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1、第三章第三章 制冷压缩机制冷压缩机（Refrigeration Compressors)1第三章制冷压缩机压缩机的分类l压缩机是用来提高气体压力和输送气体的机械。压缩机是用来提高气体压力和输送气体的机械。从能量的观点来看，压缩机是属于将原动机的动从能量的观点来看，压缩机是属于将原动机的动力能转变为气体压力能的工作机。它的种类很多，力能转变为气体压力能的工作机。它的种类很多，用途极广，有用途极广，有“通用机械通用机械”的称呼。的称呼。按压缩机的用途分按压缩机的用途分一、一、动力用压缩机动力用压缩机 二、二、化学工艺用压缩机化学工艺用压缩机三、三、制冷用压缩机制冷用压缩机 四四 、气体分离用压缩机
2、、气体分离用压缩机五、五、气体输送用压缩机气体输送用压缩机2第三章制冷压缩机压缩机的分类拓扑 3第三章制冷压缩机主要内容主要内容第一节第一节 活塞式制冷压缩机活塞式制冷压缩机第二节第二节 回转式制冷压缩机回转式制冷压缩机第三节第三节 离心式制冷压缩机离心式制冷压缩机4第三章制冷压缩机学习本章要了解和掌握的内容学习本章要了解和掌握的内容 了解活塞式、螺杆式、涡旋式、离心式了解活塞式、螺杆式、涡旋式、离心式制冷压缩机的结构组成，制冷压缩机的结构组成，掌握各类制冷压掌握各类制冷压缩机的工作原理及性能特点缩机的工作原理及性能特点。5第三章制冷压缩机家用空调器的制冷循环家用空调器的制冷循环冷凝盘管蒸发盘
3、管压缩机毛细管6第三章制冷压缩机一、制冷压缩机的分类一、制冷压缩机的分类 制冷压缩机是蒸气压缩式制冷装置的一个重要制冷压缩机是蒸气压缩式制冷装置的一个重要设备，是核心部件，它对制冷剂蒸气起设备，是核心部件，它对制冷剂蒸气起压缩和输压缩和输送送的作用。的作用。容积式制冷压缩机（容积式制冷压缩机（Positive Displacement Compressor）离心式制冷压缩机离心式制冷压缩机（Centrifugal Compressor）是靠是靠离心力的作用离心力的作用，连续地，连续地将所吸入的气体压缩。将所吸入的气体压缩。是靠是靠改变工作腔的容积改变工作腔的容积，将，将周期性地吸入的定量气体压
4、周期性地吸入的定量气体压缩。缩。按按工工作作原原理理划划分分7第三章制冷压缩机活塞式制冷压缩机活塞式制冷压缩机(Reciprocating Compressor)回转式制冷压缩机回转式制冷压缩机Rotary Compressor容积式制冷压容积式制冷压缩机（缩机（Positive Displacement Compressor）螺杆式制冷压缩机螺杆式制冷压缩机（Screw Compressor）滚动转子式制冷压缩机滚动转子式制冷压缩机（Rolling Rotor Compressor）涡漩式制冷压缩机涡漩式制冷压缩机（Scroll Compressor）一、制冷压缩机的分类一、制冷压缩机的分类
5、8第三章制冷压缩机二、制冷压缩机的主要用途二、制冷压缩机的主要用途9第三章制冷压缩机二、制冷压缩机的主要用途二、制冷压缩机的主要用途10第三章制冷压缩机二、制冷压缩机的主要用途二、制冷压缩机的主要用途11第三章制冷压缩机第一节第一节 活塞式制冷压缩机活塞式制冷压缩机12第三章制冷压缩机一、活塞式制冷压缩机的形式一、活塞式制冷压缩机的形式l往复活塞式制冷压缩机往复活塞式制冷压缩机l中小型，空调工况制冷量中小型，空调工况制冷量300kW300kW。（1 1）按气体在气缸内的流动情况分类）按气体在气缸内的流动情况分类 顺流式、逆流式顺流式、逆流式a.顺流式活塞制冷压缩机顺流式活塞制冷压缩机 气缸内气
6、体由下向上顺着一个方向流动。气缸内气体由下向上顺着一个方向流动。b.逆流式活塞制冷压缩机逆流式活塞制冷压缩机气体进入气缸和排出气缸的路线相反。气体进入气缸和排出气缸的路线相反。13第三章制冷压缩机进气阀设在活塞顶部；进气阀设在活塞顶部；活塞为一空心的圆柱体；活塞为一空心的圆柱体；缺点缺点：由于进气阀设在活塞由于进气阀设在活塞上，增加了活塞的重量和长上，增加了活塞的重量和长度（包括气缸的长度），限度（包括气缸的长度），限制了压缩机转速的提高，并制了压缩机转速的提高，并且自重及占地面积较大，目且自重及占地面积较大，目前，在空调制冷装置中已不前，在空调制冷装置中已不在使用。在使用。a.a.顺流式活塞
