建筑冷热源素材(2)

30● 根据示功图计算容积效率ηv ，i往复式压缩机的示功图设汽缸的余隙容积为V c （m 3），吸排汽阻力分别为Δp 1、Δp 2（kPa ）。

由示功图得ηv ，i =（V 1-V 4）/V cy V 1=（p 1-Δp 1）（V cy +V c ）/p 1V 4=122c 1mp p V p ⎛⎫+∆ ⎪⎝⎭ηv ，i =1112211111m p p p p p p C p p p ⎡⎤⎛⎫-∆+∆-∆⎢⎥-- ⎪⎢⎥⎝⎭⎢⎥⎣⎦C=ccyV V ● 实际容积效率实际上，有的容积损失未能反映在示功图上，如吸汽被预热和泄漏，分别用预热系数 λp 与气密性系数λl 来衡量，实际容积效率为ηv =ηv ，i λp λl高速、多缸往复式压缩机（η≥720r/min ，C =0.03～0.04）ηv 的经验公式ηv =0.94-0.085()121/1n p p ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦双级压缩制冷系统中低压级压缩机的ηv 为ηv =0.94-0.08512110.01n p p ⎡⎤⎛⎫⎢⎥-⎪⎢⎥-⎝⎭⎢⎥⎣⎦31小型全封闭压缩机的ηv小型全封闭压缩机的容积效率● 往复式压缩机的制冷量e r e v th e 1ev thv/Q M q V q v QV q ηη===&&&&&● 往复式压缩机指示功率和指示效率压缩机对制冷剂做功所耗的功率称指示功率iW &（kW 或W ）。

1kg 制冷剂所耗的功称单位质量指示功（单位指示功）W i （kJ/kg 或J/kg ），它总是大于理想压缩过程的单位绝热功W ad （kJ/kg 或J/kg ）。

用指示效率ηi 衡量实际压缩过程与理想压缩过程接近程度，ηv 定义为ad ii w w η往复式压缩机的指示效率指示功率为()21r ad s i r i v th i i 1h h M w W M w V v ηηη-===&&&&32绝热功率ad r ad v th 21s 1()/W M w V h h v η==-&&&● 往复式压缩机的轴功率与轴效率传递到压缩机主轴上的功率称轴功率sW &（kW 或W ），它由指示功率和摩擦功率（含油泵功率）fW &（kW 或W ）组成。

s i fW W W =+&&& 摩擦功率用机械效率ηm 来估计，它定义为ηmisW W && 压缩机的轴功率s v th 21s i m 1sadi mads()/()/()/()W V h h v WW W ηηηηηη=-==&&&&&ηs =ηi ηmηs 称为轴效率或等熵效率。

往复式压缩机的ηs =0.65～0.78。

压缩机配用电机的功率需考虑传动效率ηd 和一定裕量，电机功率为s d(1.10 1.15)/W W η=&&: 若电机的效率为ηmo ，压缩机实际消耗的功率——输入功率inW &（kW 或W ）为 in s d mo ad i m d mo/()/()W W W ηηηηηη==&&& 对于封闭式压缩机，ηd =1，则为in ad i m mo/()W W ηηη=&& ηe =ηi ηm ηmoηe 称压缩机电能效率，对封闭式压缩机也即为等熵效率ηs 。

● 往复式压缩机的制热量 开启式压缩机c e i Q Q fW =+&&& 封闭式压缩机c e inQ Q fW =+&&& ● 压缩机的性能系数33以轴功率计()e ei m i m th 21ss Q q COP COP W h h ηηηη===-&& 以输入功率计 ei m d mo th inQ COP COP W ηηηη==& 以输入功率计的 COP 又称能效比EER （Energyefficiency ratio ） 制热性能系数 ch s ch inh QCOP W Q COP WCOP COP f===+&&&&● 往复式压缩机的性能曲线某往复式压缩机的制冷性能曲线34 某往复式压缩机制热量性能曲线●名义工况中性活塞式制冷压缩机名义工况（摘自我国标准GB 10874）工况名称制冷剂蒸发温度（℃）吸汽温度（℃）冷凝温度（℃）过冷温度（℃）低冷凝压力高冷凝压力低冷凝压力高冷凝压力高温R22 7 18 43 55 38 50中温R22R717-71813555—3050—低温R22R717-235-153555—30 —小型全封闭制冷压缩名义工况（摘自我国标准GB 10079）工况名称蒸发温度（℃）吸汽温度（℃）冷凝温度（℃）液体温度（℃）环境温度（℃）高温7.2 35 54.4 46.1 35±3 低温-15 15 30 25 35±3热泵中压缩机的名义工况（摘自美国ARI标准）类别蒸发温度（℃）冷凝温度（℃）吸汽温度（℃）液体温度（℃）空气源（高温制热）-1.1 43.3 4.4 35空气源（低温制热）-1.5 35 -3.9 26.7水源（制冷与制热）7.2 48.9 18.3 40.63.4 螺杆式压缩机●双螺杆压缩机的结构双螺杆压缩机就称螺杆式压缩机，有开启式、半封闭式和全封闭式三类。

开启式螺杆式压缩机螺杆式压缩机的转子●螺杆式压缩机的工作过程螺杆式压缩机的工作过程35螺杆式压缩机运行时汽缸内需喷油，其作用是：（1）冷却；（2）密封；（3）润滑；（4）推动油活塞（调节排汽量）。

