空調(diào)用制冷技術(shù)課件

2024/3/91空調(diào)用制冷技術(shù)

安徽建筑大學(xué)環(huán)境與能源工程系2024/3/92緒論概述制冷技術(shù)是為適應(yīng)人們對低溫條件的需要而產(chǎn)生和發(fā)展起來的。

制冷就是使自然界的某物體或某空間溫度低于周圍環(huán)境，并維持這個溫度。1、冷源：天然冷源、人工冷源2、制冷范圍的劃分及其應(yīng)用1）制冷范圍的劃分：①普通制冷：低于環(huán)境溫度～-120℃(153K)；②深度制冷：-120～-253℃(153～20K)；2024/3/93緒論③低溫和超低溫：-253～接近-273℃(20～接近0K)。

2）應(yīng)用：1)空氣調(diào)節(jié)

2)食品的冷凍和冷藏

3)食品加工

4)工業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)牧業(yè)

5)建筑工程

6)能源與動力工程

7)國防工業(yè)

8)醫(yī)療衛(wèi)生2024/3/94緒論2、制冷技術(shù)的發(fā)展1755年蘇格蘭科學(xué)家?guī)靷悾–ullen）發(fā)表論文《液體蒸發(fā)制冷》，人們以此作為人工制冷史的起點。1875年德國林德（Linde）首先制作了具有實用價值的氨蒸汽壓縮式制冷裝置，時至今日蒸汽壓縮式制冷裝置仍是一種使用范圍最廣泛的制冷方法。3、制冷技術(shù)的最新發(fā)展1)熱泵技術(shù)的發(fā)展（空氣源熱泵、水源熱泵、水環(huán)熱泵）2)新材料的應(yīng)用（相變材料、吸附材料）3)機(jī)器、設(shè)備的發(fā)展（高效離心機(jī)）4)新型制冷工質(zhì)的研究5)新的制冷理論及實踐（吸附式制冷、熱電制冷、相變制冷、熱聲制冷、固體絕熱去磁、氣體絕熱膨脹）2024/3/95緒論4、研究課題1、節(jié)能與可再生能源的開發(fā)利用

1）蓄能、熱回收、高能效比、太陽能等設(shè)備的開發(fā)利用

2）土壤源熱泵2、新型制冷循環(huán)吸附式制冷、熱電制冷、磁制冷、熱聲制冷等3、尋找新型節(jié)能環(huán)保的制冷劑2024/3/96緒論5、制冷系統(tǒng)組成1）制冷設(shè)備組成：壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)、蒸發(fā)器、輔助設(shè)備2）空調(diào)制冷系統(tǒng)組成：制冷機(jī)；冷卻水系統(tǒng)（冷卻水泵、冷卻塔、冷卻水管）；冷凍水系統(tǒng)（冷凍水泵、空調(diào)末端設(shè)備）；2024/3/97蒸氣噴射式制冷系統(tǒng)圖圖1蒸氣噴射式制冷系統(tǒng)圖2024/3/98蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)各部件及主要用途制冷劑液體吸熱、蒸發(fā)、制冷得到低溫低壓制冷劑放熱，使高壓高溫制冷劑蒸氣冷卻、冷凝成高壓常溫的制冷劑液體

壓縮制冷劑蒸氣，提高壓力和溫度2024/3/99蒸氣吸收式制冷系統(tǒng)圖圖2蒸氣吸收式制冷系統(tǒng)圖2024/3/910吸附式制冷系統(tǒng)的原理圖圖3吸附式制冷系統(tǒng)的原理圖2024/3/911第一章蒸汽壓縮式的熱力學(xué)原理圖1.1蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)簡圖2024/3/912第一節(jié)理想制冷循環(huán)

