涡旋压缩机 ppt课件
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第四章 涡旋式制冷压缩机
整机
过程模拟
涡旋盘
图4-13 涡旋式制冷压缩机 结构总图
1-曲轴 2、4-轴承 3-密封 5、 15-背压腔 6-防自转环 7-排 气管 8-吸气腔 9-吸气管 10排气口 11-机壳 12-排气腔 13-静盘 14-动盘 16-机架
17-电动机 18-润滑油
立式
吸气 排气
卧式
涡旋式制冷压缩机
涡旋压缩机在 主轴旋转一周 的时间内，仅 有的进气、压 缩、排气三个 工作过程是同 时进行的，外 侧空间与吸气 口相通，始终 处于吸气过程， 内侧空间与排 气口相通，始 终处于排气过
程。
图4-12 涡旋式压缩机工作原理示意图 a）0°位置 b）90°位置 c）180°位置 d）270°位置
1-压缩室 2-进气口 3-动盘 4-静盘 4-排气口 6-吸气室 7-排气室 8-压缩室
高压气体由静涡旋体5的中心 排气孔2进入排气腔4，并通过 排气通道6被导入机壳下部去 冷却电动机11，与润滑油分离 后由排气管19排出；
十字滑环18是上、下两面设置 互相垂直的两对凸键的圆环， 其作用是防止动涡旋体倾斜和 自转。背压腔8的作用是平衡 轴向力和力矩；
润滑系统：压差供油
工作过程（图5-2）
工作过程
排气孔
当两个月牙形空间汇合成一个中心腔室并与排气孔相通时，压缩过程结束，开始 进入排气过程，直至中心腔室的空间消失，排气过程结束。
工作过程说明
涡旋圈数为3圈，曲轴旋转3周(即曲轴转角1080°)，涡旋体外圈分别开 启和闭合三次，完成3次吸气过程、1次压缩及排气过程。即每当最外圈 形成两个封闭的月牙形空间并开始向中心推移成为内工作腔时，另一个 新的吸气过程同时开始形成；
不同的涡旋圈数，压缩过程的转角不同，涡旋圈数愈多转角愈大；
第五章涡旋式压缩机
第五章、涡旋式制冷压缩机
主 ➢工作原理、总体结构及特点
要 ➢热力过程分析
内 ➢运动机构受力及分析
容
➢密封与防自转机构 ➢输气量调节
第 一 节 涡 旋 式 制 冷 压 缩 机 工 作 原 理
第一节涡旋式制冷 压缩机工作原理
一、涡旋式压缩机 工作原理
1、基元容积形成
静涡旋体与动涡旋体
之间形成的月牙形的
x=r[cos(Фi+α)+Фisin(Фi+α)] y=r[sin(Фi+α)－Фicos(Фi＋α)] 外壁方程 x=r[cos(Ф0－α)+Ф0sin(Ф0－α)] y=r[sin(Ф0－α)－Ф0cos(Ф0-α)]
3、涡旋体参数
基圆半径r，渐开角α，涡旋体高h，
涡旋体壁厚t＝2rα，涡旋体节距P＝2πr 压缩腔气体数N，涡旋圈数m=N+1/4
式中
A－排气孔密面积 u－气体流速 V－工作基元容积
2 P2h
u(1) A (12)
u(12)P2Ah(22)
0 2
六、涡旋压缩机的功率
1、指示功的计算
wtshdkhs0 w i
w ts i
2、指示功率
pi
wiqvt 3600vs0
3、轴功率
pe
pi
pm
pi
m
m 90%
第三节、计算实例
用R134a代替R22计算性能系数
热力计算
各制冷循环点状态参数：图5-24
1点： t1=t0=7.2°C,p1=p0=0.377MPa,v1=0.053m3/Kg
第四节、运动机构受力分析
涡旋体受力：气体力、惯性力、摩擦力 对压缩机影响：强度、刚度、摩擦、磨损、热力性能
主 ➢工作原理、总体结构及特点
要 ➢热力过程分析
内 ➢运动机构受力及分析
容
➢密封与防自转机构 ➢输气量调节
第 一 节 涡 旋 式 制 冷 压 缩 机 工 作 原 理
第一节涡旋式制冷 压缩机工作原理
一、涡旋式压缩机 工作原理
1、基元容积形成
静涡旋体与动涡旋体
之间形成的月牙形的
x=r[cos(Фi+α)+Фisin(Фi+α)] y=r[sin(Фi+α)－Фicos(Фi＋α)] 外壁方程 x=r[cos(Ф0－α)+Ф0sin(Ф0－α)] y=r[sin(Ф0－α)－Ф0cos(Ф0-α)]
3、涡旋体参数
基圆半径r，渐开角α，涡旋体高h，
