單元14蒸氣壓縮式制冷壓縮機目錄活塞式制冷壓縮機的分類及構造1活塞式制冷壓縮機的工作原理及特性2離心式制冷壓縮機的工作原理及特性4螺桿式制冷壓縮機的工作原理及特性33渦旋式制冷壓縮機的工作原理35空調用制冷方式有蒸氣壓縮式、吸收式以及蒸汽噴射式。其中蒸氣壓縮式制冷是最常用的方式之一，此制冷循環是利用壓縮機等設備，以消耗機械能作為補償，借助制冷劑的狀態變化達到制冷的目的。而制冷壓縮機是蒸氣壓縮式制冷系統的心臟，是保證制冷系統循環運作的關鍵部件。它的作用是抽取蒸發器中產生的低溫低壓氣體制冷劑，將其壓縮成為高溫高壓的氣體制冷劑，并排至冷凝器冷卻。目前生產和使用的制冷壓縮機種類和形式很多，根據工作原理可分為容積型和速度型兩大類（圖14.1）。容積型壓縮機靠縮小氣體的可變體積來提高壓力，根據其運動形式，又可分為往復式和回轉式。前者依靠活塞在氣缸內作往復運動來改變氣缸的工作容積而壓縮氣體，如活塞式；后者依靠轉體在氣缸內作回轉運動來改變氣缸的工作容積而壓縮氣體，如螺桿式、渦旋式、滾動轉子式和滑片式。速度型壓縮機靠葉片對氣體做功，使氣體速度得到提高，再將動能轉化為壓能，從而提高氣體的壓力。屬于這一類型的壓縮機有離心式和軸流式。目前各種制冷系統較常用的壓縮機類型有活塞式、螺桿式、離心式和渦旋式。圖14.1制冷壓縮機的分類14.1活塞式制冷壓縮機的分類及構造1．按制冷劑蒸氣在氣缸中的運動分類按制冷劑蒸氣在氣缸中的運動可分為直流式和逆流式（圖14.2）。所謂直流式是指蒸氣的運動從吸氣到排氣都沿同一個方向進行；而逆流式在吸氣與排氣時蒸氣的運動方向是相反的。直流式與逆流式相比，由于蒸氣在氣缸中溫度及比熱容的變化較少，性能較好。但此類壓縮機的進氣閥需裝在活塞上，相對增加了活塞的長度和重量，功耗較多、檢修麻煩，所以目前生產的壓縮機大都采用逆流式。14.1.1活塞式制冷壓縮機的分類2．按壓縮機的氣缸布置方式分類按壓縮機的氣缸布置方式可分為臥式、立式和角度式（圖14.3）。臥式壓縮機的氣缸呈水平布置（氣缸軸線水平方向），管道布置和機器拆裝與維修比較方便，屬大型低速壓縮機，轉速大多在200～300r/min。此種壓縮機占地面積大，耗材多。立式壓縮機的氣缸為垂直布置（氣缸軸線垂直方向），轉速不大于750r/min。此種壓縮機占地面積小，氣缸與活塞間的磨損較小且均勻，受力情況較好，拆裝和維修比較方便，一般為中小型壓縮機。14.1活塞式制冷壓縮機的分類及構造角度式壓縮機的壓縮氣缸多且小，各缸的氣缸軸線在垂直于曲軸軸線的平面內呈一定的夾角，其排列形式有V形、W形、S形（扇形）等，其速度一般為960～1440r／min，氣缸數目多為2、4、6、8四種，字母表示氣缸的排列形式。此類壓縮機具有結構緊湊、質量輕、運轉平穩、便于拆裝和維修等特點，常用于中小型空調制冷系統。14.1活塞式制冷壓縮機的分類及構造3．按壓縮機的密封方式分類按壓縮機的密封方式分為開啟式、半封閉式、全封閉式壓縮機，見圖14.4。（1）開啟式壓縮機開啟式壓縮機的驅動電機和壓縮機分別為兩個設備。壓縮機的動力輸入軸伸出機體外，通過聯軸器或皮帶輪與電動機聯結，在伸出處為了防止軸和機體間的泄漏而用軸封裝置密封。目前，氨壓縮機和容量較大的氟利昂壓縮機都采用這種結構形式。我國開啟式活塞制冷壓縮機氣缸直徑主要有50mm、70mm、100mm、125mm、170mm五個系列。14.1活塞式制冷壓縮機的分類及構造（2）半封閉式壓壓縮機半封閉式壓縮縮機的驅動電電機與壓縮機機的曲軸箱封封閉在同一個個空間內，壓壓縮機曲軸和和驅動電機的的主軸共用一一根主軸，機機殼為可拆式式，其上開有有各種工作孔孔，用蓋板密密封。由于電電動機在氣態態制冷劑中運運行，因此電電動機所用的的材料須與制制冷劑和潤滑滑油相容共處處。此類壓縮縮機不適于有有爆炸危險的的制冷劑，所所以只應用于于氟利昂系統統中。我國半封閉式式活塞制冷壓壓縮機氣缸直直徑主要有50mm、70mm、100mm三個系列。14.1活塞式制冷壓壓縮機的分類類及構造（3）全封閉式壓壓縮機全封閉式壓縮縮機的驅動電電機與壓縮機機一起密封在在一個不能拆拆開的耐壓金金屬封閉外殼殼內，壓縮機機曲軸和驅動動電機的主軸軸共用一根主主軸，封閉外外殼只有吸氣氣管（粗徑管管）、排氣管管（細徑管））及電動機電電源的三個接接線柱。這種種壓縮機結構構緊湊，密封封性好，使用用方便，振動動小、噪音小小，但是平時時不能拆卸。。目前廣泛應應用在小型自自動化制冷和和空調裝置中中。我國全封閉式式活塞制冷壓壓縮機氣缸直直徑主要有40mm、50mm兩種基本系列列。14.1活塞式制冷壓壓縮機的分類類及構造4．按壓縮機機氣缸級數分分類按壓縮機氣缸缸級數可分為為單級壓縮機機和雙級壓縮縮機。單級壓壓縮是指壓縮縮過程中制冷冷劑蒸氣由低低壓至高壓只只經過一次壓壓縮；而雙級級壓縮是指壓壓縮過程中制制冷劑蒸氣由由低壓至高壓壓要連續經過過兩次壓縮。。如果由一臺壓壓縮機實現兩兩級壓縮，則則稱為單機雙雙級壓縮；如如果兩臺壓縮縮機實現雙級級壓縮，則稱稱為雙機雙級級壓縮。14.1活塞式制冷壓壓縮機的分類類及構造5．按壓縮縮機內制冷冷劑的不同同分類按壓縮機內內制冷劑的的不同分為為氟利昂活活塞式壓縮縮機和氨活活塞式壓縮縮機。14.1活塞式制冷冷壓縮機的的分類及構構造6．按壓縮縮機的作用用類型分類類按壓縮機的的作用類型型可分為單單作用壓縮縮機和雙作作用壓縮機機（圖14.5）。單作用壓壓縮機是指指制冷劑氣氣體只在活活塞的一側側被壓縮，，活塞往返返一個行程程，吸氣排排氣各一次次。雙作用用壓縮機是是指制冷劑劑氣體輪流流在活塞兩兩側的氣缸缸內被壓縮縮，活塞往往返一個行行程，吸、、排氣各兩兩次。所以以相同的氣氣缸，雙作作用壓縮機機的吸氣量量較單作用用的大。但但由于雙作作用壓縮機機的結構較較復雜，目目前大都采采用單作用用式。14.1活塞式制冷冷壓縮機的的分類及構構造7．按壓縮縮機的制冷冷量分類國家標準GB/T10871—1989中，根據壓壓縮機制冷冷量不同分分為小型和和中型兩種種。