、汽缸套與汽閥組合件、活塞和曲軸連桿機構(gòu)、軸封、能量調(diào)節(jié)裝置、潤滑系統(tǒng)2023/1/29104.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.1機體組機體、汽缸蓋、前后軸承蓋等組成；2023/1/29114.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.1機體組機體是活塞式壓縮機最大的主要部件。機體內(nèi)有上下兩個隔板2023/1/29124.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.1機體組隔板的氣缸孔上裝置有數(shù)個氣缸套，機體內(nèi)部分隔為三個空間：下部為曲軸箱；中部為吸氣腔，與進氣管相通；上部則與氣缸蓋共同構(gòu)成排氣腔，與排氣管相通。2023/1/29134.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機

機體和氣缸蓋2023/1/29144.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.2汽缸套與汽閥組合件主要由氣缸套、排氣外閥座）、排氣內(nèi)閥座、吸排氣閥片、閥蓋及閥蓋緩沖彈簧等組成。2023/1/29154.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.2汽缸套與汽閥組合件

排氣外閥座不但起吸氣閥片的升高限制器作用，同時，與排氣內(nèi)閥座共同組成排氣閥座，而閥蓋則起排氣閥片的升高限位作用，同時也可以防止液擊造成氣缸破損。2023/1/29164.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.2汽缸套與汽閥組合件

當(dāng)有過量液態(tài)制冷劑或大量潤滑油進入氣缸，只要缸內(nèi)的沖擊力或壓力超過緩沖彈簧的彈力，閥蓋與排氣內(nèi)閥座一起被頂開，不致使氣缸等零件損壞。2023/1/29174.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.3活塞和曲軸連桿機構(gòu)活塞多采用把鎂合金制成，質(zhì)量輕，組織細密。活塞設(shè)有氣環(huán)（密封環(huán)），以保證氣缸壁與活塞的密封；2023/1/29184.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.3活塞和曲軸連桿機構(gòu)活塞還裝有油環(huán)，活塞向上運動時，靠油環(huán)布油，保證潤滑，活塞向下運動時，將氣缸壁上多余的潤滑油刮下，使之經(jīng)活塞上油環(huán)槽內(nèi)的小孔流回曲軸箱，減少潤滑油被排氣帶出的數(shù)量2023/1/29194.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.3活塞和曲軸連桿機構(gòu)

往復(fù)式制冷壓縮機的曲軸一般采用球墨鑄鐵鑄成，兩端的主軸頸支承在曲軸箱兩端的滑動軸承上，每個曲拐上裝有幾個連桿及活塞。曲軸有單拐和雙拐之分，四缸以上的活塞式壓縮機均為雙拐曲軸，兩拐互成180。2023/1/29204.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.3活塞和曲軸連桿機構(gòu)

曲軸上鉆有油孔，聯(lián)通主軸頸和每個曲拐，以使?jié)櫥蛷挠捅枚说倪M油孔和軸封端的進油孔進入主軸承以及各個連桿的大頭軸承，保證軸承的冷卻和潤滑。2023/1/29214.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.3活塞和曲軸連桿機構(gòu)

連桿包括連桿小頭、連桿體、連桿大頭及連桿螺栓等。連桿的作用是將活塞和曲軸連接起來，傳遞活塞和曲軸之間的作用力，將曲軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊耐鶑?fù)運動。

2023/1/29224.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.4軸封

摩擦環(huán)式軸封由固定環(huán)、摩擦環(huán)(動環(huán))、彈簧和密封圈組成。彈簧和摩擦環(huán)隨曲軸一起旋轉(zhuǎn)，靠彈簧的作用力使摩擦環(huán)與固定環(huán)嚴(yán)密貼合，形成密封面，再配兩個密封圈，即可保證曲軸箱內(nèi)的制冷劑不致由此處滲出。2023/1/29234.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.5能量調(diào)節(jié)裝置排汽量調(diào)節(jié)方法有：1)汽缸卸載法；2)改變壓縮機轉(zhuǎn)速；3)旁通法；4)吸汽節(jié)流；2023/1/29244.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.5能量調(diào)節(jié)裝置

