往复式压缩机的制冷量课件.ppt

1、第三章 制冷压缩机n 压缩机的作用n 压缩机的种类第三章 制冷压缩机往复式压缩机的结构n 压缩机(8FS10)的总体结构1-汽缸套及汽阀组合件2-连杆3-曲轴4-活塞5-机体6-前轴承盖7-后轴承盖8-汽缸盖9-隔板10-吸汽腔11-排汽腔12-油泵 13-吸汽滤网14-轴封15-油过滤器 总体结构隔板作用汽体流程往复式压缩机的结构n 压缩机(8FS10)的总体结构往复式压缩机的结构n 气缸套及汽阀结构吸排汽阀工作原理汽体流程往复式压缩机的结构n 活塞与曲轴连杆机构活塞曲轴连杆机构1-活塞;2-汽环;3-油环;4-弹簧档圈;5-活塞销往复式压缩机的结构n 轴封开启式压缩机1-曲轴;2-轴封压盖

2、;3-动摩擦环;4-钢壳;5-紧箍圈；6-密封橡胶圈；7-弹簧；8-托板 往复式压缩机的结构n 润滑系统作用：减小摩擦，能量调节系统构成油过滤器油三通油泵油分配器油缸往复式压缩机的结构n 能量调节装置作用：无/小负荷下启动，调节制冷量调节方法顶杆式调节转速调节热汽旁通调节余隙调节往复式压缩机的结构n 能量调节装置顶杆式调节1-吸汽阀片;2-顶杆;3-顶杆弹簧;4-转动环;5-推杆；6-油缸；7-油活塞；8-弹簧；9-油管 往复式压缩机的种类n 按密封程度分开启式、半封闭式、全封闭式：往复式压缩机的种类n 按汽缸的布置方式分卧式、立式、V型、W型、S（扇）型往复式压缩机的种类n 按制冷剂种类分氨

3、压缩机、氟利昂压缩机、多工质压缩机、CO2压缩机、乙烯压缩机等n 压缩机型号表示方法第三章 制冷压缩机往复式压缩机的制冷量n 往复式压缩机的工作过程压缩过程：排汽过程：余隙膨胀：吸汽过程：压缩机往复式压缩机的制冷量n 往复式压缩机的理论制冷量压缩机的制冷量：)()(41141hhvVhhmQRRe活塞的行程容积：活塞排量：理论质量流量：理论制冷量：SDV2SW4SWSWVZNVZnSDV2SW2401SWthRvVmvSWethRtheqVqmQ往复式压缩机的制冷量n 往复式压缩机的容积效率实际压缩机的特点：余隙泄露吸汽被预热实际排气量 理论排汽量容积效率的定义：SWRvVVSWRVvm1往复

4、式压缩机的制冷量n 往复式压缩机的容积效率指示容积效率：定义：SW41viVVVvi的计算思路：三步计算式：)(1111122111vippppppCpppmSWcVVC 往复式压缩机的制冷量n 往复式压缩机的容积效率指示容积效率的变化规律：vi随余隙容积（Vc）的增大而减小)(1111122111vippppppCpppmSWcVVC vi随压缩比（p2/p1）的增大而减小vi随吸、排汽阀的阻力增大而减小vi随多变指数（m）的减小而减小往复式压缩机的制冷量n 往复式压缩机的容积效率吸汽预热对容积效率的影响：预热系数：RRMMpTTvv开启式往复式压缩机：740112p-tt全封闭压缩机：sh

5、ctbaTT1p往复式压缩机的制冷量n 往复式压缩机的容积效率泄露对容积效率的影响：泄露的类型：静态、动态气密性系数：实际容积效率：vivlp影响容积效率的因素：工况、结构、工质容积效率的经验计算公式：高速多缸压缩机：1)(085.0-94.0112vnpp小型全封闭压缩机容积效率往复式压缩机的制冷量n 往复式压缩机的实际制冷量实际排汽量（容积流量）：SWvRVV压缩机的制冷量：vSWveqVQe1SWveqvVQ往复式压缩机的制冷量n 思考题1.利用往复式压缩机的P-V图，推导指示容积的计算公式，并分析吸汽阻力和排汽阻力哪个对指示容积效率影响大？2.某采用往复式压缩机的空调器，原来使用R22

