第三章 制冷压缩机

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1、空气调节用制冷技术第三章 制冷压缩机1.1 活塞式制冷压缩机1.2 回转式制冷压缩机制冷压缩机根据其工作原理可分为:容积型压缩机速度型压缩机1.1 活塞式制冷压缩机活塞式压缩机的分类1活塞式压缩机结构2活塞式压缩机运行性能3压缩机汽缸的分布形式a-卧式；b-直立式；c-V型；d-W型；e- Y型；f-S（扇）型1.按压缩机汽缸分布形式分：直立形、V形、W形、 S形(扇形)和Y形(星形 )活塞式压缩机的分类13.按压缩机与电动机的组合形式分：开启式 封闭式（半封闭和全封闭）活塞式压缩机的分类12.按使用的制冷剂种类分：氟利昂 氨制冷压缩机4.按压缩机的级数分：单机单级 单机双级5.按气阀布置方式

2、分: 顺流式 逆流式 活塞式压缩机的分类1活塞式单级制冷压缩机型号： 例如：8FS12.56AY10B活塞式压缩机的分类1活塞式压缩机气缸布置型式压缩 机类型缸 数23468全封闭V形、B形Y形V形气缸直径小于70mm的 单级 半封闭式压缩 机L形L形、W形V形70mm气缸直径的单级 半封闭式压缩 机V形、L形W形S形、V形W形S形开 启 式100mm气缸直径V形 、L形S形、V形W形 S形125mm气缸直径V形170mm气缸直径250mm气缸直径活塞式压缩机的分类1压缩机基本参数类别缸径行程转速范围/ r/min缸数/个容积排量（8缸）mm最高转速/ r/min排量/ m3/h最低转速/ r

3、/min排量/ m3/h半封 闭式48、55、621440230、40、50 、602、3、47070100018002、3、4 、 6、81800232.6 1000129.255182.6101.5开启 式10010075015002、4、 6、81500565.2750282.670395.6197.812511060012004、6、81200777.2600388.6100706.5353.3170140500100010001525.5500762.3250200500600860028265002355活塞式压缩机的分类1活塞式制冷压缩机是应用曲柄连杆机构或其它方法 ，把原动机的

4、旋转运动转变为活塞在气缸内作往复运动 而进行压缩气体的。2.活塞式制冷压缩机的理想工作过程活塞式压缩机的工作过程机体 传动机构 配气机构 润滑油系统 卸载机构 轴封装置 1.主要零部件活塞式压缩机结构2外形 15 压缩机外形活塞式压缩机结构2机体无气缸套的机体结构立式两缸压缩机机体结构活塞式压缩机结构2图3.6 8FS10型制冷压缩机机体气缸套 气缸套的作用是与活塞 及气阀一起在压缩机工作 时组成可变的工作容积。 图3.5 气缸套1-密封圆环套；2-挡环槽；3-凸缘；4-吸气孔活塞式压缩机结构28FS10型制冷压缩机的传动机构1活塞环;2刮油环;3活塞;4连杆小头;5 活塞销;6连杆;7 主轴

5、承;8曲轴;9活塞销挡圈；10连杆大头；11连杆螺栓； 12键活塞式压缩机结构2传动机构曲轴 （a）曲柄轴 （b）偏心轴 （c）曲拐轴 活塞式压缩机结构2活塞式压缩机结构2压缩机的主轴承轴套活塞式压缩机结构2连杆组件作用:将活塞和曲轴连接起来，传递活塞和曲轴 之间的作用力，将曲轴的旋转运动转变为活塞的 往复运动。连杆小头衬套 连杆体 连杆大头轴瓦 连杆螺栓等活塞式压缩机结构2活塞活塞式压缩机结构2活塞式压缩机结构2活塞式压缩机结构2活塞式压缩机结构2活塞式压缩机结构2活塞环活塞式压缩机结构2活塞式压缩机结构2活塞式压缩机结构2活塞式压缩机结构2活塞式压缩机结构2配气结构活塞式压缩机结构2活塞式

6、压缩机结构2活塞式压缩机结构2活塞式压缩机结构2活塞式压缩机结构2活塞式压缩机结构2活塞式压缩机结构2活塞式压缩机结构2轴封装置活塞式压缩机结构2弹簧式轴封装置1-托板；2-轴封弹簧；3-轴封橡胶圈；4-紧圈；5-钢壳； 6-石墨环；7-轴封外盖压板活塞式压缩机结构2活塞式压缩机结构2活塞式压缩机结构2开启活塞式制冷压缩机图3.7 8FS10型制冷压缩机的总体结构1吸气管；2假盖；3连杆；4排气管；5气缸体；6曲轴；7前 轴承；8轴封；9前轴承盖；10后轴承；11后轴承盖；12活塞活塞式压缩机结构2开启活塞式制冷压缩机的特点是： 原动机独立，无需采用耐油和耐制 冷剂的措施。 在无电力供应的场合

