空调用制冷技术压缩机.ppt

关于压缩机功率
理论功率 N=MR· w=MR· （h2-h1）
压缩机存在各种内部损耗可用ηi表示，压缩气
i
指示功率 体的实际耗功为：P =N/η =MR· （h2-h1）/η
i
i
轴功率
压缩机工作时同样存在各种摩擦损耗可用 ηm表示，压缩机实际耗功为：Pe=N/ηiηm
2.4 影响活塞式制冷压缩机性能的主要因素
一般： ηm =0.8~0.9
第三章 制冷压缩机
2.3 活塞式压缩机的制冷量和耗功率: 定义 压缩机的总效率ηs= ηi ηm，ηs=0.65~0.75 压缩机配用电机的功率 Pin ’ kW： Pin ’ = (1.1~1.15)Pe/ηd ηd－传动效率，直联: ηd=1； 皮带联接: ηd=0.9~0.95。 配用电机的输入功率 Pin kW： Pin = Pe/η0 ηd η0－电机效率，一般：η0=0.91~0.86（3相）； ηd－传动效率，直联: ηd=1； 皮带联接: ηd=0.9~0.95。
20
15~100%无级调节
3.2 螺杆式制冷压缩机的运行调节
螺杆式压缩机均带有能量调节机构，可使 冷量在15%～100%之间无级调节。 能量调节通过两螺杆转子间的底部的滑阀 和轴向移动控制机构实现。 滑阀打开后，转子底部有一间隙与吸气口 相通，使基元容积的吸气量减少，排气也减 少，制冷量减少，调节滑阀间隙的大小，就 能控制制冷量；滑阀关闭后，基元容积的吸 气量达100%，制冷量达100%。
TK 、T0 对活塞式制冷压缩机性能的影响： 冷凝温度 TK 的影响 当蒸发温度 T0=const，冷凝温度 TK上升时：
(1) q0 q0’；{PK/P0 ∴Pe= (ηvVh/v1)(wth/ηiηm) (3) COP= Ø 0/Pe (4) t排 (5) (PK-P0) 润滑油润滑不良 活塞压力 ， ηv } ；v1不变，Vh不变： Ø 0=ηvVhq0/v1 } (2) wth wth’；{∵ wth 增加比ηv减少多
为了比较压缩机的性能，设计和考核压缩机的机械强度，国家规定了一些 的温度工况，如下表是节选的一部分：
工
况
R717 R12 R22 R717 R12 R22 R717 R12 R22 R717 R12 R22
蒸发温度 °C -15
吸气温度 °C -10 +15 +15 +10 +15 +15 +10 +15 +15 -15 0 +15
2.4 影响活塞式制冷压缩机性能的主要因素
压缩机的活塞排量、电动机效率、传动效率取决于压缩机的 机构、转速等特定参数，对同一压缩机在给定结构、转速和配 用电动机时，这些值都不会发生变化。 容积效率、压缩机的总效率主要与压缩机运转时的压缩比有 关；何为压缩比？ 单位容积制冷能力、单位质量耗功量对特定制冷工质而言， 也主要取决于蒸发温度和冷凝温度。 影响压缩机性能的主要因素是：蒸发温度和冷凝温度。 T0的作用＞TK的作用 TK 不变，T0↓1°C， Ø0↓2～3% Pe↑1～2% COP↓3～4% T0 不变，Tk↑ 1°C， Ø0↓1～2% Pe↑1～2% COP↓2～3%
k 1
cv R w u c （ T T ） （ T T ） c v 2 1 2 1 k 1 K 1 RT T RT P K 1 （2 1 ） 1（ [ 2） 1 ） ] k 1T k 1 P 1 1
P ( k )Wmax k k 1 P 0
k
则其理论压缩功率可表示为： 上式对P0求导，即可得到： 常用制冷剂的k值：
i 2.3 活塞式压缩机的制冷量和耗功率: 制冷剂的理论耗功量与单 位质量实际耗功量之比。 压缩机的实际排量 VR m3 /s VR= ηv Vh 确定方法: (1)由com型式、工质、Tk、 压缩机的制冷量 Ø 0 kW: T0查设计手册； Ø 0=VR qv= ηv Vh qv (2)由经验公式计算 压缩机的轴功率 Pe kW: • 指示功率 Pi 用于克服运动机构的摩擦阻力 • 摩擦功率 Pm Pm=Pe-Pi=Pi/ηm-Pi=Pi(1/ηm-1) Pe=Pi+Pm ηm －摩擦效率，指示功率与轴 =Pi/ηm=Pth/ηiηm 功率之比。 =(ηvVh/v1)[(h2-h1)/ηi ηm]