6、作为工质，现考虑环保要求，须改成R134a。假设该空调器在工质更换前后运行工况相同，试分析制冷量有何变化？第三章 制冷压缩机往复式压缩机的功率n 往复式压缩机的轴功率定义：作用：SW对制冷剂做功：克服摩擦：驱动油泵：iWfW轴功率：往复式压缩机的功率n 往复式压缩机的轴功率指示功率的计算：hlgp p2a2p121b理论绝热功率：sRad)(12hhmWsSW)(121hhvVv指示效率：iadiWW-1 6.0-13.012i）（pp指示功率：iadiWW压缩机轴功率：miadSWW1misSWvvhhV）（12配用电动机的功率：dS15.110.1WW）（往复式压缩机的功率n 往复式压缩机

7、的性能指标单位轴功率制冷量：制冷机的性能系数（COP）：SeWQCOPsmi）（12hhqethmi压缩机的能效比（EER）：定义式：ineWQEERmoSinWW配用电机输入功率：能效比：thmomiEER压缩机的电能效率（总效率）：名义制冷量电能效率5kWe=0.480.90.63kWe=0.450.470.2kWe=0.280.3往复式压缩机的功率n 往复式压缩机的工况与特性名义工况：工况换算（活塞排量不变）：sea1sesvs1aeavaeQvqvqQaes1aeava1sesvseQvqvqQ往复式压缩机的运行特性：第三章 制冷压缩机螺杆式压缩机的构造n 螺杆式压缩机的构造汽缸：转子

8、：阴、阳转子工作腔：吸、排汽口：滑阀：螺杆式压缩机的构造n 螺杆式压缩机的构造1-机壳，2-螺杆，3-吸汽口，4-轴承，5-电机，6-星轮，7-高效油分离器，8-排汽口 螺杆机企业：1）大冷、武冷、烟冷 2）复盛、汉中 3）约克螺杆式压缩机的构造n 螺杆式压缩机的分类按螺杆数量分：双螺杆、单螺杆按密封程度分：开启式、半封闭式和全封闭式螺杆式压缩机的工作过程n 工作过程理想压缩过程螺杆式压缩机的工作过程n 工作过程理想压缩过程实际压缩过程过压缩欠压缩螺杆式压缩机的工作过程n 螺杆转动时喷射压力油的作用冷却：吸收压缩热，降低排汽温度密封：形成油膜，减小齿间泄露润滑：减小摩擦，降噪螺杆式压缩机的工作

9、过程n 螺杆式压缩机与往复式压缩机的性能比较序号比较项活塞机螺杆机1汽阀有吸排气阀无2工作过程活塞往复运动，余隙膨胀，四个过程分明齿合、转动，无余隙膨胀，三个过程同时存在3容积效率小大4压缩比小于8较大5湿压缩对湿压缩敏感不敏感6平衡性往复运动、平衡性差好7噪声小大第三章 制冷压缩机螺杆式压缩机的制冷量与功率n 制冷量计算公式：vSCveqVQ理论排汽量60/1LnDCCV2SSSC影响容积效率的因素：泄露：内泄露、外泄露吸汽节流：吸汽被预热：容积效率：螺杆式压缩机的制冷量与功率n 功率轴功率：能量损失内外压力比（内容积比）不相等而产生的能量损失汽体高速流动产生的能量损失内泄露产生的能量损失喷

10、油扰动损失预热损失螺杆式压缩机的制冷量与功率n 功率指示功率：iadiWWsiSC)(121hhvVv指示功率效率绝热功率机械效率m：功率：miSWW1misSCvvhhV）（12miadW绝热效率：低压缩比、大排汽量ad=0.820.85低压缩比、大排汽量ad=0.720.82第三章 制冷压缩机螺杆式压缩机的能量调节n 能量调节的方法滑阀调节柱塞阀调节内容积比调节转速调节吸汽节流调节螺杆式压缩机的能量调节n 滑阀调节排汽量10100%，制冷量50100%滑阀固定端吸汽VAVPDBACVAVPDBACVABA滑阀固定端吸汽VA回吸汽腔调节原理：调节范围：螺杆式压缩机的能量调节n 滑阀调节调节机

