第四章-螺杆式制冷压缩机

第四章螺杆式制冷压缩机第一页，共125页。第一节螺杆机概述及工作原理第二节螺杆机的基本结构及特点第三节螺杆机的能量调节机构第四节螺杆机的热力性能第五节螺杆式机组和润滑系统第四章螺杆式制冷压缩机总目录第二页，共125页。发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第一节螺杆机概述及工作原理第三页，共125页。发展概况发展：1868年，由德国人提出1934年，由瑞典利斯霍尔姆研制成功1963年，瑞典斯塔尔公司将其应用于制冷机1976年，我国设计并生产出第一台喷油螺杆式制冷压缩机主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第四页，共125页。武汉新世界制冷工业有限公司上海第一冷冻机厂烟台冰轮集团有限公司大连冷冻机股份有限公司国内主要生产厂家发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第五页，共125页。瑞典斯塔尔公司美国顿汉－布什美国约克、特灵、开利等公司日本三菱重工冷热系统株式会社、日立、大金等香港扬帆国外主要生产厂家发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第六页，共125页。螺杆机的基本结构机壳螺杆轴承轴封能量调节装置喷油机构发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第七页，共125页。发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第八页，共125页。发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第九页，共125页。发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第十页，共125页。工作原理机体与吸、排汽端座（除吸、排汽孔口）、封盖构成密闭容积，再依靠转子齿面与汽缸内壁所构成的齿间基元容积的周期性变化而实现其工作过程发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第十一页，共125页。工作过程吸汽、压缩、排汽发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第十二页，共125页。发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第十三页，共125页。发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第十四页，共125页。发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第十五页，共125页。发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第十六页，共125页。发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第十七页，共125页。发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第十八页，共125页。螺杆机实测示功图发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第十九页，共125页。螺杆式制冷剂压缩机螺杆式制冷剂压缩机组制冷性能系数电动机额定功率露点发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第二十页，共125页。GB/T19410-2003螺杆式制冷剂压缩机发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第二十一页，共125页。发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第二十二页，共125页。发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第二十三页，共125页。发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第二十四页，共125页。半封闭式螺杆制冷压缩机发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第二十五页，共125页。发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第二十六页，共125页。发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示第二十七页，共125页。本节重点1.螺杆机的密闭容积由哪几部分结构组成？2.螺杆机的工作过程包括哪几部分？第二十八页，共125页。

基本结构

特点第二节螺杆机的基本结构及特点第二十九页，共125页。基本结构（一）机壳（二）螺杆（三）轴承与油压平衡活塞（四）轴封（五）能量调节机构（见下节）（六）喷油机构（见机组）特点第三十页，共125页。为剖分式结构，包括机体、吸汽端座、排汽端座和两端端盖机体内腔断面呈横8字形内腔上部靠吸汽端有径向吸汽孔口内腔下部留有安装移动滑阀的位置，还铸有能量调节旁通口外壁铸有加强筋板机壳基本结构特点第三十一页，共125页。基本结构特点第三十二页，共125页。基本结构特点第三十三页，共125页。机体基本结构特点第三十四页，共125页。径向吸气孔口基本结构特点第三十五页，共125页。吸气端座基本结构特点第三十六页，共125页。排气端座基本结构特点第三十七页，共125页。基本结构特点第三十八页，共125页。双螺杆压缩机包括阴阳两个螺杆螺杆为整体式结构螺杆精加工后应经静平衡试验单螺杆压缩机包括一个单螺杆转子和两个星轮螺杆基本结构特点第三十九页，共125页。双螺杆基本结构特点第四十页，共125页。单螺杆基本结构特点第四十一页，共125页。轴承滑动轴承：主轴承，承受径向力向心推力球轴承：除承受径向力外，还承受一定的轴向力油压平衡活塞开在阳螺杆的吸汽端承受轴向力轴承与油压平衡活塞基本结构特点第四十二页，共125页。基本结构特点第四十三页，共125页。基本结构特点第四十四页，共125页。基本结构特点第四十五页，共125页。轴封为摩擦环式机械轴封，与活塞机轴封的结构相同轴封基本结构特点第四十六页，共125页。润滑油的作用润滑、冷却、油封、控制能量调节系统喷油方式喷油孔开在滑阀上，喷到工作容积的受压缩部位喷油孔开在机体上喷油机构基本结构特点第四十七页，共125页。油量：排汽量的1~2%油温氨：25~55℃氟：25~45℃油压：比排汽压力高196~294kpa喷油机构基本结构特点第四十八页，共125页。螺杆机实测示功图基本结构特点第四十九页，共125页。1、内容积比2、附加功损失3、螺杆机的优、缺点基本结构特点第五十页，共125页。工作容积吸气终了的最大容积与内压缩终了的容积的比值，称为螺杆机的内容积比内容积比的推荐值有2.6，3.6和5三种内容积比基本结构特点第五十一页，共125页。内压力比：工作容积内压缩终了压力P2与吸汽压力P1的比值外压力比：排汽管内的气体压力Pd与吸汽压力P1的比值因为内、外压力比的不等，造成附加功损失附加功损失基本结构特点第五十二页，共125页。当工作容积与排气孔口相连通时，排气管中的气体倒流，使工作容积中的气体定容压缩，当气体压力升高到排气压力时方能排气；则比直接压缩多耗功A