高速多缸活塞式制冷壓縮機的氣缸卸載裝置是用來使壓縮機在運轉(zhuǎn)條件下停止部分氣缸的排氣，以改變該制冷壓縮機的制冷能力2023/1/29254.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.5能量調(diào)節(jié)裝置油壓啟閥式卸載裝置：頂桿啟閥機構(gòu)、油壓推桿機構(gòu)和油分配機構(gòu)2023/1/29264.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.5能量調(diào)節(jié)裝置

頂桿啟閥機構(gòu)工作原理：在吸氣閥片下面設(shè)有幾根頂桿，頂桿上裝有彈簧其下端分別座于轉(zhuǎn)動環(huán)上具有一定斜度的斜槽內(nèi)，當(dāng)頂扦位于斜槽的最低點時，項桿與進氣閥片不接觸，閥片可以自由上下運動，該氣缸處于正常工作狀態(tài)。2023/1/29274.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.5能量調(diào)節(jié)裝置當(dāng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動環(huán)，使頂桿沿斜面上升至最高點時，頂桿將吸氣閥片頂開，盡管活塞仍在氣缸內(nèi)進行往復(fù)運動，但是，該氣缸并不能壓縮氣體，放處于不工作狀態(tài)。2023/1/29284.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.5能量調(diào)節(jié)裝置

油壓推桿機構(gòu)是使氣缸套外的轉(zhuǎn)動環(huán)旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)。向油管今供入一定壓力的潤滑油時，油缸內(nèi)的小活塞和推桿被壓向前移動，帶動轉(zhuǎn)動環(huán)稍微旋轉(zhuǎn)，這時，轉(zhuǎn)動環(huán)上的頂桿彈簧將頂桿向下推至斜槽的最低點，使該氣缸處于正常工作狀態(tài)。2023/1/29294.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.5能量調(diào)節(jié)裝置

反之，油管中沒有壓力油供入時，油缸內(nèi)的小活塞和推桿在彈簧作用下向后移動并帶動轉(zhuǎn)動環(huán)，將轉(zhuǎn)動環(huán)上的頂桿推至斜面最高點，頂開進氣閥片，使該氣缸卸載。一般均以一套油壓推桿機構(gòu)控制兩個氣缸的頂桿啟閥機構(gòu)。2023/1/29304.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.6潤滑系統(tǒng)壓縮機的潤滑是一個很重要的問題。軸與軸承，活塞與氣缸壁等運動部件的接觸面以及軸封處均需用潤滑油進行潤滑和冷卻，以降低部件溫度，減少部件磨損和摩擦所消耗的功率2023/1/29314.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.6潤滑系統(tǒng)

曲軸箱下部盛有一定數(shù)量的潤滑油，通過油過濾器被油泵吸入并壓出。一路被壓送至油泵端的曲軸進油孔，潤滑后主軸承、連桿大小頭軸承；2023/1/29324.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.2開啟式往復(fù)壓縮機4.2.2.6潤滑系統(tǒng)

另一路送至軸封處，潤滑軸封、前主軸承和連桿大小頭軸承，此外，從軸封處還引一條油管至壓縮機的卸載裝置2023/1/29334.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.3封閉式往復(fù)壓縮機

封閉式往復(fù)壓縮機分為半封閉和全封閉兩種2023/1/29341、半封閉式制冷壓縮機低溫吸氣冷卻電機特點:

①機體結(jié)構(gòu):

壓縮機與電機共機體和共主軸,但氣缸體與電機室設(shè)有結(jié)合面,易于修理又減少了泄漏.②電機和氣缸體的冷卻方式:低溫吸氣冷卻。適用于制冷量和輸氣量大的空調(diào)和中溫壓縮機4.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.3封閉式往復(fù)壓縮機2023/1/293535

半封閉式壓縮機實物圖片4.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.3封閉式往復(fù)壓縮機2023/1/293636

2、全封閉式制冷壓縮機

特點：是將壓縮機與電動機一起組裝在一個密閉的罩殼內(nèi)，形成一個整體，從外表上看只有壓縮機進、排氣管和電動機引線。4.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.3封閉式往復(fù)壓縮機2023/1/2937全封閉式制冷壓縮機4.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.3封閉式往復(fù)壓縮機2023/1/29384.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.3封閉式往復(fù)壓縮機2023/1/29394.2往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)和種類4.2.3封閉式往復(fù)壓縮機2023/1/29404.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.1往復(fù)式壓縮機工作過程往復(fù)式壓縮機的理論循環(huán)的假設(shè)條件：1、壓縮機沒有余隙容積2、吸汽與排汽過程中沒有壓力損失3、吸汽與排汽過程中無熱量傳遞4、無漏汽損失5、無摩擦損失2023/1/29414.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.1往復(fù)式壓縮機工作過程2.實際工作循環(huán)