阴、阳转子
喷润滑油密封 吸气口、排气口 滑阀及轴向移动控制机构
5
润滑系统
油泵、油分离器、油冷却 器、粗油过滤器、精油过 滤器及分油阀 无（无余隙容积） 无（无进、排气阀片） 较高
6 7 8
余隙系数 节流系数 容积效率
有 有 较低
9
10
单级压缩的最高压缩比
能量调节范围
8~10
100%、75%、50%、25%
冷凝温度 °C +30
再冷温度 °C +25
标准工况
空调工况
+5 +5 +10 +5 -20 -30 -30
+40 +40 +50 +40 +40 +50 +40
+35 +40 +50 +40 +40 +50 +40
最大功率 工况
最大压差 工况
第三章 制冷压缩机
3 螺杆式压缩机 3.1 工作原理 阴、阳螺杆的齿槽与机壳内壁构成基元容积。螺杆转动 时，基元容积的位置及大小随之改变，使基元容积连续重复 地进行“吸气－压缩－排气”工作过程。
式中 D－主动转子的公称直径，m；
L－转子的工作长度，m； n－主动转子的转速，r/min； Cn－齿形系数，近似可取0.46~0.508
螺杆式压缩机制冷量与耗功量
制冷量 Ø 0 式中 W w Ø 0=Vhηv qv /3.6
ηv－螺杆式压缩机的容积效率，由厂家资料提供， 一般可取0.75~0.9； qv －单位容积制冷量，由热力计算求得，kJ/m3；
气缸排数： 1 2 3 4 气缸总数： 4 8 12 16
1 2 3 4 3 6 9 12
1 2 3 4 2 4 6 8
（三）按结构不同，分为开启式、封闭式：
开启式——压缩机和驱动电机分别为两个设备，用联轴器连接为一体。 封闭式——压缩机和驱动电机被封闭在同一空间。空间用法兰螺栓封闭 为半封闭：空间用焊接封闭为全封闭。
com的工作条件恶化
第三章 制冷压缩机
蒸发温度 T0 的影响 当冷凝温度 TK=const，蒸发温度 T0下降时：
(1) q0 q0’，PK/P0 ， v1 v1’， Vh不变； qv=q0/v1 ，ηv Ø 0=ηvVhqv (2) t排 润滑油润滑不良 (3) wth wth’， ηiηm 变化很小，MR= ηiVh/v1 Pe= MRwth/ηiηm or ？
第三章 制冷压缩机
1. 压缩机的分类 往复式 容 积 型
活塞连杆式
活塞斜盘式 转子式 旋转叶片式
旋转式
涡旋式 螺杆式
双螺杆式
单螺杆式
速 度 型
离心式
1.1活塞式制冷压缩机的型式
（一）按气体在气缸内的流动情况分为： 顺流式 逆流式
（二）按气缸排列和数目的不同，分为： 立式、卧式、多缸式三种。 立式 多缸式 卧式
轴功率 Pe
kW
Pe = ηvVh (h2-h1)/(3600ηsv1) 式中 h2－com排气比焓，kJ/kg；
h1－com吸气比焓，kJ/kg；
v1－ com吸气比容，m3/kg； ηs－压缩机总功率，由厂家提供。
4 制冷压缩机的选择计算
4.1 一般原则
1) 应根据各蒸发温度下不同制冷负荷分别选定，一般不设备用机； 2) 当压力比 PK/ P0≤8（20？） 时，选用单级压缩机； 当压力比 PK/ P0＞8 （20？）时，选用双级压缩机； 3) 压缩机的工作条件不得超过制造厂规定的允许条件； 4) 选配的压缩机，其制冷量宜大小搭配； 5) 机房内压缩机的系列不宜超过两种，若仅二台机时，应选同一系列； 6) 制冷装置中各设备的选择均应与压缩机的制冷量相适应； 7) 压缩机的标准工况和空调工况应符合国家规定。
3.3 螺杆式制冷压缩机的设计和使用条件
螺杆式压缩机应在下列温度条件下使用。
制冷剂 最高冷凝温度 ºC 工 况 最低蒸发温度 ºC 最高蒸发温度 ºC 最高排气温度 ºC +5 ≤105 R717 45 -40 +10 90 R12 R22 55
3.4 螺杆式压缩机的计算
