第三章 制冷压缩机

1、按按工工作作原原理理按按气气缸缸布布置置方方式式开启式开启式封闭式封闭式原动机和压原动机和压缩机分开设缩机分开设置。置。需设轴封装需设轴封装置，以防制置，以防制冷剂泄漏和冷剂泄漏和空气渗入。空气渗入。 半封闭式半封闭式全封闭式全封闭式根据构造：根据构造：开启式开启式全封闭式全封闭式： 压缩机与电动机共机体和压缩机与电动机共机体和主轴，封装在机壳中。无需轴主轴，封装在机壳中。无需轴封装置。不易拆卸。电动机与封装置。不易拆卸。电动机与制冷剂和润滑油相接触。制冷剂和润滑油相接触。8 8缸缸氨氨 气缸气缸扇形扇形布置布置气缸直径气缸直径为为125mm125mm压缩机全部功率通过曲轴压缩机全部功率通过曲

2、轴输入。输入。常见：曲拐轴、偏心轴常见：曲拐轴、偏心轴 多用于小型全封闭或半封多用于小型全封闭或半封闭式压缩机中。闭式压缩机中。气缸套气缸套 用于大、中型压缩机。用于大、中型压缩机。气缸套磨损后可更换。气缸套磨损后可更换。v 卸载法卸载法 v 调速法调速法 改变压缩机转数改变压缩机转数多缸活塞式制冷压缩机多用此法多缸活塞式制冷压缩机多用此法顶杆启阀机构顶杆启阀机构油压推杆机构油压推杆机构至卸载机构至卸载机构至卸载机构至卸载机构半封闭式半封闭式活塞制冷压缩机活塞制冷压缩机 全封闭式全封闭式活塞制冷压缩机活塞制冷压缩机 p1234VLDVg24LnzDnzVVgh224060理想过程中，压缩理想过

3、程中，压缩机单位时间吸入的机单位时间吸入的低压气体体积低压气体体积LVh与制冷剂种类和压缩机运行工况无关与制冷剂种类和压缩机运行工况无关:影响因素影响因素: :余余隙隙容容积积hrVVVltPV1234pVVcVgV1D DV1p2p11234pVVcVgV1D DV1mccVVVppD112gggvVVVVV11Dp2p11112mppCgcVVC/相对余隙容积相对余隙容积热量热量baTTKt0l影响影响 v v因素：因素： 立式和立式和V V型氨压缩机的输气系数型氨压缩机的输气系数 1)(085. 094. 0112mVpp 经经验验公公式式vrqVQ0hVrVVvhVqV10/vqVhV

4、制冷量、耗功率、性能系数制冷量、耗功率、性能系数f (tk , to)或或 f (pk , po)3ph21pkp04图表或经验公式图表或经验公式压缩比增大，压缩比增大，指示效率降低指示效率降低立式和立式和V V型氨压缩机的指示效率型氨压缩机的指示效率miePPP 轴功率轴功率P Pe e指示功率指示功率P Pi i 摩擦效率摩擦效率 m m = =摩擦效率摩擦效率 m m指示功率指示功率P Pi i 轴功率轴功率P Pe e = =摩擦效率摩擦效率 m m理论功率理论功率P Pthth =用于评价压缩机主轴用于评价压缩机主轴输入功率的利用程度输入功率的利用程度压缩比压缩比，机械效率，机械效率

5、 d dP Pe e e eP P i m d e eP Pthth = d dP Pe e vrqVQ0vhVqV10/vqVhV轴功率：轴功率：P Pthth P Pe e = =f (tk , to)或或 f (pk , po)100/vqVqVQhvhV轴功率：轴功率：P Pthth P Pe e = = =V Vh h w w0 0/ /v v1 1342ph2143=411hp4322100/vqVQhP Pe e = =V Vh h w w0 0/ /v v1 11110010kkkpppkkvw状态点状态点h h（kJ / kgkJ / kg）1 1167016702 2192