1、壓縮機中有壓降損失2、制冷劑的受熱3、氣閥運動規(guī)律不完善帶來的效率下降。4、制冷劑泄漏的影響。5、再膨脹的影響6、壓縮過程偏離等熵過程7、壓縮過程的過壓縮和欠壓縮。8、潤滑油循環(huán)量的影響。9、壓縮機的機械摩擦損失和內(nèi)置電動機(封閉式壓縮機)的電動機損失。2023/1/29424.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.1往復(fù)式壓縮機工作過程2.實際工作循環(huán)2023/1/29434.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.1往復(fù)式壓縮機工作過程

當(dāng)活塞處于最下端位置I—I(稱為下止點)時，吸氣過程結(jié)束，吸氣閥關(guān)閉，氣缸內(nèi)充滿了由蒸發(fā)器吸入的低壓蒸氣?；钊谇S連桿機構(gòu)的帶動下開始向上移動時，氣缸的工作容積逐漸減小，密閉在氣缸內(nèi)的蒸氣的壓力和溫度逐步升高；當(dāng)活塞移動到位置Ⅱ—Ⅱ時，氣缸內(nèi)的蒸氣壓力升高到略高于排氣管路中的壓力，排氣閥門便自動打開，開始排氣。制冷劑蒸氣在氣缸內(nèi)，從進氣時的低壓升高到排氣壓力的過程，稱為壓縮過程。(1)壓縮過程

2023/1/29444.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.1往復(fù)式壓縮機工作過程活塞繼續(xù)向上運動，氣缸內(nèi)的蒸氣壓力不再上升，而是不斷地經(jīng)過排氣閥向排氣管輸送，直到活塞運動到最高位置Ⅲ—Ⅲ(稱為上止點)時，排氣過程結(jié)束。蒸氣從氣缸向排氣管輸送的過程，稱為排氣過程。(2)排氣過程

2023/1/29454.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.1往復(fù)式壓縮機工作過程當(dāng)活塞運動到上止點位置時，出于壓縮機的結(jié)構(gòu)及制造工藝等原因，活塞頂部與氣閥座之間存在一定間隙，該間隙所形成的容積稱為余隙容積。排氣過程結(jié)束時，在余隙容積內(nèi)留有一定數(shù)量的高壓蒸氣，活塞開始向下移動時，吸氣閥尚不能打開，吸氣管內(nèi)的低壓蒸氣不能進入氣缸，而首先是殘留在氣缸內(nèi)的高壓蒸氣因容積增大而膨脹，壓力下降，直至氣缸內(nèi)的壓力下降到稍低于吸氣管中的壓力時為止；活塞位置由Ⅲ—Ⅲ移動到Ⅳ—Ⅳ的過程稱為膨脹過程。(3)膨脹過程2023/1/29464.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.1往復(fù)式壓縮機工作過程

當(dāng)活塞運動到Ⅳ—Ⅳ位置時，進氣閥門自動打開?；钊^續(xù)向下運動，低壓蒸氣便不斷地由蒸發(fā)器經(jīng)吸氣管和吸氣閥進入氣缸，至到活塞到達下止點I—I的位置時為止，這一過程稱為吸氣過程。(4)吸氣過程

完成吸氣過程后，活塞又從下止點向上止點運動，重新開始了壓縮過程，如此周而復(fù)始地完成吸入、壓縮和輸送制冷劑蒸氣的作用。2023/1/29474.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.1往復(fù)式壓縮機工作過程2023/1/29484.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.1往復(fù)式壓縮機工作過程2023/1/29494.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.2往復(fù)式壓縮機的容積效率與制冷量4.3.2.1往復(fù)式壓縮機的容積效率式中：D—氣缸直徑（m）