11、构：开利23XL螺杆机双电磁阀加载和卸载调节机构：螺杆式压缩机的能量调节n 滑阀调节调节机构：四级流量调节机构：四级：25%、50%、75%和100%螺杆式压缩机的能量调节n 滑阀调节调节机构：无级流量调节机构：无级调节：25100%螺杆式压缩机的能量调节n 滑阀调节排汽量：10100%制冷量：50100%实际调节范围：第三章 制冷压缩机滚动转子式压缩机n 压缩机结构滚动转子式压缩机n 压缩机结构1-排汽阀，2-排汽口，3-弹簧，4-滑片，5-吸汽口，6-偏心轴，7-转子 滚动转子式压缩机n 工作过程滚动转子式压缩机n 种类卧式全封闭立式全封闭滚动转子式压缩机n 特点结构简单；体积小、质量轻，

12、与往复式压缩机比较，体积和重量减少40%50%；易损件少，运转可靠；效率高，适于3kW以下场合使用。第三章 制冷压缩机涡旋式压缩机n 压缩机结构1-定涡盘2-偏心盘3-壳体4-偏心轴5-电动机6-吸汽口7-排汽口8-润滑油道9-排汽腔 涡旋式压缩机n 压缩机结构涡旋式压缩机滚动转子式压缩机涡旋式压缩机n 工作过程涡旋式压缩机n 种类立式涡旋式压缩机卧式涡旋式压缩机涡旋式压缩机n 特点（与往复式和转子式相比）效率高。吸汽过热小、泄漏少、无余隙膨胀，容积效率达95%；摩擦损失小，流阻损失小。效率比往复式高10%。力矩变化小，振动小，噪声低。结构简单，体积小，质量轻，可靠性高第三章 制冷压缩机离心式

13、压缩机的结构与特点n 压缩机结构1-叶轮2-扩压器3-涡壳4-电动机5-增速齿轮6-进口导叶7-导叶电机8-电加热器9-油箱 半封闭离心式压缩机 总体结构：离心式压缩机的结构与特点n 压缩机结构进口导叶调节机构：叶轮：离心式压缩机的结构与特点n 压缩机结构扩压器：蜗壳：离心式压缩机的结构与特点n 压缩机结构增速齿轮：润滑油系统：离心式压缩机的结构与特点n 分类开启式、半封闭式和全封闭式：单级压缩和多级压缩：离心式压缩机的结构与特点n 分类磁悬浮、无油、全封闭压缩机：转速控制 双级直驱离心式叶轮入口导叶永磁马达马达控制器第三章 制冷压缩机离心式压缩机的轴功率n 压缩过程的能量损失外损失（在级外）

14、：消耗在联轴器、增速齿轮、轴承、轴封等部位的摩擦损失；向环境的散热损失；外损失不影响压缩功，但影响轴功率。离心式压缩机的轴功率n 压缩过程的能量损失内损失（在级内）：流动损失：汽体在叶轮通道和扩压器通道中流动所产生的摩擦损失；汽体因扩压和冲击引起的分离损失，叶轮内部二次流损失等；轮阻损失：汽体与高速旋转的叶轮外侧壁和固定壁之间的摩擦损失；泄露损失：汽体从叶轮高压侧泄露到低压侧而产生的损失。离心式压缩机的轴功率n 压缩过程的能量损失在级外：在级内：离心式压缩机的轴功率n 轴功率作用：相对很小，可以不计离心式压缩机的轴功率离心式压缩机的轴功率作用：离心式压缩机的轴功率 在多变压缩过程中，真正用于压