6、019203 35505504 4550550kJ/kg 11205501670410hhqkJ/kg 25016701920120hhwkJ/kg 5 .3128 . 0/250/0iiwwkJ/kg 5 .19825 .31216701 2iwhhkJ/kg 5 .14325505 .19823 2hhqk单位质量制冷量：单位质量制冷量：理论比功：理论比功：指示比功：指示比功：压缩机出口气体的焓：压缩机出口气体的焓：单位质量冷凝负荷：单位质量冷凝负荷：kg/s 1786. 01120/200/00qQqmkW 8 .555 .3121786. 0imiwqP58. 35 .312/1120

7、/0iwq2 . 7)5(32268LHLCTTT5 . 02 . 7/58. 3/Ci3 3）制冷剂流量：）制冷剂流量：指示功率：指示功率：指示制冷系数：指示制冷系数： 逆卡诺循环制冷系数：逆卡诺循环制冷系数：热力完善度：热力完善度： 1 1、根据工作原理，制冷压缩机可以分为哪两类？它、根据工作原理，制冷压缩机可以分为哪两类？它们的工作原理有何不同？们的工作原理有何不同？2 2、总结开启式和封闭式活塞制冷压缩机主要不同之、总结开启式和封闭式活塞制冷压缩机主要不同之处。处。3 3、活塞式制冷压缩机概括起来可分为哪五部分？、活塞式制冷压缩机概括起来可分为哪五部分？4 4、活塞式压缩机的理论排气量

8、和什么因素有关？、活塞式压缩机的理论排气量和什么因素有关？5 5、容积效率是哪四个系数的乘积？分别表示什么因、容积效率是哪四个系数的乘积？分别表示什么因素对容积效率的影响？素对容积效率的影响？6 6、何为往复式活塞制冷压缩机的理论功率、指示功、何为往复式活塞制冷压缩机的理论功率、指示功率、摩擦功率、轴功率？它们之间有何关系？何为指率、摩擦功率、轴功率？它们之间有何关系？何为指示效率、机械效率、轴效率？示效率、机械效率、轴效率？作业作业 F容积型容积型螺杆式螺杆式滚动转子式滚动转子式( (滚动活塞式）滚动活塞式）涡旋式涡旋式利用利用偏心轴偏心轴上上圆筒形转圆筒形转子子在气缸内的转动来改在气缸内的

9、转动来改变工作容积，实现气体变工作容积，实现气体的吸入、压缩和排出。的吸入、压缩和排出。位置位置吸气腔吸气腔 吸气吸气吸气吸气吸气吸气吸气吸气吸气结束吸气结束排气腔排气腔 压缩压缩压缩压缩 开始排气开始排气 排气结束排气结束 与吸气腔连通与吸气腔连通余隙容积小；余隙容积小；吸排气压损小吸排气压损小仅滑片有较小的往仅滑片有较小的往复惯性力复惯性力密封线较长，密封线较长，密封性能较差密封性能较差工作原理工作原理外侧外侧中部中部内侧内侧图图a a吸气完成吸气完成排气排气图图b b吸气吸气 压缩压缩排气排气图图c c吸气吸气 压缩压缩排气排气图图d d吸气吸气 压缩结束压缩结束排气结束排气结束涡旋式制

10、冷压缩涡旋式制冷压缩机的工作过程机的工作过程曲轴矩变化小曲轴矩变化小吸、排气压力脉动小吸、排气压力脉动小涡旋式制冷压缩机特点涡旋式制冷压缩机特点可达可达0.95以上以上曲轴矩变化小；曲轴矩变化小；吸、排气压力脉动小吸、排气压力脉动小三、螺杆式制冷压缩机双螺杆式制冷压缩机双螺杆双螺杆单螺杆单螺杆吸气吸气阳转子阳转子阴转子阴转子排气排气阴转子阴转子阳转子阳转子压缩压缩单螺杆式制冷压缩机一个螺杆转子螺杆转子两个星轮星轮排气孔排气孔单螺杆式制冷压缩机通常有6 6个螺槽个螺槽，由两个星轮将其分成上下两个空间上下两个空间，各自完成吸气、排气、压缩过程。排气排气压缩压缩吸气吸气 螺杆压缩机中，终压由旋转旋转