排汽管内气体压力大于压缩终了压力基本结构特点第五十三页，共125页。工作容积定容膨胀B排汽管内气体压力小于压缩终了压力基本结构特点第五十四页，共125页。经济指标好振动小，对基础要求低结构简单，易损件少对湿行程和液击不敏感运转噪音大辅助设备庞大螺杆机的优、缺点基本结构特点第五十五页，共125页。项目8AS17KA20名称氨活塞式压缩机氨螺杆式压缩机标况制冷量(kw)540580.2转速(r/min)6202960轴功率(kw)145.2161.9单位功率制冷量Kw/kw3.6193.584Kcal/kw.h31983082耗油量(g/h)≤112.5≤160噪声dB(A)≤83.5≤92振动(um)≤32≤25排汽温度(℃)≤150≤105能量调节%（有级）0,25,50,75,100（无级）10~100价格比10.95第五十六页，共125页。本节重点1.螺杆式压缩机的基本结构由哪几部分组成？2.螺杆机有哪些优缺点？第五十七页，共125页。

能量调节机构的组成

滑阀能量调节第三节螺杆机的能量调节机构第五十八页，共125页。能量调节指示器圆盘式和杆式两种油路及能量调节控制阀控制阀有手动四通阀和电磁换向阀组两种能量调节执行机构：滑阀、滑阀顶杆、油活塞、油缸、压缩弹簧及端座能量调节

机构的组成滑阀

能量调节第五十九页，共125页。圆盘式能量调节指示器能量调节

机构的组成滑阀

能量调节第六十页，共125页。滑阀能量调节原理基本原理通过滑阀的移动使压缩机阴、阳螺杆齿间工作容积，在齿面接触线从吸汽端向排汽端移动的前一段时间内，仍与吸汽孔口相通，并使这部分汽体回流到吸汽孔口。即通过减小螺杆的有效工作长度，来达到能量调节的目的能量调节

机构的组成滑阀

能量调节第六十一页，共125页。滑阀能量调节原理滑阀能量调节属无级调节，能量调节范围一般为10~100%，以在负荷为50%以上运转为宜改变滑阀上排汽孔口的位置和大小，可以得到2.6、3.6、5三种内容积比能量调节

机构的组成滑阀

能量调节第六十二页，共125页。能量调节

机构的组成滑阀

能量调节第六十三页，共125页。滑阀能量调节原理能量调节

机构的组成滑阀

能量调节第六十四页，共125页。滑阀能量调节的增载过程能量调节

机构的组成滑阀

能量调节第六十五页，共125页。滑阀能量调节的减载过程能量调节

机构的组成滑阀

能量调节第六十六页，共125页。滑阀能量调节的定载过程能量调节

机构的组成滑阀

能量调节第六十七页，共125页。另一种油活塞控制结构能量调节

机构的组成滑阀

能量调节第六十八页，共125页。本节重点1.螺杆式压缩机的能量调节结构由哪几部分组成？2.用简图表示滑阀能量调节（带四通阀）的增载和减载过程。第六十九页，共125页。