15、缩蒸气所消耗的内功率占总内功率的百分比，即：离心式压缩机的轴功率 绝热压缩功率：假设：压缩过程为绝热过程于是：离心式压缩机的轴功率n 轴功率的计算公式1：最后：公式2：第三章 制冷压缩机离心式压缩机的最佳叶片形式与圆周速度n 速度三角形、流量系数和功系数 前弯叶片和径向叶片的功率将随着流量的增加而增大，有超负荷的特性；后向叶片的功率随流量的增大而减小。离心式压缩机的最佳叶片形式与圆周速度n 叶轮外缘最大圆周速度 容积式压缩机工作工况范围宽；离心机工作工况范围窄；容积式压缩机对制冷剂的适应性大；离心机只适应于一种制冷剂。离心机与容积式压缩机的性能比较离心机获得更大的能量头的方法 增加叶轮的级数；

16、提高叶轮外缘的圆周速度：提高转速 增加叶轮直径。离心式压缩机的最佳叶片形式与圆周速度n 叶轮外缘最大圆周速度影响叶轮外圆周速度的因素叶轮入口声速叶轮出口圆周速度第三章 制冷压缩机离心式压缩机的特性与调节n 离心式压缩机的特性叶轮的理论能量头)1(2221222uAvvVuhRctgth 曲线1：理论能量头流量；曲线2：扣除摩擦损失后的能量头流量；曲线3：扣除分离损失后的能量头即实际能量头流量；曲线4：效率流量；曲线5：压比流量。离心式压缩机的特性与调节n 离心式压缩机的特性三个特殊工况点 设计工况点D：摩擦损失和分离损失最小，效率最高；最大流量点M：超过该点流量时，入口可能达到声速，出现滞止工

17、况，效率急剧下降；喘振点S：流量小于该点流量时，出现喘振工况，应避免！稳定工作范围：SM之间。离心式压缩机的特性与调节n 离心式压缩机的特性滞止工况 当流量超过M点流量时，叶轮入口可能达到声速，这时流动损失和撞击损失将急剧增加，导致大量涡流阻塞叶轮入口，使流量无法进一步增大，进而导致效率急剧下降。离心式压缩机的特性与调节n 离心式压缩机的特性喘振工况 当流量小于喘振点流量时，叶轮内部汽体在轴向涡流的影响下发生脱离，导致排汽压力降低，排汽管内汽体将倒流到叶轮中，使叶轮内流量增大、排汽压力升高，继续排汽；此后，又由于流量较小，再次出现周期性汽体倒流的现象，如此往复。离心式压缩机的特性与调节n 离心

18、机的制冷量随工况的变化特性蒸发温度对制冷量的影响离心式压缩机的特性与调节n 离心机的制冷量随工况的变化特性冷凝温度对制冷量的影响离心式压缩机的特性与调节n 离心机的制冷量随工况的变化特性压缩机转速对制冷量的影响离心式压缩机的特性与调节n 离心式压缩机的制冷量调节方法吸汽节流调节 方法：调节吸汽管节流阀开度；应用：不需要太大的节流；特点：调节简单，损失大；变转速调节 方法：转速80100%制冷量50100%；特点：经济性好；对效率影响不大；喘振点将随着转速的降低而左移，稳定工况范围扩大；冷凝压缩将随转速而降低。离心式压缩机的特性与调节n 离心式压缩机的制冷量调节方法进口导流叶片调节方法 特点：经济性好于吸汽节流好、劣于变转速；导叶角度变化导致汽体入口角度变化，产生撞击损失，效率下降；被大多数离心机采用。离心式压缩机的特性与调节n 离心式压缩机的制冷量调节方法变冷却水流量调节 原理：冷却水流量改变冷凝压力改变 特点：水量减少时，压缩机性能曲线变陡，压缩机出口压力升高，工作点左移，轴功率增加。该方法不经济。离心式压缩机的特性与调节n 离心式压缩机的制冷量调节方法防喘振调节 方法：热汽旁通，即从压缩机出口引一部分汽体，不经过冷凝器，而经节流后直接旁通到压缩机吸汽口，这样吸汽量不变，但经过蒸发器的制冷剂流量减小了，制冷量也降低了。特点：能耗大，不作为制冷量调节方法，只用作防喘振调节。