第三章

往復式制冷壓縮機1編制蘇杭山東建筑工程工學院制冷與空調工程系第三章往復式制冷壓縮機往復式制冷壓縮機基本結構與工作原理往復式制冷壓縮機熱力學性能制冷系統中的往復式制冷壓縮機運行平衡點往復式制冷壓縮機的驅動機構和機體部件往復式制冷壓縮機的氣閥部件封閉式制冷壓縮機的內置電動機往復式制冷壓縮機潤滑系統和潤滑油往復式制冷壓縮機輸氣調節往復式制冷壓縮機總體結構往復式制冷壓縮機的振動與噪聲往復式制冷壓縮機級安全保護本章重點往復式制冷壓縮機熱力學性能往復式制冷壓縮機的驅動機構和機體部件往復式制冷壓縮機的氣閥部件往復式制冷壓縮機潤滑系統和潤滑油往復式制冷壓縮機輸氣調節往復式制冷壓縮機總體結構往復式制冷壓縮機的振動與噪聲§3-1壓縮機的工作原理和基本結構一、基本結構缸體、活塞、閥板、曲軸、連桿、箱體二、工作原理壓縮vp

排氣vpdk

膨脹vp

吸氣vpso

§3-2制冷壓縮機的熱力學性能分析制冷壓縮機的輸氣能力和功率消耗從而了解制冷壓縮機壓力、體積之間內在關系。一、往復式制冷壓縮機實際工作循環

1、理論循環

2、實際循環余隙存在吸排氣閥熱交換泄漏潤滑油主要影響因素二、影響性能參數的評價指標及相關因素

影響制冷壓縮機性能參數的評價指標主要有：

容積效率、指示功率、機械效率、軸效率

（一）、容積效率ηv

壓縮機的實際輸氣量與理論輸氣量之比此項指標對于壓縮機的工作效率、工作性能有直接影響。在實際情況下影響容積效率的因素很多，為分析為題方便，將各主要因素歸結為幾個系數（容積系數、壓力系數、溫度系數、泄漏系數）分別予以考慮即：ηv=λvλpλTλl

分別分析單級和雙級壓縮機的容積效率

1、單級壓縮機的容積效率由實際工況圖分析（ηv=λvλpλTλl）

1）容積系數λv

定義

無余隙時吸氣容積與理論容積之比

影響λv因素的表達式設壓縮機為等溫膨脹m為定值影響λv的因素c和m一定時ε

—λv;一般取ε≤10ε和m一定時c—λv;通過減小Vc降低c

一般小型壓縮機c=1.5—1.6%ε和c一定時m—λv

；氣缸壁溫度低m大，一般通過風冷或水冷方式降低氣缸溫度。

m值的計算

可以通過p3/p5計算膨脹時的多變指數m（絕熱）同理通過p2/p6計算壓縮時多變指數n

（絕熱）

Δpd3的取值

由式計算λv時，

對于氨機取

Δpd3=(0.10~0.13)pdk

對于氟機取

Δpd3=(0.05~0.07)pdk影響λv因素的表達式2）壓力系數λp的影響

定義實際吸氣容積于無余隙吸氣容積之比影響λp因素的表達式影響λp因素的表達式影響λp的因素

吸氣阻力Δps1

λp控制吸氣閥片彈簧強度吸氣壓力ps0

λp控制蒸發器壓力壓力波動時λp減小壓力波動3）溫度系數λT

定義有溫升時壓縮機吸入的氣體Vx與無溫升時實際吸入的氣體V"之比

λT的測取一般可計算λv和λp后，通過ηv=λvλpλTλl

反推計算λTλl的數值對于順流式制冷壓縮機對于封閉式壓縮機封閉式壓縮機λT的計算影響λT的因素壓力比ε的影響溫度tk、t0的影響4）泄漏系數λl

定義

除去泄漏的輸氣容積與考慮溫升輸氣容積之比

測取由實驗法測取ηv計算λvλp然后推算λTλl

影響因素

主要受氣缸與活塞間的間隙影響5）容積效率壓縮機最終輸氣容積與理論輸氣容積之比

以上分析可知—

凡是對λvλpλTλl影響的因素都會對ηv構成影響；在諸多因素中，其中影響最大的事c和ε。

2、雙級壓縮機

1）雙機雙級壓縮由經驗公式計算ηv

式中：多變指數取值n-氨機n=1.28；氟機n=1.18

中間壓力pint由中間溫度Tint計算得到

2）單機雙級壓縮容積效率等于壓縮機總的實際輸質量氣量與理論質量輸氣量之比

（二）指示功率和指示效率

1、指示功率Pi

2、指示效率ηi的取值

對開啟順流式壓縮機

ηi=T0/Tk+b(Tk-273)

系數b：對于立式氟壓縮機b=0.0025

對于立式氨壓縮機b=0.01

對于其他小型制冷壓縮機

一般ηi=0.65-0.8；封閉式家用機ηi=0.60-0.85

（三）機械效率和軸效率

1、機械效率ηm

定義：壓縮機的指示功率與軸功率之比

影響機械效率的因素

?摩擦功率Pm增加機械效率ηm下降

?冷凝溫度一定時，壓力比ε

機械效率ηm

?ηm一般在0.8-0.9之間提高ηm的措施

?選擇合適的汽缸間隙，控制活塞環數

?控制潤滑油溫度，保證潤滑狀態

?加強曲軸、箱體等零件的剛度

2、軸效率ηe

ηe=ηlηm

軸效率是衡量壓縮機功率有效利用程度的指標軸效率主要受壓力比ε影響（四）電動機效率ηmo和電效率ηel

電效率是指軸效率與電動機效率的乘積

ηel=ηeηmo

?軸效率ηe-度量開啟式壓縮機動力經濟性

?電效率ηel-度量封閉式壓縮機動力經濟性

?電動機效率的取值范圍在0.6-0.9之間

?在封閉壓縮機中電效率ηel隨壓力比ε而變化

（五）壓縮機的排氣溫度tdk

壓縮機的排氣溫度對壓縮機的容積效率、摩擦效率、電機壽命、吸排氣閥密封性、潤滑油受命均有較大影響因此控制和降低排氣溫度對提高壓縮機的工作性能十分重要

tdk的取值：

?對于NH3和R22壓縮機tdk

≤150°C

?對于R12壓縮機tdk

≤130°C

降低的tdk主要措施

?

限制單級壓縮機的壓力比

?

降低吸氣溫度

?冷卻壓縮機缸體（六）計算實例三、壓縮機的運行特性曲線和運行界限

1、運行特性曲線

制冷壓縮機在規定的工作范圍內運行時，壓縮機的制冷量和消耗功率隨制冷系統工況變化關系的曲線一般壓縮機的制冷量隨系統的蒸發溫度降低和冷凝溫度升高而降低。

2、壓縮機的運行界限制冷壓縮機運行是系統內的蒸發溫度和冷凝溫度的變化范圍通過運行界限可以了解壓縮機運行狀態及運行性能，

3、運行界限的測定

1）確定運行測定裝置

2）確定測定方法

?測定力量熱器的樓熱