制冷技術(shù)課件第3章 制冷壓縮機(jī)

2024/4/22第3章制冷壓縮機(jī)

2024/4/22制冷壓縮機(jī)本章主要內(nèi)容概述3.1活塞式制冷壓縮機(jī)構(gòu)造3.2活塞式制冷壓縮機(jī)性能3.3回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)3.4離心式制冷壓縮機(jī)2024/4/22概述作用

壓縮機(jī)起著壓縮和輸送制冷劑蒸氣并造成蒸發(fā)器中的低壓力，冷凝器中的高壓力的作用，是整個(gè)系統(tǒng)的心臟;2024/4/22概述分類壓縮機(jī)根據(jù)工作原理不同分為兩大類：容積式壓縮機(jī)：靠改變工作腔容積，將周期性吸入的定量氣體壓縮；離心式壓縮機(jī)：靠離心力的作用，連續(xù)地將所吸入的氣體壓縮。2024/4/22概述分類2024/4/22概述分類一.

容積式：

1.

往復(fù)活塞式：靠活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)改變汽缸的工作容積。依外部構(gòu)造分為：

①

全封閉：驅(qū)動(dòng)電機(jī)和運(yùn)動(dòng)部件封閉在同一空間里。結(jié)構(gòu)緊湊，密封性好，噪聲低。但功率較小，不易維修。制冷量小于60KW，多用于空調(diào)機(jī)和小型制冷設(shè)備中。常見品牌：法美巴西泰康，法美優(yōu)樂(lè)，美谷輪﹑布里斯托，丹麥丹佛斯，意大利恩布拉克﹑伊萊克斯，日本日立﹑松下﹑東芝﹑三洋，三菱﹑DAKIN大金，韓LG，中國(guó)春蘭等。

2024/4/22概述②

半封閉：由曲軸箱機(jī)體與電機(jī)外殼共同構(gòu)成密閉的空間。工作穩(wěn)定壽命長(zhǎng)，制冷能力較大，可用于多種工況，可維修，但噪聲稍高。分為單級(jí)壓縮型（常規(guī)型，碟閥型，卸載型，連通型）和雙級(jí)壓縮型。制冷量60～600KW，可用于各種空調(diào)﹑制冷設(shè)備中。常見品牌：美德谷輪，德比澤爾﹑博克﹑格拉索，意大利富士豪﹑萊富康，日本三菱﹑日立﹑三洋，中國(guó)泰州雪梅﹑大連冰山﹑南京五洲等。

2024/4/22概述③

開啟式

壓縮機(jī)和電機(jī)分別為兩個(gè)設(shè)備于外部連接，結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重，工作不穩(wěn)定，已近于淘汰。

2024/4/22概述2.

回轉(zhuǎn)式：靠回轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)改變汽缸的工作容積。

依內(nèi)部構(gòu)造分類：

①

滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式：制冷量8～12KW，多用于小型空調(diào)機(jī)和制冷設(shè)備中。為全封閉式，結(jié)構(gòu)緊湊，密封性好，噪聲低。但功率較小，不易維修。常見品牌：日本三菱﹑日立﹑松下﹑三洋﹑東芝，中國(guó)慶安﹑黃石東貝等。

2024/4/22概述②

渦旋式：制冷量8～150KW，可用于各種空調(diào)﹑制冷設(shè)備中。為全封閉式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，工作性能高，密封性好，噪聲低，為今后主導(dǎo)機(jī)型。常見品牌：美德谷輪，法美優(yōu)樂(lè)，日本日立﹑松下﹑大金﹑三洋，中國(guó)春蘭等。

2024/4/22概述③

螺桿式：制冷量100～1200KW，可用于大中型空調(diào)﹑制冷設(shè)備中。為半封閉式，結(jié)構(gòu)緊湊，工作性能高，制冷能力大并可進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，但潤(rùn)滑油系統(tǒng)較復(fù)雜，噪聲較高。分為單，雙螺桿型。常見品牌：德比澤爾﹑格拉索，意大利富士豪﹑萊富康﹑多菱，日本日立﹑大金﹑三菱重工﹑神鋼，韓國(guó)，國(guó)外

，臺(tái)灣復(fù)盛﹑漢鐘，中國(guó)重慶嘉陵﹑大連冰山等2024/4/22概述二.