涡旋体壁厚t＝2rα，涡旋体节距P＝2πr 压缩腔气体数N，涡旋圈数m=N+1/4
式中
A－排气孔密面积 u－气体流速 V－工作基元容积
2 P2h
u(1) A (12)
u(12)P2Ah(22)
0 2
六、涡旋压缩机的功率
1、指示功的计算
wtshdkhs0 w i
w ts i
2、指示功率
pi
wiqvt 3600vs0
3、轴功率
pe
pi
pm
pi
m
m 90%
第三节、计算实例
用R134a代替R22计算性能系数
热力计算
各制冷循环点状态参数：图5-24
1点： t1=t0=7.2°C,p1=p0=0.377MPa,v1=0.053m3/Kg
第四节、运动机构受力分析
涡旋体受力：气体力、惯性力、摩擦力 对压缩机影响：强度、刚度、摩擦、磨损、热力性能
《涡旋式压缩机》课件
涡旋式压缩机的功率 与效率
涡旋式压缩机的功率范围通常在 0.5-55kW之间，其效率取决于多 个因素，如设计、制造精度、润 滑油、气体性质等。一般来说， 涡旋式压缩机的效率较高，可达 80%以上。
04
涡旋式压缩机的使用与维 护
使用注意事项
01
确保电源电压与压缩机 铭牌上标示的电压相符 ，避免过载或欠压运行 。
新型材料的应用
探索和采用新型材料，如高强度复合材料和耐磨材料，以提高涡旋 式压缩机的耐久性和可靠性。
应用领域的拓展
新能源领域的应用
随着新能源产业的快速发展，涡 旋式压缩机在风能、太阳能等新 能源领域的应用将得到拓展。
工业领域的应用
在工业领域，涡旋式压缩机可用 于气体压缩、制冷、空调等领域 ，其应用范围将进一步扩大。
定期检查压缩机的电气连接， 确保无松动或损坏。
常见故障及排除方法
压缩机无法启动
检查电源是否正常、电机是否 损坏、控制电路是否正常等，
针对问题进行维修或更换。
压缩机运行异常响声
可能是由于机械故障、润滑不 良等原因引起，需要检查并更 换损坏的部件，加强润滑。
压缩机过热
可能是由于散热不良、电机故 障等原因引起，需要检查并清 洁散热器、更换损坏的电机等 。
智能化和绿色化趋势
未来涡旋式压缩机的发展将更加注重智能化和绿色化，以适应市场 需求和环保要求。
感谢您的观看
THANKS
通常在0.1-100立方米/分钟或0.001-1立方米/小时之间，具体取决于压 缩机型号和用途。
功率与效率
功率
指压缩机的输入功率或输出功率 ，通常以千瓦(kW)表示。输入功 率是指压缩机消耗的功率，而输 出功率是指压缩机输出的机械功 率。
第五章 涡旋式压缩机
第五章 涡旋式制冷压缩机
涡旋式制冷压缩机是20世纪 年代才发展起来 涡旋式制冷压缩机是 世纪80年代才发展起来 世纪 的一种新型容积式压缩机，它以其效率高、 的一种新型容积式压缩机，它以其效率高、体 积小、质量轻、噪声低、 积小、质量轻、噪声低、结构简单且运转平稳 等特点，被广泛用于空调和制冷机组中。 等特点，被广泛用于空调和制冷机组中。
排气过程的主轴转角达360度，排气阻力损失小 对零部件的精度要求高 工作腔无法实施外部冷却，压缩过程中的热量难以 导出。 受我选题高度限制，大排量时涡盘直径大，机器不 紧凑、要求更大的平衡重。 受工作腔密封与零部件强度的限制，排气压力一般 不超过3.0Mpa。
4.2 涡旋压缩机的几何理论 4.2.1 典型型线及主要几何参数 圆渐开线：
1905 法国人Leon Creux 提出涡旋机械的工作原 理，并 申请美国专利。 70年代 高精度数控铣床的涌现和世界能源危机 的加剧，促进了涡旋压缩机的发展。 美国的Arthur D Little 公司成功开发出压缩氦气的 涡旋压缩机，并应用在远洋海轮上，标志着涡旋 压缩机实用化年代的到来。 80年代 涡旋压缩机首先在空调压缩机技术领域 取得商业应用。（81年，Sanden、Mitsubishi Heavy Industries 推出汽车空调用涡旋压缩机； 83年，Hitachi推出柜式空调用全封闭涡旋压缩机； 87年，Copeland开始生产空调压缩机）