配用電電動機功率率不小于0.37kW，氣缸直徑徑小于70mm的壓縮機為為小型；氣氣缸直徑為為70～170mm的壓縮機為為中型。小型、中型型活塞式單單級制冷壓壓縮機的基基本參數見見表14.1和表14.2（見P194）。14.1活塞式制冷冷壓縮機的的分類及構構造14.1活塞式制冷冷壓縮機的的分類及構構造圖14.2制冷劑蒸氣氣在氣缸內內的運動(a)直流式；(b)逆流式14.1活塞式制冷冷壓縮機的的分類及構構造圖14.3活塞式壓縮縮機(a)立式；(b)V形；(c)W形14.1活塞式制冷冷壓縮機的的分類及構構造圖14.4壓縮機的密密封類型(a)開啟式；(b)半封閉式；；(c)全封閉式14.1活塞式制冷冷壓縮機的的分類及構構造圖14.5壓縮機的作作用方式(a)單作用；(b)雙作用每臺活塞式式壓縮機的的基本形式式都用一定定的符號表表示，這些些符號亦稱稱為型號。。目前最常常用的型號號是按照壓壓縮機行業業國家標準準編制的。。單級產品品型號主要要由氣缸數數目、所用用制冷劑的的種類、氣氣缸布置形形式與氣缸缸直徑四項項內容組成成。原機械工業業部標準中中活塞式壓壓縮機型號號的標注方方法如下：：14.1活塞式制冷冷壓縮機的的分類及構構造14.1.2活塞式壓縮機的型號編制1．開啟式式活塞制冷冷壓縮機單級產品的的型號：14.1活塞式制冷冷壓縮機的的分類及構構造例如：4AV12.5A，表示壓縮縮機為4缸，采用氨氨制冷劑，，氣缸排列列方式為V形，氣缸直直徑為12.5cm，直接傳動動。高速多多缸型機器器都是直接接傳動，所所以傳動方方式的標注注一般省略略。例如：：6AW12.5，表示壓縮縮機為6缸，采用氨氨制冷劑，，氣缸布置置形式為W形，氣缸直直徑為12.5cm，直接傳動動。單機雙級產產品的型號號在前面加加“S”，并去掉氣氣缸排列方方式。例如如：S8A12.5，表示壓縮縮機為雙級級8缸，采用氨氨制冷劑，，氣缸直徑徑為12.5cm。14.1活塞式制冷冷壓縮機的的分類及構構造2．半封閉閉式制冷壓壓縮機半封閉式制制冷壓縮機機的型號標標注方法與與開啟式的的基本相同同，只是第第五個單元元用字母““B”表示半封閉閉式。例如：8FS7B，表示壓縮縮機為8缸，采用氟氟利昂制冷冷劑，氣缸缸布置為扇扇形，氣缸缸直徑為7cm，半封閉式式。14.1活塞式制冷冷壓縮機的的分類及構構造3．全封閉閉式制冷壓壓縮機例如：3FY5Q，表示壓縮縮機為3缸，采用氟氟利昂制冷冷劑，氣缸缸布置為Y形，氣缸直直徑為5cm，全封閉式式，高溫用用。14.1活塞式制冷冷壓縮機的的分類及構構造1．活塞式式壓縮機的的基本結構構各種活塞式式制冷壓縮縮機的制冷冷量、外形形、制冷劑劑以及用途途各不相同同，但基本本結構和組組成的主要要零部件大大體相似，，即包括機機體、傳動動機構、吸吸排氣組件件、軸封裝裝置、潤滑滑油系統、、能量調節節系統（卸卸載裝置））。14.1活塞式制冷冷壓縮機的的分類及構構造14.1.3活塞式制冷壓縮機的構造（1）機體壓縮機的機機體是支撐撐氣缸套、、曲軸連桿桿機構及其其他所有零零部件的全全部重量并并保證各零零部件之間間具有正確確的相對位位置的本體體（圖14.6）。它包括氣氣缸體和曲曲軸箱兩個個部分。安安裝氣缸套套的部位稱稱為氣缸體體，安裝曲曲軸的部位位稱曲軸箱箱，一般采采用高強度度灰鑄鐵（（HT20－40）鑄成一個個整體。氣氣缸采用氣氣缸套結構構，安裝在在氣缸體上上的缸套坐坐孔中，當當氣缸套磨磨損時便于于維修或更更換。14.1活塞式制冷冷壓縮機的的分類及構構造（2）傳動裝置置傳動裝置可可傳遞動作作，實現對對氣體做功功，包括曲曲軸、連桿桿組件、活活塞組件等等。①曲軸曲軸是活塞塞式制冷壓壓縮機的主主要部件之之一，傳遞遞著壓縮機機的全部功功率。其主主要作用是是將電動機機的旋轉運運動通過連連桿改變為為活塞的往往復直線運運動。曲軸軸在運動時時承受拉、、壓、剪切切、彎曲和和扭轉的交交變復合負負載，工作作條件惡劣劣，要求具具有足夠的的強度和剛剛度以及主主軸頸與曲曲軸銷的耐耐磨性。故故曲軸一般般采用40、45或50號優質碳素素鋼鍛造，，但現在已已廣泛采用用球墨鑄鐵鐵（如QT50-1.5與QT60-2等）鑄造。。14.1活塞式制冷冷壓縮機的的分類及構構造②連桿組件連桿組件是是曲軸與活活塞間的連連接件，它它將曲軸的的回轉運動動轉化為活活塞的往復復運動，并并把動力傳傳遞給活塞塞對氣體做做功。連桿桿組件包括括連桿體、、連桿小頭頭襯套、連連桿大頭軸軸瓦和連桿桿螺栓（圖14.7）。連桿與曲軸軸相連的一一端稱連桿桿大頭，做做旋轉運動動。通過活活塞銷與活活塞相連的的部分稱為為連桿小頭頭襯套，做做往復運動動。大頭與與小頭之間間稱為連桿桿體，做往往復與擺動動的復合運運動。連桿桿螺栓用于于連接剖分分式連桿大大頭與大頭頭蓋。14.1活塞式制冷冷壓縮機的的分類及構構造連桿體在工工作時承受受拉、壓交交變載荷，，故一般用用優質中碳碳鋼鍛造或或用球墨鑄鑄鐵（如QT40-10）鑄造，桿桿身多采用用工字形截截面，且中中間鉆一長長孔作為油油道，以便便使潤滑油油能從大頭頭通過油孔孔送到小頭頭，潤滑小小頭軸承。。14.1活塞式制冷冷壓縮機的的分類及構構造③活塞組件活塞組件是是活塞、活活塞銷及活活塞環的總總稱（圖14.8）?；钊M件件在連桿帶帶動下，在在氣缸內做做往復直線線運動，從從而與氣缸缸等組成一一個可變的的工作容積積，以實現現吸氣、壓壓縮、排氣氣等過程。。活塞可分為為筒形和盤盤形兩大類類。我國系系列制冷壓壓縮機的活活塞均采用用筒形結構構，它由頂頂部、環部部和裙部三三部分組成成?；钊旐敳拷M成封封閉氣缸的的工作面。?；钊h部部的外圓上上開有安裝裝活塞環的的環槽，環環槽的深度度略大于活活塞環的徑徑向厚度，，使活塞環環有一定的的活動余地地?；钊谷共吭跉飧赘字衅饘蛳蜃饔貌⒊谐惺軅葔毫α?。14.1活塞式制冷冷壓縮機的的分類及構構造活塞銷是用用來連接活活塞和連桿桿小頭的零零件，在工工作時承受受復雜的交交變載荷。?；钊N的的損壞將會會造成嚴重重的事故，，故要求其其有足夠的的強度、耐耐磨性和抗抗疲勞、抗抗沖擊的性性能?