第三章往復(fù)式壓縮機(jī)

第三章

往復(fù)式制冷壓縮機(jī)1編制蘇杭山東建筑工程工學(xué)院制冷與空調(diào)工程系第三章往復(fù)式制冷壓縮機(jī)往復(fù)式制冷壓縮機(jī)基本結(jié)構(gòu)與工作原理往復(fù)式制冷壓縮機(jī)熱力學(xué)性能制冷系統(tǒng)中的往復(fù)式制冷壓縮機(jī)運(yùn)行平衡點(diǎn)往復(fù)式制冷壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和機(jī)體部件往復(fù)式制冷壓縮機(jī)的氣閥部件封閉式制冷壓縮機(jī)的內(nèi)置電動(dòng)機(jī)往復(fù)式制冷壓縮機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)和潤(rùn)滑油往復(fù)式制冷壓縮機(jī)輸氣調(diào)節(jié)往復(fù)式制冷壓縮機(jī)總體結(jié)構(gòu)往復(fù)式制冷壓縮機(jī)的振動(dòng)與噪聲往復(fù)式制冷壓縮機(jī)級(jí)安全保護(hù)本章重點(diǎn)往復(fù)式制冷壓縮機(jī)熱力學(xué)性能往復(fù)式制冷壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和機(jī)體部件往復(fù)式制冷壓縮機(jī)的氣閥部件往復(fù)式制冷壓縮機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)和潤(rùn)滑油往復(fù)式制冷壓縮機(jī)輸氣調(diào)節(jié)往復(fù)式制冷壓縮機(jī)總體結(jié)構(gòu)往復(fù)式制冷壓縮機(jī)的振動(dòng)與噪聲§3-1壓縮機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu)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(jī)的熱力學(xué)性能分析制冷壓縮機(jī)的輸氣能力和功率消耗從而了解制冷壓縮機(jī)壓力、體積之間內(nèi)在關(guān)系。一、往復(fù)式制冷壓縮機(jī)實(shí)際工作循環(huán)

1、理論循環(huán)

2、實(shí)際循環(huán)余隙存在吸排氣閥熱交換泄漏潤(rùn)滑油主要影響因素二、影響性能參數(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)及相關(guān)因素

影響制冷壓縮機(jī)性能參數(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有：

容積效率、指示功率、機(jī)械效率、軸效率

（一）、容積效率ηv

壓縮機(jī)的實(shí)際輸氣量與理論輸氣量之比此項(xiàng)指標(biāo)對(duì)于壓縮機(jī)的工作效率、工作性能有直接影響。在實(shí)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(jié)為幾個(gè)系數(shù)（容積系數(shù)、壓力系數(shù)、溫度系數(shù)、泄漏系數(shù)）分別予以考慮即：ηv=λvλpλTλl

分別分析單級(jí)和雙級(jí)壓縮機(jī)的容積效率

1、單級(jí)壓縮機(jī)的容積效率由實(shí)際工況圖分析（ηv=λvλpλTλl）

1）容積系數(shù)λv

定義

無(wú)余隙時(shí)吸氣容積與理論容積之比

影響λv因素的表達(dá)式設(shè)壓縮機(jī)為等溫膨脹m為定值影響λv的因素c和m一定時(shí)ε

—λv;一般取ε≤10ε和m一定時(shí)c—λv;通過(guò)減小Vc降低c

一般小型壓縮機(jī)c=1.5—1.6%ε和c一定時(shí)m—λv

；氣缸壁溫度低m大，一般通過(guò)風(fēng)冷或水冷方式降低氣缸溫度。

m值的計(jì)算

可以通過(guò)p3/p5計(jì)算膨脹時(shí)的多變指數(shù)m（絕熱）同理通過(guò)p2/p6計(jì)算壓縮時(shí)多變指數(shù)n