基本参数

转子型线

输汽量

制冷量

功率和效率第四节螺杆机的热力性能第七十页，共125页。基本参数齿数公称直径和长径比螺杆扭转角圆周速度和转速转子型线输汽量制冷量功率和效率第七十一页，共125页。影响因素：齿间面积和刚度常用：4:6和5:6齿数基本参数转子型线输汽量制冷量功率和效率第七十二页，共125页。公称直径定义：指阳螺杆的公称直径系列化直径：63、80、100、125、160、200、315等长径比定义：螺杆螺旋部分的轴向长度与螺杆公称直径的比值我国规定两种长径比：1和1.5公称直径和长径比基本参数转子型线输汽量制冷量功率和效率第七十三页，共125页。定义：表示螺杆齿面在吸、排气端平面之间的扭转角度，即转子上的一个齿在转子两端端平面上投影的夹角阳转子扭转角为260°或300°，与之相啮合的阴螺杆的扭转角为180°和200°螺杆扭转角基本参数转子型线输汽量制冷量功率和效率第七十四页，共125页。圆周速度定义：指阳螺杆齿顶圆周速度通常在15~45m/s转速定义：指主动转子转速.范围在630~4400r/min之间圆周速度和转速基本参数转子型线输汽量制冷量功率和效率第七十五页，共125页。转子的型面：螺杆压缩机转子的扭曲齿面型面接触线：主动转子与从动转子两型面之间相互接触，所形成的空间曲线。依靠它把齿间基元容积分成压力不同的区域，起到隔离基元容积的作用基本概念基本参数转子型线输汽量制冷量功率和效率第七十六页，共125页。转子型线：转子的齿面与转子轴线垂直面的截交线称为转子型线，又称为端面型线或转子齿形啮合线：主动转子型线与从动转子型线在端平面上啮合运动时啮合点的轨迹基本概念基本参数转子型线输汽量制冷量功率和效率第七十七页，共125页。基本参数转子型线输汽量制冷量功率和效率第七十八页，共125页。1-阳转子型线2-阴转子型线10-接触线5-泄漏三角形3-封闭容积6-阳转子齿间面积9-阴转子齿间面积基本参数转子型线输汽量制冷量功率和效率第七十九页，共125页。对称与非对称单边与双边曲线类型分类和基本要求基本参数转子型线输汽量制冷量功率和效率第八十页，共125页。定义定义：指压缩机在单位时间内排出的汽体换算到吸汽状态下的容积基本参数转子型线输汽量制冷量功率和效率第八十一页，共125页。分类理论输气量Vth：单位时间内阴阳螺杆转过的齿间容积之和有效理论输气量Vg：当螺杆扭角较大时，某工作容积对在吸气端与吸气孔口隔断时，其齿在排气端并未完全脱离，致使此齿间容积不能完全充气，此时的理论吸气量称为有效理论输气量实际输气量Va基本参数转子型线输汽量制冷量功率和效率第八十二页，共125页。理论输汽量的计算基本参数转子型线输汽量制冷量功率和效率第八十三页，共125页。有效理论输汽量的计算基本参数转子型线输汽量制冷量功率和效率第八十四页，共125页。实际输汽量的计算基本参数转子型线输汽量制冷量功率和效率第八十五页，共125页。影响输汽系数的主要参数泄漏损失内泄漏：高压力区内基元容积之间外泄漏：压力升高的汽体通过间隙向正在吸汽的基元容积及吸汽管道的泄漏吸汽压力损失压力降低，比容增大，质量输汽量减少基本参数转子型线输汽量制冷量功率和效率第八十六页，共125页。影响输汽系数的主要参数预热损失汽体吸收转子和机体的热量，使比容增大，质量输汽量减少喷油损失喷油占据容积，使输汽量减少基本参数转子型线输汽量制冷量功率和效率第八十七页，共125页。气体泄漏途径A、汽体沿转子外圆与机体内壁间的泄漏B、汽体沿转子端面与端盖之间的泄漏C、汽体沿转子接触线的泄漏基本参数转子型线输汽量制冷量功率和效率第八十八页，共125页。定义：指压缩机在一定的运行工况下，单位时间内被它抽吸和压缩输送的制冷剂在蒸发过程中从被冷却物体中所吸取的热量制冷量单位通常取KW，工程单位取kcal/h制冷量是与一定的工况相对应的制冷量基本参数转子型线输汽量制冷量功率和效率第八十九页，共125页。功率和效率指示效率i:压缩机对汽体作绝热压缩所需的功率与实际压缩所需功率的比值。螺杆机的指示效率约为0.8左右基本参数转子型线输汽量制冷量功率和效率第九十页，共125页。功率和效率机械效率m:压缩机的指示功率对于由原动机输入的轴功率的比值。其值通常在0.95~0.98之间基本参数转子型线输汽量制冷量功率和效率第九十一页，共125页。功率和效率压缩机的总效率e(绝热效率):压缩机实际工作过程的绝热理论功率与轴功率的比值基本参数转子型线输汽量制冷量功率和效率第九十二页，共125页。本节重点1.螺杆机的输汽量有哪几种？如何计算？2.螺杆机的输汽量受到哪些因素的影响？第九十三页，共125页。

机组的概念及型式

螺杆式制冷压缩机组

带油泵的油循环系统

二次进汽式螺杆机组第五节螺杆式机组和润滑系统第九十四页，共125页。机组：将制冷压缩机、原动机及其他附件组装在一个公共底座上的设备。型式：制冷压缩机组冷水机组压缩冷凝机组机组的概念