；钊h包括括氣環和油油環。氣環環的主要作作用是使活活塞和氣缸缸壁之間形形成密封的的工作容積積，防止被被壓縮蒸氣氣從活塞和和氣缸壁之之間的間隙隙中泄漏。。油環的作作用是布油油和刮去氣氣缸壁上多多余的潤滑滑油。14.1活塞式制冷冷壓縮機的的分類及構構造（3）吸排氣組組件吸排氣組件件也稱為氣氣閥組，主主要由閥座座、閥片、、彈簧和閥閥蓋組成，，是保證壓壓縮機實現現吸氣、壓壓縮、排氣氣、膨脹四四個過程的的部件。氣閥包括吸吸氣閥和排排氣閥，它它的啟閉是是依靠閥片片兩側的壓壓力差來實實現的?；罨钊可舷孪峦鶑瓦\動動一次，吸吸氣閥、排排氣閥各啟啟閉一次，，從而控制制壓縮機完完成從吸氣氣到壓縮的的整個工作作過程。14.1活塞式制冷壓縮縮機的分類及構構造氣閥的結構多樣樣，最常見的是是環片閥和簧片片閥。其中環片片閥的應用比較較廣，我國缸徑徑70mm以上的中小型活活塞式制冷壓縮縮機系列均采用用此類型?；善y又稱舌簧閥閥或簧狀閥，閥閥片一端固定在在閥座上，另一一端可以上下運運動，以達到啟啟閉的目的。閥閥片由厚度為0.1～0.3mm的彈性薄鋼片組組成，質量輕、、啟閉迅速，適適用于小型高轉轉速壓縮機。14.1活塞式制冷壓縮縮機的分類及構構造（4）軸封裝置軸封裝置的作用用在于防止制冷冷劑蒸氣沿曲軸軸伸出端向外泄泄漏，或者是當當曲軸箱內壓力力低于大氣壓時時，防止外界空空氣滲入。因此此，軸封應具有有良好的密封性性和安全可靠性性，且結構簡單單、裝拆方便，，并具有一定的的使用壽命。14.1活塞式制冷壓縮縮機的分類及構構造軸封裝置有機械式和填料式式兩種。目前國產產系列活塞式制制冷壓縮機大都都采用機械摩擦擦環式軸封，此此軸封由活動環環(摩擦環)、固定環、彈簧簧及彈簧座、壓壓圈和兩個“O”形耐油橡膠圈所所組成。活動環環槽內嵌一橡膠膠密封圈并與活活動環一同套裝裝在軸上，在彈彈簧力和壓圈的的作用下，活動動環與橡膠圈一一同被壓緊在軸軸上且使活動環環緊貼在固定環環上。工作時彈彈簧座與彈簧、、軸上橡膠密封封圈及活動環隨隨同曲軸一起轉轉動，固定環及及其上的橡膠圈圈則固定不動，，固定環上的耐耐油橡膠密封圈圈起防止軸封室室內潤滑油外泄泄的作用。14.1活塞式制冷壓縮縮機的分類及構構造（5）潤滑油系統潤滑油系統是向向整個機組提供供潤滑油的輸油油系統，包括油油泵、油過濾器器、油冷卻器和和油壓調節閥等等部件。一些用用于低溫環境的的氟利昂制冷壓壓縮機，曲軸箱箱內還設有電加加熱器，啟動時時加熱箱中的潤潤滑油，以減少少氟利昂在油中中的溶解量，防防止壓縮機啟動動潤滑不良。14.1活塞式制冷壓縮縮機的分類及構構造潤滑油對壓縮機機運轉起著十分分重要的作用。。活塞式壓縮機機的軸與軸承、、活塞與氣缸壁壁等運動部件的的接觸面，以及及軸封處均須用用潤滑油潤滑，，以減少機器運運動部件的摩擦擦和磨損，延長長設備使用壽命命。同時可帶走走摩擦熱量及氣氣體在壓縮過程程中所產生的部部分熱量，使運運轉機械保持較較低的溫度，保保證制冷機的制制冷效率。潤滑滑油還有一定的的黏度，在間隙隙的地方形成一一層油膜，有利利于軸封及氣缸缸和活塞間的密密封，防止制冷冷劑泄漏。此外外，帶有能量調調節裝置（卸載載裝置）的壓縮縮機，可利用冷冷凍機油的油壓壓作為能量調節節動力，以控制制卸載裝置的工工作。14.1活塞式制冷壓縮縮機的分類及構構造（6）能量調節系統統在制冷系統中，，制冷量需要隨隨冷負荷的變化化而調整，因此此壓縮機要進行行能量調整。用用來實現能量調調整的系統稱為為卸載裝置，由由卸載油缸、油油活塞、推桿和和頂桿、轉環等等零件組成，可可實現壓縮機的的空載啟動或在在較小負荷狀態態下啟動，以及及調節壓縮機制制冷量的作用。。14.1活塞式制冷壓縮縮機的分類及構構造14.1活塞式制冷壓縮縮機的分類及構構造圖14.6八缸壓縮機機體體14.1活塞式制冷壓縮縮機的分類及構構造圖14.7連桿組件圖14.1活塞式制冷壓縮縮機的分類及構構造圖14.8活塞組件1．開啟式活塞制制冷壓縮機開啟式活塞制冷冷壓縮機（8AS12.5）沒有密封機殼殼（圖14.9），電動機和壓縮機機均暴露在空氣氣中，壓縮機的的曲軸通過軸封封裝置伸出機體體外面，通過聯聯軸器或皮帶與與電動機連接。。開啟式活塞制冷冷壓縮機習慣上上也稱為高速多多缸型制冷壓縮縮機。一般采用用單作用逆流式式，單曲拐或雙雙曲拐，每個曲曲拐帶動1～5組連桿－活塞組組件，氣缸呈立立式、V形、W形或扇形。14.1活塞式制冷壓縮縮機的分類及構構造14.1.4活塞式制冷壓縮機的整體構造2．半封閉式活活塞制冷壓縮機機半封閉式活塞制制冷壓縮機（6FW5B）的機體和電動動機外殼連成一一體（圖14.10），電動機轉子直接接裝在曲軸的懸懸臂部位，不需需要軸封，也不不需要聯軸器。。因此結構比開開啟式緊湊，密密封性能好。機機器所配用的潤潤滑油泵需要正正反均可正常供供油。這類制冷冷壓縮機只適合合于氟利昂制冷冷系統中。半封閉式活塞制制冷壓縮機習慣慣上也稱為高速速多缸型制冷壓壓縮機。與開啟啟式一樣，一般般采用單作用逆逆流式，單曲拐拐或雙曲拐，每每個曲拐帶動1～5組連桿活塞組組件，氣缸呈立立式、V形、W形或扇形。14.1活塞式制冷壓縮縮機的分類及構構造3．全封閉式活活塞制冷壓縮機機全封閉式活塞壓壓縮機將組裝在在一起的壓縮機機和電動機用消消振彈簧支撐或或懸掛在一個封封閉的殼體內，，典型機器（3FY4Q）的總體結構見圖14.11。它的主軸垂直直設置，由曲軸軸、偏心軸或滑滑管機構傳動，，活塞水平設置置，主軸下端帶帶有離心油泵，，利用離心力將將潤滑油通過軸軸上的小孔輸送送到各潤滑部件件進行潤滑。氣氣缸呈并列或角角度式（V、Y、W）布置。這類壓縮機的密密封性能最好，，結構緊湊，適適合以氟利昂為為制冷劑的小型型制冷系統，廣廣泛應用于電冰冰箱、低溫設備備、空調機及其其他小型自動化化制冷裝置上。。