第二章电冰箱压缩机

第二章电冰箱与空调器的主要部件第一节压缩机一、压缩机的分类1．压缩机的作用制冷中压缩机作功使热量由低温物体移向高温物体。

压缩机是制冷循环系统的动力，在制冷装置中，是最重要的组成部分，喻为制冷装置的“心脏”。

2．压缩机按不同方式分类制冷压缩机可按不同的方式分类，较为常见的分类有如下几种。

（1）按制冷机工作原理分容积型压缩机：分为往复式（活塞式）和回转式。

速度型压缩机：分为离心式和轴流式。

（2）按制冷能力分轻型 6 kW以下；小型 6 ~ 58 kW；中型58 ~ 464 kW；大型464 kW以上。

（3）按采用的制冷剂种类分氟利昂制冷压缩机以氟利昂为制冷剂。

氨制冷压缩机以氨为制冷剂。

无氟制冷压缩机R123、R134 等新型制冷剂。

（4）按压缩级数分单级压缩机制冷剂从蒸发压力（低压）至冷凝压力（高压）只经过一次压缩，适用压缩比不大的场合。

双极（或多级）压缩机制冷剂从蒸发压力（低压）至冷凝压力（高压）经两次或多次压缩，适用于压缩比大、蒸发温度低的制冷系统。

（5）按压缩机气缸数目分单缸压缩机有一只活塞气缸；双缸压缩机两只活塞气缸；多缸压缩机气缸数量在3个以上，可以是 3 缸、4 缸、6 缸、8 和16 缸等。

单缸和双缸压缩机常为立式或卧式；多缸压缩机大都采用角度式，如V 型等。

（6）按气缸布置形式分立式（Z 型）立式压缩机的各气缸轴线相互垂直。

卧式卧式压缩机的气缸轴线水平布置。

角度式压缩机的气缸轴线呈一定的倾斜角度排列，多为V 型（气缸中心线与铅垂线的夹角小于90°）、W 型（气缸中心线与铅垂线的夹角为60°）和S 型（S 表示扇形，气缸中心线与铅垂线的夹角为45°）等。

压缩机气缸布置形式如图所示。

（7）按压缩机外壳结构分开启式电－动机与压缩机分开放置，压缩机的运转靠V带或联轴器来传动。

半封闭式压缩机与电动机的机体外壳联成一体，电动机与压缩机使用一根轴。

轴端安装在端盖上，端盖的法兰圈与机体用螺栓联接，可以拆卸。

全封闭式压缩机与电动机的机体外壳构成一体，封闭焊死，密封性能很好，不易拆卸。

3．氟利昂活塞式单级基本类型及特性（1）开启式①缸径有50、70、100 系列，均为高速多缸逆流式，可实现三工质（NH3、R12、R13）通用，气缸布置形式分别有V 型、W 型和S 型，转数n = 1 440 r/min。

②标准制冷量R12 时为3 470 ~ 97 400 W。

③轴功率R12 时为1.14 ~ 31 kW；R22 时为1.67 ~ 32.4 kW。

④机器装有吸排油三通阀，在运转条件下不停车加油。

50、70、100系列有能量调节装置。

（2）半封闭式①缸径有50、70、100 系列，为高速多缸逆流式；R12、R22 两工质通用，气缸布置形式有V 型、W 型和S 型，转数n = 1 440 r/min。

②标准制冷量R12 时为2 870 ~ 9 480 kW；R22 时为 5 ~ 100 kW。

③机器装有吸排油三通阀，可不停车加油。

（3）全封闭式①缸径有21 单缸高速逆流式，目前缸径有40、50、60 系列,高速多缸逆流式，如3FM4G、3FY5Q 等，可实现二工质（R12、R22）通用，气缸布置形式有卧式和立式，转数可达n = 2 880 r/min。

②标准制冷量：R22 时为8 .37 ~ 31 .63 kW。

③轴功率：R22 时为 2.2 ~ 7 .5 kW。

④结构紧凑，密封性能好，噪音低，维修困难。

4．活塞式压缩机的常用术语（1）压缩机转速n 压缩机曲轴在单位时间内的旋转圈数称为压缩机转速，通常以 1 min 的转数为计量单位（r / min）。

（2）上止点和下止点活塞在气缸内作往复运动时，向上移动的最高位置（离曲轴中心最远点），称为上止点位置；活塞向下移动的最低位置（离曲轴中心最近点），称为活塞的下止点位置。

