制冷压缩机6第六章 容积式制冷压缩机的容量调节

概述
3)调节过程能量损失小。其包括两方面的要求:①压缩机和制冷设备 的能效不因调节而降低;②调节系统和调节过程本身所消耗的能量小。在 能源短缺日趋严重和对用能产品节能要求不断提高的情况下,这一点尤为 重要。
4)调节机构简单、可靠。任何调节方式都不应大幅度增加压缩机的 结构和制造复杂性,避免造成成本的大幅度增加。同时,调节机构应当具 有良好的可靠性。
概述
5)附带影响小。除制冷量和调节参数外,调节过程不应当改变压缩机 的其他运行工况参数,如压缩比、容积比等,更不应对外界产生附带影响。
6)最好只有一个调节参数,即不需要同时改变几个参数才能够改变压 缩机的制冷量。
概述
6.1.3 容量调节的基本原理 从制冷原理可知,压缩机的制冷量为
0 =qmh （6-1） 式中 0 ——制冷量;
吸气节流调节属于压缩机的外部控制调节,压缩机自身的结构与设计 不需作任何变化。其特点是调节原理和调节装置均比较简单,但调节过程 往往伴随着制冷循环特征参数(如蒸发温度、冷凝温度)的变化,因此它并 不是一种理想的调节方式。
变转速调节 第三节 变转速调节
变转速调节
由式(6-2)可知,压缩机的制冷量随其转速呈线性变化,当转速变化时,直 接导致制冷量变化,由此可以借改变转速实现压缩机制冷量的调节。
概述
根据上述原理,压缩机制冷量调节的方式很多。但一般来讲,可将各种 调节方式分为三大类:吸气节流调节、改变转速调节和改变工作容积调节。 本章按此分类介绍广泛用于制冷压缩机的几种主要调节方式。
吸气节流调节 第二节 吸气节流调节
吸气节流调节
由式(6-2)可知,压缩机的质量流量与吸气口处制冷剂的比体积成反比。 因此,若能够根据用户处的负荷不断改变吸气比体积,就可使制冷量随负 荷的变Βιβλιοθήκη Baidu而变化,从而实现制冷量调节的目的。
qm ——制冷剂的质量流量; h ——制冷剂出、进蒸发器的比焓差。 h受制冷循环设计的制约,一般不可随意变化。要改变压缩机的制
冷量,唯有改变其质量流量。
概述
对于容积式压缩机,在忽略各种损失的理想状况下,其质量流量一般可
写为
qm
1 vs
pV T 1nVp
（6-2）
式中 vs ——压缩机吸气口处制冷剂的比体积; p ——压力系数;
这种调节方式原理上比较简单,物理意义上也比较容易理解:在调节过 程中,压缩机的工作容积并未发生变化,即压缩机每转中所吸入的气体体 积不变。但由于吸入气体的比体积增加,压缩机每转中所吸入的气体质量 减少,从而使得压缩机的质量流量降低,压缩机的制冷量也随之降低。
吸气节流调节
在实际应用中往往是通过节流的方式改变压缩机的吸气压力来间接 改变压缩机的吸气比体积,这也是称其为吸气节流调节的原因所在。一般 可在压缩机的吸气管路上加装节流调节阀来实现。
v ——容积系数; T ——温度系数;1 ——泄漏系数;
n——压缩机转速; VP ——压缩机一转的工作容积。
概述
显然,改变以上任何一个参数都可以改变压缩机的质量流量,进而改变 压缩机的制冷量。实际上,除了 p 、T 为随机参数不可控以外,改变其 他参数都已用于压缩机的制冷量调节。如改变吸气比体积的吸气节流调 节、改变容积系数的连通辅助容积调节、改变泄漏系数的压开吸气阀调 节、改变转速的变频调节和改变工作容积的调节等。
图6-1 开停调节的原理
变转速调节
由此可知,调节过程中压缩机运行时的转速并不发生变化。但在考虑了包括 开机时间和停机时间的一段连续时间内压缩机的平均转速是变化的,即可认为
平均转速=压缩机运行转速
开机时间 开机时间 停机时间
改变开机时间和停机时间的比例就意味着改变了压缩机在这段时间内的平 均转速,进而改变了压缩机的制冷量。这也是将开停调节归入变转速调节的原 因所在。
概述
6.1.2 容量调节的要求 一般来讲,对压缩机的容量调节有如下要求: 1)压缩机的制冷量随着调节参数的变化而变化,而且最好是连续变化, 即无级调节,这是容量调节的基本要求。当连续改变某一个参数(调节参 数)时,压缩机的制冷量也随之连续变化,变化规律应当单调、连续(无跳跃) 且最好是线性的。 2)压缩机的制冷量随调节参数的变化应有适当的灵敏度。
机械工业出版社 第3版
第六章 容积式制冷压缩机的容量调节
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概述 吸气节流调节 变转速调节 改变工作容积调节 其他调节方式
概述 第一节 概述
概述
6.1.1 容量调节的目的 压缩机容量调节的目的有两个:首先是保证用户处的目标温度可以始 终稳定在预期的范围内。一般来讲,为了在最恶劣情况下能够满足用户的 需求,制冷空调设备的能力都大于用户处的负荷,如果缺乏调节能力,用户 处的温度会一直下降,直至在低于目标温度的某一个温度下达到制冷量与 负荷的平衡。其次是为了减少能量消耗,提高能量利用率。
变转速调节
开停调节首先根据目标温度设定一个上限的开机温度和一个下限的 停机温度,目标温度由用户设定,为用户期望的温度。制冷系统运行时,控 制器根据实际的温度控制系统开机或停机。如家用电冰箱中,当冰箱内空 间的温度达到预先设定的停机温度时,压缩机就停机;停机后冰箱内的温 度会逐渐回升,当温度升高到预先设定的开机温度时,压缩机开机,进行制 冷,温度下降。由此周而复始,实现温度的调节。显然,冰箱中的温度始终 围绕着目标温度在上下波动。
变转速调节
开停调节的优点是简单易行、成本低廉,压缩机和制冷系统不需要做 设计上的任何改变即可实施。缺点是调节过程能量损失大,主要包括两个 方面:①存在着由于停机后制冷系统高低压平衡导致重新起动时建立高低 压的能量损失以及较大的起动电流带来的损耗;②调节精度差,被调温度 始终在一定范围内波动,并且该波动范围不能够设置太小,否则将出现制 冷系统频繁的开停机现象。
变转速调节
6.3.1 间歇运行调节 间歇运行调节是一种最简单的变转速调节方式,一般适用于制冷量较 小的产品,目前广泛应用于家用电冰箱、房间空调器中。
变转速调节
其基本原理是通过控制压缩机的开停机进行制冷量的调节。当改变 压缩机的开机时间和停机时间的比例时,也就改变了压缩机在一段时间内 的制冷量(图6-1中实线),因此也称开停调节。