14.1活塞式制制冷壓縮縮機的分分類及構構造14.1活塞式制制冷壓縮縮機的分分類及構構造圖14.9開啟式制制冷壓縮縮機（8AS12.5）總體結結構14.1活塞式制制冷壓縮縮機的分分類及構構造圖14.10半封閉式式制冷壓壓縮機（（6FW5B）總體結結構14.1活塞式制制冷壓縮縮機的分分類及構構造圖14.11全封閉式式制冷壓壓縮機（（3FY4Q）總體結結構14.2活塞式制制冷壓縮縮機的工工作原及及特性（1）壓縮機機的轉速速壓縮機曲曲軸單位位時間內內的轉數數即轉速速，用n表示，單單位為r/min（轉／分分）。（2）活塞的的上止點點活塞在氣氣缸內沿沿中心軸軸線做往往復運動動，運動動軌跡離離曲軸中中心最遠遠點位置置即活塞塞運動的的上止點點，也稱稱為外止止點。（3）活塞的的下止點點活塞在氣氣缸內沿沿中心軸軸線做往往復運動動，運動動軌跡離離曲軸中中心最近近點位置置即活塞塞運動的的下止點點，也稱稱為內止止點。14.2.1活塞式壓縮機常用術語（4）活塞行行程活塞在氣氣缸中由由上止點點至下止止點之間間移動的的距離稱稱為活塞塞行程，，通常用用S表示。它等于曲軸軸回轉半徑R的2倍，即S＝2R。（5）氣缸的工作容積積理想工作情況下，，曲軸每旋轉一圈圈，壓縮機一個氣氣缸所吸入的低壓壓氣體體積稱為氣氣缸的工作容積，，用Vg(m3)表示。Vg=π/4D2S(14.1)14.2活塞式制冷壓縮機機的工作原及特性性（6）壓縮機的理論排排氣量理想工作情況下，，如果壓縮機有Z個氣缸，轉速為n（r/min），每個氣缸的工工作容積為Vg，壓縮機吸入的氣氣體體積為壓縮機機的理論排氣量，，也稱為活塞排氣氣量，用Vh（m3/h）表示。Vh=VgnZ/60=π/240D2SnZ(14.2)理論排氣量只與壓壓縮機的轉速和氣氣缸的結構尺寸、、數目有關，與運運行工況和制冷劑劑性質無關。14.2活塞式制冷壓縮機機的工作原及特性性（7）氣缸的余隙容積積活塞式壓縮機在排排氣終了時，由于于活塞不可能與氣氣缸端部的壁面相相貼合等原因，氣氣缸內殘存一小部部分高壓氣體，這這部分高壓氣體在在該狀態下所占據據的氣缸容積叫做做壓縮機的余隙容容積，用Vc表示。14.2活塞式制冷壓縮機機的工作原及特性性活塞式壓縮機的工工作是靠氣缸、氣氣閥和在氣缸中做做往復運動的活塞塞所構成的工作容容積不斷變化來完完成。實際工作過過程較復雜，為了了便于分析，假定定壓縮機在沒有余余隙容積和任何能能量損失的狀態下下運行，以此作為為壓縮機的理想工工作過程?；钊綁嚎s機的理理想工作過程包括括吸氣、壓縮、排排氣三個過程，圖14.12為制冷工質壓力隨容容積的變化示意圖圖（P-V）。14.2活塞式制冷壓縮機機的工作原及特性性14.2.2活塞式壓縮機理想工作過程吸氣過程：P-V圖上的4—1過程?；钊缮现裹c點運動，氣氣缸容積增增大，氣體體壓力降低低，當氣體體壓力低于于吸氣管路路中的壓力力P1時，氣閥在在壓力差作作用下打開開，氣缸內內外壓力瞬瞬間達到平平衡。制冷冷劑蒸氣在在定壓（P1）下被吸入入氣缸，直直到活塞行行至下止點點位置時停停止。壓縮過程：：P-V圖上1—2過程。活塞塞由下止點點運動，吸吸、排氣閥閥處于關閉閉狀態，氣氣缸內形成成封閉容積積。隨著活活塞運動，，氣缸容積積逐漸縮小小，缸內氣氣體被絕熱熱壓縮，直直到活塞運運動到某一一位置，缸缸內氣體壓壓力與排氣氣管內壓力力（P2）相等時，，壓縮過程程結束。14.2活塞式制冷冷壓縮機的的工作原及及特性排氣過程：：P-V圖上2—3過程。活塞塞繼續運動動，致使缸缸內氣體壓壓力大于排排氣壓力P2，排氣閥在在壓差作用用下開啟，，氣缸內外外壓力瞬間間達到平衡衡。制冷劑劑蒸氣在定定壓（P2）下被排出出氣缸，直直到活塞行行至上止點點位置停止止。這樣，曲軸軸旋轉一圈圈，活塞往往返一次，，壓縮機完完成吸氣、、壓縮、排排氣過程，，將一定量量低壓氣體體（Vg）絕熱壓縮縮提高壓力力后全部排排出氣缸，，然后開始始下一個循循環過程。。此時一個個氣缸的吸吸氣量即氣氣缸的工作作容積Vg，如果壓縮縮機有Z個氣缸，轉轉速為n（r/min），則此壓壓縮機的理理論排氣量量為Vh。14.2活塞式制冷冷壓縮機的的工作原及及特性14.2活塞式制冷冷壓縮機的的工作原及及特性圖14.12活塞式壓縮縮機理想工工作過程1．實際工工作過程和和理論工作作過程的區區別活塞式壓縮縮機的實際際工作過程程比較復雜雜，有許多多因素影響響壓縮機的的實際排氣氣量，因此此實際排氣氣量永遠小小于理論排排氣量。實際工作過過程與理論論工作過程程相比較主主要有以下下區別：（1）余隙容積積Vc的存在由于余隙容容積Vc存在，排氣氣結束后活活塞開始反反向移動時時，殘留在在氣缸中的的高壓（P2）蒸氣首先先膨脹，不不能立即吸吸氣。余隙隙容積對理理論壓縮的的影響見圖14.13，其過程如如下14.2活塞式制冷冷壓縮機的的工作原及及特性14.2.3活塞式壓縮機實際工作過程壓縮過程：：P-V圖上1—2過程。吸、、排氣閥關關閉，壓縮縮機對氣體體進行絕熱熱壓縮，氣氣體壓力由由P1升高到P2。排氣過程：：P-V圖上2—3過程。到達達2點后，壓縮縮機繼續壓壓縮，氣體體壓力繼續續增大，當當氣體壓力力略高于P2時，在壓差差的作用下下排氣閥被被頂開，氣氣缸內外壓壓力瞬間達達到平衡，，在定壓狀狀態（P2）下排氣，，最后留有有余隙容積積Vc時停止。吸氣過程：：P-V圖上3—4和4—1過程。由于于排氣結束束時，缸內內還保留一一小部分容容積為Vc、壓力為P2的高壓氣體體。活塞再再反向運動動時，只有有當這部分分氣體膨脹脹到一定程程度，壓力力降到小于于進氣壓力力P1時，進氣閥閥才能開啟啟，低壓氣氣體進入氣氣缸。14.2活塞式制冷冷壓縮機的的工作原及及特性因此，過程程3—4：活塞返回回，氣缸容容積增大，，Vc部分絕熱膨膨脹，壓力力由P2降到P1，氣體體積積由Vc變為ΔV1+Vc。過程4—1：活塞繼續續運動，氣氣缸容積繼繼續增大，，當缸內壓壓力小于P1時吸氣閥打打開，氣缸缸內外壓力力瞬間達到到平衡，在在定壓下（（P1）吸氣，吸吸氣量為V1。這樣，氣缸缸每次吸入入的氣體量量不等于氣氣缸工作容容積Vg，而減小為為V1。