第三章制冷壓縮機(jī)

基本要求：熟悉各類制冷壓縮機(jī)的基本構(gòu)造、工作過程和運(yùn)行特性。熟悉掌握活塞式制冷壓縮機(jī)冷量、功率和能耗指標(biāo)的計(jì)算方法，以及影響這些性能參數(shù)的各種因素。各類制冷壓縮機(jī)的冷量（能量）調(diào)節(jié)原理。

制冷壓縮機(jī)根據(jù)其工作原理可分為容積型和速度型兩大類。在容積型壓縮機(jī)中，氣體壓力的升高是靠吸入氣體的體積被強(qiáng)行縮小，使單位容積內(nèi)氣體分子數(shù)增加來達(dá)到的。它有兩種結(jié)構(gòu)形式：往復(fù)活塞式和回轉(zhuǎn)式。

(吸氣是周期性不連續(xù)的)在速度型壓縮機(jī)中，氣體壓力的升高是靠氣體的速度轉(zhuǎn)化而來，即先使氣體獲得一定高速，然后再由氣體的速度能轉(zhuǎn)化為壓力能。其主要形式是離心式制冷壓縮機(jī)。(吸氣是連續(xù)的、轉(zhuǎn)速高、制冷量大，國(guó)外空調(diào)用離心式制冷機(jī)單機(jī)制冷量最高可達(dá)30000kW)

2025/4/114

類型氣密特征容量范圍（KW）

主要用途

特點(diǎn)容積式往復(fù)式活塞連桿式開啟式

0.4～120空調(diào)、熱泵

機(jī)型多，易生產(chǎn)，價(jià)廉，容量中等半封閉

0.75～45冷凍、空調(diào)全封閉

0.1～15

冷藏庫(kù)、車輛活塞斜盤式開啟

0.75～2.2

轎車空調(diào)專用

高速，小容量回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)子式開啟

0.75～2.2

車輛空調(diào)

高速，小容量全封閉

0.1～5.5

冰箱、車輛渦旋式開啟

0.75～2.2

空調(diào)、熱泵高速，小容量全封閉

2.2～7.5

空調(diào)螺桿式單螺桿開啟

100～1100

熱泵壓比大，可替代小容量往復(fù)式壓縮機(jī)，價(jià)昂半封閉

22～90熱泵、車輛雙螺桿開啟

20～1800車輛空調(diào)半封閉

30～300熱泵離心式單級(jí)

90～10000

冷凍、空調(diào)適用于大容量多級(jí)2025/4/115第三章制冷壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)排氣孔吸氣孔(氣體在靜渦盤的外部被吸入)靜渦盤動(dòng)渦盤2025/4/116第三章制冷壓縮機(jī)單螺桿式壓縮機(jī)星輪(相當(dāng)于活塞，當(dāng)其在螺槽內(nèi)相對(duì)移動(dòng)時(shí)，封閉的齒間空間逐漸減少)螺桿排氣孔吸氣孔

所有制冷壓縮機(jī)，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，均有其最佳冷量使用范圍。因此，當(dāng)使用的冷量和條件不同時(shí)，應(yīng)選用不同形式的壓縮機(jī)，以獲得最佳運(yùn)行效果。

第一節(jié)活塞式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造

一、活塞式制冷壓縮機(jī)的分類按壓縮機(jī)汽缸分布形式分：直立形、V形、W形、S形（扇形）和Y形（星形）按使用的制冷劑種類分：氟利昂和氨制冷壓縮機(jī)返回按壓縮機(jī)與電動(dòng)機(jī)的組合形式分：開啟式和封閉式（半封閉和全封閉）按壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)分：?jiǎn)螜C(jī)單級(jí)和單機(jī)雙級(jí)制冷壓縮機(jī)二、活塞式制冷壓縮機(jī)的總體結(jié)構(gòu)和主要零件

對(duì)于一臺(tái)典型的大型活塞式制冷壓縮機(jī)，它的零部件可分為：（1）機(jī)體（2）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（3）配氣機(jī)構(gòu)（4）潤(rùn)滑油系統(tǒng)（5）卸載機(jī)構(gòu)（6）軸封裝置

1．開啟式制冷壓縮機(jī)（1）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（2）配氣機(jī)構(gòu)：制冷壓縮機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)隨壓縮機(jī)的形式和大小有較大區(qū)別，目前使用比較典型的形式有以下三種。月牙形和舌形閥片閥板組：主要應(yīng)用在小型封閉式制冷壓縮機(jī)中。環(huán)形閥片閥板組：主要用在老式的2F10和4F10型制冷壓縮機(jī)中。帶有能量調(diào)節(jié)的配氣和卸載機(jī)構(gòu)

（3）潤(rùn)滑油系統(tǒng)機(jī)械油泵供油潤(rùn)滑：用在中、大型以及帶有能量卸載機(jī)構(gòu)的制冷壓縮機(jī)。目前采用的潤(rùn)滑油泵主要有：月牙形內(nèi)齒輪油泵和轉(zhuǎn)子式油泵。離心供油潤(rùn)滑：用在曲軸呈垂直安裝的全封閉制冷壓縮機(jī)。飛濺潤(rùn)滑：用在小型開啟式和半封閉式制冷壓縮機(jī)。

（4）軸封裝置2．封閉式制冷壓縮機(jī)：電機(jī)與壓縮機(jī)組裝成整體的制冷壓縮機(jī)。與開啟式制冷壓縮機(jī)相比較，封閉式壓縮機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)中、小型制冷壓縮機(jī)特別適用。