7、式制冷压缩机顺流式活塞式制冷压缩机14第三章制冷压缩机b.b.逆流式活塞式制冷压缩机逆流式活塞式制冷压缩机目前，活塞式制冷压缩机大部目前，活塞式制冷压缩机大部分是逆流式的，其活塞尺寸小、分是逆流式的，其活塞尺寸小、重量轻，有利于提高压缩机的重量轻，有利于提高压缩机的转速，转速一般为转速，转速一般为10001500rpm，也有高达，也有高达3000rpm，因此，压缩机的尺因此，压缩机的尺寸和重量可大为减少。寸和重量可大为减少。15第三章制冷压缩机可分为：可分为：卧式、立式、卧式、立式、多缸式多缸式 压缩机的气缸呈水平布置；压缩机的气缸呈水平布置；有单向压缩和双向压缩两种；有单向压缩和双向压缩两种
8、；制冷量大制冷量大,转数低转数低(200300rpm)；材料消耗多，占地面积大，属于早期产品材料消耗多，占地面积大，属于早期产品,目前应用于空目前应用于空调中较少。调中较少。(2)(2)按气缸排列和数目的不同划分按气缸排列和数目的不同划分a.卧式卧式16第三章制冷压缩机(2)(2)按气缸排列和数目的不同划分按气缸排列和数目的不同划分b.b.立式立式气缸垂直设置，气缸数目多为两个，转数气缸垂直设置，气缸数目多为两个，转数n750rpm,目目前仍用于空调。前仍用于空调。c.c.多缸式多缸式也称高速多缸式也称高速多缸式,即压缩机的气缸轴线在垂直于曲轴轴线即压缩机的气缸轴线在垂直于曲轴轴线的平面内呈一
9、定的夹角的平面内呈一定的夹角,排列形式有排列形式有:V 型、型、W型、型、Y型和型和S型。型。17第三章制冷压缩机18第三章制冷压缩机立立式式19第三章制冷压缩机S型型气缸小且多气缸小且多;转数高转数高;质轻体小，平衡性能质轻体小，平衡性能好好,噪声和振动较低噪声和振动较低;易于调节压缩机的制易于调节压缩机的制冷能力冷能力;目前，空调装置中多目前，空调装置中多采用这种压缩机。采用这种压缩机。特点：特点：20第三章制冷压缩机21第三章制冷压缩机开启式开启式压缩机与驱动电动机分开。压缩机与驱动电动机分开。压缩机的曲轴输入端伸出机体之外，通过传动装置压缩机的曲轴输入端伸出机体之外，通过传动装置（联轴
10、器或皮带轮）与电动机相连接。曲轴穿出曲轴箱的（联轴器或皮带轮）与电动机相连接。曲轴穿出曲轴箱的部分需要轴封装置。部分需要轴封装置。氨制冷压缩机和制冷量较大的氟利昂压缩机氨制冷压缩机和制冷量较大的氟利昂压缩机多为开启式。多为开启式。(3)(3)按压缩机构造方式分类按压缩机构造方式分类可分为：可分为：开启式、封闭式开启式、封闭式22第三章制冷压缩机开启式活塞制冷压缩机开启式活塞制冷压缩机23第三章制冷压缩机轴封装置(Shaft Sealing Instrument)24第三章制冷压缩机封闭式封闭式l特点特点：驱动电动机与压缩机封闭在同一空间，故不需轴：驱动电动机与压缩机封闭在同一空间，故不需轴封装
11、置。封装置。电动机的绕组必须采用电动机的绕组必须采用耐制冷剂侵蚀的特种漆包耐制冷剂侵蚀的特种漆包线制成。线制成。这种压缩机这种压缩机不宜于爆炸不宜于爆炸危险的制冷剂危险的制冷剂封闭式制冷压缩机均为封闭式制冷压缩机均为氟利昂氟利昂制冷压缩机。制冷压缩机。注意事项：注意事项：25第三章制冷压缩机五大部分：五大部分：机体、活塞及曲轴连杆机构、气缸套及进排机体、活塞及曲轴连杆机构、气缸套及进排气阀组、卸载装置、润滑系统气阀组、卸载装置、润滑系统。1.机体机体机体是活塞式制冷压缩机的机体是活塞式制冷压缩机的最大最大的部件，它由的部件，它由曲轴箱、气缸体、气曲轴箱、气缸体、气缸盖缸盖三部分组成。三部分组成
12、。机体内有上下两个隔板，将机体内部分隔为机体内有上下两个隔板，将机体内部分隔为三个空间三个空间：下部为曲轴：下部为曲轴箱；中部为吸气腔，与进气管相通；上部则与气缸盖共同构成排气箱；中部为吸气腔，与进气管相通；上部则与气缸盖共同构成排气腔，与排气管相通。腔，与排气管相通。曲轴箱内装有曲轴，并通过连杆带动活塞在气缸内进行往复运动压缩气体。曲轴箱内装有曲轴，并通过连杆带动活塞在气缸内进行往复运动压缩气体。（一）开启式活塞制冷压缩机（一）开启式活塞制冷压缩机二、活塞制冷压缩机的构造二、活塞制冷压缩机的构造26第三章制冷压缩机27第三章制冷压缩机28第三章制冷压缩机29第三章制冷压缩机曲轴（曲轴（Cra