V1與氣缸工作作容積的比比值稱為余余隙系數，，即λV=V1/Vg=(Vg-ΔV1)/Vg(14.3)14.2活塞式制冷冷壓縮機的的工作原及及特性余隙系數的的存在反映映了余隙容容積Vc對壓縮機排排氣量的影影響程度。。由圖14.13中還可以看出出，氣缸減減少的吸氣氣量ΔV1不僅與余隙隙容積Vc有關，還與與壓縮機運運行的壓力力比P2/P1有關。影響響程度可用用下式來表表達：λV=1-C[(PK/P0)1/m-1]（14.4）C=Vc/VP×100%（14.5）14.2活塞式制冷冷壓縮機的的工作原及及特性由以上分析析可知：余余隙容積的的存在直接接減小了壓壓縮機的排排氣量；余余隙容積內內的氣體隨隨著活塞的的往復運動動，時而膨膨脹，時而而又被壓縮縮，壓縮機機需要對這這一部分氣氣體不斷地地做無用功功；余隙容容積過大會會使壓縮機機的生產能能力和效率率急劇下降降，過小會會增加活塞塞與氣缸端端蓋相碰撞撞的危險性性。因此，，在保證壓壓縮機安全全運行的前前提下，應應盡可能減減小余隙容容積。14.2活塞式制冷冷壓縮機的的工作原及及特性（2）吸、排氣氣閥存在阻阻力壓縮機實際際工作過程程中，吸、、排氣閥片片必須在兩兩側壓差足足以克服氣氣閥彈簧力力和運動零零件的慣性性力時才能能開啟，這這就造成了了吸氣、排排氣的阻力力損失。阻阻力的存在在勢必導致致氣體產生生壓力降，，因此實際際吸氣壓力力低于吸氣氣管內壓力力（ΔP1），排氣壓壓力高于排排氣管內壓壓力（ΔP2），增大了了吸排氣壓壓力差。吸、排氣閥閥阻力的存存在使壓縮縮機的實際際吸氣量減減小(圖14.14)，與理想情況況相比，僅僅相當吸收收了體積為為V2的氣體，吸吸氣量損失失的大小用用節流系數數來衡量。。其損失大大小與壓縮縮機吸、排排氣通道，，以及閥片片結構和彈彈簧力的大大小有關14.2活塞式制制冷壓縮縮機的工工作原及及特性節流系數數為實際際吸氣量量與沒有有阻力損損失的理理想吸氣氣量之比比，用λP表示，它它反映了了吸、排排氣閥阻阻力所造造成的吸吸氣量損損失的大大小，吸吸氣量損損失越大大，系數數越小。。此損失失還可用用吸氣壓壓力和吸吸氣閥產產生的壓壓力降表表示。λP=V2/V1=(V1-ΔV2)/V1=1-(1+C)/λλV·ΔP1/P1（14.6）14.2活塞式制制冷壓縮縮機的工工作原及及特性（3）吸入蒸蒸氣過熱熱的影響響壓縮機在實際際工作時，制制冷劑氣體被被壓縮后溫度度升高而向壓壓縮機壁面傳傳遞熱量，同同時活塞與氣氣缸壁之間存存在摩擦而產產生熱量，導導致一個壓縮縮周期完畢后后，活塞氣缸缸壁面溫度升升高。下一個個循環的吸氣氣過程開始，，來自蒸發器器的低溫制冷冷劑蒸氣進入入氣缸后吸收收氣缸壁的熱熱量而升溫過過熱，蒸氣比比熱容增大，，而氣缸的容容積一定，因因此進入缸內內的氣體質量量減少。14.2活塞式制冷壓壓縮機的工作作原及特性氣體質量減少少的程度用預預熱系數λt來衡量，它與與氣缸壁和氣氣體的傳熱溫溫差有關，而而傳熱溫差取取決于氣缸的的吸氣溫度（（T0）和排氣溫度度(Tk)。當吸氣溫度度T0越低，排氣溫溫度Tk越高，進入氣氣缸的制冷劑劑熱交換量增增加，預熱系系數變小。一一般λt的取值范圍為為0.85～0.95。14.2活塞式制冷壓壓縮機的工作作原及特性（4）泄漏的影響響由于制冷壓縮縮機、排氣閥閥以及活塞與與氣缸壁之間間并非絕對嚴嚴密，壓縮后后的高壓氣體體通過這些不不嚴密處向低低壓部分泄漏漏，造成了壓壓縮機實際排排氣量減小，，減少的程度度用泄漏系數數λL來衡量，泄漏漏越嚴重，系系數越小。λL與壓縮機的加加工制造有關關系，同時隨隨著排氣壓力力的增加和進進氣壓力的降降低而減小。。一般λL的取值范圍為為0.95～0.98。為了減少泄泄漏，應提高高零件的加工工精度和裝配配精度，控制制適當的壓縮縮比。14.2活塞式制冷壓壓縮機的工作作原及特性2．活塞式制制冷壓縮機的的容積效率由于上述原因因的存在，活活塞式壓縮機機實際工作過過程的排氣量量（VR）總小于理論論排氣量(Vh)，兩者的比值值稱為壓縮機機的容積效率率，用ηV表示，即ηV=VR/Vh(14.7)容積效率是評評價壓縮機性性能的一個重重要指標，表表示壓縮機氣氣缸工作容積積的有效利用用率。將實際際過程中余隙隙容積、吸排排氣閥存在的的阻力、吸入入蒸氣過熱的的影響以及泄泄漏的影響考考慮進去，容容積效率可表表示如下：ηV=λVλPλtλL(14.8)14.2活塞式制冷壓壓縮機的工作作原及特性對于單缸、高高速多缸壓縮縮機，一般轉轉速等于或大大于720r/min，相對余隙容容積為0.03～0.04，容積效率可可按照以下經經驗公式計算算：ηV=0.94-0.085[(P2/P1)1/m-1](14.9)對于雙機壓縮縮機的低壓級級，容積效率率經驗公式為為：ηV=0.94-0.085[(P2/(P1-0.01)1/m-1](14.10)由公式（14.9）可看出，容容積效率與壓壓縮比成反比比關系，因此此活塞式壓縮縮機的壓縮比比不能太高，，一般不大于于8～10。14.2活塞式制冷壓壓縮機的工作作原及特性14.2活塞式制冷壓壓縮機的工作作原及特性圖14.13余隙容積對理理想壓縮過程程的影響14.2活塞式制冷壓壓縮機的工作作原及特性圖14.13余隙容積對理理想壓縮過程程的影響14.2活塞式制冷壓壓縮機的工作作原及特性圖14.14活塞式壓縮機機實際工作過過程1．活塞式壓壓縮機的制冷冷量和制冷劑劑質量流量活塞式壓縮機機的實際排氣氣量為：VR=ηVVh(14.11)如果制冷劑的的理論單位容容積制冷能力力為qV，活塞式壓縮縮機的實際制制冷量等于理理論制冷量與與容積效率的的乘積，即活活塞式壓縮機機的實際制冷冷量應為：Q0=VRqV=ηVVhqV=ηVQ0理(14.12)用MR表示制冷劑質質量流量（kg/s），則：MR=VR/v1=ηVVh/v1(14.13)14.2活塞式制冷壓壓縮機的工作作原及特性14.2.4活塞式壓縮機的制冷量和耗功率2.活塞式制冷壓縮縮機的耗功率壓縮機的耗功率率是指由電動機機傳至壓縮機軸軸上的功率，稱稱為壓縮機的軸軸功率Pe。