●螺杆式压缩机的容积效率与轴效率容积效率与压缩机的工况、结构、转速、制冷剂等有关。

一定结构的压缩机主要与压缩比有关。

R22螺杆式压缩机的轴效率与容积效率轴效率螺杆式压缩机的能量损失有：蒸气在机内高速流动，泄漏，喷油，吸汽过热，机械摩擦等引起的能量损失。

除此之外，还有一项这种压缩特有的损失——内压力比Π与系统压力比不一致引起的能量损失。

内压力比与内容积比的关系为Π=φn螺杆式压缩机的p-V图Πp1>p2或Πp1<p2都有额外的功耗；Πp1>p2的情况额外功耗更多。

●螺杆式压缩机的能量调节36滑阀能量调节原理示意图●单螺杆压缩机半封闭单螺杆式压缩机结构图半封闭单螺杆式压缩机工作过程3.5 滚动转子式压缩机●结构与工作原理3738 全封闭立式滚动转子式压缩机转子在汽缸内滚动2周完成吸汽—压缩—排汽过程。

●能量调节（1）变速调节常采用电源变频，改变电机转速（2）旁通调节全封闭滚动转子式压缩机旁通调节双缸滚动转子式压缩机旁通调节原理图3.6 涡旋式压缩机●结构与工作原理全封闭涡旋式压缩机结构图3940 涡旋式压缩机的工作过程●能量调节（1）变速调节（2）脉冲宽度调节涡旋式压缩机脉冲宽度调节原理图电磁阀得电开启——压缩机卸载电磁阀失电关闭——压缩机正常负载运行设控制周期20s，电信号脉冲宽度6s（卸载），则一个周期内排汽量为14/20=0.7=70%。

（3）旁通调节3.7 离心式压缩机41● 压缩机的结构半封闭离心式压缩机剖面图● 压缩机需要的能量头和功率l gp -h 图上单级离心式压缩机压缩过程设离心式压缩机的制冷剂流量为r M &（kg/s ），则压缩机的内功率iM &（W 或kW ）为 i r 21()W M h h =-&& 内功率由两部分组成——可逆的多变压缩消耗的功率和内部损失消耗的功率 单位质量可逆的多变压缩功（称多变能量头）w p （J/kg 或kJ/kg ）为21p pd p p w v p ⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎰内部损失用多变效率ηp 来估算，ηp 为()21p 21p1d p p v p h h η⎛⎫= ⎪ ⎪-⎝⎭⎰42内部损失也可用等熵效率ηs 来估算，ηs 为()211s 2121s1d p p h h v p h h h h η⎛⎫-==⎪ ⎪--⎝⎭⎰2s w p =（h 2s -h 1）ηp /ηs压缩机轴功率还需考虑摩擦损失，通常用机械效率ηm 来估计，因此轴功率sW &（W 或kW ）为s i m/W W η=&& ● 叶轮提供的能量头压缩机对制冷剂进行多变压缩的能量由叶轮所提供。

叶轮提供的能量与叶轮的结构有关。

叶轮中的速度图叶轮提供的理论能量头w th （J/kg ）为w th =u 2c 2u -u 1c 1u当c 1u ≈0时222r th 22u 22221ctg c w u c u u u βψ⎛⎫==-= ⎪⎝⎭上述能量头中主要用多变压缩，一小部分损失了，用水力效率ηh 来估计，因此22p h 22w u u ηψμ==u 2↑，叶轮提供的能头↑，u 2提高是有限制的。

受两个因素制约： （1）材料强度要求，u <300m/s 。

（2）气体动力特性要求，马赫数M u2不太大。

M u2=u2/a1a1=1KRTR=8341/μ分子量μ愈大，a1愈小，允许的u2就小。

●离心式压缩机的特性曲线因为r22r21V vcA v=&因此有2r2th222121ctgV uw uA v uβ⎛⎫=-⎪⎝⎭&离心式压缩机特性曲线D—设计点；M—最大流量点；S—喘振点●离心式压缩机能量调节（1）导叶调节4344 离心式压缩机导叶调节的特性曲线调节范围40%～100%（2）转速调节离心式压缩机转速调节的特性曲线调节范围60%～110%（3）热气旁通调节在低负荷作辅助调节。

3.8 冷凝器●冷凝器冷凝器⎧⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎧⎪⎨⎨⎩⎪⎪⎧⎪⎨⎪⎩⎪⎪⎩壳管式水冷式套管式板式自然对流式风冷式强迫对流式淋激式水-空气式蒸发式●水冷式冷凝器（1）壳管式冷凝器有立式与卧式两类。

建筑常用的是卧式。

卧式壳管式冷凝器结构示意图适用于大、中、小型系统中。

（2）套管式冷凝器4546 套管式冷凝器适用于小型系统中。

（3）焊接板式冷凝器焊接板式冷凝器适用于小型系统中●风冷式汽凝器建筑冷热源中常用的是强迫对流式风冷冷凝器风冷式冷凝器●蒸发式冷凝器按风机位置有吸入式和压送式两大类。

蒸发式冷凝器结构示意图4748盘管/填料型蒸发式冷凝器● 冷凝器比较建筑用冷水机组（提供冷冻水）4种冷凝器方案： A ——水冷式冷凝器+冷却塔B ——水冷式冷凝器，用江、河、湖水C ——蒸发式冷凝器，与压缩机分开设置D ——风冷式冷凝器，与压缩机等组成一体机方 案 A B C D 系统紧凑性 水泵能耗 冷凝温度 制冷剂充注量 耗水量差 大 较高 较少 少差 大 低 较少 大紧凑 小 较低 较多 少很紧凑 — 高 较少 —● 冷凝器选择计算冷凝器选择计算是确定传热面积A （m 2）。