S—活塞行程（m）

Z—氣缸數(shù)

n—轉(zhuǎn)速（r/min）

Vcy—壓縮機曲軸每旋轉(zhuǎn)一圈，每只氣缸吸入的低壓氣體體積（m3）1、理論排氣量（活塞排量）即壓縮機每秒鐘吸入的氣體體積，計算公式為：P2P1O1PVP2P1234Vcy2023/1/29504.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.2往復(fù)式壓縮機的容積效率與制冷量4.3.2.1往復(fù)式壓縮機的容積效率2、理論質(zhì)量流量P2P1O1PVP2P1234Vcy2023/1/29514.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.2往復(fù)式壓縮機的容積效率與制冷量4.3.2.1往復(fù)式壓縮機的容積效率3、容積效率即壓縮機實際工作過程比理想工作過程復(fù)雜，它的實際吸氣量小于活塞排量，兩者之比稱為壓縮機的容積效率(輸氣系數(shù)）ηv2023/1/29524.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.2往復(fù)式壓縮機的容積效率與制冷量4.3.2.1往復(fù)式壓縮機的容積效率3、容積效率2023/1/29534.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.2往復(fù)式壓縮機的容積效率與制冷量4.3.2.1往復(fù)式壓縮機的容積效率4、指示容積效率2023/1/29544.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.2往復(fù)式壓縮機的容積效率與制冷量4.3.2.1往復(fù)式壓縮機的容積效率4、指示容積效率

所以指示容積效率影響因素（1）相對余隙容積（2）壓縮比（3）吸排氣閥阻力（4）多變指數(shù)2023/1/29554.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.2往復(fù)式壓縮機的容積效率與制冷量4.3.2.1往復(fù)式壓縮機的容積效率5、實際容積效率

指示容積效率是在示功圖上表示出來的容積損失狀況。它主要考慮了余隙膨脹損失和吸排氣閥節(jié)流損失。實際上還有蒸氣預(yù)熱和泄露引起的容積損失，分別用預(yù)熱系數(shù)和氣密系數(shù)來表示，所有實際容積效率為：2023/1/29564.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.2往復(fù)式壓縮機的容積效率與制冷量4.3.2.1往復(fù)式壓縮機的容積效率6、實際容積效率的影響因素1）壓縮機運行工況：如壓縮比、吸氣過熱程度等；2）壓縮機構(gòu)造與質(zhì)量，如余隙容積大小、氣閥結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速、氣缸冷卻方式、制作質(zhì)量、磨損程度等；3）制冷劑性質(zhì)，如比體積、排氣溫度、導(dǎo)熱系數(shù)等。2023/1/29574.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.2往復(fù)式壓縮機的容積效率與制冷量4.3.2.2往復(fù)式壓縮機的制冷量往復(fù)式壓縮機的制冷量：2023/1/29584.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.3往復(fù)式壓縮機的能量效率與功率1、指示功率（）壓縮機對制冷劑做功所消耗的功率2023/1/29594.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.3往復(fù)式壓縮機的能量效率與功率1、指示功率（）指示效率（）：理想壓縮過程指示功與實際壓縮過程指示功之間的比值2023/1/29604.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.3往復(fù)式壓縮機的能量效率與功率2、軸功率（）電動機傳遞到壓縮機主軸上的功率稱為壓縮機的軸功率2023/1/29614.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.3往復(fù)式壓縮機的能量效率與功率2、軸功率（）機械效率（）：指示功率與軸功率之間的比值，與壓縮機結(jié)構(gòu)、制造質(zhì)量、運行時潤滑狀況、工況等有關(guān)，一般約為0.85-0.952023/1/29624.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.3往復(fù)式壓縮機的能量效率與功率3、軸功率（）軸效率（）：又稱等熵效率是評價開啟式壓縮機輸入主軸功率利用的完善程度2023/1/29634.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.3往復(fù)式壓縮機的能量效率與功率4、輸入電機功率（）考慮到電機效率和傳動效率并滿足壓縮機軸功率的要求，電機實際輸入的功率2023/1/29644.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.3往復(fù)式壓縮機的能量效率與功率5、壓縮機配用電機功率（）考慮到傳動效率和一定富裕量并滿足壓縮機軸功率的要求，壓縮機配備電機的功率2023/1/29654.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.3往復(fù)式壓縮機的能量效率與功率6、壓縮機電能效率（）2023/1/29664.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.4往復(fù)式壓縮機的制熱量開啟式壓縮機制熱量：封閉式壓縮機制熱量：系數(shù)f考慮壓縮機向外環(huán)境散熱的熱量損失2023/1/29674.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.5往復(fù)式壓縮機的性能系數(shù)以壓縮機軸功率計算的性能系數(shù)用COP表示：以壓縮機輸入功率計算的性能系數(shù)稱為能效比用EER表示：COPth為壓縮機進行絕熱壓縮時的理論性能系數(shù)2023/1/29684.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.6往復(fù)式壓縮機的性能曲線2023/1/29694.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.7往復(fù)式壓縮機的名義工況2023/1/29704.3往復(fù)式壓縮機制冷量與功率4.3.7往復(fù)式壓縮機的名義工況2023/1/29714.4螺桿式壓縮機4.4.1雙螺桿式制冷壓縮機