其中，一部分分直接用于壓縮縮氣體，稱為指指示功率Pi；另一部分用于于克服運動機構構的摩擦阻力和和帶動油泵工作作，稱為摩擦功功率Pm。因此壓縮機的的軸功率為：Pe=Pi+Pm(14.14)14.2活塞式制冷壓縮縮機的工作原及及特性（1）指示效率和指指示功率理想工作下，壓壓縮機的單位質質量制冷劑的理理論耗功量可用用示功圖（P-V圖）上的面積表表示，見圖14.13中12341所包圍的面積，，用wth表示。而圖14.14中1′2′3′4′1′所包圍的面積為為單位質量制冷冷劑的實際耗功功量，也稱為單單位質量指示功功，用wi表示。單位質量制冷劑劑的理論耗功量量與實際耗功量量之比稱為指示示效率，即：ηi=wth/wi(14.15)14.2活塞式制冷壓縮縮機的工作原及及特性因此，活塞式制制冷壓縮機的指指示功率可用下下式表示：Pi=MRwi=MRwth/ηi=ηVVh/v1·wth/ηi=Pth/ηi(14.16)活塞式壓縮機的的指示效率與壓壓縮比有關，圖14.15給出了指示效率和和壓縮比的關系系。由圖14.15可看出，壓縮機的的壓縮比越大，，指示效率越低低，且低中速活活塞壓縮機的指指示效率高于高高速多缸活塞壓壓縮機的指示效效率。14.2活塞式制冷壓縮縮機的工作原及及特性（2）摩擦效率和摩摩擦功率活塞式壓縮機的的摩擦功率是克克服壓縮機各運運動部件（軸承承和軸、活塞、、活塞環與氣缸缸之間）的摩擦擦阻力以及帶動動潤滑油泵所消消耗的功率。摩擦功率與運行行工況和制冷劑劑性質有關，一一般可通過摩擦擦效率計算。摩摩擦效率ηm是指示功率與軸軸功率之比，即即：ηm=Pi/Pe(14.17)活塞式壓縮機的的摩擦效率同樣樣與壓縮比有關關，圖14.16給出了摩擦效率和壓壓縮比的關系。。由圖中可看出出，摩擦效率的的變化與指示功功率的變化趨勢勢相同，隨著壓壓縮比的增加而而減小，且低中中速活塞壓縮機機的摩擦效率高高于高速多缸活活塞壓縮機的摩摩擦效率。14.2活塞式制冷壓縮縮機的工作原及及特性（3）軸功率和總效效率活塞式制冷壓縮縮機的軸功率可可表示為：Pe=Pi+Pm=Pi/ηm=Pth/ηmηi(14.18)式(14.18)中指示效率ηi與摩擦效率ηm的乘積稱為壓縮縮機的軸效率或或總效率，通常常取值為0.65～0.72。壓縮機的壓縮縮比越大，總效效率越小。14.2活塞式制冷壓縮機機的工作原及特性性（4）制冷壓縮機配用用電動機的功率確定制冷壓縮機配配用電動機的功率率，除了要考慮壓壓縮機的運行工況況外，還要考慮它它與電動機之間的的連接方式。一般般配用電動機的功功率為：P=(1.10～1.15)Pe/ηd(14.19)14.2活塞式制冷壓縮機機的工作原及特性性14.2活塞式制冷壓縮機機的工作原及特性性圖14.13余隙容積對理想壓壓縮過程的影響14.2活塞式制冷壓縮機機的工作原及特性性圖14.14活塞式壓縮機實際際工作過程14.2活塞式制冷壓縮機機的工作原及特性性圖14.15活塞式壓縮機的指指示效率14.2活塞式制冷冷壓縮機的的工作原及及特性圖14.16活塞式壓縮縮機的摩擦擦效率14.3螺桿式制冷冷壓縮機的的工作原及及特性螺桿式制冷冷壓縮機屬屬于容積型型壓縮機，，它靠氣缸缸內螺桿的的回轉造成成螺旋狀齒齒形空間的的容積變化化來完成氣氣體的壓縮縮過程。按按照螺桿轉轉子數量的的不同，分分為單螺桿式和和雙螺桿式式兩種，目前前制冷系統統中常用的的多為雙螺螺桿噴油式式制冷壓縮縮機。螺桿式制冷冷壓縮機主主要由轉子子、機殼、、軸承、軸軸封、平衡衡活塞及輸輸氣量調節節裝置組成成。1．雙螺螺桿式制制冷壓縮縮機的組組成（1）陰、陽陽轉子雙螺桿制制冷壓縮縮機的工工作腔由由一對相相互平行行放置的的互相嚙嚙合的陰陰、陽轉轉子和殼殼體組成成（圖14.17）。轉子為為特殊的的螺旋齒齒形，其其中凸齒齒形的稱稱為陽轉轉子(或稱陽螺螺桿)，凹齒形形的稱為為陰轉子子(或稱陰螺螺桿)。陽轉子子與陰轉轉子的齒齒數比一一般為4∶6，大流量量的壓縮縮機齒數數比可為為3∶4，當壓縮縮比高達達20時，齒數數比采用用6∶8。14.3螺桿式制制冷壓縮縮機的工工作原及及特性14.3.1雙螺桿式制冷壓縮機的工作原理及特性轉子兩端端置于軸軸承之上上，陽轉轉子的一一端與電電動機相相連，陰陰轉子為為從動轉轉子，由由陽轉子子帶動，，轉子的的兩端有有吸氣口口和排氣氣口。轉轉子的齒齒槽與氣氣缸體之之間形成成V形密封空空間，隨隨著轉子子的旋轉轉，空間間的容積積不斷發發生變化化，周期期性地吸吸進并壓壓縮一定定數量的的氣體。。14.3螺桿式制制冷壓縮縮機的工工作原及及特性（2）軸承與與軸封螺桿式制制冷壓縮縮機的陰陰、陽轉轉子均由由滑動軸軸承(主軸承)和向心推推力球軸軸承支承承。主軸軸承用柱柱銷固定定在吸、、排氣端端座內，，止推軸軸承在排排氣側，，陰、陽陽轉子上上各裝有有兩只，，以承受受一定的的軸向力力。軸封封多采用用摩擦環環式機械械密封器器，安裝裝在主動動轉子靠靠聯軸器器一端軸軸上，其其結構和和原理與與活塞式式制冷壓壓縮機的的軸封相相同。14.3螺桿式制制冷壓縮縮機的工工作原及及特性（3）平衡活活塞由于結構構上的差差異，吸吸排氣側側之間的的壓力差差所引起起作用在在陽轉子子上的軸軸向合力力，比作作用在陰陰轉子上上的軸向向合力大大得多。。因此，，陽轉子子上除裝裝設止推推軸承外外，還增增設油壓壓平衡活活塞，以以減輕陽陽轉子對對滑動軸軸承端面面的負荷荷以及止止推軸承承所承受受的軸向向力。14.3螺桿式制冷壓壓縮機的工作作原及特性（4）能量調節裝裝置螺桿式制冷壓壓縮機的能量量調節有多種種方法，目前前應用最廣泛泛的是滑閥調調節?；y能量調節節裝置由滑閥閥、油缸、油油活塞、四通通電磁換向閥閥及油管路等等組成。油活活塞裝在氣缸缸壁下部兩圓圓交匯處，改改變滑閥的位位置可改變螺螺桿的有效工工作長度，即即改變壓縮機機陰、陽轉子子齒間的工件件容積，以達達到能量調節節的目的。它它能使螺桿式式制冷壓縮機機的制冷量在在10％～100％之間無級調調節。