13、nkshaft)（1）一般采用）一般采用球墨铸铁球墨铸铁铸成，压缩机的曲轴通常由铸成，压缩机的曲轴通常由主主轴和一个或若干个曲拐组成轴和一个或若干个曲拐组成。每个曲拐包括。每个曲拐包括曲柄、曲柄曲柄、曲柄销销等部分。等部分。两侧的主轴颈支承在两侧的主轴颈支承在曲轴箱两端的滑动轴承（滚动曲轴箱两端的滑动轴承（滚动轴承）轴承）上，上，每个曲拐上装有几个连杆及活塞。每个曲拐上装有几个连杆及活塞。（2）曲轴上钻有油孔曲轴上钻有油孔，连通主轴颈和每个曲拐，以使，连通主轴颈和每个曲拐，以使润滑油从油泵端的进油孔和轴封端的进油孔进入主轴承润滑油从油泵端的进油孔和轴封端的进油孔进入主轴承以及各个连杆的大头轴承
14、，保证轴承的润滑和冷却。以及各个连杆的大头轴承，保证轴承的润滑和冷却。2.活塞及曲轴连杆机构活塞及曲轴连杆机构30第三章制冷压缩机31第三章制冷压缩机（3）开启式活塞制冷压缩机曲轴的一端装有）开启式活塞制冷压缩机曲轴的一端装有油泵油泵，另一，另一端则通至曲轴箱外，与电动机或皮带轮相连。曲轴穿端则通至曲轴箱外，与电动机或皮带轮相连。曲轴穿出曲轴箱处装设轴封。出曲轴箱处装设轴封。连杆连杆(Connecting Rod)活塞式制冷压缩机运动机构中的主要零件之一活塞式制冷压缩机运动机构中的主要零件之一 工作任务：将输入压缩机的工作任务：将输入压缩机的旋转运动转化为往复运动旋转运动转化为往复运动。连杆一
15、般采用连杆一般采用可锻铸铁可锻铸铁制成。制成。32第三章制冷压缩机l制冷压缩机的活塞多采用制冷压缩机的活塞多采用铝镁合金铝镁合金铸制，质量轻，组织铸制，质量轻，组织细密。细密。l活塞顶部的形状应与气缸顶部的阀座形状相适应，以便活塞顶部的形状应与气缸顶部的阀座形状相适应，以便尽量减少余隙容积。尽量减少余隙容积。l活塞上设有两道密封环，保证气缸壁与活塞之间的密封；活塞上设有两道密封环，保证气缸壁与活塞之间的密封；在密封环的下面还装有一道油环，起布油和刮油的作用。在密封环的下面还装有一道油环，起布油和刮油的作用。活塞活塞(Piston)活塞应具活塞应具备哪些条备哪些条件件？33第三章制冷压缩机活塞(
16、Piston)34第三章制冷压缩机活塞(Piston)活塞销活塞销(piston pin)活塞环(piston Ring)35第三章制冷压缩机 主要由主要由气缸套、外阀座、内阀座、进排气阀片、阀盖、气缸套、外阀座、内阀座、进排气阀片、阀盖、及缓冲弹簧及缓冲弹簧等组成。等组成。（1）外阀座的作用）外阀座的作用 起吸气阀片的升高限制器作用，并与内阀座共同组成起吸气阀片的升高限制器作用，并与内阀座共同组成排气阀座。排气阀座。（2）阀盖）阀盖 阀盖起排气阀片的升高限位作用，同时，也可以防止阀盖起排气阀片的升高限位作用，同时，也可以防止液击造成气缸破损。液击造成气缸破损。（3）进排气阀片）进排气阀片 多
17、采用簧片式气阀，其阀片有多采用簧片式气阀，其阀片有舌形、半月形或条形弹舌形、半月形或条形弹簧片簧片等。等。3.气缸套及进排气阀组气缸套及进排气阀组36第三章制冷压缩机气缸套及进排气阀组合件37第三章制冷压缩机进气孔进气孔排气孔排气孔38第三章制冷压缩机活塞式制冷压缩机制冷能力的控制方法活塞式制冷压缩机制冷能力的控制方法（1）节流法：）节流法：靠节流降低吸气压力，减小制冷剂质量流靠节流降低吸气压力，减小制冷剂质量流量，以调节压缩机制冷能力；量，以调节压缩机制冷能力；（2）旁通法：）旁通法：将部分排气返回吸气管，以减少压缩机制将部分排气返回吸气管，以减少压缩机制冷能力；冷能力；（3）卸载法：）卸载
18、法：将某气缸吸气阀保持开启，以使该气缸处将某气缸吸气阀保持开启，以使该气缸处于不工作状态；于不工作状态；（4）调速法：）调速法：改变压缩机转数，以调节压缩机制冷能力。改变压缩机转数，以调节压缩机制冷能力。4.卸载装置卸载装置（Capacity Regulation of Load Drainage）39第三章制冷压缩机卸载法的作用卸载法的作用（1）调节制冷能力）调节制冷能力 多缸活塞式制冷压缩机多采用卸载法调节压缩机制冷能多缸活塞式制冷压缩机多采用卸载法调节压缩机制冷能力。力。例如：八缸活塞式制冷压缩机，可以采用停止二气缸、四例如：八缸活塞式制冷压缩机，可以采用停止二气缸、四气缸、六气缸的工作
19、，使得压缩机的制冷能力为总制冷量气缸、六气缸的工作，使得压缩机的制冷能力为总制冷量的的75%、50%、25%。（2）降载起动）降载起动 卸载法还可以降低启动负荷，减小起动转矩，简化电动卸载法还可以降低启动负荷，减小起动转矩，简化电动机的启动设备和操作运行手续。机的启动设备和操作运行手续。40第三章制冷压缩机油压启阀式卸载装置油压启阀式卸载装置 我国中小型活塞式制冷压缩机普遍采用该装置，它包括两个组件我国中小型活塞式制冷压缩机普遍采用该装置，它包括两个组件：一个是顶杆启阀机构，另一个是油压推杆机构。一个是顶杆启阀机构，另一个是油压推杆机构。（1）顶杆启阀机构）顶杆启阀机构（2）油压推杆机构）油压