二、多机并联 运行调节 此处介绍两台 运行的涡旋式 压缩机共用一 个机壳并联调 节的形式， 节的形式，其 结构如图5结构如图 9 所示。 所示。 由图5由图 10 还 可以看出， 可以看出，与 相同制冷量的 一台涡旋式相 比，在较宽的 制冷量范围空调中通 常采用变容量涡 旋式压缩机进行 输气量调节， 输气量调节，其 原理是通过吸气 回流旁通输气量。 回流旁通输气量。 图5- 11 示出一种 变容量涡旋式压 缩机结构。 缩机结构。
第六章 涡旋压缩机(11-12)
涡旋压缩机应用及厂家
涡旋制冷压缩机
应用场合：空调及制冷压缩机 电机功率： 0.75～15kW 、25 kW 年产量：Copeland 600万、全球1000多万、中国200万左右 工质：R22、HFC 研究热点：制冷工质、COP、噪声、变频 究 变
欧美： Copeland（谷轮） 目前全球最大的涡旋生产制造商。 Carrier（开利） 年产量100万台、 Trane（特灵）、 Danfoss（丹佛斯） 日本： Dakin（大金） Hitachi（日立） Sande（三电） Denso（电装） Sanyo（三洋） Toshiba（东芝）Mutisubishi Electric（三菱），数量上没有一家可以和Copeland 竞争。 韩国： LG 电子，Century 生产 1.5-5.0 HP 涡旋压缩机 中国： 苏州 Copeland 西安Darkin 广州万宝 大连三洋 天津丹佛斯
一、发展、应用、厂家、特点
14:41
涡旋压缩机发展历程
谷轮（Copeland ）公司于1987年开始生产涡旋压缩机 开利公司，特灵公司于1992年开始生产涡旋压缩机 80年代后期，涡旋机械在我国逐渐成为研究热点，先后有西安 交通大学、甘肃工 业大学、机械部通用机械研究所等。1987 年试制出第一台涡旋空气压缩机 90年代后，涡旋压缩机系列化产品相继问世。日本松下电器生 产出家用空调用小型全封闭压缩机；东芝推出列车空调压缩机； 开利推出冷水机组上并联用的涡旋压缩机；涡旋空气压缩机也 得到一定的发展。
理论容积流量
3.5x10
-4
vi ( * )
2N 1 3
*
工作容积 /(m3)
Vt nV Vh
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(10%~100%).
变容机构
全能力
负载 (1) 全能力
例子: 20%输出
涡旋间分离1亳米
全能力
卸载 (0) 零能力
例子: 50%输出
零能力 4秒 16 秒
零能力
10 秒
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涡旋式压缩机比活塞式和滚动转子式适用于更 宽的速度范围，在空调器或热泵中采用涡旋式 压缩机进行变频调节输气量是很有前途的。
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多机并联运行调节
两台运行 的涡旋式 压缩机共 用一个机 壳并联调 节的形式， 其结构如 图 5- 9 所 示。
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与相同制冷 量的一台涡 旋式相比， 在较宽的制 冷量范围内 有 较 高 的 COP 值。
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特点
涡旋式制冷压缩机有如下特点： 1、相邻两室的压差小，气体的泄漏量少。 2、转矩变化幅度小、振动小。 3、没有余隙容积，故不存在引起输气系数下降的膨胀过程。 4、无吸、排气阀，效率高，可靠性高，噪声低。 5、由于采用气体支承机构，故允许带液压缩。 6、机壳内腔为排气室，减少了吸气预热，提高了压缩机的 输气系数。 7、涡线体型线加工精度非常高，必须采用专用的精密加工设备。 8、密封要求高，密封机构复杂。
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图1给出了数码涡旋压缩机 机械硬件.定涡旋盘顶部安 装有活塞,活塞上移定涡旋 盘也随之上移,活塞顶部的 调节室通过排气孔与排气 压力相连通,调节室与吸气 压力通过一外接电磁阀连 接起来.