11、体形状体形状、排气口位置排气口位置、吸气压力吸气压力及制冷剂性质制冷剂性质决定。三种情况：终压P2等于Pk；终压P2低于Pk (欠压缩欠压缩)终压P2高于Pk (过压缩过压缩)吸气吸气压缩压缩排气排气压缩压缩吸气吸气排气排气压缩压缩排气排气吸气吸气速度型速度型 涡室涡室扩压器扩压器单级离心式压缩机：主轴上设一个叶轮多级离心式压缩机：主轴上设多个叶轮 一、离心式制冷压缩机的工作原理和工作过程一、离心式制冷压缩机的工作原理和工作过程单级离心式压缩机压力变化压力变化速度变化速度变化理论功耗理论功耗wc,th：可逆绝热压缩过程消耗的功，：可逆绝热压缩过程消耗的功， 亦即理想压缩过程所需能量头。亦即理想

12、压缩过程所需能量头。adthcww,实际功耗实际功耗 w：制冷剂压缩过程实际需要的能量头。：制冷剂压缩过程实际需要的能量头。绝热效率绝热效率一般一般0.70.70.80.8 气体被压缩时实际所需要的能量头与运行工况运行工况及制冷剂的性质制冷剂的性质有关。 叶轮圆周速度越大圆周速度越大，气体获得的能量头越大能量头越大 气体分子量越大分子量越大，所需能量头反而小能量头反而小。二、离心式制冷压缩机的特点二、离心式制冷压缩机的特点 v 制冷能力大，适用于大型制冷系统制冷能力大，适用于大型制冷系统v 结构紧凑，质量轻结构紧凑，质量轻v 无磨损部件，工作可靠，维护费用低无磨损部件，工作可靠，维护费用低v

13、运行平稳，噪声低运行平稳，噪声低v 蒸发器和冷凝器传热性能好蒸发器和冷凝器传热性能好v 对材料强度、加工精度及制造质量要求高对材料强度、加工精度及制造质量要求高v 大型离心式制冷压缩机可用蒸气轮机或燃气轮机直大型离心式制冷压缩机可用蒸气轮机或燃气轮机直接带动，以经济、合理地使用能源接带动，以经济、合理地使用能源三、离心式压缩机的特性三、离心式压缩机的特性 离心式压缩机的特性曲线离心式压缩机的特性曲线设计点设计点喘振点喘振点最大流量点最大流量点工作范围工作范围防止离心式制冷压缩机发生喘振的防止离心式制冷压缩机发生喘振的措施措施 维持压缩机维持压缩机运行过程中冷凝压力运行过程中冷凝压力和和蒸发压力

14、的稳定蒸发压力的稳定； 旁通调节法：当制冷剂流量需调节到喘振点以下时，从压缩旁通调节法：当制冷剂流量需调节到喘振点以下时，从压缩机出口引出一部分制冷剂机出口引出一部分制冷剂不经冷凝直接返回压缩机吸气管不经冷凝直接返回压缩机吸气管。 蒸发温度对制冷量的影响蒸发温度对制冷量的影响冷凝温度对制冷量的影响冷凝温度对制冷量的影响 设计冷凝温度设计冷凝温度影响离心式制冷压缩机制冷量的因素影响离心式制冷压缩机制冷量的因素 转速对制冷量的影响转速对制冷量的影响 影响离心式制冷压缩机制冷量的因素影响离心式制冷压缩机制冷量的因素 各类压缩机的应用范围及其制冷量大小各类压缩机的应用范围及其制冷量大小 1 1、往复活塞式、滚动活塞