制冷压缩机

2、压缩制冷剂蒸气（低温低压高温高压）。引子：制冷压缩机是制冷系统的核心。蒸气压缩式制冷系统的构成一、作用压缩机热交换设备（蒸发器、冷凝器等）节流机构辅助部件管道各种控制阀和仪表1、循环所需的动力；2020/5/62二、分类制冷和空调用压缩机的分类及结构示意图2020/5/631、按制冷量大小分大型400KW小型≤60KW中型400-60KW2、按作用原理分（1）容积型：通过对运动机构作功，以减少压缩式容积，提高蒸气压力来完成压缩功能。①活塞式压缩机：开启式、半封闭式、全封闭式；②回转式：螺杆式（单、双）、滚动活塞式、滑片式、涡旋式。（2）速度型：离心式压缩机。由旋转部件连续将角动量转换给蒸气，再将该动量转为压力。2020/5/64开启式半封闭式封闭式2020/5/65各类压缩机在制冷和空调工程中的应用范围2020/5/663.按工作的蒸发温度范围分类单级制冷压缩机高温制冷压缩机：10～10℃中温制冷压缩机：20～10℃低温制冷压缩机：45～20℃2020/5/67由12：绝热过程第一节活塞式制冷压缩机的工作过程研究的目的：λ、ηi、ηj（前面描述过的修正系数）一、示功图（即压容图）注意：在示功图上区分理论功和实际功。1、理论过程23：等压排气41：等压吸气）（4/2DVSh做功：面积1-2-3-4-1。2020/5/68存在着余隙容积Vc；Pk由工质决定；是由余隙容积中工质膨胀造成的。2、实际过程v11’2’多变压缩过程2’3’有阻力的排气过程3’344’有余隙容积的膨胀过程4’1’有阻力的吸气过程P1——吸气阀压力损失P2——排气阀压力损失2020/5/691.压缩过程将制冷剂的压力提高。当活塞处于最下端位置1-1（称为内止点或下止点）时，活塞移动到2-2位置时，开始排气。制冷剂在气缸内从吸气时的低压升高到排气压力的过程称为压缩过程。4.吸气过程从蒸发器吸入制冷剂。活塞从位置4-4向下运动时，吸气阀开启，低压气体被吸人气缸中，直到活塞到达下止点1-1的位置。此过程称为吸气过程。3.膨胀过程将制冷剂的压力降低。直至气缸内气体的压力降至稍低于吸气腔内气体的压力，即将开始吸气过程时为止，此时活塞处于位置4-4。活塞从3-3移动到4-4的过程称为膨胀过程。2.排气过程制冷剂进入冷凝器。直到活塞运动到最高位置3-3（称为外止点或上止点）时排气过程结束。制冷剂从气缸向排气管输出的过程称为排气过程。2020/5/610三、性能参数及计算1、输气量及输气系数（1）理论输气量假定压缩机有z个气缸，转速为n，则压缩机的理论输气量为：2hs12.4760znSDVznV（2）实际输气量hsVVSDVh24m32020/5/611（3）输气系数：也称压缩机的容积效率。通常可用容积系数c、压力系数p、泄漏系数v、温度系数t的乘积来表示，即=cpvt其中，容积效率总小于1，其大小反映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：一是气缸余隙容积的大小；二是吸、排气压力以及吸、排气阀片阻力；三是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；四是气缸内部的泄漏。2020/5/6121）考虑余隙容积影响的容积系数c）（VVVccc1/VVVVVhhh/1/11）（VVVVVVccchC11）（111VVVVVcchcVcVVc1——3点的容积；——4点的容积。34为多变的膨胀过程。constPVm）（）（VVVPPccmk1/0式中：m——气体膨胀过程中变化的多变指数。令CVVhc/，则1011）（PPkCmc式中：C——压缩机相对余隙容积。