一、逆卡諾循環(huán)1、實現(xiàn)逆卡諾循環(huán)必須具備熱工條件1)高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩礈囟群愣?，工質(zhì)在蒸發(fā)器和冷凝器中與外界熱源之間傳熱沒有溫差；2）工質(zhì)流過設(shè)備無設(shè)備內(nèi)部不可逆損失；圖1.5逆卡諾循環(huán)在T-s圖上的表示2024/3/913一、逆卡諾循環(huán)2、實現(xiàn)逆卡諾循環(huán)必要設(shè)備壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹機(jī)、蒸發(fā)器3、循環(huán)過程示意圖及能量方程外界輸入壓縮功wc=w-we制冷量q0=T(sa-sb)制冷系數(shù)εc=T0/(Tk-T0)供熱系數(shù)μ=ε+14、影響制冷系數(shù)ε的主要因素1）蒸發(fā)溫度的影響蒸發(fā)溫度主要取決于制冷對象的溫度要求,不能變動,相同的冷凝溫度下，蒸發(fā)溫度越高，制冷系數(shù)越大，單位制冷量能耗越低。一般蒸發(fā)溫度比冷庫溫度低５～７℃,以保證傳熱需要。2024/3/914一、逆卡諾循環(huán)2）冷凝溫度的影響冷凝溫度取決于冷卻介質(zhì)(大氣或冷卻水等)的溫度,不能隨意變動。相同的蒸發(fā)溫度下，冷凝溫度越低，制冷系數(shù)越大，越有利于節(jié)能。一般冷凝溫度要高于冷卻介質(zhì)溫度５～７℃,以保證必要的傳熱溫差。二、勞侖茲循環(huán)在兩個變溫?zé)嵩粗g進(jìn)行的理想制冷循環(huán)過程，由兩個等熵絕熱過程和兩個可逆多變過程組成的理想循環(huán)過程。2024/3/915一、逆卡諾循環(huán)圖1.6熱泵空調(diào)系統(tǒng)工作原理圖2024/3/916第二節(jié)蒸汽壓縮式制冷的理論循環(huán)一、蒸汽壓縮式制冷的理論循環(huán)1、理論循環(huán)工作工程及特點1）在冷凝器、蒸發(fā)器中—有溫差的定壓過程代替無溫差的定壓過程2）膨脹閥代替膨脹機(jī)—絕熱節(jié)流代替絕熱膨脹3）壓縮機(jī)吸入飽和蒸汽—干壓縮代替濕壓縮2、理論制冷循環(huán)特點1）節(jié)流損失：絕熱節(jié)流是不可逆過程；膨脹閥不做功，損失了膨脹功；2）過熱損失：濕壓縮①制冷量減少；

②導(dǎo)致氣缸液擊，使壓縮機(jī)汽缸遭到破壞。為了實現(xiàn)干壓縮可在壓縮機(jī)出口處設(shè)置氣液分離器壓縮機(jī)運行時嚴(yán)禁發(fā)生濕壓縮2024/3/917冷凝器、蒸發(fā)器、冷水機(jī)組2024/3/918第二節(jié)蒸汽壓縮式制冷的理論循環(huán)

采用干壓縮過程可以增加單位質(zhì)量制冷能力，由于壓縮終狀態(tài)是過熱蒸氣，壓縮機(jī)功耗大，制冷系數(shù)低，降低程度稱為過熱損失蒸氣壓縮式制冷理論循環(huán)的兩種損失節(jié)流過程帶來的節(jié)流損失；干壓縮所產(chǎn)生的過熱損失；有傳熱溫差的熱交換圖1.5理論循環(huán)T—S圖2024/3/919第二節(jié)蒸汽壓縮式制冷的理論循環(huán)3）熱交換過程的傳熱溫差在蒸發(fā)器和冷凝器實際傳熱過程中，制冷劑與冷源和熱源由于存在溫差，使得制冷系數(shù)低于理想過程的制冷系數(shù)，傳熱溫差越大，制冷系數(shù)降低越多。一般蒸發(fā)溫度比被冷卻介質(zhì)溫度低５～７℃,冷凝溫度要高于冷卻介質(zhì)溫度５～７℃,以保證必要的傳熱溫差。2024/3/920第二節(jié)蒸汽壓縮式制冷的理論循環(huán)二、蒸汽壓縮式制冷的理論循環(huán)的熱力計算1、壓焓圖的應(yīng)用圖1.6理論循環(huán)在T-s圖和lgp-h圖上的表示2024/3/921壓焓圖五態(tài)：過冷液狀態(tài)、飽和液狀態(tài)、濕蒸氣狀態(tài)、飽和蒸氣狀態(tài)、過熱蒸氣狀態(tài)。等溫線t一點：臨界點C三區(qū)：液相區(qū)兩相區(qū)氣相區(qū)八線：等壓線p（水平線）等焓線h（垂直線）飽和液線x=0，飽和蒸氣線x=1，無數(shù)條等干度線x等熵線s等比體積線v2024/3/922蒸汽壓縮式制冷的理論循環(huán)的熱力計算1.單位質(zhì)量制冷量