（1）半封閉式制冷壓縮機(jī)

（2）全封閉式制冷壓縮機(jī)

（3）水分、垃圾對(duì)封閉式制冷壓縮機(jī)的危害

第二節(jié)

活塞式制冷壓縮機(jī)的運(yùn)行性能

活塞式制冷壓縮機(jī)的運(yùn)行性能主要指它的容積效率、吸氣量、制冷量、耗功率以及能耗指標(biāo)等，這些性能參數(shù)對(duì)于一臺(tái)制冷壓縮機(jī)而言，均不是定值，而是隨所用制冷劑性能和運(yùn)行工況等許多因素而變化。

一、活塞式制冷壓縮機(jī)的工作過程

活塞式制冷壓縮機(jī)的工作過程包括吸氣、壓縮、排氣三個(gè)過程。壓縮機(jī)完成一個(gè)工作過程，每只氣缸吸入的低壓氣體體積為：

若壓縮機(jī)的氣缸數(shù)為Z，轉(zhuǎn)速為n（r/min），則其每秒鐘吸入的氣體體積為：

二、活塞式制冷壓縮機(jī)的容積效率

壓縮機(jī)的實(shí)際吸氣量Vr小于活塞排量Vh，兩者之比稱為壓縮機(jī)的容積效率ηv。

容積效率總小于1，它的大小反映了壓縮機(jī)氣缸容積的有效利用程度。影響它的主要因素有四個(gè)：（1）氣缸余隙容積的大小（2）吸、排氣壓力以及吸、排氣閥片阻力（3）吸入氣缸的低溫制冷劑蒸汽遇到熱的氣缸壁所引起的熱膨脹（4）氣缸內(nèi)部的泄漏

1．余隙容積的影響余隙系數(shù)：2．吸、排氣閥片阻力的影響節(jié)流系數(shù)：

3．吸入蒸汽熱膨脹的影響預(yù)熱系數(shù)：

4．壓縮機(jī)內(nèi)部泄漏的影響氣密系數(shù)：λl=0.95～0.98

制冷壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)的容積效率ηv與λv、λp、λt和λl四個(gè)系數(shù)有關(guān)，因此它可用這四個(gè)系數(shù)的乘積表示：ηv=λvλpλtλl

由于影響制冷壓縮機(jī)容積效率的因素較多，難以用公式精確計(jì)算，應(yīng)通過制冷壓縮機(jī)的實(shí)驗(yàn)求得。因此，為了能計(jì)算壓縮機(jī)的理論制冷量，目前常用推薦的經(jīng)驗(yàn)公式：

制冷壓縮機(jī)的實(shí)際吸氣量為：Vr=ηvVh

（m3/s）

三、活塞式制冷壓縮機(jī)的制冷量、耗功率及其能耗指標(biāo)

1．制冷量：2．耗功率（1）理論功率

N=Mrw（kW）（2）指示功率

（3）軸功率：

（4）配用電機(jī)功率：

（5）電機(jī)輸入功率：

3．能耗指標(biāo)單位軸功率制冷量：

能效比：

四、活塞式制冷壓縮機(jī)運(yùn)行特性參數(shù)的變化

1．冷凝溫度的影響（蒸發(fā)溫度不變）

2．蒸發(fā)溫度的影響（冷凝溫度不變）

由于制冷壓縮機(jī)的制冷量及其性能隨工況而變化，在比較活塞式制冷壓縮機(jī)的運(yùn)行性能和各個(gè)參數(shù)時(shí)，必須在相同工況下進(jìn)行才能作出評(píng)價(jià)。為此，我國(guó)規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)和空調(diào)兩個(gè)工況，用來比較活塞式制冷壓縮機(jī)的制冷劑和它的Ke及EER值。

若已知壓縮機(jī)在某工況下的制冷量，則該壓縮機(jī)在另一個(gè)工況下的制冷量可通過下面的公式換算：

活塞式制冷壓縮機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)工況和空調(diào)工況工況制冷劑蒸發(fā)溫度冷凝溫度過冷溫度吸氣溫度標(biāo)準(zhǔn)工況R12-15+30+25+15R22+15R717-10空調(diào)工況R12+5+40+35+15R22+15R717+10五、活塞式制冷壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)和使用條件

我國(guó)的活塞式制冷壓縮機(jī)按氣缸直徑的毫米數(shù)分為系列，目前有40，50，70，100，125，170六種系列產(chǎn)品。

第三節(jié)

螺桿式制冷壓縮機(jī)

一、螺桿式制冷壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理

二、螺桿式制冷壓縮機(jī)的運(yùn)行調(diào)節(jié)

螺桿式制冷壓縮機(jī)的冷量可在15%~100%之間無級(jí)調(diào)節(jié)，當(dāng)冷量在60%~100%之間調(diào)節(jié)時(shí)，其耗功率幾乎與制冷量以相同比例變化。

第四節(jié)

偏心滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式和渦旋式制冷壓縮機(jī)

一、偏心滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)

偏心滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)在功率1kW以下的小型窗式空調(diào)和食品冷藏箱中使用。

二、渦旋式制冷壓縮機(jī)

渦旋式制冷壓縮機(jī)使用功率大約在1~15kW之間，與活塞式制冷壓縮機(jī)相比，它的體積縮小40%，重量減輕15%，易損部件極少，