制冷技术与应用讲义 第三章制冷压缩机学习资料

第三章制冷压缩机

基本要求：熟悉各类制冷压缩机的基本构造、工作过程和运行特性。熟悉掌握活塞式制冷压缩机冷量、功率和能耗指标的计算方法，以及影响这些性能参数的各种因素。各类制冷压缩机的冷量（能量）调节原理。

制冷压缩机根据其工作原理可分为容积型和速度型两大类。在容积型压缩机中，气体压力的升高是靠吸入气体的体积被强行缩小，使单位容积内气体分子数增加来达到的。它有两种结构形式：往复活塞式和回转式。

(吸气是周期性不连续的)在速度型压缩机中，气体压力的升高是靠气体的速度转化而来，即先使气体获得一定高速，然后再由气体的速度能转化为压力能。其主要形式是离心式制冷压缩机。(吸气是连续的、转速高、制冷量大，国外空调用离心式制冷机单机制冷量最高可达30000kW)

2025/4/114

类型气密特征容量范围（KW）

主要用途

特点容积式往复式活塞连杆式开启式

0.4～120空调、热泵

机型多，易生产，价廉，容量中等半封闭

0.75～45冷冻、空调全封闭

0.1～15

冷藏库、车辆活塞斜盘式开启

0.75～2.2

轿车空调专用

高速，小容量回转式转子式开启

0.75～2.2

车辆空调

高速，小容量全封闭

0.1～5.5

冰箱、车辆涡旋式开启

0.75～2.2

空调、热泵高速，小容量全封闭

2.2～7.5

空调螺杆式单螺杆开启

100～1100

热泵压比大，可替代小容量往复式压缩机，价昂半封闭

22～90热泵、车辆双螺杆开启

20～1800车辆空调半封闭

30～300热泵离心式单级

90～10000

冷冻、空调适用于大容量多级2025/4/115第三章制冷压缩机涡旋式压缩机排气孔吸气孔(气体在静涡盘的外部被吸入)静涡盘动涡盘2025/4/116第三章制冷压缩机单螺杆式压缩机星轮(相当于活塞，当其在螺槽内相对移动时，封闭的齿间空间逐渐减少)螺杆排气孔吸气孔

所有制冷压缩机，根据其结构特点和工作原理，均有其最佳冷量使用范围。因此，当使用的冷量和条件不同时，应选用不同形式的压缩机，以获得最佳运行效果。

第一节活塞式制冷压缩机的构造

一、活塞式制冷压缩机的分类按压缩机汽缸分布形式分：直立形、V形、W形、S形（扇形）和Y形（星形）按使用的制冷剂种类分：氟利昂和氨制冷压缩机返回按压缩机与电动机的组合形式分：开启式和封闭式（半封闭和全封闭）按压缩机的级数分：单机单级和单机双级制冷压缩机二、活塞式制冷压缩机的总体结构和主要零件

对于一台典型的大型活塞式制冷压缩机，它的零部件可分为：（1）机体（2）传动机构（3）配气机构（4）润滑油系统（5）卸载机构（6）轴封装置

1．开启式制冷压缩机（1）传动机构（2）配气机构：制冷压缩机的配气机构随压缩机的形式和大小有较大区别，目前使用比较典型的形式有以下三种。月牙形和舌形阀片阀板组：主要应用在小型封闭式制冷压缩机中。环形阀片阀板组：主要用在老式的2F10和4F10型制冷压缩机中。带有能量调节的配气和卸载机构

（3）润滑油系统机械油泵供油润滑：用在中、大型以及带有能量卸载机构的制冷压缩机。目前采用的润滑油泵主要有：月牙形内齿轮油泵和转子式油泵。离心供油润滑：用在曲轴呈垂直安装的全封闭制冷压缩机。飞溅润滑：用在小型开启式和半封闭式制冷压缩机。

（4）轴封装置2．封闭式制冷压缩机：电机与压缩机组装成整体的制冷压缩机。与开启式制冷压缩机相比较，封闭式压缩机具有结构紧凑，体积小，质量轻等优点，对中、小型制冷压缩机特别适用。