20、推杆机构 油压推杆机构是使气缸套外部的转动环旋转的机构。油压推杆机构是使气缸套外部的转动环旋转的机构。A：油管中有压力油供入时，气缸处于正常工作状态。：油管中有压力油供入时，气缸处于正常工作状态。B：油管中没有压力油供入时，气缸处于不工作状态，即卸载状态。：油管中没有压力油供入时，气缸处于不工作状态，即卸载状态。一套油压推杆机构控制两个气缸的顶杆启阀机构一套油压推杆机构控制两个气缸的顶杆启阀机构41第三章制冷压缩机顶杆启阀机构顶杆启阀机构油 缸活塞弹簧油压推杆机构油压推杆机构油管推 杆凸 缘转动环缺 口斜面切口顶 杆顶杆弹簧吸气阀片42第三章制冷压缩机 轴与轴承、活塞与气缸壁等运动部件的接触面
21、以及轴与轴承、活塞与气缸壁等运动部件的接触面以及轴封处均需要润滑油进行润滑与冷却，以降低部件温度，轴封处均需要润滑油进行润滑与冷却，以降低部件温度，减少部件磨损和摩擦所消耗的功率，保证压缩机正常运减少部件磨损和摩擦所消耗的功率，保证压缩机正常运转。转。5.润滑系统润滑系统（Lubricating System）作用可归纳为以下三点：作用可归纳为以下三点：（1）润滑和冷却运动部件；）润滑和冷却运动部件；（2）减少摩擦功率，保证压缩机正常工作；）减少摩擦功率，保证压缩机正常工作；（3）为卸载装置供油。）为卸载装置供油。43第三章制冷压缩机封闭式制冷压缩机又可分为：封闭式制冷压缩机又可分为：半封闭式
22、和全封闭式半封闭式和全封闭式制冷压制冷压缩机。缩机。（1）半封闭式活塞制冷压缩机）半封闭式活塞制冷压缩机特点：机体与电动机壳体采用螺栓连接，用密封垫片密封，从而形成特点：机体与电动机壳体采用螺栓连接，用密封垫片密封，从而形成密闭的机身。密闭的机身。电动机直接装于压缩机的曲轴上，取消轴封装置电动机直接装于压缩机的曲轴上，取消轴封装置，整机，整机尺寸紧凑。但气缸盖可拆卸，这类压缩机一般用于尺寸紧凑。但气缸盖可拆卸，这类压缩机一般用于柜式空调中柜式空调中。（2）全封闭式活塞制冷压缩机）全封闭式活塞制冷压缩机特点：特点：机体和电动机共同装于一个封闭的壳体内机体和电动机共同装于一个封闭的壳体内，壳体接缝
23、处采用焊壳体接缝处采用焊接。从外观上看，只有接。从外观上看，只有吸气、排气接管和电动机的接线柱吸气、排气接管和电动机的接线柱。结构非常。结构非常紧凑，密封性能好，噪声低，多用于紧凑，密封性能好，噪声低，多用于空调机组和家用电冰箱空调机组和家用电冰箱。（二）封闭式活塞制冷压缩机（二）封闭式活塞制冷压缩机44第三章制冷压缩机半封闭式活塞制冷压缩机半封闭式活塞制冷压缩机全封闭式活塞制冷压缩机全封闭式活塞制冷压缩机45第三章制冷压缩机（一）活塞式制冷压缩机的理论输气量（一）活塞式制冷压缩机的理论输气量理想工作过程：理想工作过程：吸气、压缩和排气吸气、压缩和排气三个过程。三个过程。三、活塞式制冷压缩机的
24、工作过程三、活塞式制冷压缩机的工作过程在理想工作过程下，曲轴在理想工作过程下，曲轴每旋转一圈，压缩机一个每旋转一圈，压缩机一个气缸所吸入的低压气体体气缸所吸入的低压气体体积积Vg称为称为气缸的工作容积。气缸的工作容积。46第三章制冷压缩机活塞式制冷压缩机的理论输气量活塞式制冷压缩机的理论输气量如果有如果有z个气缸，转数为个气缸，转数为n（rpm），压缩机可吸入低压气），压缩机可吸入低压气体的体积为：体的体积为：V h 活塞式压缩机的活塞式压缩机的理论排气量理论排气量，也称也称活塞排量活塞排量(Theoretical Displacement)。47第三章制冷压缩机Vh单位时间内压缩机的活塞行程
25、所扫过的气缸容积。单位时间内压缩机的活塞行程所扫过的气缸容积。是指压缩机在是指压缩机在理想工作条件下理想工作条件下工作时的输气量，工作时的输气量，其基本条件其基本条件为：为：气缸工作过程中不漏气，且没有余隙容积；气缸工作过程中不漏气，且没有余隙容积；气体在流动过程中没有压力损失，相对运动零件间无摩擦；气体在流动过程中没有压力损失，相对运动零件间无摩擦；压缩过程是单一的热力过程。压缩过程是单一的热力过程。*理论排气量只与压缩机的转数、气缸的结构尺寸、数目有关。理论排气量只与压缩机的转数、气缸的结构尺寸、数目有关。48第三章制冷压缩机（二）活塞式制冷压缩机的容积效率（二）活塞式制冷压缩机的容积效率