離心式：制冷量最大可達(dá)30000KW，用于大型空調(diào)﹑制冷設(shè)備中。工作穩(wěn)定，性能高壽命長(zhǎng)，制冷能力大，可進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。常見品牌：美TRANE特靈﹑CARRIER開利﹑YORK約克和MCQUAY麥克維爾，日本MITSUBISHI三菱重工﹑HITACHI日立和EBARA，瑞士SULZER，韓國(guó)和中國(guó)廠家等。2024/4/22133.1活塞式制冷壓縮機(jī)構(gòu)造2024/4/223.1活塞式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造14一、活塞式制冷壓縮機(jī)的形式氣體在氣缸內(nèi)的流動(dòng)情況順流式逆流式構(gòu)造不同開啟式封閉式2024/4/22概述一、活塞式制冷壓縮機(jī)的形式氣缸排列和數(shù)目不同2024/4/223.1活塞式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造16二、開啟式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造五大部分：機(jī)體活塞及曲軸連桿機(jī)構(gòu)氣缸套及進(jìn)、排氣閥組卸載裝置潤(rùn)滑系統(tǒng)2024/4/223.1活塞式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造17二、開啟式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造1.機(jī)體曲軸箱（下）吸氣腔（中）排氣腔（下）2024/4/223.1活塞式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造18二、開啟式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造2.活塞及曲軸連桿機(jī)構(gòu)1）曲軸：傳遞能量，把電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊耐鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)的動(dòng)力2）連桿將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)組成：大頭、小頭、桿身3）活塞與氣缸共同組成一個(gè)可變的封閉工作容積，使氣體在此封閉容積中受到壓縮2024/4/22概述二、開啟式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造2024/4/223.1活塞式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造20二、開啟式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造3.氣缸套及進(jìn)、排氣閥組4.卸載裝置調(diào)節(jié)壓縮機(jī)制冷能力降低啟動(dòng)負(fù)荷，減少啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩5.潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑冷卻密封控制卸載機(jī)構(gòu)2024/4/223.1活塞式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造21二、開啟式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造活塞式制冷壓縮機(jī)制冷能力控制方法節(jié)流法旁通法卸載法調(diào)速法2024/4/223.1活塞式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造22三、封閉式活塞制冷壓縮機(jī)半封閉式全封閉式2024/4/22232024/4/2224活塞分為頭部、裙部和活塞銷座三個(gè)部分。頭部是指活塞頂端和環(huán)槽部分。頂端采用平頂或接近平頂設(shè)計(jì)有利于活塞減少與高溫氣體的接觸面積，使應(yīng)力分布均勻?；钊陌疾鄯Q為環(huán)槽，用于安裝活塞環(huán)。2024/4/2225活塞裙部是指活塞的下部分，它的作用是盡量保持活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中垂直的姿態(tài)，也就是活塞的導(dǎo)向部分?；钊N座是活塞通過(guò)活塞銷與連桿連接的支承部分，位于活塞裙部的上方。

2024/4/2226一個(gè)活塞往往有三至四個(gè)活塞環(huán)，它們按照作用的不同，分為氣環(huán)和油環(huán)兩大類。氣環(huán)裝在活塞頭部上端的環(huán)槽內(nèi)，用來(lái)防止漏氣，將活塞頭部的熱量傳遞到氣缸壁，疏散活塞的熱量。油環(huán)的作用是將氣缸壁上過(guò)量的潤(rùn)滑油刮回到油底殼，它安裝在氣環(huán)的下方環(huán)槽內(nèi)。2024/4/2227活塞環(huán)一般由鑄鐵做成，有一定彈性，截面有多種形狀，表面有涂層以增加磨合性能。2024/4/22283.2活塞式制冷壓縮機(jī)性能2024/4/223.2活塞式制冷壓縮機(jī)的性能29一、活塞式制冷壓縮機(jī)的工作過(guò)程1.理想工作過(guò)程4-1：吸氣過(guò)程（下止點(diǎn)）1-2：壓縮過(guò)程2-3：排氣過(guò)程（上止點(diǎn)）完成一個(gè)循環(huán)，壓縮機(jī)對(duì)制冷劑所做的功可用面積41234表示。2024/4/223.2活塞式制冷壓縮機(jī)的性能30氣缸工作容積：理想工作過(guò)程下，曲軸每旋轉(zhuǎn)一圈，壓縮機(jī)一個(gè)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）理論輸氣量：在理想條件下，壓縮機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)由氣缸輸送的氣體體積

（n為氣缸數(shù)，z為轉(zhuǎn)數(shù)）2024/4/223.2活塞式制冷壓縮機(jī)的性能312.實(shí)際工作過(guò)程：

①壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)上，不可避免地會(huì)有余隙容積；

②吸、排氣閥門有阻力；

③壓縮過(guò)程中，氣缸壁與氣體之間有熱量交換；

④氣閥部分及活塞與氣缸壁之間有氣體的內(nèi)部泄漏。2024/4/223.2活塞式制冷壓縮機(jī)的性能32

2.實(shí)際工作過(guò)程：

①壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)上，不可避免地會(huì)有余隙容積；

②吸、排氣閥門有阻力；

③壓縮過(guò)程中，氣缸壁與氣體之間有熱量交換；

④氣閥部分及活塞與氣缸壁之間有氣體的內(nèi)部泄漏。2024/4/223.2活塞式制冷壓縮機(jī)的性能33

3.容積效率（輸氣系數(shù)λ）：制冷壓縮機(jī)的實(shí)際輸氣量Vr與理論輸氣量Vh的比值。

2024/4/223.2活塞式制冷壓縮機(jī)的性能34

1）余隙系數(shù)

