制冷压缩机课件能量调节

n
Pe Pg
（3—11）
或
Pg
Pe
n源自文库
（3—12）
n 值一般为：三角皮带传动 n =0.97～0.98， 平皮带传动 n =0.96。
第三章
第三节 活塞式制冷压缩机
活塞式制冷压缩机是研制最早 的压缩机，几乎和机械制冷方法同时 出现，在一百多年的使用过程中，得 到了广泛发展和深入研究，直到目前 为止，虽然其地位受到其它类型压缩 机的挑战，但其产量仍然在各类压缩 机中占主要地位。
16—离心油泵 17—曲轴 18—副轴承
第三章
第四节 回转式制冷压缩机
近年来回转式压缩 机发展很快，特别在高 效化、小型化、轻量化 方面。常用的回转式压 缩机有螺杆式、滚动活 塞式（滚动转子式）、 滑片式和涡旋式四种。
第三章
一、螺杆式制冷压缩机
螺杆式制冷压缩机与活塞式制冷压缩机、离心式制冷压缩机相比 是较晚的一种机型。螺杆式制冷压缩机的结构特点，确定了它的许 多优点，如： – 零件数仅为活塞式的1／10，压缩机运行可靠、安全、振幅小； – 适应性强，在高、低温制冷范围内以及热泵应用中均有良好性能； – 结构紧凑、能适用于大压比的工况； – 对湿压缩不敏感； – 有良好的输气量调节特性； – 维护方便等特点，是制冷和空调工程的理想主机。
• 应该指出，活塞式制冷压缩机在结构和运 行性能方面虽有许多不足，但其制造技术 要求相对较低，而且使用年代已久，目前 在200kW冷量以下的制冷压缩机中仍在广 泛使用。
第三章
第六节 制冷压缩机的热力分析和节 能措施
第三章
一、制冷压缩机的选型计算 （单、双级压缩机）
制冷系统最常用的压缩机是活塞 式和螺杆式。压缩机是制冷系统的 “主机”，一般根据空调或冷库制冷 系统的使用条件、制冷剂的种类、制 冷循环型式及制冷能量要求，选择一 定规格的制冷压缩机，以满足制冷系 统的使用要求。
图3—23 滚动活塞式（滚动转子式、刮片式）制冷压缩机结构示意图 1—排气管 2—气缸 3—圆柱形转子 4—偏心轮
5—润滑油 6—吸气管 7—滑片 8—弹簧 9—排气阀
第三章
三、涡旋（涡线）式制冷 压缩机
目前，涡旋式制冷压缩机的使用功率大 约在1～15kW之间。与活塞式制冷压缩机相 比较，它的体积可缩小40％，重量减轻15％， 结构简单（仅需5个零件），运行平稳、可 靠，噪声可降低2～3dB（A），具有较高的 EER值。
12—主轴承 13—电动机室端盖 14—吸气过滤器 15—吸气截止阀 16—内置电动机 17—油孔 18—油压调节阀 19—底盖
第三章
全封闭式制冷压缩机
图3—15 全封闭式制冷压缩机 1—排气管 2—气缸 3—连杆 4—吸排气阀 5—活塞 6—主轴承 7—电动机定子 8—电动机转子 9—壳体 10—气液分离器 11—端子 12—内部支撑 13—排气消声器 14—排气腔 15—吸气腔
第三章
1．活塞式压缩机型式选择的基本条件
冷库制冷系统压缩机选择的依据是冷却设备负荷Q0和 机械负荷Qj，同时应考虑以下有关参数的规定： （1）蒸发温度t0。 （2）冷凝温度tk。 （3）过冷温度tg。 （4）吸气温度t1。（表3-4） （5）二级压缩的中间温度tzj与中间压力p的经 验公式为 ：
t zj 0.4tK 0.6to 3
t
Pa Pi
（3－1）
第三章
二、轴功率、摩擦功率与 机械效率
Pe——由原动机传到压缩机曲轴上的功率称为轴功率
Pf ——轴功率一部分用于克服曲柄连杆等运动机构摩擦阻力，这部分功率称为摩擦功率
Pi ——轴功率的一部分直接用于压缩气体，称为指示功率
机械效率：
m
Pi Pe
Pi
Pi Pf
（3－2）
压缩机的摩擦功率可分为两部分，即往复运动摩擦功率(活塞、活塞环与气缸间)和回 转运动摩擦功率，前者约占70～80％，后者约占20～30％。
第三章
第三章
二、活塞式制冷压缩机的 总体结构和主要零部件
1.
机体。它是压缩机的机身，用来
安装和支承其他零部件以及容纳
润滑油。
2.
传动机构。压缩机借助该机构传
递动作，对气体作功，它包括曲
轴、连杆、活塞等。
3.
