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1、制冷压缩机 主讲 张晓青 刘扬娟,讲义一,第一章 绪论,制冷压缩机的功能 制冷系统的“心脏”，吸收来自蒸发器的制冷剂蒸气，提高压力后排气到冷凝器，使制冷剂在系统中循环流动。可用于制冷系统和热泵系统。,53-2,制冷系统和热泵系统的异同,相同点：将低温处的热量排到高温处， 同时消耗能量。 不同点： 工作温度范围和目的和用途不同 一般根据用户所需的目的不同而区别为制冷系统和热泵系统，制冷压缩机在两系统中的功能无差别。,53-3,制冷系统,53-4,热泵系统,热泵系统,53-5,制冷压缩机的种类与分类,一、种类,53-6,分类,53-7,制冷压缩机的发展概况,种类的多样化发展: 以传统的活塞式为主要
2、品种, 离心式、螺杆式、滚动转子式、涡旋式等都在被卓有成效地开发和应用； 新型节能型：变频压缩机、直线电动机驱动的高速压缩机，喷液冷却等 环保型：使用无氟和环保工质，低噪声和小振动等 高效率和高可靠性型：结构改进和新机型的开发，如双转子式滚动活塞压缩机，摆转式压缩机、涡旋式等的研发。 紧凑轻量化及模糊逻辑控制。,53-8,往复式压缩机Reciprocating Compressor,法国美优乐,吸气过程,53-9,排气过程,排气过程,53-10,动画片,53-11,往复式压缩机工作过程,吸气过程,53-12,压缩过程,53-13,过压缩（动压）,53-14,排气过程,53-15,膨胀过程,53
3、-16,动画片,53-17,特点和趋势,发展历史悠久，具有丰富的设计、研究、制造和运行经验，技术成熟，至今在各个领域中依然被广泛应用、发展着。在中小冷量范围内，仍以活塞式压缩机为主（据统计，在100瓦-7.5千瓦的小型封闭式压缩机中，活塞式占75%）； 零部件多、转速受限制，材料和制造要求低。 间歇式吸排气，管道有气流脉动。 直线电动机驱动高速活塞式压缩机的开发, 利用先进的加工、制造和控制技术制造高精度的压缩机，改进气阀设计等。,53-18,滚动转子式压缩机,Rotary Compressor,53-19,滚动转子式压缩机的工作过程,53-20,特点与发展趋势,零部件少，尺寸紧凑，重量轻.效
4、率对磨损和间隙敏感. 变频压缩机：在日本，变频房间空调器是主流机型，容量范围在进一步扩大。 双缸双转子式：新机型，减小在低速范围内的振动。 提高经济性和可靠性：提高生产加工和装配技术，使装配间隙合适，最小化机械损失和气体压缩损失，开发高效率的电机。 适用于小型冰箱和空调。,53-21,Swing Compressor,摆转式压缩机,特点: 1.转子与叶片铸造成一体,与轴瓦一起使压缩平稳,减少滑阀与转子的泄漏和混合油引起的摩擦, 效率和可靠性更高的,采用变频,在中低速，效率和节能显著,且面向替代工质HCFC, 407C 和 410A . 日本大金(DAIKIN)公司正在用它代替传统的滚动转子式.