，C則

2024/4/223.2活塞式制冷壓縮機(jī)的性能352）節(jié)流系數(shù)，則2024/4/223.2活塞式制冷壓縮機(jī)的性能363）預(yù)熱系數(shù)影響因素壓縮比壓縮機(jī)構(gòu)造、汽缸尺寸、轉(zhuǎn)數(shù)制冷劑的性質(zhì)2024/4/223.2活塞式制冷壓縮機(jī)的性能374）氣密系數(shù)影響因素：壓縮機(jī)的構(gòu)造、加工質(zhì)量、部件磨損程度排氣壓力、吸氣壓力一般約為0.95~0.98容積效率計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式：使用活塞式制冷壓縮機(jī)時(shí)，一般壓縮比不應(yīng)大于8.2024/4/223.2活塞式制冷壓縮機(jī)的性能38二、活塞式制冷壓縮機(jī)的制冷量和耗功率1.活塞式制冷壓縮機(jī)的制冷量影響壓縮機(jī)制冷量的主要因素：蒸發(fā)溫度冷凝溫度2024/4/223.2活塞式制冷壓縮機(jī)的性能392.活塞式制冷壓縮機(jī)的耗功率壓縮機(jī)的耗功率是指電動(dòng)機(jī)傳至壓縮機(jī)主軸的功率——壓縮機(jī)的軸功率2024/4/223.2活塞式制冷壓縮機(jī)的性能401）指示功率：壓縮過(guò)程的實(shí)際耗功率。指示效率：?jiǎn)挝毁|(zhì)量制冷劑的理論耗功量與實(shí)際耗功量之比。2）軸功率：考慮克服機(jī)械摩擦和帶動(dòng)油泵等輔助設(shè)備所消耗的功率，即壓縮機(jī)實(shí)際作用在傳動(dòng)軸上的功率。摩擦效率：指示功率與軸功率的比值。2024/4/223.2活塞式制冷壓縮機(jī)的性能413）制冷壓縮機(jī)配用電機(jī)功率2024/4/223.2活塞式制冷壓縮機(jī)的性能42例題：某空調(diào)用制冷系統(tǒng)，工質(zhì)為氨。需要制冷量48kW，空調(diào)用冷水溫度10℃，冷卻水溫度32℃，蒸發(fā)器端部傳熱溫差取5℃，冷凝器端部傳熱溫差取8℃，試做制冷機(jī)的熱力計(jì)算。計(jì)算中取液體過(guò)冷度為5℃，吸氣管路有害過(guò)熱度為5℃，壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)（容積效率）為0.8，指示效率0.8。3.3回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)2024/4/223.3回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)44一、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)1.基本結(jié)構(gòu)滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī).jpg2.幾個(gè)特征角吸氣孔口后邊緣角α吸氣孔口前邊緣角β排氣孔口后邊緣角γ排氣孔口前邊緣角δ排氣開始角φ2024/4/223.3回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)45一、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)3.工作過(guò)程滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)動(dòng)畫.gifθ=0θ=αθ=α~2π2π<θ<2π+βθ=2π+β~2π+φθ=2π+φθ=2π+φ~4π-γθ=4π-γθ=4π-γ~4π2024/4/223.3回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)46一、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)由上述的工作過(guò)程可以看出：轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)一周，將完成上一工作循環(huán)的壓縮和排氣過(guò)程及下一工作循環(huán)的吸氣過(guò)程。由于不設(shè)進(jìn)汽閥，吸氣開始的時(shí)機(jī)和汽缸上吸氣孔口位置有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不隨工況的變化而變動(dòng)。由于設(shè)置了排汽閥，壓縮終了的時(shí)機(jī)將隨排氣管中壓力的變化而變動(dòng)。2024/4/223.3回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)47一、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)4.

特點(diǎn)：零部件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易損零件少，運(yùn)行可靠沒(méi)有吸氣閥片，余隙容積小，輸氣系數(shù)較高在相同的冷量情況下，壓縮機(jī)體積小、重量輕、運(yùn)轉(zhuǎn)平衡加工精度要求較高密封線較長(zhǎng)，密封性能較差，泄漏損失較大2024/4/223.3回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)48二、渦旋式制冷壓縮機(jī)1.結(jié)構(gòu)渦旋式制冷壓縮機(jī).jpg2.工作原理及工作過(guò)程渦旋式制冷壓縮機(jī)的工作過(guò)程.gif由分析可以看出，渦旋壓縮機(jī)的工作過(guò)程僅有進(jìn)氣、壓縮、排氣三個(gè)過(guò)程。而且是在主軸旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)同時(shí)進(jìn)行的，外側(cè)空間與吸氣口相通，始終處于吸氣過(guò)程，內(nèi)側(cè)空間與排氣口相通，始終處于排氣過(guò)程，而上述兩個(gè)空間之間的月牙形封閉空間內(nèi)，則一直處于壓縮過(guò)程。因而可以認(rèn)為吸氣和排氣過(guò)程都是連續(xù)的。2024/4/223.3回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)49二、渦旋式制冷壓縮機(jī)3.特點(diǎn)效率高體積小、質(zhì)量輕噪聲低結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)2024/4/223.3回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)50三、螺桿式制冷壓縮機(jī)1.形式及組成單螺桿單螺桿壓縮機(jī).gi