配气机构。它是保证压缩机实现
吸气、压缩、排气过程的配气部
件，它包括吸、排气阀片，阀板
和气阀弹簧等。
制冷压缩机在出厂时，制造厂在机器的铭牌上标出的制冷量一般都是指 名义工况下的制冷量，在实际运行中如工况变化，则可按产品样本上提供的 制冷机性能曲线查得工作工况下的制冷量，也可根据工况改变时，压缩机的 理论输气量总是定值这个原则来进行换算，即
Qo1
1
Vh qv1 3600
kW
（3—16）
Qo2
2
Vh qv2 3600
板、弹簧、橡胶圈和石墨环等。
第三章
开启式制冷压缩机
图3—5 8FS10型开启式制冷压缩机机体
第三章
半封闭式制冷压缩机
图3—14 R22半封闭式制冷压缩机的总体结构图 1—滤油器 2—吸油管 3—端轴承盖 4—油泵轴承 5—油泵 6—曲轴 7—活塞连杆组 8—排气截止阀 9—气缸盖 10—曲轴箱 11—电动机室
图3—25 涡旋式制冷压缩机的构造 1—固定螺旋槽板 2—旋回螺旋槽板 3—壳体 4—偏心轴
5—防自转环 6—进气口 7—排气口
第三章
第三章
第五节 离心式制冷压缩机
离心式制冷压缩机的发展已有六 十多年历史，20世纪30年代卤代烃制冷 剂的出现以及后来冶金工业和其他科学 技术的发展，为离心式制冷压缩机的制 造和应用奠定了良好基础。目前，单机 冷量在1200kW以上的制冷压缩机，几乎 全部采用离心式。
第三章
三、速度型压缩机
离心式压缩机 轴流式压缩机
第三章
第二节 压缩机的功率和 效率
压缩机的指示功率和指示效率 ：
由于压缩机的实际过程和理论过程之间有偏差，
实际压缩过程中气缸内所消耗的功率Pi（称为指示功 率）比绝热压缩所需之功率Pa要大，两者之间的关系 可用指示效率ηi（又称绝热效率）来表示，即：
第三章
5．螺杆式制冷压缩机的选择
螺杆式制冷压缩机由于结构特点，它的内容积比是随外界 温度的变化而变化的，我国规定有2.6、3.6和5.0三种，选用 3种不同的滑阀。可适应不同的工况需要。新型可移动滑阀式 螺杆压缩机，可以进行内容积比的无级调节。
螺杆压缩机单级压缩比大，有较宽的运行条件。带 有经济器的单级螺杆式制冷压缩机，可以得到更高的运行效 率。但在低温工况下，由于t0很低，则应选择两级螺杆压缩机。
2. 速度型压缩机：
• 则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，提高蒸气压力，达到压缩气体的目的。
图3—1
制冷和空调中常用压缩机的分类及结构示意图
第三章
第三章
二、容积型压缩机
容积型压缩机通过可变的工作容积来完 成气体的压缩和输送过程。
根据压缩方式分
活塞式（往复式） 回转式
活塞式压缩机是最常用的一种容积式压缩机，但近年来回转式压 缩机发展很快，特别在高效化、小型化、轻量化方面，滚动活塞式（滚动 转子式）、涡旋式和螺杆式等占有很大的优势。
第三章
一、离心式制冷压缩机的构造 和工作原理
图3—26 单级离心式制冷压缩机的简图
1—吸气腔 2—进口导叶 3—叶轮
4—扩压器 5—蜗壳
6—增速齿轮
7—电动机
8—油箱
9—齿轮油箱
第三章
• 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。
第三章 制冷压缩机
第三章
第一节 制冷压缩机的分类
在蒸气压缩式制冷装置中，选用 了各种类型的制冷压缩机。它们是装 置中的关键核心设备，对系统的运行 性能、噪声、振动、使用寿命和节能 有着决定性的作用。
第三章
根据蒸气压缩的原理，压缩机可分为容积型 和速度型两种基本类型。
1. 容积型压缩机：
• 通过对运动机构作功，减少压缩空间容积来提高蒸气压 力，以完成压缩功能。
4.
润滑油系统。它是对压缩机各传
动摩擦偶合件进行润滑的输油系
统，它包括油泵、油过滤器和油
压调节部件等。
5.
卸载装置。它是对压缩机气缸进
行卸裁、调节冷量、便于启动的
传动机构，它包括卸载油缸、油
括塞、推杆和顶针、转环等零件。
6.