26、 压缩机的实际排气量永远小于压缩机的理论排气量，两压缩机的实际排气量永远小于压缩机的理论排气量，两者的比值称为压缩机的容积效率者的比值称为压缩机的容积效率v或输气系数或输气系数。1、压缩机的容积效率（、压缩机的容积效率（Volumetric Efficiency）*压缩机的容积效率表征了压缩机的容积效率表征了压缩机工作容积有效利用程压缩机工作容积有效利用程度度，其大小与压缩机的，其大小与压缩机的设计制造质量及压缩机的工作温设计制造质量及压缩机的工作温度度有关。有关。压缩机实际输气量压缩机实际输气量Vr（Actual Displacement）49第三章制冷压缩机2、影响压缩机实际工作过程的主要
27、因素、影响压缩机实际工作过程的主要因素*气缸余隙容积、进排气阀阻力、吸气过程气体被加热气缸余隙容积、进排气阀阻力、吸气过程气体被加热的程度、漏气等四个方面的程度、漏气等四个方面原因：原因：（1）压缩机的气缸有余隙容积）压缩机的气缸有余隙容积（2）制冷剂蒸气流过气阀时有压力损失）制冷剂蒸气流过气阀时有压力损失（3）气体与气缸壁之间存在热交换）气体与气缸壁之间存在热交换（4）压缩机各运动部件之间存在摩擦，需消耗摩擦功；）压缩机各运动部件之间存在摩擦，需消耗摩擦功；（5）气缸与活塞之间、吸排气阀之间存在泄漏。）气缸与活塞之间、吸排气阀之间存在泄漏。50第三章制冷压缩机51第三章制冷压缩机V1与气缸工
28、作容与气缸工作容积积Vg的比的比值值称称为为余隙系数余隙系数 V2与与V1的比值，称为节流系数的比值，称为节流系数 开启式活塞制冷开启式活塞制冷压缩压缩机机 封封闭闭式活塞制冷式活塞制冷压缩压缩机机 气密系数气密系数l一般约为。一般约为。52第三章制冷压缩机结论：结论：（1）余隙系数、节流系数、预热系数、气密系数与压缩）余隙系数、节流系数、预热系数、气密系数与压缩机的结构、加工质量等因素有关；机的结构、加工质量等因素有关；（2）均随）均随排气压力的升高和吸气压力的降低而减小。排气压力的升高和吸气压力的降低而减小。空调用活塞式制冷压缩机的容积效率经验公式：空调用活塞式制冷压缩机的容积效率经验公式
29、：m-多变指数，氨：多变指数，氨：53第三章制冷压缩机图图 3-15 高速活塞式制冷压缩机余隙系数和容积效率高速活塞式制冷压缩机余隙系数和容积效率（R22，相对余隙容积，相对余隙容积C=0.045）54第三章制冷压缩机四、活塞式制冷压缩机的工作特性四、活塞式制冷压缩机的工作特性l制冷压缩机的工作特性：制冷压缩机的工作特性：压缩机的制冷量、压缩机的耗功率压缩机的制冷量、压缩机的耗功率l影响制冷压缩机的工作特性的因素：影响制冷压缩机的工作特性的因素：制冷压缩机的类型、结构型式、尺寸以及加工质量等制冷压缩机的类型、结构型式、尺寸以及加工质量等 主要取决于运行工况主要取决于运行工况（一）活塞式制冷压缩
30、机的制冷量（一）活塞式制冷压缩机的制冷量55第三章制冷压缩机1、冷凝温度的影响、冷凝温度的影响假设：蒸发温度假设：蒸发温度t0不变，冷凝温度由不变，冷凝温度由tk升高到升高到tk。l g pP kp0241532345P kq0q0w0w0h冷凝温度变化时循环状态参数变化情形冷凝温度变化时循环状态参数变化情形性能指标：性能指标：（1）q0减小了；减小了；（2）wc增大了；增大了；（3）qv减小。减小。56第三章制冷压缩机导致结果是：制冷机总的制冷量减小，理论耗功增加。导致结果是：制冷机总的制冷量减小，理论耗功增加。t0不变不变tk变化时制冷机的特性变化时制冷机的特性0t k57第三章制冷压缩机
31、（1）q0减小了；减小了；（2）wc增大了；增大了；（3）压缩机的吸气状态）压缩机的吸气状态的比容增大，则流过的比容增大，则流过制冷机的制冷剂的质制冷机的制冷剂的质量流量减小。量流量减小。l g pP kP024153215P 0q0q0w0w0h蒸发温度变化时循环状态参数变化情形蒸发温度变化时循环状态参数变化情形2、蒸发温度影响、蒸发温度影响假设：冷凝温度假设：冷凝温度tk不变，蒸发温度由不变，蒸发温度由t0降低到降低到t0。性能指标：性能指标：Why?58第三章制冷压缩机导致结果是导致结果是：(1)制冷机总的制冷量减小，制冷机总的制冷量减小，(2)由于循环的制冷剂质量流量减小，所以制冷机的