及型式螺杆式制冷

压缩机组带油泵的油

循环系统二次进汽式

螺杆机组第九十五页，共125页。1.制冷压缩机组机组的概念

及型式螺杆式制冷

压缩机组带油泵的油

循环系统二次进汽式

螺杆机组第九十六页，共125页。2.冷水机组作用：生产空调或工业用冷水组成：压缩机、冷凝器、热力膨胀阀、蒸发器及其他控制元件及仪表等组成特点：基建造价低安装调试方便、运行维修费用低运行费用低于往复式可制成热泵机组机组的概念

及型式螺杆式制冷

压缩机组带油泵的油

循环系统二次进汽式

螺杆机组第九十七页，共125页。活塞式冷水机组机组的概念

及型式螺杆式制冷

压缩机组带油泵的油

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螺杆机组第九十八页，共125页。离心式冷水机组机组的概念

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压缩机组带油泵的油

循环系统二次进汽式

螺杆机组第九十九页，共125页。原理图压缩机冷凝器蒸发器机组的概念

及型式螺杆式制冷

压缩机组带油泵的油

循环系统二次进汽式

螺杆机组第一百页，共125页。3.压缩冷凝机组应用：冷库或制冰设备中组成：压缩机(多为活塞机)、油分离器、冷凝器、贮液器、附属设备等分类：按压缩级数分类：单级冷凝机组，双级冷凝机组按冷凝器冷却方式分类：风冷式冷凝机组，水冷式冷凝机组机组的概念

及型式螺杆式制冷

压缩机组带油泵的油

循环系统二次进汽式

螺杆机组第一百零一页，共125页。机组的概念

及型式螺杆式制冷

压缩机组带油泵的油

循环系统二次进汽式

螺杆机组第一百零二页，共125页。冷凝器（兼作贮液器）压缩机油分原理图机组的概念

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压缩机组带油泵的油

循环系统二次进汽式

螺杆机组第一百零三页，共125页。（一）辅助设备（二）监控仪表（三）汽路（四）油路机组的概念

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压缩机组带油泵的油

循环系统二次进汽式

螺杆机组第一百零四页，共125页。1、油分离器和油箱2、油冷却器3、二次油分离器4、油过滤器5、油泵及油压调节阀6、油加热器7、吸汽过滤器和止回阀（一）辅助设备机组的概念

及型式螺杆式制冷

压缩机组带油泵的油

循环系统二次进汽式

螺杆机组第一百零五页，共125页。螺杆机要求设置高分离效果的大容量的油分离器螺杆机的油分离器有立式和卧式两种，分油原理为惯性、洗涤、离心、填料和过滤等1.油分离器和油箱机组的概念

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压缩机组带油泵的油

循环系统二次进汽式

螺杆机组第一百零六页，共125页。机组的概念

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压缩机组带油泵的油

循环系统二次进汽式

螺杆机组第一百零七页，共125页。螺杆机要求润滑油的温度在40℃左右形式：以水进行冷却的壳管式用制冷剂直接膨胀冷却2.油冷却器机组的概念

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压缩机组带油泵的油

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螺杆机组第一百零八页，共125页。机组的概念

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螺杆机组第一百零九页，共125页。机组的概念

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循环系统二次进汽式

螺杆机组第一百一十页，共125页。对少量随汽体一起流出的油液进行再次分离，避免油液进入冷凝器中3.二次油分离器机组的概念

及型式螺杆式制冷

压缩机组带油泵的油

循环系统二次进汽式

螺杆机组第一百一十一页，共125页。机组的概念

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压缩机组带油泵的油

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螺杆机组第一百一十二页，共125页。粗滤油器：滤网较粗，一般不会堵塞精滤油器：对油泵出来的润滑油进行精细过滤通常为了便于维修而设置两个4.油过滤器机组的概念

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压缩机组带油泵的油

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螺杆机组第一百一十三页，共125页。油泵：为了保证润滑油的正常循环而不可缺少的重要辅助设备大部分由电机直接驱动，也可与压缩机联动油压调节阀：控制调节润滑系统的油压5.油泵及油压调节阀机组的概念

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螺杆机组第一百一十四页，共125页。为了增加润滑油的粘度和分离润滑油中溶解的氟利昂而设安放位置在油箱内通常在机器开机前使用6.油加热器机组的概念

及型式螺杆式制冷

压缩机组带油泵的油

循环系统二次进汽式

螺杆机组第一百一十五页，共125页。吸汽过滤器：防止机械杂质进入压缩机止回阀：吸汽止回阀：防止压缩机停机时，高压汽体向低压系统回流，造成螺杆反转排汽止回阀：防止停机时汽体从高压系统倒流，以保证主机内处于蒸发压力范围7.吸汽过滤器和止