（3）活塞行程S 活塞在气缸内作往复运动时，上止点至下止点之间的距离称为活塞行程。

它等于曲轴的曲柄半径R 的二倍，即S = 2R。

（4）气缸直径D：气缸直径即气缸内圆直径。

（5）工作容积Vg：活塞行程与气缸截面积的乘积。

（6）余隙容积Vc：活塞顶面和阀板底面之间要留有的空间（包括排气孔容积）。

（7）相对余隙容积C：余隙容积Vc 与工作容积Vg 之，即C = Vc / Vg。

（8）制冷压缩机工况：制冷压缩机的工作温度、工作条件称为工况。

（9）制冷压缩机的标准工况：制冷压缩机在一种特定工作温度条件下的运转工况。

（10）制冷压缩机的空调工况：制冷压缩机用于空调时，在其特定工作温度条件下的运转工况。

（11）制冷压缩机的最大功率工况：压缩机在最大功率状态下运转的工况。

（12）制冷压缩机的最大压差工况：压缩机能够产生最大压力差（冷凝压力与蒸发压力之差）时的工况。

5．压缩机的工作过程压缩机的工作过程示意图如图所示。

压缩机每一周期的工作分为膨胀、吸气、压缩、排气四个过程。

压缩机工作过程中，活塞在气缸中每往复运动一次,即曲柄每转一圈,就会依次进行压缩、排气、膨胀和吸气过程，在制冷系统中建立起压力差，使制冷剂在系统中循环流动，达到制冷的目的。

6．压缩机输入功率的换算国外采用马力（HP）表示，而我国采用W（瓦）来表示压缩机输入功率，其换算关系见表。

7．电冰箱压缩机与电冰箱容积间的匹配电冰箱压缩机与电冰箱容积间的匹配受许多因素的影响，国内外尚无统一的标准。

8．空调器压缩机输入功率与制冷量的对应关系空调器中压缩机制冷量越大，消耗的功率也越大，反之，压缩机制冷量小，消耗的功率也小。

结构：电动机转子直接安装在压缩机曲轴的一端，同电动机一起密封在一个耐压金属壳内。

罩壳由3 ~ 4 mm 厚的铁板冲压成上下两部分，焊接在一起的。

壳表面引出一个粗径吸气管、一个细径排气管和电源的接线柱。

特点：结构紧凑，重量轻，密封性能好，运转平稳，噪声低，电动机浸在低温氟利昂蒸气中，改善了电动机的冷却条件，减少了电动机的耗电量，效率提高。

二、全封闭式压缩机1．往复活塞式压缩机机构组成：气缸、曲柄连杆（或滑管、滑块）和吸、排气阀等组成的机构。

往复活塞式制冷压缩机型号编排方法：第一个数字表示压缩机气缸数目；第二个字母表示所用制冷剂种类,如氟利昂用字母“R”表示,氨用字母“A”表示；第三个字母表示压缩机的结构特征,如“W”表示气缸是W 形排列的,“S”表示气缸是扇形排列；第四个数字表示气缸的直径（以厘米为单位）；第五个字母表示传动方式，A为直接传动（有时会略写），B为带传动，Q表示全封闭。