（絕熱）

Δpd3的取值

由式計(jì)算λv時(shí)，

對(duì)于氨機(jī)取

Δpd3=(0.10~0.13)pdk

對(duì)于氟機(jī)取

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

定義實(shí)際吸氣容積于無(wú)余隙吸氣容積之比影響λp因素的表達(dá)式影響λp因素的表達(dá)式影響λp的因素

吸氣阻力Δps1

λp控制吸氣閥片彈簧強(qiáng)度吸氣壓力ps0

λp控制蒸發(fā)器壓力壓力波動(dòng)時(shí)λp減小壓力波動(dòng)3）溫度系數(shù)λT

定義有溫升時(shí)壓縮機(jī)吸入的氣體Vx與無(wú)溫升時(shí)實(shí)際吸入的氣體V"之比

λT的測(cè)取一般可計(jì)算λv和λp后，通過(guò)ηv=λvλpλTλl

反推計(jì)算λTλl的數(shù)值對(duì)于順流式制冷壓縮機(jī)對(duì)于封閉式壓縮機(jī)封閉式壓縮機(jī)λT的計(jì)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(shù)λl

定義

除去泄漏的輸氣容積與考慮溫升輸氣容積之比

測(cè)取由實(shí)驗(yàn)法測(cè)取ηv計(jì)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(jī)最終輸氣容積與理論輸氣容積之比

以上分析可知—

凡是對(duì)λvλpλTλl影響的因素都會(huì)對(duì)ηv構(gòu)成影響；在諸多因素中，其中影響最大的事c和ε。

2、雙級(jí)壓縮機(jī)

1）雙機(jī)雙級(jí)壓縮由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算ηv

式中：多變指數(shù)取值n-氨機(jī)n=1.28；氟機(jī)n=1.18

中間壓力pint由中間溫度Tint計(jì)算得到

2）單機(jī)雙級(jí)壓縮容積效率等于壓縮機(jī)總的實(shí)際輸質(zhì)量氣量與理論質(zhì)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(duì)開(kāi)啟順流式壓縮機(jī)

ηi=T0/Tk+b(Tk-273)

系數(shù)b：對(duì)于立式氟壓縮機(jī)b=0.0025

對(duì)于立式氨壓縮機(jī)b=0.01

對(duì)于其他小型制冷壓縮機(jī)

一般ηi=0.65-0.8；封閉式家用機(jī)ηi=0.60-0.85

（三）機(jī)械效率和軸效率

1、機(jī)械效率ηm

定義：壓縮機(jī)的指示功率與軸功率之比

影響機(jī)械效率的因素

?摩擦功率Pm增加機(jī)械效率ηm下降

?冷凝溫度一定時(shí)，壓力比ε

機(jī)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(huán)數(shù)

?控制潤(rùn)滑油溫度，保證潤(rùn)滑狀態(tài)

?加強(qiáng)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(jī)功率有效利用程度的指標(biāo)軸效率主要受壓力比ε影響（四）電動(dòng)機(jī)效率ηmo和電效率ηel

電效率是指軸效率與電動(dòng)機(jī)效率的乘積

ηel=ηeηmo

?軸效率ηe-度量開(kāi)啟式壓縮機(jī)動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性

?電效率ηel-度量封閉式壓縮機(jī)動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性

?電動(dòng)機(jī)效率的取值范圍在0.6-0.9之間

?在封閉壓縮機(jī)中電效率ηel隨壓力比ε而變化

（五）壓縮機(jī)的排氣溫度tdk

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

tdk的取值：

?對(duì)于NH3和R22壓縮機(jī)tdk

≤150°C

?對(duì)于R12壓縮機(jī)tdk

≤130°C

降低的tdk主要措施

?

限制單級(jí)壓縮機(jī)的壓力比

?

降低吸氣溫度

?冷卻壓縮機(jī)缸體（六）計(jì)算實(shí)例三、壓縮機(jī)的運(yùn)行特性曲線和運(yùn)行界限

1、運(yùn)行特性曲線

制冷壓縮機(jī)在規(guī)定的工作范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，壓縮機(jī)的制冷量和消耗功率隨制冷系統(tǒng)工況變化關(guān)系的曲線一般壓縮機(jī)的制冷量隨系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度降低和冷凝溫度升高而降低。

2、壓縮機(jī)的運(yùn)行界限制冷壓縮機(jī)運(yùn)行是系統(tǒng)內(nèi)的蒸發(fā)溫度和冷凝溫度的變化范圍通過(guò)運(yùn)行界限可以了解壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行性能，

3、運(yùn)行界限的測(cè)定

1）確定運(yùn)行測(cè)定裝置

2）確定測(cè)定方法

?測(cè)定力量熱器的樓熱