第三章往复式压缩机

第三章

往复式制冷压缩机1编制苏杭山东建筑工程工学院制冷与空调工程系第三章往复式制冷压缩机往复式制冷压缩机基本结构与工作原理往复式制冷压缩机热力学性能制冷系统中的往复式制冷压缩机运行平衡点往复式制冷压缩机的驱动机构和机体部件往复式制冷压缩机的气阀部件封闭式制冷压缩机的内置电动机往复式制冷压缩机润滑系统和润滑油往复式制冷压缩机输气调节往复式制冷压缩机总体结构往复式制冷压缩机的振动与噪声往复式制冷压缩机级安全保护本章重点往复式制冷压缩机热力学性能往复式制冷压缩机的驱动机构和机体部件往复式制冷压缩机的气阀部件往复式制冷压缩机润滑系统和润滑油往复式制冷压缩机输气调节往复式制冷压缩机总体结构往复式制冷压缩机的振动与噪声§3-1压缩机的工作原理和基本结构一、基本结构缸体、活塞、阀板、曲轴、连杆、箱体二、工作原理压缩vp

排气vpdk

膨胀vp

吸气vpso

§3-2制冷压缩机的热力学性能分析制冷压缩机的输气能力和功率消耗从而了解制冷压缩机压力、体积之间内在关系。一、往复式制冷压缩机实际工作循环

1、理论循环

2、实际循环余隙存在吸排气阀热交换泄漏润滑油主要影响因素二、影响性能参数的评价指标及相关因素

影响制冷压缩机性能参数的评价指标主要有：

容积效率、指示功率、机械效率、轴效率

（一）、容积效率ηv

压缩机的实际输气量与理论输气量之比此项指标对于压缩机的工作效率、工作性能有直接影响。在实际情况下影响容积效率的因素很多，为分析为题方便，将各主要因素归结为几个系数（容积系数、压力系数、温度系数、泄漏系数）分别予以考虑即：ηv=λvλpλTλl

分别分析单级和双级压缩机的容积效率

1、单级压缩机的容积效率由实际工况图分析（ηv=λvλpλTλl）

1）容积系数λv

定义

无余隙时吸气容积与理论容积之比

影响λv因素的表达式设压缩机为等温膨胀m为定值影响λv的因素c和m一定时ε

—λv;一般取ε≤10ε和m一定时c—λv;通过减小Vc降低c

一般小型压缩机c=1.5—1.6%ε和c一定时m—λv

；气缸壁温度低m大，一般通过风冷或水冷方式降低气缸温度。

m值的计算

可以通过p3/p5计算膨胀时的多变指数m（绝热）同理通过p2/p6计算压缩时多变指数n

（绝热）

Δpd3的取值

由式计算λv时，

对于氨机取

Δpd3=(0.10~0.13)pdk

对于氟机取

Δpd3=(0.05~0.07)pdk影响λv因素的表达式2）压力系数λp的影响

定义实际吸气容积于无余隙吸气容积之比影响λp因素的表达式影响λp因素的表达式影响λp的因素

吸气阻力Δps1

λp控制吸气阀片弹簧强度吸气压力ps0

λp控制蒸发器压力压力波动时λp减小压力波动3）温度系数λT

定义有温升时压缩机吸入的气体Vx与无温升时实际吸入的气体V"之比

λT的测取一般可计算λv和λp后，通过ηv=λvλpλTλl

反推计算λTλl的数值对于顺流式制冷压缩机对于封闭式压缩机封闭式压缩机λT的计算影响λT的因素压力比ε的影响温度tk、t0的影响4）泄漏系数λl

定义

除去泄漏的输气容积与考虑温升输气容积之比

测取由实验法测取ηv计算λvλp然后推算λTλl

影响因素

主要受气缸与活塞间的间隙影响5）容积效率压缩机最终输气容积与理论输气容积之比

以上分析可知—

凡是对λvλpλTλl影响的因素都会对ηv构成影响；在诸多因素中，其中影响最大的事c和ε。

2、双级压缩机

1）双机双级压缩由经验公式计算ηv

式中：多变指数取值n-氨机n=1.28；氟机n=1.18

中间压力pint由中间温度Tint计算得到

2）单机双级压缩容积效率等于压缩机总的实际输质量气量与理论质量输气量之比

（二）指示功率和指示效率

1、指示功率Pi

2、指示效率ηi的取值

对开启顺流式压缩机

ηi=T0/Tk+b(Tk-273)

系数b：对于立式氟压缩机b=0.0025

对于立式氨压缩机b=0.01

对于其他小型制冷压缩机

一般ηi=0.65-0.8；封闭式家用机ηi=0.60-0.85

（三）机械效率和轴效率

1、机械效率ηm

定义：压缩机的指示功率与轴功率之比

影响机械效率的因素

•摩擦功率Pm增加机械效率ηm下降

•冷凝温度一定时，压力比ε

机械效率ηm

•ηm一般在0.8-0.9之间提高ηm的措施

•选择合适的汽缸间隙，控制活塞环数

•控制润滑油温度，保证润滑状态

•加强曲轴、箱体等零件的刚度

2、轴效率ηe

ηe=ηlηm

轴效率是衡量压缩机功率有效利用程度的指标轴效率主要受压力比ε影响（四）电动机效率ηmo和电效率ηel

电效率是指轴效率与电动机效率的乘积

ηel=ηeηmo

•轴效率ηe-度量开启式压缩机动力经济性

•电效率ηel-度量封闭式压缩机动力经济性

•电动机效率的取值范围在0.6-0.9之间

•在封闭压缩机中电效率ηel随压力比ε而变化

（五）压缩机的排气温度tdk

压缩机的排气温度对压缩机的容积效率、摩擦效率、电机寿命、吸排气阀密封性、润滑油受命均有较大影响因此控制和降低排气温度对提高压缩机的工作性能十分重要

tdk的取值：

•对于NH3和R22压缩机tdk

≤150°C

•对于R12压缩机tdk

≤130°C

降低的tdk主要措施

•

限制单级压缩机的压力比

•

降低吸气温度

•冷却压缩机缸体（六）计算实例三、压缩机的运行特性曲线和运行界限

1、运行特性曲线

制冷压缩机在规定的工作范围内运行时，压缩机的制冷量和消耗功率随制冷系统工况变化关系的曲线一般压缩机的制冷量随系统的蒸发温度降低和冷凝温度升高而降低。

2、压缩机的运行界限制冷压缩机运行是系统内的蒸发温度和冷凝温度的变化范围通过运行界限可以了解压缩机运行状态及运行性能，

3、运行界限的测定

1）确定运行测定装置

2）确定测定方法

•测定力量热器的楼热