（1）曲柄滑管式压缩机结构、工作过程示意图如图所示。

第二节热交换器（冷凝器、蒸发器）滑管、曲轴和气缸装配图如图所示。

曲柄轴，如图所示。

①曲轴的结构与用途主轴颈（曲轴的主体部分）、曲柄销和平衡块组成。

曲轴是压缩机的主要部件之一,接受电动机以扭转形式传入的动力,并把它转变为活塞往复运动的力来压缩气体作功。

②活塞的结构与用途活塞头和滑管组成的，用来在气缸中压缩气体。

③气缸与机座的结构与用途压缩机气缸外形如图。

中间是气缸筒，两边是低压腔和高压腔，在低压腔中装有进气管，气体由进气管吸入。

机座构成：是由安装气缸的平面和安装电动机的四个支柱端面以及主轴孔（主轴颈的轴承孔）和四个支柱。

机座是连接气缸和安装电动机的。

④气阀结构与用途分类：按照气体流动的方式，分为逆流式和顺流式两种气阀。

逆流式气阀又称为回流式气阀，气体在气缸内随着活塞的运动方向而改变流动方向。

吸气与排气气体的流向相反。

⑤滑块连接曲轴和活塞，将曲轴的旋转运动转度为活塞的往复直线运动，将曲轴的动力传送到活塞,使活塞能够压缩气体。

滑块要求有较高的强度和耐磨性。

（2）曲柄连杆式压缩机结构和工作过程示意图如图所示。

与管滑式压缩机的不同之处，用连杆机构代替滑管滑块机构，如图所示。

（3）电磁式压缩机：结构工作过程示意图如图所示。

2．旋转式压缩机又称旋转活塞式压缩机，其电动机转子的旋转运动直接带动活塞旋转完成压缩功能。

有螺杆式、滚动转子式和滑片式等多种结构。

（1）滚动转子式压缩机①结构：又叫固定叶片式压缩机，其结构如图所示。

组成部件：壳体、转子滑板（分隔叶片）、圆形（或椭圆形）气缸、偏心轮、排气阀、弹簧等。

②工作过程：如图所示。

③滚动转子式压缩机的特点排气压力损失小，吸气效率提高，压缩机耗电少，运转平稳，振动和噪音小。

压缩机部件少，成本低，体积小，重量轻，可靠性高，要求制造材料的耐磨性好,零部件加工精度和装配精度要求高。

滚动转子式压缩机与往复式压缩机特性对比如表所示。

（2）滑片式压缩机①滑片式压缩机结构组成：气缸、与主轴相连的偏心转子(旋转活塞)、滑片、排气阀、外壳等。

也称旋转叶片式压缩机，按滑片数目分为双滑式、多滑式。

结构示意图如图所示。

1. 缸体2. 旋转活塞3.叶片4. 吸气口5. 排气口②滑片式压缩机的工作过程电动机带动转子高速旋转，滑片依靠离心力作用与气缸内壁严密接触，滑片后面的某一容积将由最小值逐渐变大，并和吸气口相通，吸入制冷剂气体，到基元容积达到最大，完成吸气过程。

以后随着转子旋转，基元容积开始缩小，气体被压缩。

当压力超过排气压力时,排气阀打开，排出高压气体。

该基元的后滑片越过排气口边缘时，则该基元排气结束。

相邻的后一基元容积紧接着重复上述吸排气过程。

对于双滑片式压缩机，在转子每旋转一周中，依次有2个基元容积分别进行吸气→压缩→排气→吸气的循环过程。

结构特点：结构简单，制造、操作、维修方便，无吸气阀及曲柄连杆机构，排气均匀、转速高、噪声低，但滑片的机械磨损大。

3．涡旋式压缩机一种新型的高效率压缩机，结构独特，运转宁静，与全封闭旋转式和全封闭往复式压缩机相比较，零部件很少，振动极微，噪声很小，尤其适用于作空调器部件使用。

（1）涡旋式压缩机结构（2）涡旋式压缩机的工作过程图为工作过程示意图。

其中图（a）所示为吸气终了压缩腔的状态。

之后,涡旋转子每隔90°角顺时针作圆周轨道运动,其情况分别见图（b）、（c）、（d）、最后达到图（d）完成一个周期。

以涡旋转子的涡旋线和涡旋定子的涡旋线相切点A为基点，在转子平移转动中是移动的，如图（a）、（b）、（c）、（d）所示。

这种压缩腔是一边向中心移动,一边缩小容积的一种压缩机构。

压缩后的高压气体从端盖中心排气口排出。

4．变频式压缩机：变频式制冷电器的主要部件是变频式压缩机。

（1）变频式压缩机结构用电子变频技术，改变压缩机电动机的电源频率，改变压缩机转速，实现电动机的无级调速或者压缩机的变频调速控制。

应用：制冷设备用旋转活塞式、涡旋式和往复活塞式压缩机中。

如图所示为双气缸旋转活塞式变频压缩机的结构图。

1. 轴承2. 旋转活塞（上、下）3.排气缓冲罩（上、下）4. 上轴承5.轴6. 电动机定子7.电动机转子8. 接线端子9.蓄液分液器10..阀（上、下）11. 中间隔板12. 气缸（上、下）（2）变频式压缩机的工作过程和特点由滑片、气缸内壁、转子外表面及气缸端面之间形成封闭容积，主轴旋转时使转子紧贴在气缸内壁上滚动，随着转子的滚动，容积产生周期性变化，实现吸气、压缩和排气过程。