雙螺桿式制冷壓縮機的工作是依靠嚙合運動著的一個陽轉(zhuǎn)子與一個陰轉(zhuǎn)子，并借助于包圍這一對轉(zhuǎn)子四周的機殼內(nèi)壁的空間完成的。1、工作原理2023/1/29724.4螺桿式壓縮機4.4.1雙螺桿式制冷壓縮機2023/1/29734.4螺桿式壓縮機4.4.1雙螺桿式制冷壓縮機

依靠嚙合運動著的一對陰陽轉(zhuǎn)子，借助它們的齒、齒槽與機殼內(nèi)壁所構(gòu)成的呈“V”字形的一對齒間容積呈周期性大小變化，來完成制冷劑氣體吸入—壓縮—排出的工作過程。

2023/1/29744.4螺桿式壓縮機4.4.1雙螺桿式制冷壓縮機2、能量調(diào)節(jié)方式滑閥能量調(diào)節(jié)方式2023/1/29754.4螺桿式壓縮機4.4.2單螺桿式制冷壓縮機工作原理2023/1/29764.4螺桿式壓縮機4.4.2單螺桿式制冷壓縮機工作原理轉(zhuǎn)子星輪2023/1/29774.5滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機4.5.1滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機基本結(jié)構(gòu)2023/1/29784.5滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機4.5.2滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機工作過程轉(zhuǎn)子的主軸在原動機拖動下旋轉(zhuǎn)時，偏心轉(zhuǎn)子緊貼著汽缸內(nèi)壁面回轉(zhuǎn)，成月牙狀空間容積周期性的變化，完成吸排氣和壓縮過程。

滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機是一種容積型回轉(zhuǎn)式壓縮機，氣缸工作容積的變化，是依靠一個偏心裝置的圓筒形轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)的滾動來實現(xiàn)的2023/1/29794.6渦旋式壓縮機4.6.1渦旋式壓縮機基本結(jié)構(gòu)2023/1/29804.6渦旋式壓縮機4.6.1渦旋式壓縮機基本結(jié)構(gòu)1—靜渦盤2—動渦盤3—殼體4—偏心軸5—防自轉(zhuǎn)環(huán)6—吸氣口7—排氣口2023/1/29814.6渦旋式壓縮機4.6.2工作工程

渦旋壓縮機在主軸旋轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)，僅有的進氣、壓縮、排氣三個工作過程是同時進行的，外側(cè)空間與吸氣口相通，始終處于吸氣過程，內(nèi)側(cè)空間與排氣口相通，始終處于排氣過程。2023/1/29824.7離心式壓縮機4.7.1離心式壓縮機結(jié)構(gòu)

離心式制冷壓縮機屬于速度型壓縮機，是一種葉輪旋轉(zhuǎn)式的機械。離心式制冷壓縮機有單級、雙級和多級等多種結(jié)構(gòu)型式單級壓縮機主要由吸氣室、葉輪、擴壓器、蝸殼等組成2023/1/29834.7離心式壓縮機1、吸氣室