制冷壓縮機(jī)每輸送1kg制冷劑經(jīng)循環(huán)從被冷卻介質(zhì)中制取的冷量稱為單位質(zhì)量制冷量，用q0表示。

q0=h1-h4=r0（1-x4）（1-1）式中q0

單位質(zhì)量制冷量（kJ/kg）；

h1與吸氣狀態(tài)對應(yīng)的比焓值（kJ/kg）；

h4節(jié)流后濕蒸氣的比焓值（kJ/kg）；

r0蒸發(fā)溫度下制冷劑的汽化潛熱（kJ/kg）；

x4節(jié)流后氣液兩相制冷劑的干度。2024/3/923蒸汽壓縮式制冷的理論循環(huán)的熱力計算2.單位容積制冷量

制冷壓縮機(jī)每吸入1m3制冷劑蒸氣（按吸氣狀態(tài)計）經(jīng)循環(huán)從被冷卻介質(zhì)中制取的冷量，稱為單位容積制冷量，用qv表示。式中qv

單位容積制冷量（kJ/m3）；v1制冷劑在吸氣狀態(tài)時的比體積（m3/kg）2024/3/924蒸汽壓縮式制冷的理論循環(huán)的熱力計算3.理論耗功率

制冷壓縮機(jī)按等熵壓縮時每壓縮輸送1kg制冷劑蒸氣所消耗的功，稱為理論耗功率，用w0表示。

w0=h2-h1

（1-3）式中w0

理論耗功率（kJ/kg）；

h2

壓縮機(jī)排氣狀態(tài)制冷劑的比焓值（kJ/kg）；

h1

壓縮機(jī)吸氣狀態(tài)制冷劑的比焓值（kJ/kg）

2024/3/925蒸汽壓縮式制冷的理論循環(huán)的熱力計算4.單位冷凝熱負(fù)荷制冷壓縮機(jī)每輸送1kg制冷劑在冷凝器中放出的熱量，稱為單位冷凝熱負(fù)荷，用qk表示。

qk=（h2-h2

）+（h2

-h3）=h2-h3

（1-4）式中qk

單位冷凝熱負(fù)荷（kJ/kg）；

h2

與冷凝壓力對應(yīng)的干飽和蒸氣狀態(tài)所具有的比焓值（kJ/kg）；

h3

與冷凝壓力對應(yīng)的飽和液狀態(tài)所具有的比焓值（kJ/kg）；對于單級蒸氣壓縮式制冷理論循環(huán)，存在著下列關(guān)系qk=q0+w0

2024/3/926蒸汽壓縮式制冷的理論循環(huán)的熱力計算5.制冷系數(shù)

單位質(zhì)量制冷量與理論比功之比，即理論循環(huán)的收益和代價之比，稱為理論循環(huán)制冷系數(shù)，用

0表示，6.制冷效率ηR

制冷效率可以評價制冷劑熱力學(xué)能對制冷系數(shù)的影響，是理論循環(huán)制冷系數(shù)與考慮了傳熱溫差的理想制冷循環(huán)制冷系數(shù)之比。2024/3/927蒸汽壓縮式制冷的理論循環(huán)的熱力計算2、蒸汽壓縮式制冷的理論循環(huán)的熱力計算(1)制冷劑單位制冷能力q0與單位容積制冷量qv(2)單位理論功w0(3)單位冷凝熱負(fù)荷qk(4)制冷劑循環(huán)流量qm(5)壓縮機(jī)的理論功率P0和指示功率Pi(6)制冷系數(shù)(7)冷凝器的熱負(fù)荷2024/3/928蒸汽壓縮式制冷的理論循環(huán)的熱力計算例1-1以R22為制冷劑的制冷裝置，制冷劑的蒸發(fā)溫度t4＝-20℃，壓縮機(jī)的吸氣溫度t1＝-20℃，冷凝溫度t3＝20℃，試求該循環(huán)的制冷系數(shù)。解由R22的ｐ-ｈ圖上找出給定的各點,并查出各點的焓值如下:2024/3/929蒸汽壓縮式制冷的理論循環(huán)的熱力計算例1-2以HFC134a為制冷劑的制冷裝置，其制冷量Ｑ＝41686kJ/h。制冷循環(huán)的工作條件是：冷凝溫度為30℃，過冷度Δt＝5℃,蒸發(fā)溫度為-15℃，壓縮機(jī)的吸氣溫度t1＝-5℃,試求：（1）單位質(zhì)量制冷量；（2）每小時的循環(huán)量qm；(3)制冷劑在冷凝器中每小時的放熱量；（4）壓縮機(jī)每小時消耗的理論功W和功率N；（5）制冷系數(shù)ε。例1-3見教材例1-42024/3/930蒸汽壓縮式制冷的理論循環(huán)的熱力計算例1-2假定循環(huán)為單級蒸氣壓縮式制冷的理論循環(huán)，蒸發(fā)溫度t0=-10℃，冷凝溫度tk=35℃，工質(zhì)為R22，循環(huán)的制冷量Q0=55kW，試對該循環(huán)進(jìn)行熱力計算。解點1：t1=t0=