采用滑閥卸載載裝置，可最最大限度地減減少啟動負荷荷?；y機構構可用電動式式、油壓式或或氣動式操作作，與蒸發壓壓力和溫度繼繼電器配合使使用進行機組組的能量自動動調節。14.3螺桿式制冷壓壓縮機的工作作原及特性（5）潤滑油系統統螺桿式壓縮機機分為無油式式和噴油式兩兩種。早期的的螺桿式壓縮縮機多為無油油式，目前大大部分采用噴噴油式進行冷冷卻、潤滑及及軸封。噴油式的噴油油系統比較復復雜且龐大。。壓縮過程中中，噴油系統統向壓縮機構構噴入大量的的潤滑油，可可帶走壓縮過過程中所產生生的熱量，使使壓縮盡可能能接近于等溫溫過程。因此此，螺桿式壓壓縮機的排氣氣溫度不受壓壓縮比和吸氣氣溫度的影響響，而與噴入入的油溫有關關，一般排氣氣溫度可控制制在100℃以下。14.3螺桿式制冷壓壓縮機的工作作原及特性2．雙螺桿的的工作過程及及特性雙螺桿式壓縮縮機的工作是是依靠嚙合運運動著的一個個陽轉子與一一個陰轉子，，以及陰、陽陽轉子四周的的機殼內壁空空間變化完成成的。圖14.18為螺桿式壓縮機機的工作過程程示意圖。其其中，(a)、(b)為陰、陽轉子子的俯視圖，，(c)、(d)、(e)、（f)為陰、陽轉轉子由下而而上的仰視視圖。（1）吸氣過程程轉子旋轉至至V形密閉空間間與進氣口口相通，開開始吸氣[圖14.18(a)]。隨著轉子子的旋轉，，V形空間的容容積不斷增增大，氣體體逐漸進入入到空間[圖14.18(b)]，當轉子旋旋轉到一定定的位置，，V形密閉空間間開始不與與進氣口相相通，吸氣氣過程結束束[圖14.18(c)]。此時該空空間容積達達到最大V1，氣體壓力力為P1。14.3螺桿式制冷壓縮縮機的工作原及及特性（2）壓縮過程吸氣結束后，轉轉子繼續旋轉，，密封線向排氣氣側移動，V形密閉空間的容容積逐漸減小，，空間中的氣體體被壓縮［圖14.18（d）］，直到V形密閉空間與排排氣口相通為止止［圖14.18（e）］，壓縮過程結束。。此時，V形密閉空間內的的容積減至V2，氣體壓力由P1升為P2。（3）排氣過程壓縮結束后，V形密閉空間與排排氣口相通，轉轉子繼續旋轉，，V形密閉空間的氣氣體被壓入排氣氣管［圖14.18（f）］，直到完全被排出出，結束排氣過過程。14.3螺桿式制冷壓縮縮機的工作原及及特性螺桿式壓縮機基基本沒有余隙容容積，容積效率率高，在壓縮比比高的情況下也也能保持比較高高的容積效率。。壓縮過程結束束后，氣體的壓壓力P2與排氣管內壓力力P無關，而與旋轉轉體的幾何形狀狀、排氣口的位位置、吸氣壓力力和制冷劑的性性質有關。此時時氣體壓力可小小于、等于或大大于排氣管內的的壓力（圖14.19），當等于排排氣管內內的壓力力時，壓壓縮機耗耗功量最最小。14.3螺桿式制制冷壓縮縮機的工工作原及及特性14.3螺桿式制冷壓縮機機的工作原及特性性圖14.17雙螺桿制冷壓縮機機的組成14.3螺桿式制冷壓縮機機的工作原及特性性圖14.18雙螺桿制冷壓縮機機的工作原理14.3螺桿式制冷壓縮機機的工作原及特性性圖14.18雙螺桿制冷壓縮機機的工作原理14.3螺桿式制冷壓縮機機的工作原及特性性圖14.19螺桿式壓縮機的P-V圖(a)P2<P；(b)P2=P；(c)P2>P單螺桿制冷壓縮機機相對來說結構簡簡單，它的壓縮裝裝置（圖14.20）由一個螺桿轉子、、兩個星輪、內容容積比調節滑閥以以及輸氣調節滑閥閥組成。單螺桿制冷壓縮機機運轉時，渦輪截截面的星輪與螺桿桿轉子相嚙合的過過程中，螺桿轉子子的齒間凹槽、星星輪和氣缸內壁之之間形成一個獨立立的基元容積，類類似活塞壓縮機的的氣缸容積，轉動動的星輪不斷和螺螺桿轉子嚙合，基基元容積的大小發發生周期性變化，，從而完成吸氣、、壓縮和排氣的過過程（圖14.21）。14.3螺桿式制冷壓縮機機的工作原及特性性14.3.2單螺桿式制冷壓縮機的組成及工作原理（1）吸氣過程氣體通過吸氣口進進入轉子齒槽，隨隨著轉子的旋轉，，星輪依次進入與與轉子齒槽嚙合的的狀態，氣體進入入壓縮腔（轉子齒齒槽曲面、機殼內內腔和星輪齒面所所形成的密閉空間間）。（2）壓縮過程程隨著轉子旋旋轉，壓縮縮腔容積不不斷減小，，氣體被壓壓縮移動直直到壓縮腔腔前沿轉至至排氣口。。14.3螺桿式制冷冷壓縮機的的工作原及及特性（3）排氣過程程氣體到達壓壓縮腔前沿沿轉至排氣氣口后開始始排氣，排排氣結束后后完成一個個工作循環環。由于星星輪對稱布布置，循環環在每旋轉轉一周時便便發生兩次次壓縮，排排氣量相應應是上述一一周循環排排氣量的兩兩倍。14.3螺桿式制冷冷壓縮機的的工作原及及特性14.3螺桿式制冷冷壓縮機的的工作原及及特性圖14.20單螺桿制冷冷壓縮機的的組成14.3螺桿式制冷冷壓縮機的的工作原及及特性圖14.21單螺桿制冷冷壓縮機的的工作原理理就壓縮氣體體的原理而而言，螺桿桿式壓縮機機與活塞式式壓縮機一一樣，同屬屬于容積型型壓縮機械械；就其運運動形式而而言，螺桿桿式壓縮機機的轉子與與速度型制制冷壓縮機機的轉子一一樣，做高高速旋轉運運動。所以以螺桿式制制冷壓縮機機兼有容積積型和速度度型的特點點。1．螺桿式式壓縮機與與活塞式壓壓縮機比較較具有的優優點（1）壓縮機結構構緊湊、體體積小、質質量輕，占占地面積小小。（2）易損零件少少，運行可可靠，操作作維護簡單單。14.3螺桿式制冷冷壓縮機的的工作原及及特性14.3.3螺桿式制冷壓縮機的特點（3）動力平衡性性能好，運運行平穩，，對機組基基礎要求不不高，不需需要專用基基礎。（4）排氣溫度低低。（5）對濕行程不不敏感，單單級壓力比比高。（6）采用滑閥裝裝置，制冷冷量可在10%～100%范圍內進行行無級調節節，并可以以在無負荷荷條件下啟啟動。（7）螺桿式壓縮縮機無余隙隙，沒有吸吸、排氣閥閥，因此可可在較高壓壓縮比下運運行，單機機壓縮時蒸蒸發溫度可可達-40℃，比較適合低溫溫制冷系統。14.3螺桿式制冷壓縮縮機的工作原及及特性2．螺桿式壓縮縮機的缺點（1）單位功率制冷量量比活塞式低。。（2）由于采用直接噴噴油系統，要求求復雜的油處理理設備以及分離離效率很高的油油分離器，否則則噴入氣缸內的的潤滑油會進入入輔助設備而惡惡化傳熱效果。。