將從蒸發(fā)器或級間冷卻器來的氣體，均勻地引導(dǎo)至葉輪的進口。為減少氣流的擾動和分離損失，吸氣室沿氣體流動方向的截面一般做成漸縮形，使氣流略有加速

4.7.1離心式壓縮機結(jié)構(gòu)2023/1/29844.7離心式壓縮機2、葉輪

4.7.1離心式壓縮機結(jié)構(gòu)2023/1/29854.7離心式壓縮機3、擴壓器

4.7.1離心式壓縮機結(jié)構(gòu)2023/1/29864.7離心式壓縮機4、蝸殼4.7.1離心式壓縮機結(jié)構(gòu)2023/1/29874.8冷凝器冷凝器的作用：是使制冷壓縮機排出的過熱蒸氣冷卻冷凝為高壓液體,并向周圍環(huán)境釋放熱量。按照冷卻方式，冷凝器可分為水冷式、風(fēng)冷式、蒸發(fā)式冷凝器等。

2023/1/29881）臥式殼管冷凝器

它的外殼是一個由鋼板卷制焊接成的圓柱形筒體，筒體的兩端焊有兩塊圓形的管板，兩個管板鉆有許多位置相對應(yīng)的孔，在每對相對應(yīng)的孔中裝入一根管子，管子的兩端用脹接法或焊接法緊固在管板的管孔內(nèi)，這樣就組成了一組直管管束。4.8.1水冷式冷凝器

2023/1/29891）臥式殼管冷凝器

臥式管殼式冷凝器的兩端用兩個端蓋封住。端蓋內(nèi)有分水隔板。兩個端蓋的分隔互相配合，實現(xiàn)了冷卻水的多管程流動。4.8.1水冷式冷凝器

2023/1/29901）臥式殼管冷凝器優(yōu)點：傳熱系數(shù)高，冷卻水消耗量較少。目前廣泛應(yīng)用于氨和氟利昂制冷系統(tǒng)。

4.8.1水冷式冷凝器

2023/1/29912023/1/2992通常采用偶數(shù)流程，以便把冷卻水進出管安裝在同一端蓋上。冷卻水從端蓋的下部進入，從端蓋的上部流出。氨臥式殼管冷凝器通常用無縫鋼管，氟利昂臥式殼管冷凝器多采用滾壓肋片銅管，以提高制冷劑側(cè)的傳熱效果。2023/1/29932023/1/2994

2）立式殼管冷凝器2023/1/2995

2）立式殼管冷凝器2023/1/2996

2）立式殼管冷凝器優(yōu)點：占地面積小，可安裝在室外，可在制冷系統(tǒng)運行的情況下清洗。缺點：冷卻水消耗量較大。立式殼管冷凝器適用于水源充足、水質(zhì)較差的地區(qū)，和大、中型氨制冷系統(tǒng)。

2023/1/29973）套管式冷凝器

套管式冷凝器由兩種不同直徑的管子套在一起組成，外管多為無縫鋼管，管內(nèi)套有一根或幾根鋼管或低肋鋼管（稱內(nèi)管）。套成后，在彎管機上繞成螺旋形狀2023/1/29982023/1/29994）焊接板式冷凝器2023/1/29100

板式冷凝器是由一組不銹鋼波紋金屬板疊裝焊接而成；板上四個孔分別為冷熱流體的進出口；在板四周的焊接線內(nèi)，形成傳熱板兩側(cè)冷熱流體通道。4）焊接板式冷凝器2023/1/29101焊接板式換熱器具有如下特點：1）體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，比同樣傳熱面積的殼管式換熱器體積小60%；2）總傳熱系數(shù)高，約為2000～3000W/（㎡·K）；3）流速小，流動阻力損失?。?）能適應(yīng)流體間的小溫差傳熱，可降低冷凝溫度，提高制冷壓縮機性能；5）制冷劑充注量少；6）質(zhì)量輕，熱損失小。4）焊接板式冷凝器2023/1/291024.8.2風(fēng)冷式冷凝器

空冷式冷凝器多為蛇管式，制冷劑蒸氣在管內(nèi)冷凝，空氣在管外流過。根據(jù)空氣運動的方式，又分為自然對流式和強迫對流式兩種形式。2023/1/291032023/1/291042023/1/291054.8.3蒸發(fā)式冷凝器