10℃，p1=p0=0.3543MPa，h1=401.555kJ/kg，v1=0.0653m3/kg點3：t3=tk=35℃，p3=pk=1.3548MPa，h3=243.114kJ/kg，由圖可知，h2=435.2kJ/kg，t2=57℃2024/3/931第三節(jié)蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的改善基本概念

液體過冷：從冷凝器出來的液態(tài)制冷劑的溫度低于其壓力對應(yīng)的飽和溫度。過冷度：液體過冷后的溫度與其壓力對應(yīng)的飽和溫度的差值。過冷循環(huán)：具有液體過冷的制冷循環(huán)稱之為過冷循環(huán)。采用再冷卻可以減少節(jié)流損失一、膨脹閥前液態(tài)制冷劑再冷卻2024/3/932

一、膨脹閥前液態(tài)制冷劑再冷卻1、設(shè)置再冷卻器的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)

(1)、設(shè)置再冷卻器的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)工作流程及理論循環(huán)工作流程

理論循環(huán)

2024/3/933(2)、液體過冷對制冷性能的影響一、膨脹閥前液態(tài)制冷劑再冷卻

采用液態(tài)制冷劑再冷，節(jié)流后制冷劑的干度減少（即無效氣化減少）單位質(zhì)量制冷功率增加(Δq0=

h4-h4′=

Δ4bb′4′4);

壓縮機(jī)的壓縮功不變。制冷系數(shù)提高，節(jié)流損失減少。

對于空調(diào)用制冷系統(tǒng)（蒸發(fā)溫度較高），并不單獨設(shè)置再冷卻器，而是適當(dāng)增大冷凝器面積，使冷卻介質(zhì)與呈逆流換熱，以實現(xiàn)再冷。2024/3/934一、膨脹閥前液態(tài)制冷劑再冷卻2、蒸氣回?zé)嵫h(huán)

基本概念

蒸氣過熱：壓縮機(jī)入口處制冷劑蒸氣的溫度高于其壓力對應(yīng)的飽和溫度。過熱度：制冷劑蒸氣過熱后的溫度與同壓力下飽和溫度的差值。過熱循環(huán)：具有蒸氣過熱的制冷循環(huán)稱之為過熱循環(huán)。2024/3/935(1)、回?zé)崾秸魵鈮嚎s式制冷循環(huán)工作流程及理論循環(huán)一、膨脹閥前液態(tài)制冷劑再冷卻工作流程

理論循環(huán)

2024/3/936(2)、回?zé)釋φ魵鈮嚎s式制冷性能的影響一、膨脹閥前液態(tài)制冷劑再冷卻采用回?zé)嵫h(huán)，一方面可使液態(tài)制冷劑再冷，單位質(zhì)量制冷功率增加(Δq0=

h4-h4′=

Δ4bb′4′4);同時又能保證壓縮機(jī)吸入具有一定過熱度的制冷劑蒸氣壓縮機(jī)的壓縮功增加（ΔWc=(h2′-h1′)-(h2-h1)

=Δ2′1′122′);

制冷系數(shù)是否提高，取決與制冷劑的熱物理性質(zhì)。

一般說來，對于節(jié)流損失大的制冷劑，如氟利昂R12、R134a等回?zé)崾怯欣模鴮τ谥评鋭┌眲t是不利的。2024/3/937無效過熱：蒸氣過熱所吸收的熱量來自被冷卻介質(zhì)以外的物體，即過熱不能產(chǎn)生有效的冷量輸出。（如：蒸發(fā)器出口至壓縮機(jī)入口處制冷劑管道與外界的熱交換。）一、膨脹閥前液態(tài)制冷劑再冷卻2024/3/938二、回收膨脹功1、使用膨脹機(jī)的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)

