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1、,第三章电冰箱与空调器的主要部件,第一节压缩机,第二节 热交换器(冷凝器、蒸发器),本章小节,第三节 毛细管与膨胀阀、制冷辅助设备,一、压缩机的分类,二、全封闭式压缩机,第一节压缩机,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。,一、压缩机的分类,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。,一、压缩机的分类,(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;
2、小型 6 58 kW;中型 58 464 kW;大型 464 kW以上。,一、压缩机的分类,(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。,一、压缩机的分类,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
3、、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。,一、压缩机的分类,(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。,一、压缩机的分类,(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。,一、压缩机的分类,半封
4、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,一、压缩机的分类, 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。 标准制冷量R12 时为 3 470 97 400 W。 轴功率R12 时为 1.14 31 kW;R22 时为1.67 32.4 kW。 机器装有
5、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,一、压缩机的分类, 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。 标准制冷量R12 时为 2 870 9 480 kW;R22 时为 5 100 kW。 机器装有吸排油三通阀,可不停车加油。,(3)全封闭式,一、压缩机的分类, 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
6、有卧式和立式,转数可达 n = 2 880 r/min。 标准制冷量:R22 时为 8 .37 31 .63 kW。 轴功率:R22 时为 2.2 7 .5 kW。 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,一、压缩机的分类,(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
7、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。,一、压缩机的分类,(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。,一、压缩机的分类,(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
8、。(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。,一、压缩机的分类,5压缩机的工作过程,压缩机的工作过程示意图如图所示。,一、压缩机的分类,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。,一、压缩机的分类,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
9、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。,一、压缩机的分类,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。,二、全封闭式压缩机,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
10、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。,二、全封闭式压缩机,(1)曲柄滑管式压缩机,结构、工作过程示意图如图所示。,二、全封闭式压缩机,滑管、曲轴和气缸
11、装配图如图所示。,二、全封闭式压缩机,曲柄轴,如图所示。,二、全封闭式压缩机, 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。, 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,如图所示。,二、全封闭式压缩机, 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。,二、
12、全封闭式压缩机, 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,如图所示。,二、全封闭式压缩机, 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。,二、全封闭式压缩机,(2)曲柄连杆式压缩机,结构和工作过程示意图如图所示。,二、全封闭式压缩机,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。,二、全封闭式压缩机,(3)电磁式压缩机,结构工作过程示意图如图所示。,二
13、、全封闭式压缩机,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, 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。,二、全封闭式压缩机, 工作过程,如图所示。,二、全封闭式压缩机, 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。,二、全封闭式压缩机,滚动转子式
14、压缩机与往复式压缩机特性对比如表所示。,二、全封闭式压缩机,(2)滑片式压缩机, 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,二、全封闭式压缩机, 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
15、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。,二、全封闭式压缩机,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,如图所示。,二、全封闭式压缩机,(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。,二、全封闭式压缩机,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。,