特別適用于缺水地區(qū)，通常安裝在制冷機房的屋頂上。

2023/1/29106

特別適用于缺水地區(qū)，通常安裝在制冷機房的屋頂上。

4.8.3蒸發(fā)式冷凝器2023/1/291074.8.4冷凝器的選擇計算

冷凝器的傳熱過程：包括制冷劑的冷凝換熱，金屬壁、垢層的導(dǎo)熱以及冷卻劑的吸熱過程4.8.4.1冷凝器的傳熱過程2023/1/291084.8.4.2冷凝器的設(shè)計計算冷凝器的傳熱計算式：

冷凝器的設(shè)計計算是給定兩傳熱介質(zhì)流量及其進出口溫度，計算所需的傳熱面積和結(jié)構(gòu)尺寸4.8.4冷凝器的選擇計算2023/1/291091、冷凝器的熱負荷對于以外表面積為基準(zhǔn)的水冷式冷凝器：開啟式壓縮機：全封閉式制冷壓縮機：4.8.4.2冷凝器的設(shè)計計算2023/1/291102、傳熱平均溫差與冷凝溫度對數(shù)平均溫差：對水冷式冷凝器：冷凝溫度與進口溫度溫差7－14℃

冷卻水進出口溫差：4－10℃

對風(fēng)冷式冷凝器：冷凝溫度與進口溫度溫差10－16℃

空氣進出口溫差：不大于8℃

4.8.4.2冷凝器的設(shè)計計算2023/1/291113、冷凝器的傳熱系數(shù)4.8.4.2冷凝器的設(shè)計計算見P71頁表3-42023/1/291124.9蒸發(fā)器蒸發(fā)器的作用：在制冷中，液態(tài)制冷劑經(jīng)過節(jié)流后在其中汽化(實際上是沸騰)吸熱，使送入的介質(zhì)(水、空氣或鹽水)被冷卻(這類介質(zhì)也可稱作載冷劑)。按照被冷卻介質(zhì)不同，蒸發(fā)器可分為冷卻液體的蒸發(fā)器、和冷卻氣體的蒸發(fā)器等。

2023/1/291134.9.1冷卻液體的蒸發(fā)器

1）立管式蒸發(fā)器

2023/1/291142）臥式殼管蒸發(fā)器：分滿液式和干式

2023/1/29115

干式和滿液式的區(qū)別在于：滿液式殼管蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑在管外流動，載冷劑在管內(nèi)流動；而干式殼管蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑在傳熱管內(nèi)汽化吸熱，載冷劑在管外流動，并為了提高載冷劑的流速，在筒體內(nèi)裝有多塊折流板。2023/1/291164.9.2直接蒸發(fā)式冷卻空氣的蒸發(fā)器

a．蛇管式排管

2023/1/29117無縫鋼管——氨或氟利昂制冷系統(tǒng)紫銅管——氟利昂制冷系統(tǒng)依靠自然對流保持室內(nèi)低溫結(jié)構(gòu)簡單，容易制作傳熱系數(shù)較低2023/1/29118b．U型排管

一般吊裝在庫房平頂下面作為頂排管使用上集管回氣，下集管進液2023/1/29119c．?dāng)R架式排管

被用作凍結(jié)設(shè)備容易制作、結(jié)構(gòu)緊湊，不需維修但鋼材耗量大，貨物進出勞動強度大2023/1/29120d.肋片管式空氣蒸發(fā)器

廣泛應(yīng)用于冷藏庫和空調(diào)設(shè)備中優(yōu)點：不用載冷劑，冷損失少，結(jié)構(gòu)緊湊缺點：傳熱系數(shù)較低2023/1/291214.9.3蒸發(fā)器的選擇計算分集總參數(shù)法和分布參數(shù)法1、蒸發(fā)溫度te和平均傳熱溫差一般用于冷卻水和鹽水的蒸發(fā)器，被冷卻液體的溫度降可取5－8℃