對于大容量制冷裝置：

一方面，由于膨脹機(jī)的容量較大，不會出現(xiàn)因機(jī)件過小導(dǎo)致加工方面的困難；另一方面，可回收的膨脹功相對較大；

因此，采用膨脹機(jī)回收膨脹功可節(jié)省常規(guī)能源，提高制冷系數(shù)。2024/3/939二、回收膨脹功2、使用膨脹機(jī)的蒸氣壓縮式制冷的工作流程和理論循環(huán)

工作流程

理論循環(huán)

2024/3/9403、回收膨脹功對制冷性能的影響

二、回收膨脹功

輸出有用的膨脹功，壓縮機(jī)壓縮功減少

單位質(zhì)量制冷量增加

理論制冷系數(shù)提高2024/3/941三、多級壓縮式制冷循環(huán)

當(dāng)壓縮機(jī)的壓縮比較大時，壓縮機(jī)的排氣溫度相應(yīng)較高，因而過熱損失及壓縮機(jī)功耗均較大。

采用具有中間冷卻的多級壓縮制冷循環(huán)，可減少過熱損失及降低壓縮機(jī)功耗，蒸發(fā)溫度越低節(jié)能效果越明顯。2024/3/942三、多級壓縮式制冷循環(huán)多級壓縮式制冷循環(huán)的應(yīng)用場合

壓縮比較高（通常pk/p0大于8）；離心式或螺桿式制冷壓縮機(jī)（可以比較方便的進(jìn)行中間抽氣，如空調(diào)用螺桿冷水機(jī)組）。多級壓縮式制冷循環(huán)的兩種形式

閃發(fā)蒸氣分離器（經(jīng)濟(jì)器）；中間冷卻器。2024/3/9431、帶閃發(fā)蒸氣分離器的雙級壓縮制冷的工作流程及理論循環(huán)三、多級壓縮式制冷循環(huán)工作流程

理論循環(huán)

2024/3/944三、多級壓縮式制冷循環(huán)2、閃發(fā)蒸氣分離器對制冷性能的影響

采用閃發(fā)蒸氣分離器，減少了一級壓縮的制冷劑流量；采用閃發(fā)蒸氣分離器，降低了二級壓縮機(jī)進(jìn)口的蒸氣溫度和比容。

因此，采用閃發(fā)蒸氣分離器可有效降低壓縮機(jī)的功耗，故閃發(fā)蒸氣分離器也稱之為經(jīng)濟(jì)器。2024/3/945三、多級壓縮式制冷循環(huán)

中間冷卻器與閃發(fā)蒸氣分離器的異同

閃發(fā)蒸氣分離器利用節(jié)流閃發(fā)出的制冷劑蒸氣與經(jīng)過一級壓縮后的高溫制冷劑蒸氣混合，混合后的制冷劑蒸氣仍為過熱蒸氣，因此稱之為不完全冷卻（不適合過熱損失較大的制冷劑，如氨等）。中間冷卻器利用節(jié)流后的制冷劑可充分冷卻經(jīng)過一級壓縮后的高溫制冷劑蒸氣,使其冷卻至飽和蒸氣狀態(tài)；中間冷卻器可設(shè)有液體冷卻盤管，使來自冷凝器的高壓液體獲得較大的再冷度，既有節(jié)能作用，又有利于制冷系統(tǒng)穩(wěn)定運行。2、一次節(jié)流中間冷卻的雙級壓縮制冷的工作流程及理論循環(huán)2024/3/946三、多級壓縮式制冷循環(huán)3、一次節(jié)流完全中間冷卻的雙級壓縮制冷的工作流程及理論循環(huán)理論循環(huán)

工作流程

2024/3/9474、一次節(jié)流中間不完全冷卻的雙級壓縮制冷的工作流程及理論循環(huán)三、多級壓縮式制冷循環(huán)理論循環(huán)

工作流程

2024/3/948三、多級壓縮式制冷循環(huán)5、雙級蒸氣壓縮式制冷的中間壓力以獲取最大制冷系數(shù)的中間壓力為原則；以這種原則確定的中間壓力稱之為最佳中間壓力。（在工程設(shè)計時，可通過選擇幾個中間壓力進(jìn)行試算以確定最優(yōu)值。）以高低壓縮機(jī)壓縮比相等為原則（雖然制冷系數(shù)不是最大，但壓縮機(jī)氣缸工作容積的利用程度高，較實用）。中間壓力選取的原則：此時中間壓力的計算式為：2024/3/949三、多級壓縮式制冷循環(huán)6、制冷劑質(zhì)量流量的確定對于一次節(jié)流完全中間冷卻制冷量為