32、理由于循环的制冷剂质量流量减小，所以制冷机的理论耗功是增大还是减小论耗功是增大还是减小,不能确定。不能确定。把制冷剂看作理想气体，则其理论压缩功率可表示为：把制冷剂看作理想气体，则其理论压缩功率可表示为：当当及及时，则有时，则有当蒸发压力由冷凝压力变化到零时，压缩功率必然存在一个最大值。当蒸发压力由冷凝压力变化到零时，压缩功率必然存在一个最大值。59第三章制冷压缩机式中，式中，k为制冷剂气体的等熵指数。为制冷剂气体的等熵指数。值得注意值得注意：对不同的制冷剂来说，：对不同的制冷剂来说，对于大多数制冷剂而言，当其压缩比大约等于对于大多数制冷剂而言，当其压缩比大约等于3时，制冷机的时，制冷机的功率
33、最大。功率最大。60第三章制冷压缩机61第三章制冷压缩机（二）活塞式制冷压缩机的耗功率（二）活塞式制冷压缩机的耗功率压缩机的耗功率压缩机的耗功率-是指电动机传至压缩机主轴的功率，是指电动机传至压缩机主轴的功率，也称为压缩机的轴功率也称为压缩机的轴功率Pe。1.指示功率指示功率压缩机的指示效率，它被定义为等熵压缩过程与实际压缩过压缩机的指示效率，它被定义为等熵压缩过程与实际压缩过程耗功量之比。程耗功量之比。2.摩擦功率摩擦功率摩擦效率摩擦效率活塞式制冷压缩机的摩擦功率与运行工况和制冷剂性质有关。活塞式制冷压缩机的摩擦功率与运行工况和制冷剂性质有关。62第三章制冷压缩机63第三章制冷压缩机压缩机的
34、总效率压缩机的总效率:压缩比越大，总效率越低。压缩比越大，总效率越低。64第三章制冷压缩机3.制冷压缩机配用电机功率制冷压缩机配用电机功率P确定制冷压缩机配用电动机功率需考虑的因素确定制冷压缩机配用电动机功率需考虑的因素制冷压缩机的制冷压缩机的 运行工况；运行工况；压缩机与电动机的联接方式，并有一定余量。压缩机与电动机的联接方式，并有一定余量。传动效率，直联时为传动效率，直联时为1；三角皮带联接时为。；三角皮带联接时为。实际产品的电机功率的匹配实际产品的电机功率的匹配65第三章制冷压缩机(三三)活塞式制冷压缩机的性能参数活塞式制冷压缩机的性能参数制冷压缩机的性能系数制冷压缩机的性能系数 COP
35、 COP (Coefficient of Performance)1.性能参数性能参数开启式制冷压缩机的性能系数就是单位轴功率的制冷量开启式制冷压缩机的性能系数就是单位轴功率的制冷量封闭式制冷压缩机的能效比是考虑封闭式制冷压缩机的能效比是考虑驱动电动机的效率驱动电动机的效率对制冷对制冷压缩机能耗的影响。压缩机能耗的影响。多用于评价全封闭制冷压缩机多用于评价全封闭制冷压缩机66第三章制冷压缩机活塞式制冷压缩机的性能曲线活塞式制冷压缩机的性能曲线67第三章制冷压缩机所谓名义工况，是指压缩机所谓名义工况，是指压缩机的运行条件。的运行条件。用来作为比较制冷机性能参考状态的工况一般应包括用来作为比较制冷
36、机性能参考状态的工况一般应包括：蒸蒸发温度、冷凝温度、制冷剂液体温度、吸气温度、压缩机发温度、冷凝温度、制冷剂液体温度、吸气温度、压缩机工作的环境温度。工作的环境温度。2.压缩机的名义工况压缩机的名义工况68第三章制冷压缩机69第三章制冷压缩机l制冷压缩机的运行界限是指制冷压缩机的运行界限是指压缩机运行时的蒸压缩机运行时的蒸发温度（蒸发压力）和冷凝温度（冷凝压力）发温度（蒸发压力）和冷凝温度（冷凝压力）的界限的界限。五、制冷压缩机的运行界限五、制冷压缩机的运行界限 63805570第三章制冷压缩机由活塞式制冷压缩机所组成的制冷设备由活塞式制冷压缩机所组成的制冷设备活活塞塞式式冷冷水水机机组组7
37、1第三章制冷压缩机活活塞塞式式冷冷凝凝机机组组由活塞式制冷压缩机所组成的制冷设备由活塞式制冷压缩机所组成的制冷设备72第三章制冷压缩机本节主要内容：本节主要内容：滚动转子式、涡旋式、螺杆式制冷压缩机滚动转子式、涡旋式、螺杆式制冷压缩机本节需要了解和掌握的内容：本节需要了解和掌握的内容：1、了解滚动转子式、涡旋式、螺杆式制冷压缩机的结构；、了解滚动转子式、涡旋式、螺杆式制冷压缩机的结构；2、掌握滚动转子式、涡旋式、螺杆式制冷压缩机的工作原掌握滚动转子式、涡旋式、螺杆式制冷压缩机的工作原理和特点理和特点。第二节 回转式制冷压缩机（Rotary Compressor）73第三章制冷压缩机l没有往复运