电磁阀处于常闭状态时,活塞上下两侧的压力为排气压力,一弹簧力 确保两个涡旋盘共同加载.电磁阀通电时,调节室内的排气被释放到 低压吸气管.这时,活塞的下部压力大于活塞上部压力,导致活塞上移, 同时定涡旋盘也随之上移.该动作使两个涡旋盘分开,涡旋盘没有对 制冷剂进行压缩.电磁阀断电再次使压缩机满载,恢复压缩操作.
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数码涡旋操作分为两个阶段:电磁阀关闭的“负载状态”和电磁 阀打开的“卸载状态”.负载状态时数码涡旋压缩机象常规涡旋压 缩机一样工作,传递全部容量和制冷剂蒸汽流量;卸载状态中,无容 量和制冷剂蒸汽流量通过压缩机.
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结合图3介绍一下“周期 时间”的概念.一个周期时 间包括“负载状态时间” 和“卸载状态时间”.容量 调节这两个时间阶段的组 合决定压缩机的容量调节.
第五章 涡旋式制冷压缩机
涡旋式压缩机属容积式，由固定蜗盘 和旋转蜗盘构成压缩工作气腔。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
3 室温控制.系统容量发生变化时(如在同一个制冷系统多开几个 室内机),变频器控制就需要逐渐地提高频率,在此过渡期间室内 温度控制不稳定.
4 环保.变频控制器会产生高次谐波,可造成变压器/电容器过热,
精密仪器的精度降低以及干扰电视信号,移动信号和地铁站信号
的传送.
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数码涡旋技术
宽度脉冲调节式数码涡旋压缩机技术(PWM)
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变容量旁通调节
在汽车空调 中通常采用 变容量涡旋 式压缩机进 行输气量调 节，其原理 是通过吸气 回流旁通输 气量。图511 示出一种 变容量涡旋 式压缩机结 构。
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从 图 5- 12 给 出的上述变容 量涡旋式压缩 机的调节特性 曲线中看出， 在一定的转速 范围内，其制 冷量可根据空 调工况的要求 保持不变.
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输汽量调节
一、变转速调节
图5-7示出了采 用变频调节的 三种压缩机(活 塞式、滚动转 子式、涡旋式) 的等熵效率 ηtS及输汽系 数λ的比较。
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图5-8是涡 旋式压缩机 变速调节时 的振动与噪 声特性与活 塞式和滚动 转子式的比 较。从图中 看出，在任 何频率下涡 旋式压缩机 的振动和噪 声都比活塞 式及滚动转 子式低。
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数码涡旋压缩机工作原理
压缩机容量是通过涡旋盘的周期性啮合与脱开来 改变的.当外部电磁阀关闭时,数码涡旋象标准型压缩 机一样工作,容量达到100%.当外部电磁阀打开时,两 个涡旋盘稍微脱离,此时压缩机无制冷剂被压缩,从而 无容量输出.所以,在一个10s的循环中,如果涡旋盘加载 2s,卸载8s,其平均容量就是20%,加载时间占循环周期 的比例可以在10%~100%输出容量的范围内任意改变.
的月牙形封闭空间内，
则一直处于压缩过程。
因而可以认为吸气和
排气过程都是连续的。
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总体结构
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图5-6所 示的汽车 空调用涡 旋式压缩 机为开启 式压缩机， 由汽车的 主发动机 通过皮带 轮驱动压 缩机运转。
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变频技术存在一些不足之处
1 容量输出.变频压缩机的工作频率在3-117Hz,当室内负荷突然 从小变大时,压缩机频率增加需要经过中间过渡段,这就意味着, 如室内负荷有所变化,压缩机则要对新的负荷有一响应的时间,不 能立即对应.
2 旁通控制.压缩机安装有旁通装置.空调在低负荷情况下运行, 由于压缩机里的制冷剂热气旁通,能量会有损失,系统的COP降 低.此外还造成较高的蒸发温度和蒸发压力,除湿能力下降.
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
涡旋压缩机工作原理
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工作过程
涡旋压缩机的工作过
程仅有进气、压缩、
排气三个过程。而且
是在主轴旋转一周内
同时进行的，外侧空
间与吸气口相通，始
终处于吸气过程，内
侧空间与排气口相通，
始终处于排气过程，
而上述两个空间之间
例如:在15s周期时间内,若负载状态时间为7.5s,卸载状态时间为
7.5s,压缩机调节量为(7.5s×100%+7.5s×0%)/15=50%.若在相同
的周期时间内负载状态时间为12s而卸载状态时间为3s,则压缩机
调节量为80%.也就是容量为负载状态时间除以周期时间.通过改
变负载状态时间和卸载状态时间,可用压缩机产生任何容量