0雙級壓縮制冷循環(huán)：低壓級壓縮機(jī)的制冷劑流量Mr1：高壓級壓縮機(jī)的制冷劑流量Mr：

在中間冷卻器中：來自膨脹閥1的制冷劑，一方面使來自低壓壓縮機(jī)的排氣冷卻至飽和蒸氣狀態(tài)；另一方面使膨脹閥2前的液態(tài)制冷劑由狀態(tài)5再冷卻至狀態(tài)7。2024/3/950因此，中間冷卻器的能量方程為：三、多級壓縮式制冷循環(huán)

高壓級壓縮機(jī)的制冷劑流量Mr：由于：2024/3/951三、多級壓縮式制冷循環(huán)對于一次節(jié)流不完全中間冷卻制冷量為

0雙級壓縮制冷循環(huán)：狀態(tài)3(由狀態(tài)2和狀態(tài)3′混合而來)的比焓h3：

中間冷卻器的能量方程為：2024/3/952

因此，高壓級壓縮機(jī)的制冷劑流量Mr：三、多級壓縮式制冷循環(huán)2024/3/953三、多級壓縮式制冷循環(huán)例1-4如下圖所示，系統(tǒng)需制冷量20kW，制冷劑采用R134a，蒸發(fā)溫度t0＝4oC，冷凝溫度tk＝40oC，試進(jìn)行理論循環(huán)的的熱力計算。2024/3/954三、多級壓縮式制冷循環(huán)解：(1)確定該制冷循環(huán)的中間壓力Pm

；

(2)繪出理論循環(huán)的壓焓圖；

(3)根據(jù)其熱力性質(zhì)表查處于飽和線上的有關(guān)參數(shù)值；

(4)計算狀態(tài)點2′

、6、8的參數(shù)值；(狀態(tài)2′由2、3混合而來)(5)根據(jù)壓焓圖確定其余點的狀態(tài)參數(shù)值；(6)進(jìn)行熱力計算。2024/3/955三、多級壓縮式制冷循環(huán)單位質(zhì)量制冷能力：單位容積制冷能力：2024/3/956三、多級壓縮式制冷循環(huán)低壓級制冷劑質(zhì)量流量：低壓級壓縮機(jī)制冷劑體積流量：高壓級壓縮機(jī)制冷劑質(zhì)量流量：高壓級壓縮機(jī)制冷劑體積流量：?2024/3/957三、多級壓縮式制冷循環(huán)冷凝器的熱負(fù)荷：壓縮機(jī)理論耗功率：理論制冷系數(shù)：熱力完善度：2024/3/958三、多級壓縮式制冷循環(huán)

與課本例1－3(P12－13)對比，在相同的制冷能力條件下，帶閃發(fā)蒸氣分離器的雙級壓縮式制冷循環(huán)：制冷劑質(zhì)量流量稍有減少；壓縮機(jī)排氣溫度降低；冷凝器熱負(fù)荷下降；理論制冷系數(shù)提高(達(dá)8％)。2024/3/959四、復(fù)疊式制冷循環(huán)

對于采用氨、R22等中溫制冷劑的壓縮式制冷系統(tǒng)，即使采用多級壓縮，但能夠到達(dá)的最低蒸發(fā)溫度仍有一定的局限：蒸發(fā)溫度必須高于制冷劑的凝固點（如：氨的凝固點為－77.7?C）；制冷劑的蒸發(fā)溫度過低，其相應(yīng)的蒸發(fā)壓力也很低。當(dāng)蒸發(fā)壓力低于0.1～0.15bar時，外界空氣易滲入系統(tǒng)，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的正常運行（如：氨在蒸發(fā)溫度為－65?C時，pk=0.156bar）;蒸發(fā)壓力很低時，制冷劑氣態(tài)比容很大，單位容積制冷功率很小，要求壓縮機(jī)的體積流量很大。2024/3/960四、復(fù)疊式制冷循環(huán)

因此，為獲得－60－70?C的低溫，需采用低溫制冷劑（凝固點低，沸點也很低），如R13、

R14等(R13的凝固點為-181?C

，沸點為-81.4?C；R14的凝固點為-184.9?C

，沸點為-127.9?C)

