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制冷技术与应用 岳孝方 陈汝冬编著 同济大学出版社 第三章 制冷压缩机 本章主要讲述机械传动的制冷压缩机－－活塞式、螺杆式和离心式。 制冷压缩机是制冷系统四大部件中最重要的部件 基本要求： 制冷剂的基本要求 熟悉压缩机的分类、基本构造和工作过程 计算活塞式压缩机的制冷量、功率和能耗 了解压缩机的能量调节机构原理 了解回转式压缩机的结构原理 第一节 活塞式制冷压缩机的构造 活塞式压缩机分类： 汽缸形式：V型、W型、S型和Y型等 按压缩机与电机的组合形式：开启式、半封闭式和全封闭式 按压缩机的级数：单级、双级 活塞式压缩机型号： 例：8AS-12.5 6FW7B 3FY5Q 第一节 活塞式制冷压缩机的构造 制冷压缩机的结构与主要零部件： 以8FS－10型开启式制冷机为例 1.机体：铸造件，用来安装其它零部件及容纳润滑油 2.传动机构：曲轴、连杆、活塞以及连接件 3.配气机构：汽缸套、吸、排气阀组 4.供油系统：机械油泵、油分配阀、油压调节阀、油压表以及油路系统 5.卸载机构：采用油泵供油的能量卸载装置 6.轴封：托板、弹簧、橡胶圈、石墨环及外盖压板等 全封闭式压缩机的类型往复活塞式、旋转活塞式、旋转滑片式及新型的蜗旋式等。 全封闭往复式压缩机结构 1油；2机壳；3曲轴箱；4转子；5定子座；6电机盖；7壳；8轴； 9排气腔；10气缸；11阀组；12活塞环；13活塞；14轴承；15连杆 全封闭转子式压缩机结构 (a)外形 (b)工作原理 1排气管；2汽缸；3圆柱活塞；4轴；5润滑油；6吸气管；7刀片；8弹簧；9排气阀 第二节活塞式制冷压缩机的运行性能 活塞机的工作过程: 包括吸气、压缩、排气 汽缸工作容积Vg与活塞排量Vh. 二、活塞式制冷压缩机的容积效率 压缩机实际吸气量Vr小于理论吸气量Vh两者之比为容积效率η＝ Vr/ Vh 影响容积效率的因素： 1.汽缸余隙容积Vc 余隙系数：λv＝ V1/ Vg 2.吸、排气压力及阀片阻力 节流系数：λp＝ V2/ V1 3.吸入蒸汽的热膨胀 预热系数：λt＝ T0/ Tk 4.压缩机内部泄漏 气密系数：λl＝0.95－0.98 接上页 ηv＝ λvλpλtλl 容积效率经验公式： 制冷压缩机的实际吸气量： Vr＝ηv·Vh 三、活塞式制冷机的制冷量耗功率、能耗 1.制冷量： Qo=ηvVhqv= ηvVhqo/v1=Mrqo [kW] 2.耗功量： 1)理论功率：N=Mrw 2)指示功率：Ni=N/ηi 3)轴功率：Nb=Ni/ηm =N/ηiηm 4)配用电机功率：Ne=（1.10～1.15）Nb/ηd 5)电机输入功率：Nin=Nb/ηdηe 3.能效比： Ke=Qo/Nb=εηi ηm (评价开启式压缩机) EER=Qo/Nin= ε ηi ηm ηd ηe (评价封闭式压缩机) 活塞式制冷机的运行特性参数 压缩机的运行工况不同，其制冷量、耗功率和能耗都不同。 冷凝温度的影响： 当制冷剂的 蒸发温度不变， 冷凝温度上升 时，qo 将下降， w增大，EER 下降，排气温 度也增高。 蒸发温度对系统的影响 当制冷剂的冷凝 温度不变，蒸发 温度下降时，qo下 降，v1增大，w增 大，但Mr减小，故 N不能决定是增大 或减小，引起EER 降低，排气温度也 增高 。 制冷机最大功率 制冷机的标准工况与空调工况 见表3.3的工况数据。 已知压缩机的某一工况，可通过公式得出其它工况下的制冷量： 活塞式制冷机的设计使用条件 对最高冷凝温度、最大压力差、最高蒸发温度和最高排气温度做出规定。 对开启式、封闭式和半封闭式压缩机分别做出规定。 见表3.7－3.12 活塞式制冷压缩机的设计要求主要以确保安全运行为标准。 螺杆式制冷压缩机 双螺杆压缩机有阴、阳两个转子及机身等部件组成。 阴、阳转子与汽缸壁之间组成的容积为基元容积，其大小和位置随转子的旋转而变化，基元容积与吸气口相通时开始吸气，基元容积与吸气口隔开时开始压缩，至基元容积与排气口相通时开始排气。 螺杆机的压缩过程不需要吸、排气阀片，结构简单，易损件少，噪声小。 螺杆的线型与压缩机的性能有极大的关系，是人们研究的核心。 螺杆式制冷机的工作原理 理论排气量为各转子基元容积之和、 实际排气量小于理论排气量，原因：转子之间与机身之间的间隙产生气体泄漏 螺杆机无余隙容积，又不要设吸、排气阀片，其容积效率大于活塞式机组，因此，单级螺杆机的