（1）半封闭式制冷压缩机

（2）全封闭式制冷压缩机

（3）水分、垃圾对封闭式制冷压缩机的危害

第二节

活塞式制冷压缩机的运行性能

活塞式制冷压缩机的运行性能主要指它的容积效率、吸气量、制冷量、耗功率以及能耗指标等，这些性能参数对于一台制冷压缩机而言，均不是定值，而是随所用制冷剂性能和运行工况等许多因素而变化。

一、活塞式制冷压缩机的工作过程

活塞式制冷压缩机的工作过程包括吸气、压缩、排气三个过程。压缩机完成一个工作过程，每只气缸吸入的低压气体体积为：

若压缩机的气缸数为Z，转速为n（r/min），则其每秒钟吸入的气体体积为：

二、活塞式制冷压缩机的容积效率

压缩机的实际吸气量Vr小于活塞排量Vh，两者之比称为压缩机的容积效率ηv。

容积效率总小于1，它的大小反映了压缩机气缸容积的有效利用程度。影响它的主要因素有四个：（1）气缸余隙容积的大小（2）吸、排气压力以及吸、排气阀片阻力（3）吸入气缸的低温制冷剂蒸汽遇到热的气缸壁所引起的热膨胀（4）气缸内部的泄漏

1．余隙容积的影响余隙系数：2．吸、排气阀片阻力的影响节流系数：

3．吸入蒸汽热膨胀的影响预热系数：

4．压缩机内部泄漏的影响气密系数：λl=0.95～0.98

制冷压缩机运行时的容积效率ηv与λv、λp、λt和λl四个系数有关，因此它可用这四个系数的乘积表示：ηv=λvλpλtλl

由于影响制冷压缩机容积效率的因素较多，难以用公式精确计算，应通过制冷压缩机的实验求得。因此，为了能计算压缩机的理论制冷量，目前常用推荐的经验公式：

制冷压缩机的实际吸气量为：Vr=ηvVh

（m3/s）

三、活塞式制冷压缩机的制冷量、耗功率及其能耗指标

1．制冷量：2．耗功率（1）理论功率

N=Mrw（kW）（2）指示功率

（3）轴功率：

（4）配用电机功率：

（5）电机输入功率：

3．能耗指标单位轴功率制冷量：

能效比：

四、活塞式制冷压缩机运行特性参数的变化

1．冷凝温度的影响（蒸发温度不变）

2．蒸发温度的影响（冷凝温度不变）

由于制冷压缩机的制冷量及其性能随工况而变化，在比较活塞式制冷压缩机的运行性能和各个参数时，必须在相同工况下进行才能作出评价。为此，我国规定了标准和空调两个工况，用来比较活塞式制冷压缩机的制冷剂和它的Ke及EER值。

若已知压缩机在某工况下的制冷量，则该压缩机在另一个工况下的制冷量可通过下面的公式换算：

活塞式制冷压缩机的标准工况和空调工况工况制冷剂蒸发温度冷凝温度过冷温度吸气温度标准工况R12-15+30+25+15R22+15R717-10空调工况R12+5+40+35+15R22+15R717+10五、活塞式制冷压缩机的设计和使用条件

我国的活塞式制冷压缩机按气缸直径的毫米数分为系列，目前有40，50，70，100，125，170六种系列产品。

第三节

螺杆式制冷压缩机

一、螺杆式制冷压缩机的结构和工作原理

二、螺杆式制冷压缩机的运行调节

螺杆式制冷压缩机的冷量可在15%~100%之间无级调节，当冷量在60%~100%之间调节时，其耗功率几乎与制冷量以相同比例变化。

第四节

偏心滚动转子式和涡旋式制冷压缩机

一、偏心滚动转子式制冷压缩机

偏心滚动转子式制冷压缩机在功率1kW以下的小型窗式空调和食品冷藏箱中使用。

二、涡旋式制冷压缩机

涡旋式制冷压缩机使用功率大约在1~15kW之间，与活塞式制冷压缩机相比，它的体积缩小40%，重量减轻15%，易损部件极少，