螺杆式压缩机属于容积式压缩机，因此，Vh、Ø 0、Pe的 计算与活塞式基本相同。 理论排气量 Vh m3/h Vh=60·Cn·L·n·D2
评价压缩机的性能如何，常用下列三项指标： • 压缩机制冷量： Ø 0= ηvVhqv= ηvVhq0/v1 • 压缩机轴功率、输入功率： Pe= (ηvVh/v1)(wth/ηiηm])=Pth/ηiηm
Pin= Pe/ηdη0=Pth/ηiηmηdη0 • 性能评价指标：
单位轴功率的制冷量－性能系数（Ke或COP）：（开启式） COP=Ø 0/Pe=(Ø 0/Pth)ηiηm=εth ηiηm
经分析可以得到：Pemax出现在PK/P0=3处
所以： PK/P0<3时，T0 PK/P0>3时，T0 ：Pe ：Pe
(4) 无论Pe or ，COP= Ø 0/Pe
第三章 制冷压缩机
把制冷剂看成理想气体，则气体压缩过程就是等熵过程，则
P k k k T 2 2 K pv const ,p v p v , ( ) 1 1 2 2 T P 1 1 cp cv R , cp k， pvRT
制冷剂 K值
k
k k 1
k 1 w P h h k th k K 2 1 N V V P [( ) 1 ] h h 0 v v k 1 P 1 1 0
R717 1．31
R12 1．136
R22 1．184
R134a 1．12
值
3．13
2． 92．96288关于压缩机的四个规定温度工况
1.2开启式活塞制冷压缩机的构造
第三章 制冷压缩机
2. 活塞式制冷压缩机的性能 2.1 活塞式压缩机的活塞排量 气缸的工作容积 Vg m3 2 Vg D s 4 式中 D－气缸直径，m； s－活塞行程，m。 理论排气量or活塞排量 Vh m3 /s 如压缩机有z个气缸，转数为n（r/min），则压缩机可 吸入的气体体积：
2 V h V g nz /60 D snz 240

活塞式制冷压缩机实际工作过程
第三章 制冷压缩机
2.2 活塞式压缩机的容积效率 ηv 压缩机的容积效率：压缩机的实际排气量永远小于压缩机 的理论排气量，两者的比值称为压缩机的容积效率。
v
V R Vh
余隙系数 λv
在计算中，可按经验公式计算： ηv=0.94-0.085[(p2/p1)1/m-1] 上式 n>=720 r.p.m m－多变指数， NH3:m=1.28;R12:m=1.13; R22:m=1.18
单位电机输入功率的制冷量－能效比（EER）：（封闭式） EER=Ø 0/Pin=(Ø 0/Pth)ηiηmηdη0=εth ηiηmηdη0
2.4 影响活塞式制冷压缩机性能的主要因素
影响压缩机性能的因素有：压缩机的活塞排量、容积效率、 压缩机的总效率、电动机效率、传动效率、单位容积制冷能力、 单位质量耗功量等有关。 压缩机的活塞排量、电动机效率、传动效率取决于？？ 容积效率、压缩机的总效率主要与压缩机运转时的压缩比有 关；何为压缩比？ 单位容积制冷能力、单位质量耗功量对特定制冷工质而言， 也主要取决于？？ 影响压缩机性能的主要因素是？ T0的作用、TK的作用，哪一个更大？？
螺杆式压缩机的工作原理
螺杆式压缩机与活塞式压缩机相比，具有结构简单、体积小、 易损件少、振动小、容积效率高、对湿压缩不敏感等特点。 活塞式压缩机与螺杆式压缩机比较
序号 类别 活塞式压缩机 螺杆式压缩机
1
2 3 4
压缩元件
气缸密封方式 吸、排气元件 卸载及能量调节装置
气缸活塞及曲轴连杆机构
气缸活塞环接触润滑密封 气缸套及进排气阀组合件 油压启阀式卸载装置，包 括：顶杆启阀机构、油压 推杆机构 油泵、分油阀
气缸余隙容积
影 响 因 素
进排气阀阻力 吸气过程中气体 被加热的程度 漏气
节流系数 λp
预热系数 λt
η v=λvλpλtλl
当n<720 r.p.m： ηv=0.94-0.0605[(p2/p1)1/m-1]
气密系数 λl
第三章 制冷压缩机
直接用于压缩气体 Pi=MRwi=MRwth/ηi =(ηvVh/v1)[(h2-h1)/ηi] η －指示效率，单位质量