轴封装置。在开启式压缩机中，
轴封装置用来密封曲轴穿出机体
处的间隙，防止泄漏，它包括托
转子式压缩机虽然出现较早， 但由于材质和加工精度的限制，长期 来在制冷领域一直未被采用。随着科 学技术的发展，原有的难题已经或者 逐步得到了解决，偏心滚动转子式制 冷压缩机在1kW左右以下的小型窗式 空调器和食品冷藏箱中已开始广泛使 用，在该冷量范围内所显示的优点足 以取代活塞式制冷压缩机。
第三章
图3—24 滚动活塞式（滚动转子式）制冷压缩机的工作过程
第三章
螺杆式制冷压缩机的结构和工作原理
图3—16 螺杆式压缩机的结构 1—吸气口 2—机壳 3—阴转子
4—阳转子 5—排气口
图3—17 螺杆式制冷压缩机的工作过程 a—吸气开始 b—吸气过程 c—吸气结束 d —压缩过程
e—压缩结束 f—排气过程
第三章
二、滚动活塞式（滚动转子式、刮片 式）制冷压缩机
第三章
3．制冷压缩机单机容量和台数选择 压缩机单机容量和台数，应按便
于能量调节和适应制冷对象的工况变 化等因素来确定。采用多台压缩机时， 应尽可能采用同一系列或型号的产品， 以方便运行和维修。
第三章
4．制冷压缩机的工作范围和自动控制 压缩机的运行工况应尽可能满足前述基本条件。
在必须保证运行安全保护的前提下，在系统设计时 可以补充其他控制内容。在制冷自控技术不断进步 的今日，采用设有微电脑控制的制冷压缩机是较理 想的选择。不过这一选择还要与整个制冷系统控制 程序协调配合。
kW
（3—17）
式中：Qo1，Q o2——在工况l和工况2时的压缩机制冷量，kW； λ1，λ2——在工况1和工况2时的压缩机输气系数； Vh——压缩机的理论输气量，m3／h； qv1，qv2——在工况1和工况2时的制冷剂单位容积制冷量，kJ／m3。
（3—13）
Pzj PK Po
（3—14）
式中：tk，t0——冷凝温度和蒸发温度，℃； Pk，P0——冷凝压力和蒸发压力，MPa。
第三章
第三章
2．活塞式制冷压缩机型式选择 确定选择单、双级压缩机的标准
是压缩比Pk / P0。对于氨系统，压缩 比≤8时采用单级，压缩比>8时采用两 级。对卤代烃系统，压缩比≤10时采 用单级，压缩比>10时采用两级。采用 的两级压缩机可以是单机两级，也可 以是配组的两级压缩。
是随工作温度而变动的。
第三章
例3—1 试计算8S—12.5型，R22制冷压缩机在
tk=30℃、t0=-15℃、t5=25℃、t1’=15℃时的 制冷量Q0。该压缩机的气缸直径D=125mm、 活塞行程S=l00mm、转速960 RPM（r／min）、 气缸数z=8。
第三章
7．在不同工况下压缩机制冷量的换算
第三章
开启式
从压缩机结构分 半封闭式
全封闭式
目前，开启式压缩机除了在氨制冷机、汽车空调器和发动机驱动等场合 使用外，在其他的制冷和空调工程中，正逐步向半封闭式和全封闭式发 展。全封闭式具有结构紧凑、密封性好、噪音低、运转平稳的优点，而 且由于生产规模大、成本低，正越来越广泛地应用于制冷和空调的各个 领域中。
第三章
6．压缩机制冷量的计算
压缩机的制冷量Qo从制造厂的产品样本上无法查到时，可用下式计算：
Qo qvVh kJ/h
（3—15）
式中：qv ——单位容积制冷量，kJ／m3； Vh——压缩机的理论输气量，m3／h； λ——压缩机的输气系数。
从式3—1中可以看出，对一定的压缩机，Vh是定值，而qv与λ值是随压缩 机的工作温度（主要指冷凝温度和蒸发温度）而变化的，因此压缩机的制冷量也
第三章
一、活塞式制冷压缩机的分类
• 按压缩机气缸分布形式分类：可分为直立式、V型、 W型、S型（扇形）、Y型（星型）等。
• 按使用的制冷剂种类分类：可分为氨用、卤代烃用 制冷压缩机。
• 按压缩机与电动机的组合形式分类：可分为开启式 和封闭式，其中封闭式又可分为全封闭式和半封闭 式两种。
• 按压缩机的级数分类：可分为单机单级和单机双级 压缩机。
摩擦功率与压缩机的结构有关，也与润滑油温度及转速有关。
制冷压缩机的指示效率与机械效率的乘积称为压缩机的总效率，即 k i m
制冷压缩机的总效率 k 约等于0.65～0.72。
第三章
三、压缩机所需电动机的 功率
当压缩机用皮带与电动机相联接时，这时电动机轴上的功率P0 要比压缩机的轴功率 Pe
大，两者之间的关系可用传动效率 n 表示，即：