2020/5/613pVVVp/2）（PPVC0011vtctpvhsVV/（2）吸、排气压力损失影响的压力系数（3）考虑漏泄影响的漏泄系数（4）考虑热交换影响的温度系数∴输气系数：99.0~97.0vTTK0/t2020/5/614二、压缩机的功率和效率1、指示效率SSNNiai1234112341//或tTTbki00/（经验公式）式中：Na——理论功率；T0——蒸发温度（K）；Ni——指示功率；Tk——冷凝温度（K）；T0——蒸发温度（℃）；b——常数，b=0.0025。2、机械功率NNNeij/Ne——轴功率3、压缩机的总效率IjiaeieaeNNNNNN0.65-0.722020/5/6154、轴功率、摩擦功率和机械效率两者之比值称为机械效率，用ηj表示由原动机传到曲轴上的功率称为轴功率Ne一部分直接用于压缩气体称为指示功率用Ni表示另一部分用于克服曲柄连杆机构等的摩擦阻力，称为摩擦功率，用Nm表示miieijNNNNN2020/5/616指示效率ηi与机械效率ηj的乘积，称为压缩机的轴效率，用ηe表示。一般在0.6~0.7之间提高j可以从以下几方面着手①选用合适的气缸间隙，适当减少活塞环数②选用合适的润滑油③加强曲轴、曲轴箱等零件刚度,降低摩擦表面的粗糙度2020/5/6175、配用电动机功率对于开启式压缩机，如用带传动，应考虑传动效率d=0.9～0.95。用联轴器直接传动时，不必考虑传动效率。对于封闭式压缩机，因电动机与压缩机共用一根轴，也不必考虑传动效率问题。电动机的功率可按运行工况下压缩机的轴功率，再考虑适当裕量（10%～15%）选配。2020/5/618第二节压缩机的结构一、活塞式压缩机组成机体（曲轴箱）气缸活塞吸、排气阀曲轴连杆机构活塞式压缩机有以下特点：①因为是往复运动，转速不宜太高；②气缸工作腔有余隙容积；③气缸工作腔必须设置吸、排气阀，使吸、排气过程产生阻力损失；④结构复杂，零部件多；⑤往复式压缩机不允许吸气带液。2020/5/619六个系统：（1）运动系统：曲轴、活塞连杆组件、联轴器等；（2）配气系统：阀板、气阀弹簧等；（3）密封系统：活塞环、油封、垫片、填料等；（4）机体系统：曲轴箱、气缸体、气缸套、盖板等；（5）润滑系统：润滑油泵、滤油器、调压阀等；（6）安全和能量调节系统：假盖、假盖弹簧、安全阀、能量调节装置等。当压缩机发生液击时，可保护气缸不致被破坏。2020/5/6208FS10压缩机安全阀：1.72MPa打开，高压气体流回吸气腔。吸气集管，内置滤网缸套凸缘与缸体上部隔板间设有垫片，垫片厚度会改变余隙容积。假盖及假盖弹簧：液击时打开，保护零件。铝制活塞，钢制活塞销，二者过盈配合。单端面机械轴封曲轴设2个曲拐，每个曲拐上连接4个连杆。能量调节机构：根据吸气压力，控制气缸的加载或卸载。曲轴箱可设加热器：防止启动时“奔油”(冬季启动前或停车时间长油温下降，溶入的氟利昂增多。重新启动时压力下降，氟利昂逸出产生大量气泡的现象)2020/5/621缸径：100mm气缸夹角：45454545回油均压孔：使漏入曲轴箱的制冷剂能经该孔被抽走；使吸气中所带的润滑油流回曲轴箱；经此孔抽空压缩机。2020/5/6222020/5/6232020/5/6242020/5/625活塞式制冷压缩机的优缺点:优点①能适应较广阔的压力范围和制冷量要求；②热效率较高，单位耗电较少，特别是偏离设计工况运行时更为明显；③对材料要求低，多用普通钢铁材料，加工较易，造价较低廉；④技术上较为成熟，生产使用上积累有丰富的经验；⑤装置系统比较简单。缺点①因受活塞往复惯性力的影响，转速受限制，不能过高，因此单机输气量大时，机器显得很笨重；②结构复杂，易损件多，维修工作量大；③由于受到各种力、力矩的作用，运转时振动较大；④输气不连续，气体压力有波动。