（3）適應多種用途的的性能比多缸活活塞式壓縮機差差。每臺螺桿式式壓縮機都有固固定的容積比，，當實際工作條條件不符合給定定容積比時，效效率降低。（4）噪音比較大，，需要采用專專門的隔音措措施。14.3螺桿式制冷壓縮機機的工作原及特性性14.4離心式制冷壓縮縮機的工作原理理及特性離心式壓縮機是是一種速度型壓壓縮機，它的結結構與離心泵相相似，靠高速轉轉動的葉輪對氣氣體做功，以提提高氣體的壓力力。這種壓縮機機由于工作時不不斷地將制冷劑劑蒸氣吸入，又又不斷地沿半徑徑方向將蒸氣甩甩出去(圖14.22)，所以稱為離心式壓縮機。根據壓縮機中安安裝的葉輪數量量多少，分為單單級式和多級式式。只有一個葉葉輪的稱為單級離心心式壓縮縮機；由幾個個葉輪串串聯而成成的，則則稱為多級離心心式壓縮縮機。14.4.1離心式制冷壓縮機的工作原理1.單級離心心式壓縮縮機的結結構與工工作原理理單級離心心式壓縮縮機主要要由吸氣氣室、葉葉輪、擴擴壓器和和蝸殼組組成（圖14.23）。葉輪是離心式式壓縮機的重重要部件，通通過它可將能能量傳遞給制制冷劑蒸氣。。帶有后彎式式葉片的葉輪輪固定在軸上上，軸和機體體之間需要軸軸封來防止漏漏氣。機體上上裝有由葉片片構成的擴壓壓器；從軸中中心來看機體體的形狀類似似蝸牛殼，因因此稱為蝸殼殼。制冷劑蒸蒸氣吸氣室在在軸中心的位位置，壓出口口則在蝸殼的的切線方向。。14.4離心式制冷壓壓縮機的工作作原理及特性性壓縮機工作時時，葉輪高速速旋轉而使通通道內的制冷冷劑蒸氣獲得得動能。由于于制冷劑蒸氣氣本身的慣性性離心力作用用，它不斷地地沿葉輪外緣緣切線方向被被甩出而流經經擴壓器。擴擴壓器是一個個橫截面逐漸漸擴大的環形形通道，所以以制冷劑蒸氣氣的流速降低低而壓力提高高，即部分動動能轉化為壓壓能。制冷劑蒸氣繼繼續流動，從從擴壓器進入入到蝸殼，由由于蝸殼的截截面積隨氣流流方向逐漸擴擴大，因此制制冷劑蒸氣的的流速進一步步降低，壓力力進一步提高高，即部分動動能繼續轉化化為壓能。14.4離心式制冷壓壓縮機的工作作原理及特性性最后，制冷劑劑蒸氣經壓出出口排出。與與此同時，在在葉輪中心，，由于制冷劑劑蒸氣不斷流流向葉輪外緣緣而形成一定定的真空度，，則將來自蒸蒸發器的低壓壓制冷劑蒸氣氣從吸氣管不不斷吸入，從從而形成一個個連續的吸氣氣、壓縮及排排出的工作過過程。14.4離心式制冷壓壓縮機的工作作原理及特性性2．多級離心心式壓縮機的的結構與工作作原理由于離心式壓壓縮機要在不不同的蒸發壓壓力和冷凝壓壓力下工作，，這樣就要求求離心式壓縮縮機能夠產生生不同的能量量頭。當能量量頭要求較高高時，單級壓壓縮不能達到到，則需要多多級壓縮，因因此就出現了了多級離心式式壓縮機。多級離心式式壓縮機的的結構除了了包括吸氣氣室、葉輪輪、擴壓器器和蝸殼之之外，還設設有彎道和和回流器等等部件。它它的運動部部分是由若若干個固定定在軸上的的葉輪串聯聯組成，每每一個葉輪輪、擴壓器器和回流器器組成一級級，其中間間級見圖14.24。14.4離心式制冷冷壓縮機的的工作原理理及特性工作時，制制冷劑蒸氣氣受離心力力作用被送送往擴壓器器，在擴壓壓器中將動動能轉化成成壓能，然然后進入回回流器，繼繼而進入下下一級葉輪輪繼續被壓壓縮升壓。。與此同時時，葉輪中中心吸氣室室又吸入新新的氣體。。多級離心心式制冷壓壓縮機如此此逐漸增壓壓而達到制制冷系統需需要的壓力力。14.4離心式制冷冷壓縮機的的工作原理理及特性3．離心式式壓縮機的的能量調節節離心式壓縮縮機的能量量調節有兩兩種方式：：速度調節節和進口導導流葉片調調節。（1）速度調節節速度調節主主要用于可可變轉速的的電動機驅驅動時，調調節經濟性性比較高，，一般可使使系統制冷冷量在50%～100%的范圍內進進行無級調調節。14.4離心式制冷冷壓縮機的的工作原理理及特性（2）進口導流流葉片調節節進口導流葉葉片調節的的方法是在在葉輪進口口前設置多多葉片的軸軸向或徑向向導流葉片片，在啟閉閉導流葉片片時，進入入葉輪的氣氣流方向發發生改變，，產生渦旋旋，導致機機器產生的的壓頭和流流量發生改改變，從而而達到調節節冷量的目目的。這種種調節方法法簡單，可可使系統制制冷量在25%～100%的范圍內進進行無級調調節，在固固定轉速的的離心式壓壓縮機中常常采用。14.4離心式制冷冷壓縮機的的工作原理理及特性14.4離心式制冷冷壓縮機的的工作原理理及特性圖14.22離心式壓縮縮機示意圖圖14.4離心式制冷冷壓縮機的的工作原理理及特性圖14.23單級離心式式壓縮機的的結構14.4離心式制冷冷壓縮機的的工作原理理及特性圖14.24多級離心式式壓縮機的的中間級1．喘振現現象圖14.25為離心式壓縮縮機的特性性曲線，即即排氣量與與有效能量量頭的關系系。其中D點為設計點點，離心式式壓縮機在在此工況下下運行時，，效率最高高，偏離此此點時效率率均降低，，偏離越遠遠，效率降降低越多。。E點為最大排排氣量點，，排氣量增增加到此點點時，壓縮縮機葉輪進進口流速達達到音速，，排氣量不不能再增加加。S點為喘振點點。當壓縮縮機的流量量減少至S點以下時，，由于制冷冷劑通過葉葉輪流道的的能量損失失增加較大大，離心式式壓縮機的的有效能量量頭將不斷斷下降。這這時，壓縮縮機出口以以外的氣體體就會倒流流返回葉輪輪。14.4離心式制冷冷壓縮機的的工作原理理及特性14.4.2離心式制冷壓縮機的特性例如，蒸發發壓力不變變，由于某某些原因冷冷凝壓力上上升，壓縮縮機所需要要的能量頭頭將有所增增加，壓縮縮機的排氣氣量就要減減少。當冷冷凝壓力增增加，排氣氣量減小至至S點時，離心式式壓縮機產生生的有效能量量頭達到最高高，此時如果果冷凝壓力再再增加，壓縮縮機能夠產生生的能量頭不不再需要，氣氣體就要從冷冷凝器倒流回回壓縮機。氣氣體發生倒流流后，冷凝壓壓力降低，壓壓縮機又可以以將氣體壓出出，送至冷凝凝器，冷凝壓壓力又要不斷斷上升，再次次發生倒流。。離心式壓縮縮機運轉時出出現的這種氣氣體來回倒流流撞擊的現象象稱為喘振現現象。產生喘喘振現象后，，不