7、，可由内燃机 驱动。 压缩机的缸盖和气缸体充分暴露在 外。 可用作氨制冷压缩机。 可通过改变皮带传动比改变压缩机 的转速。活塞式压缩机结构23.半封闭式制冷压缩机低温吸气冷却电机特点: 机体结构: 压缩机 与电机共机体和共主轴 ,但气缸体与电机室设 有结合面,易于修理又 减少了泄漏. 电机和气缸体的冷却 方式: 低温吸气冷却。适用于 制冷量和输气量大的空 调和中温压缩机半封闭式压缩机总体结构图活塞式压缩机结构248 半封闭式压缩机实物图片活塞式压缩机结构2另一种半封闭式压缩机 特点: 机体结构: 压缩 机与电机共机体 和主轴(偏心轴), 整体式连杆大头, 平顶活塞,无输气 量调节装置。电机的冷

8、却方式: 机体外表面的散热肋片,不适用于较大功率的压 缩机 。图3.12 半封闭式压缩机总体结构图活塞式压缩机结构250 全封闭式制冷压缩机 特点：是将压缩 机与电动机一起 组装在一个密闭 的罩壳内，形成 一个整体，从外 表上看只有压缩 机进、排气管和 电动机引线。全封闭式压缩机总体结构图活塞式压缩机结构2全封闭式制冷压缩机全封闭式制冷压缩机1-连杆；2-电机机组；3-电机转子； 5-曲轴；6-吸气包；7-排气管9-活塞 ；10-滤油阀；11-稳压室活塞式压缩机结构22FV5Q型全封闭式压缩机剖面图和实物图活塞式压缩机结构21活塞式制冷压缩机的工作过程活塞式压缩机运行性能3活塞式压缩机的理论循

9、环的假设条件：1、压缩机没有余隙容积; 2、吸汽与排汽过程中无压力损失; 3、吸汽与排汽过程中无热量传递; 4、无漏汽损失; 5、无摩擦损失.活塞式压缩机运行性能3活塞式压缩机的工作过程活塞式压缩机运行性能3实际工作循环2、制冷剂的受热 图3.21 压缩机的实际工作过程7、润滑油循环量的影响。活塞式压缩机运行性能31、压缩机中的压力降3、制冷剂泄漏的影响。4、再膨胀的影响5、压缩过程偏离等熵过程6、压缩过程的过压缩和欠压缩。压缩机完成一个工作过程，每只气缸吸入的低压气体体积为：若压缩机的气缸数为Z，转速为n（r/min）， 则其每秒钟吸入的气体体积为：2、性能参数及计算1)理论输气量活塞式压缩

10、机运行性能32）输气系数（容积效率） 输气系数总小于1，反映了压缩机气缸容积的有 效利用程度。活塞式压缩机运行性能3 容积系数v：反映压缩机中余隙容积的存在对压 缩机输气量的影响。 c相对余隙容积，它等于余隙容积Vc与气 缸工作容积Vg之比 ，即c=Vc/Vg； m膨胀过程指数；氨压缩机，m=1.101.15氟利昂压缩机，m=0.951.05 pk排气压力损失，MPa；氨压缩机， pk =(0.050.07)pk氟利昂压缩机， pk =(0.10.15)pk压力比pk/p0越大，v越小 相对余隙容积c值越大，v越小 活塞式压缩机运行性能3压力系数p ：反映吸气压力损失对压缩机输气量 的影响。p

11、0吸气压力损失，MPa氨压缩机，p0=(0.030.05)p0氟利昂压缩机，p0=(0.050.10)p0。 活塞式压缩机运行性能3中小型开启式制冷压缩机为小型封全闭式制冷压缩机为蒸气在吸气管道中的过热度， = T1- T0， K； a冷凝温度影响系数，家用制冷压缩机a1.15，商用制冷压缩机a=1.10 b压缩机向周围空气散热时对吸气温度的影响系数，b=0.25-0.8，制冷量越大，压缩机壳外空气作自由运动时，b值取较大值。活塞式压缩机运行性能3温度系数对于单级高速多缸压缩机，转速n大于720r/min，相对 余隙容积c=3%4% 对于单级中速立式压缩机，转速n小于720r/min，相对 余