5、,53-22,螺杆式压缩机,53-23,双螺杆式压缩机的工作过程,Double Screw Compressor,53-24,HITACHI Screw Compressor 日立,R-22, R-134a, and R-407C refrigerants,53-25,特点：,适用于中型制冷量范围内，零部件少，可靠性和效率较高， 加工精度高，价格较高。 部分负荷的效率较高，无活塞式的液击和离心式的喘振现象。,53-26,单螺杆压缩机,a semi- hermetic single screw compressor for the larger Daikin chiller , with R-1
6、34a refrigerant,53-27,转子,星轮,单螺杆式压缩机的工作过程,Compression,53-28,工作过程,53-29,容量调节100%,53-30,容量调节70,53-31,容量调节0%,53-32,动画片,53-33,Unique state of the art design: Compact, simple and robust construction Lack of valves or critical reciprocating components increases resistance to liquid slugging and ensures max
7、imum reliability Very low bearing load, well-balanced axial and radial forces by symmetrical compression with a single rotor and 2 idle turning gate rotors Durable polymer gate rotors eliminate friction and significantly reduce wear and energy losses No oil pump necessary compressor screw is cooled
8、and sealed of compressor by liquid refrigerant injection, resulting in a constant working temperature throughout an extended working life and allowing reduced rotor clearance for accurate and efficient compression Very low vibration levels, resulting in less wear and low operating sound level (silen
9、cer incorporated within compressor),特点：,DAIKIN,53-34,图57 全封闭涡旋压缩机 1-吸气管 2-排气口 3-静涡旋盘 4-动涡旋盘 5-背压腔 6-电动机 7-曲轴 8-十字联接环,涡旋式压缩机 Scroll Compressor,53-35,吸气,排气,卧式涡旋压缩机日立公司,HITACHI horizontal scroll compressor for refrigeration application ，1988，as the worlds first.,Using R-22 refrigerant the compressor ha
10、s an extended cooling range from -45C to +5C.,用于冷藏、冷冻柜,53-36,立式,53-37,涡旋式压缩机的工作过程,Daikin R-407C refrigerant,hermetic scroll compressors for Smaller Daikin chillers,53-38,工作过程,53-39,Important features include: Compact Size： Compact, simple and robust design Greater Reliability： Lack of valves and inc
11、orporation of swing link mechanism ensures maximum reliability Superior Energy Efficiency Constant compression ensures low energy consumption， high compression efficiency due to absence of volumetric re-expansion Quiet Operation Low operating sound level Low starting current,53-40,图5-1 滑片压缩机,滑片式压缩机
12、Sliding Vane Compressor,53-41,吸气口,排气口,53-42,全封闭式,活塞式,滚动转子式,Hermetic,53-43,全封闭式压缩机的剖视图,53-44,半封闭式,Semi-hermetic,53-45,半封闭式压缩机的剖视图,53-46,开启式,Open-driven,江苏省泰州商业机械总厂,53-47,开启式压缩机的剖视图,53-48,CFCs 和HCFCs的替代,名称: CFCS_全卤代烃，分子中只有氯、氟、碳原子_ 称氯氟烃如：R11，R12，R13，R14，R113，R114等, Cl: Chlorine, F：Fluorine, C:Carbon HC
13、FCS分子中只有氢、氯、氟、碳原子， 称氢氯氟烃，如：R22， H：Hydrogen HFCS含氢、氟、碳，称氢氟烃，如R134a,53-49,2. 危害性指标,*ODP臭氧消耗潜能 （Ozone-depletion potential) GWP全球变暖潜能 （Global-warming potential),首先被替代,逐步淘汰(phase out),53-50,3. 替代时间表,对CFCs包括R11、R12、R113、R114等 发达国家：1996年1月1日完全停止生产和销售 发展中国家：2010年停用！ 对HCFCS包括R22、R142bR123等 发达国家：2020年停用 发展中国家
14、：2040年停用！,53-51,3. 替代工质,被替代物质,替代物质,CFC-12 CFC-11 HCFC-22 R-502,HFC-134a, HC600a HFC-245a, HCFC-123(过渡） HFC-134a，R407C，HC-290 R-404A，R-507等,目前还没有理想的替代制冷剂，研究工作正在进行中。天然工质的使用:氨、CO2、碳氢化合物,53-52,4.工质替代对制冷压缩机的影响,热力性质等问题 替代工质一般其热力性质等综合性能指标较CFCs以及HCFCs工质降低，但这一点降低（哪怕1%）也将给广泛使用的标准制冷机配置带来诸多的问题，并消耗无数的电力资源.例如，日本从1996年全面禁止生产CFCs冰箱，使用HFC-134a替代CFC-12时，冰箱制冷性能下降5%-10%。僧甚至会引起压缩机结构尺寸较大的改变.,新工质的毒性、溶油性等问题 引起结构设计的困难,需用大量的实验工作,53-53,Thank you!,