38、动机构，故结构简单、体积小、重量轻、零件少（特别没有往复运动机构，故结构简单、体积小、重量轻、零件少（特别是易损件少）、工作可靠等优点；是易损件少）、工作可靠等优点；l回转式制冷压缩机力矩变化小，平衡性好，振动小，运转平稳，从回转式制冷压缩机力矩变化小，平衡性好，振动小，运转平稳，从而操作简单，实现了高速和小型化。而操作简单，实现了高速和小型化。l容积效率高。容积效率高。回转式制冷压缩机回转式制冷压缩机是靠是靠回转体的旋转运动回转体的旋转运动替代活塞式压缩机活塞的往替代活塞式压缩机活塞的往复运动，以改变气缸的工作容积，周期性地将一定数量的低压气态制复运动，以改变气缸的工作容积，周期性地将一定数
39、量的低压气态制冷剂进行压缩。冷剂进行压缩。其优点：其优点：缺点：缺点：由于回转式压缩机为滑动密封，故加工精度要求高由于回转式压缩机为滑动密封，故加工精度要求高74第三章制冷压缩机一、滚动转子式制冷压缩机（一、滚动转子式制冷压缩机（Rolling Rotor Refrigerating Compressor）(一）工作原理一）工作原理利用一个偏心圆筒形转子在气缸内转动来缩小工作容积，以实现气体利用一个偏心圆筒形转子在气缸内转动来缩小工作容积，以实现气体的压缩。的压缩。75第三章制冷压缩机76第三章制冷压缩机气缸工作容积气缸工作容积:77第三章制冷压缩机78第三章制冷压缩机（1）一定数量气体的）一
40、定数量气体的吸气、压缩和排气吸气、压缩和排气三个过程，是在主轴旋转两三个过程，是在主轴旋转两圈中完成的。圈中完成的。（2）由于构造关系，滑板与吸气孔口、排气孔口之间必须有空挡角。）由于构造关系，滑板与吸气孔口、排气孔口之间必须有空挡角。（3）零部件少，特别是易损件少，结构简单，体积小，重量轻；）零部件少，特别是易损件少，结构简单，体积小，重量轻；（4）振动小，运转平稳，成本低，可靠性较高。）振动小，运转平稳，成本低，可靠性较高。（二）滚动转子式制冷压缩机的特点（二）滚动转子式制冷压缩机的特点应用范围应用范围滚动转子式压缩机的容积效率高，适用于压缩比较大的工况。近年来滚动转子式压缩机的容积效率高
41、，适用于压缩比较大的工况。近年来发展迅速，主要用于批量大的发展迅速，主要用于批量大的房间空调器、冰箱和商业制冷设备。房间空调器、冰箱和商业制冷设备。容量：容量：5kW以下。以下。79第三章制冷压缩机80第三章制冷压缩机二、涡旋式制冷压缩机二、涡旋式制冷压缩机(Scroll Refrigerating Compressor)排气口排气口进进气气口口偏心轴偏心轴防自转环防自转环壳体壳体静涡盘静涡盘动涡盘动涡盘(一）结构与工作原理一）结构与工作原理81第三章制冷压缩机可以采用螺线，也可以是线段、正四边形或圆的渐开线可以采用螺线，也可以是线段、正四边形或圆的渐开线目前商品化的涡旋式压缩机主要采用目前商
42、品化的涡旋式压缩机主要采用圆渐开线圆渐开线及其修正曲及其修正曲线作为涡盘型线。线作为涡盘型线。压缩比压缩比Pk/P0越高，涡旋圈数则越多，圈数越多涡盘的加工越高，涡旋圈数则越多，圈数越多涡盘的加工越困难，通常单级压缩比越困难，通常单级压缩比8（二）涡盘的型线（二）涡盘的型线82第三章制冷压缩机（三）涡旋式制冷压缩机的特点（三）涡旋式制冷压缩机的特点（1 1）效率高效率高，容积效率通常达，容积效率通常达95%95%以上；压缩机总效以上；压缩机总效率比往复式、滚动转子式制冷压缩机高。率比往复式、滚动转子式制冷压缩机高。（2 2）振动小和噪声低振动小和噪声低；（3 3）结构简单，可靠性高结构简单，可
43、靠性高。（四）涡旋式制冷压缩机的应用（四）涡旋式制冷压缩机的应用小型热泵系统、小型制冷装置，目前还是以小容量为小型热泵系统、小型制冷装置，目前还是以小容量为主，其制冷量在主，其制冷量在1-25kW1-25kW范围内。范围内。（五）涡旋式制冷压缩机的能量调节方式（五）涡旋式制冷压缩机的能量调节方式可采用变频调速方式改变输气量。可采用变频调速方式改变输气量。83第三章制冷压缩机采用变频调节的往复式、滚动转子式和涡旋式三种压缩机采用变频调节的往复式、滚动转子式和涡旋式三种压缩机的调节特性的调节特性84第三章制冷压缩机三、螺杆式制冷压缩机（三、螺杆式制冷压缩机（Screw Refrigerating
44、Compressor）螺杆式制冷压缩机有螺杆式制冷压缩机有单螺杆单螺杆和和双螺杆双螺杆两种。两种。（一）双螺杆式制冷压缩机（一）双螺杆式制冷压缩机1、工作原理、工作原理 双螺杆式制冷压缩机是靠双螺杆式制冷压缩机是靠一对相互啮合、旋向相反一对相互啮合、旋向相反的螺旋形齿的转子旋的螺旋形齿的转子旋转，完成吸气、压缩、排气过程。转，完成吸气、压缩、排气过程。齿面凸起的转子称为阳转子；齿面凹进的转子称为阴转子。齿面凸起的转子称为阳转子；齿面凹进的转子称为阴转子。85第三章制冷压缩机86第三章制冷压缩机87第三章制冷压缩机滑动轴承滑动轴承机体机体平衡活塞平衡活塞滑动轴承滑动轴承轴封轴封吸气口吸气口排气口