2020/5/6262020/5/627我国活塞式制冷压缩机的型式及基本参数表活塞式压缩机气缸布置型式压缩机类型缸数23468全封闭V型角度式或B型并列式Y型角度式X或V型角度式气缸直径小于70mm的单级半封闭式压缩机Z型直立式Z型直立式或W型角度式V型角度式70mm气缸直径的单级半封闭式压缩机V型角度式或直立式W型角度式扇型或V型角度式W型角度式S扇型角度式开启式100mm气缸直径V型角度式或直立式扇型或V型角度式W型角度式S扇型角度式125mm气缸直径V型角度式170mm气缸直径250mm气缸直径2020/5/628表压缩机基本参数类别缸径行程转速范围/r/min缸数/个容积排量（8缸）mm最高转速/r/min排量/m3/h最低转速/r/min排量/m3/h半封闭式48、55、621440230、40、50、602、3、47070100018002、3、4、6、81800232.61000129.255182.6101.5开启式10010075015002、4、6、81500565.2750282.670395.6197.812511060012004、6、81200777.2600388.6100706.5353.3170140500100010001525.5500762.32502005006008600282650023552020/5/629活塞式单级制冷压缩机型号表示方法如下（1）压缩机型号表示方法：（2）压缩机组型号表示方法：2020/5/630目前国内有些生产厂家仍习惯沿用老的压缩机型号表示方法，即2020/5/631全封闭式制冷压缩机特点：是将压缩机与电动机一起组装在一个密闭的罩壳内，形成一个整体，从外表上看只有压缩机进、排气管和电动机引线。2020/5/6322020/5/6332020/5/6342020/5/635二、回转式压缩机回转机最普通的为固定叶片式结构，常常又称作“滚动活塞式压缩机”。“固定叶片”叶片只滑动不转动特点：没有吸气阀优点：比往复机更可靠；是同等能力下尺寸小；制造成本低。回转机的局限性：压缩机中任何基本磨损（轴承、轴、转子或叶片等磨损）都使间隙变大，并明显影响压缩机性能。回转机当前研究与开发的重点：降低振动与噪声，改善油处理和减小摩擦。图立式旋转式压缩机结构1-排气管2-平衡块3-上机体4-电动机转子5-电动机定子6-曲轴7-主轴承8-下机壳9-副轴承10-壳罩11-上油片12-排气阀片13-弹簧14-气液分离器15-隔板16-吸气管17-接线柱18-气缸19-转子20-滑片图卧式旋转式压缩机结构1-滑片2-滚动活塞3-曲轴4-机壳5-平衡块6-电机转子7-电机定子8-平衡块9-主轴承端板10-气缸11-副轴承端板12-机壳13-排气消声器14-吸气管15-橡胶圈16-弹簧2020/5/636三、涡旋式压缩机结构简单复杂的形线极高的精度要求数控机床技术的发展制造困难涡旋机涡旋机在技术上的特点：（1）制冷装置中无气阀；（2）可靠性很高；（3）轴的扭矩更均匀，运转平稳；（4）压力脉动小；（5）振动和噪声低。在给定吸气条件下：涡旋机容积效率几乎与压力比无关，不存在余隙容积影响。长处：（1）能够用同一个电动机在很宽的工作范围内高效运转；（2）热泵的季节供热系数HSPF提高；（3）整个系统的效率提高，即季节能效比SEER提高。图涡旋式压缩机的结构1-动盘2-静盘3-机体4-防自转环5-偏心轴6-进气口7-排气口2020/5/637图涡旋式压缩机的结构1-动盘2-静盘3-机体4-防自转环5-偏心轴6-进气口7-排气口2020/5/638四、螺杆式压缩机近年来，随着螺杆机可靠性方面的改进，它在中等容量的制冷与空调装置上的应用更为广泛。特点：螺杆机在部分负荷时的效率比离心机高8%～10%；而且不存在离心机的喘振问题。2020/5/639五、离心式压缩机离心式压缩机依靠气流速度变化的动力学效应，起到压缩作用：吸入气体由叶轮旋转达到很高速度，然后导入涡壳使速度能转变成压力能。级压力比受叶轮圆周速度与制冷剂性质的影响。轮周速度受制于材料强度和气体动力条件。一级叶轮可以达到的压力比（级压力比）一般为3-4；一般限制轮周速度不超过制冷剂进口处音速的1.4-1.5倍。离心式压