；蒸發(fā)溫度比被冷卻液體出口溫度低2－3℃

；平均傳熱溫差為5－7℃

，蒸發(fā)器熱流密度約為2000－3000W/m2

直接蒸發(fā)式空氣冷卻器，蒸發(fā)溫度比被冷卻液體出口溫度低6－8℃

；平均傳熱溫差為11－13℃

，以肋表面為基準(zhǔn)的熱流密度約為450－500W/m2

2023/1/291222、傳熱系數(shù)與冷凝器計算方法相同，概略值見表3－5

4.9.3蒸發(fā)器的選擇計算2023/1/29123節(jié)流機構(gòu)的作用和工作原理1、當(dāng)制冷劑流體通過一小孔時，一部分靜壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閯訅毫?，流速急劇增大，成為湍流流動，流體發(fā)生擾動，摩擦阻力增加，靜壓下降，使流體達到降壓調(diào)節(jié)流量的目的，節(jié)流是壓縮式制冷循環(huán)不可缺少的四個主要過程之一。2、節(jié)流機構(gòu)的作用有兩點：一是對從冷凝器中出來的高壓液體制冷劑進行節(jié)流降壓為蒸發(fā)壓力；二是根據(jù)系統(tǒng)負荷變化，調(diào)整進入蒸發(fā)器的制冷劑液體的數(shù)量。

4.10節(jié)流機構(gòu)2023/1/291244.10.1手動膨脹閥：4.10節(jié)流機構(gòu)2023/1/291254.10.2浮球式膨脹閥：（1）結(jié)構(gòu)：（2）工作過程：截止閥角閥過濾器進液出液手動膨脹閥4.10節(jié)流機構(gòu)2023/1/29126

與浮球調(diào)節(jié)閥配套的部件有手動調(diào)節(jié)閥、過濾器和截止閥。浮球室的上下兩側(cè)通過角閥與蒸發(fā)器連接，浮球室內(nèi)的液位與蒸發(fā)器的液位平衡。當(dāng)蒸發(fā)器的熱負荷增大時，制冷劑的蒸發(fā)量就增加，液位下降，浮球下沉并驅(qū)動杠桿使閥針開啟或開大，高壓液態(tài)制冷劑經(jīng)閥孔節(jié)流后直接從出液管送入蒸發(fā)器。（2）工作過程：截止閥角閥過濾器進液出液手動膨脹閥2023/1/29127當(dāng)蒸發(fā)器中的液位過高時，浮球?qū)Ⅱ?qū)動杠桿使閥針關(guān)小或完全關(guān)閉閥孔，使進入蒸發(fā)器中的制冷劑量減少或完全停止供給。這樣，蒸發(fā)器中的進液量就能隨外界負荷變化而調(diào)節(jié)。當(dāng)浮球閥失靈時，關(guān)閉兩只截止閥，液態(tài)制冷劑經(jīng)手動調(diào)節(jié)閥節(jié)流后直接進入蒸發(fā)器中蒸發(fā)。如果再關(guān)閉角閥，則過濾器和浮球調(diào)節(jié)閥可拆下清洗和修理。（2）工作過程：截止閥角閥過濾器進液出液手動膨脹閥2023/1/291284.10.3熱力膨脹閥熱力膨脹閥普遍用于氟利昂制冷系統(tǒng)中，通過感溫機構(gòu)的作用，隨蒸發(fā)器出口處制冷劑的溫度變化而自動變化，達到調(diào)節(jié)制冷劑供液量的目的。熱力式膨脹閥主要由閥體、感溫包和毛細管組成。熱力式膨脹閥按膜片平衡方式不同有內(nèi)平衡式和外平衡式兩種類型。2023/1/29129（1）內(nèi)平衡式熱力膨脹閥內(nèi)平衡式熱力膨脹閥由閥體、推桿、閥座、閥針、彈簧、調(diào)節(jié)桿、感溫包、聯(lián)接管、感應(yīng)膜片等部件組成

4.10節(jié)流機構(gòu)2023/1/291304.10節(jié)流機構(gòu)2023/1/29131

膨脹閥的感溫包與蒸發(fā)器出口管的表面緊密接觸，感溫包內(nèi)的工質(zhì)溫度等于蒸發(fā)器出口處的制冷劑溫度，包內(nèi)壓力為該工質(zhì)的飽和壓力。膨脹閥對制冷劑流量的調(diào)節(jié)是通過其膜片上的三個作用力的變化而自動進行的。P’=P0+W

內(nèi)平衡式熱力膨脹閥工作原理4.10節(jié)流機構(gòu)2023/1/29132P’為感溫包內(nèi)氣體壓力，作用在膜片上部，其方向是指向打開膨脹閥孔。

P0為蒸發(fā)器入口壓力（即制冷劑經(jīng)閥孔節(jié)