45、排气口卸载滑阀卸载滑阀喷油孔喷油孔能量调节用卸载活塞能量调节用卸载活塞88第三章制冷压缩机2、主要构成、主要构成 机体、吸气端座、排气端座、气缸盖、阴阳转子、能量调节装置、润机体、吸气端座、排气端座、气缸盖、阴阳转子、能量调节装置、润滑系统等。滑系统等。优点：优点：结构简单，体积小，易损件少，振动小，容积效率高，对湿压结构简单，体积小，易损件少，振动小，容积效率高，对湿压缩不敏感。其吸、排气孔口呈对角线布置。缩不敏感。其吸、排气孔口呈对角线布置。缺点：缺点：由于螺杆式制冷压缩机大多采用喷油进行冷却、润滑和密封，故，由于螺杆式制冷压缩机大多采用喷油进行冷却、润滑和密封，故，润滑油系统比较复杂，而
46、且庞大，噪音高，油耗、电耗大。润滑油系统比较复杂，而且庞大，噪音高，油耗、电耗大。3、工作过程、工作过程 螺杆压缩机每一个单独转子的齿间容积称为螺杆压缩机每一个单独转子的齿间容积称为独立基元容积独立基元容积，一对阴阳转子，一对阴阳转子相互啮合时相通的齿间容积称为相互啮合时相通的齿间容积称为基元容积对基元容积对或简称或简称基元容积基元容积。（1）吸气过程）吸气过程 凸齿与凹齿彼此脱开的一侧，在此位置处，基元容积与吸气孔口相通，凸齿与凹齿彼此脱开的一侧，在此位置处，基元容积与吸气孔口相通，开始进气。开始进气。（2）压缩过程）压缩过程 基元容积与吸气孔口断开，而与排气孔口也不相通，压缩过程开始，压基
47、元容积与吸气孔口断开，而与排气孔口也不相通，压缩过程开始，压缩过程一直进行到基元容积与排气孔口相通时为止。缩过程一直进行到基元容积与排气孔口相通时为止。89第三章制冷压缩机90第三章制冷压缩机（3）排气过程）排气过程 随着转子齿的互相挤入，基元容积向排出方向逐渐缩小，气体被压入随着转子齿的互相挤入，基元容积向排出方向逐渐缩小，气体被压入排气管，直至气体完全被排除为止，排气过程结束。因此，螺杆式压缩机排气管，直至气体完全被排除为止，排气过程结束。因此，螺杆式压缩机基本上没有余隙容积，容积效率高，在压缩比较高的情况下仍可保持比较基本上没有余隙容积，容积效率高，在压缩比较高的情况下仍可保持比较高的容
48、积效率。高的容积效率。4、能量调节与卸载起动、能量调节与卸载起动螺杆压缩机常在两个转子的高压侧之间装上一个能轴向移动的滑阀，来螺杆压缩机常在两个转子的高压侧之间装上一个能轴向移动的滑阀，来调节能量和卸载起动。调节能量和卸载起动。滑阀调节能量的原理：滑阀调节能量的原理：利用滑阀在机体内的轴向移动，以利用滑阀在机体内的轴向移动，以改变螺杆的有改变螺杆的有效长度，使能量在效长度，使能量在100%和和10%之间连续无级调节。之间连续无级调节。滑阀有单纯作卸载起动用的滑阀，有作能量调节和卸载起动两种功能滑阀有单纯作卸载起动用的滑阀，有作能量调节和卸载起动两种功能的滑阀，还有能与后面可调端座一起移动，既可
49、调节能量、卸载起动，的滑阀，还有能与后面可调端座一起移动，既可调节能量、卸载起动，又可调节内容积比。又可调节内容积比。91第三章制冷压缩机92第三章制冷压缩机93第三章制冷压缩机（二）单螺杆式制冷压缩机（二）单螺杆式制冷压缩机 单螺杆式制冷压缩机的转子是单螺杆式制冷压缩机的转子是由一个螺杆转子和两个行星齿轮组由一个螺杆转子和两个行星齿轮组成，螺杆转子为带有涂铝保护层的成，螺杆转子为带有涂铝保护层的六齿钢制零件，两个星轮为十一齿六齿钢制零件，两个星轮为十一齿复合高强化材料。复合高强化材料。94第三章制冷压缩机单螺杆式制冷压缩机的特点：单螺杆式制冷压缩机的特点：（1）转子齿槽和星轮齿数为）转子齿槽
50、和星轮齿数为6：11，磨损均匀；，磨损均匀；（2）压缩腔对称，压力可平衡）压缩腔对称，压力可平衡抵消，部分负荷效率高；抵消，部分负荷效率高；（3）排气孔是径向的；）排气孔是径向的；（4）星轮齿材料是玻璃纤维塑）星轮齿材料是玻璃纤维塑料；料；（5）速度快，泄漏量少。）速度快，泄漏量少。（6）其轴承寿命通常是双螺杆）其轴承寿命通常是双螺杆轴承寿命的轴承寿命的34倍。倍。因为单螺杆两侧的星轮使转子因为单螺杆两侧的星轮使转子的径向载荷相互平衡，这样，的径向载荷相互平衡，这样，几乎消除了轴承的磨损，而双几乎消除了轴承的磨损，而双螺杆的转子要承受巨大的轴向螺杆的转子要承受巨大的轴向推力负荷，直接威胁着轴承