12、隙容积c=4%6% 活塞式压缩机运行性能3对于双级压缩系统中使用的高速多缸压缩 机，高压级和低压级的值可分别用下列公计算 Pm中间压力，MPa由于影响制冷压缩机容积效率的因素较多，难 以用公式精确计算，应通过制冷压缩机的实验求得。 对于开启式单级压缩机，转速大于720r/min，相对余 隙容积Vc=0.030.04，可采用经验公式：制冷压缩机的实际吸气量为：P2排气压力，MPa；p1吸气压力，MPa；n制冷剂的压缩系数 ，R717，n=1.28，R 22，n=1.18m3/s活塞式压缩机运行性能33）活塞式制冷压缩机的制冷量、耗功率及其能耗 指标 （1）制冷量：一台压缩机在不同的运行工况下，每

13、小时产生的 冷量是不相同的，若在工况A和B时的制冷量分别为Q0A 和Q0B，即有：（2）耗功率理论功率 ： 活塞式压缩机运行性能3小型氟利昂压缩机为0.650.80；家用全封闭式压缩 机为0.600.85开启式压缩机中的i的经验计算公式指示功率和指示效率压缩机的指示效率活塞式压缩机运行性能3两者之比值称为机械效率，用m表示 一部分直接用于压缩气体 称为指示功率用Pi表示另一部分用于克服曲柄连杆 机构等的摩擦阻力，称为摩 擦功率，用Pm表示轴功率由原动机（电动机）传到曲轴上的功率称为轴功率Pe活塞式压缩机运行性能3提高m可以从 以下几方面着手选用合适的气缸间隙，适当减少活塞环数选用合适的润滑油加

14、强曲轴、曲轴箱等零件刚度,降低摩擦 表面的粗糙度指示效率i与机械效率m的乘积，称为压缩机的 轴效率，用e表示。一般在0.60.7之间 活塞式压缩机运行性能3配用电机功率：v对于开启式压缩机，如用带传动，应考虑传动效率 。 v用联轴器直接传动时，则不必考虑传动效率。对于 封闭式压缩机，因电动机与压缩机共用一根轴，也不 必考虑传动效率问题。 v电动机的功率可按运行工况下压缩机的轴功率，再 考虑适当裕量（10% 15%）选配。输入功率Pin轴功率Pe指示功率Pi理论功率P0摩擦损耗Pm传动损耗压缩气体 损耗d mi 活塞式压缩机运行性能33）能耗指标单位轴功率制冷量：能效比： 活塞式压缩机运行性能3

15、 排气温度过高，将使输气系数降低和轴 功率增加；润滑油粘度降低，使轴承和气缸 、活塞环产生异常磨损，甚至会引起烧毁轴 瓦和气缸拉毛的事故。 过高的压缩机排气温度促使制冷剂和润 滑油在金属的催化下出现热分解，生成对压 缩机有害的游离碳、酸类和水分。酸类物质 会腐蚀制冷系统的各组成部分和电气绝缘材 料。水分会堵住毛细管。积炭沉聚在排气阀 上，既破坏了其密封性，又增加了流动阻力 。积碳使活塞环卡死在环槽里，失去密封作 用。剥落下来的碳渣若被带出压缩机，会堵 塞毛细管、干燥器等。 压缩机的过热甚至会导致活塞的过分膨 胀而卡死在气缸内，以及封闭式压缩机内置 电动机的烧毁。 排气温度过高也会影响压缩机的寿

16、命， 因为化学反应速度随温度的升高而加剧。一 般认为，电气绝缘材料的温度上升10，其 寿命要减少一半。这一点对全封闭式压缩机 显得特别重要。4.压缩机的排气温度 （1）排气温度过高的危害性：（2）排气温度的计算公式：压缩机的排气温度 取决于压力比、吸排气阻力损失、吸气终了温度 和多变压缩过程指数。T2压缩机的排气温度（K）； T1压缩机吸气终了温度（K）； 压力比，pk为冷凝压力，p0为蒸发压力； 0 吸、排气相对压力损失 n多变压缩过程指数，近似取制冷剂的等熵指数 设计时首先要限制压缩机单级的压力比，高压 力比应采用多级压缩中间冷却的办法来实现。在 运行中要防止冷凝压力过高，蒸发压力过低等故 障。降低吸排气阻力实际上也起到了减小