。但這類制冷劑的臨界溫度很低，采用一般冷卻水，存在以下局限：由于冷卻水溫接近其臨界溫度，使氣態(tài)制冷劑難以冷凝；即使冷凝，由于接近臨界點，不但冷凝壓力高，而且比潛熱小，因而制冷效率也很低。

為降低冷凝溫度，需采用另一臺制冷裝置為其冷凝器提供冷源，與之聯(lián)合運行，及所謂的復(fù)疊式制冷循環(huán)。2024/3/961四、復(fù)疊式制冷循環(huán)1、復(fù)疊式壓縮制冷的工作流程及理論循環(huán)工作流程

理論循環(huán)

2024/3/962四、復(fù)疊式制冷循環(huán)1、復(fù)疊式壓縮制冷系統(tǒng)的特點兩臺制冷機(jī)聯(lián)合運行，高溫級制冷機(jī)的蒸發(fā)器為低溫級制冷機(jī)的冷凝器提供冷源；為確保低溫級的所需冷凝溫度，高溫級制冷機(jī)的蒸發(fā)溫度需低于低溫級冷凝溫度3－5?C；復(fù)疊式制冷循環(huán)既保留了中、低溫制冷劑各自的優(yōu)點，又克服了它們不足，使制取很低的溫度成為可能。(深冷)2024/3/963作業(yè)－2

1、在蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)中，壓縮機(jī)吸氣口制冷劑蒸氣過熱度增大對系統(tǒng)制冷性能有何影響？什么情況下的蒸氣過熱為無效過熱？為什么對R12、R134a系統(tǒng)往往采用回?zé)崞鳎?、如下3套空調(diào)系統(tǒng)在相同的壓縮機(jī)及其轉(zhuǎn)速、相同的外界環(huán)境條件下，測出系統(tǒng)的運行參數(shù)如下表，請借助lgP－h(huán)或T－s圖分析，哪套系統(tǒng)制冷量最大，哪套系統(tǒng)制冷量最小?系統(tǒng)冷凝溫度(?C)過冷度(?C)蒸發(fā)溫度(?C)過熱度(?C)A55555B55055C450-552024/3/964第四節(jié)跨臨界制冷循環(huán)基本概念

臨界狀態(tài)及參數(shù)：在工質(zhì)的壓焓圖上飽和液相線與飽和氣相線交點的狀態(tài)點及參數(shù)；臨界狀態(tài)氣水狀態(tài)的比容、焓、熵均各自相同，汽化潛熱為零；超臨界無飽和狀態(tài)，工質(zhì)的溫度、壓力各自獨立。亞臨界循環(huán)：在普通制冷范圍內(nèi)，制冷循環(huán)的冷凝壓力遠(yuǎn)離臨界壓力，故稱之為亞臨界循環(huán)；跨臨界循環(huán)：一些低溫制冷劑在普通制冷范圍內(nèi)，利用冷卻水或空氣作為冷卻介質(zhì)時，壓縮機(jī)的排氣壓力位于制冷劑的臨界壓力之上，而蒸發(fā)壓力位于制冷劑的臨界壓力之下，稱之為跨臨界循環(huán)；2024/3/965一、CO2跨臨界制冷循環(huán)幾種制冷劑的臨界參數(shù)壓力（MPa）溫度（℃）比容（m3/kg）焓（kJ/kg）熵（kJ/kg.k）CO27.37531.1R224.97496H2O22.115374.120.0031472095.24.2371、基本原理

CO2跨臨界制冷循環(huán)仍屬于蒸汽壓縮制冷；特點：壓縮機(jī)吸氣壓力低于臨界壓力，排氣壓力高于臨界壓力，蒸發(fā)溫度低于臨界溫度吸熱過程在亞臨界條件下進(jìn)行，液體蒸發(fā)制冷，放熱在超臨界條件下進(jìn)行定壓顯熱放熱過程。2024/3/966一、CO2跨臨界制冷循環(huán)2、CO2跨臨界制冷循環(huán)熱力計算計算過程及內(nèi)容同亞臨界制冷循環(huán)3、最優(yōu)高壓側(cè)壓力p2opt：CO2跨臨界制冷循環(huán)的制冷系數(shù)εth，在某壓縮機(jī)出口壓力p2時將出現(xiàn)最大值，該壓力值稱為最優(yōu)高壓側(cè)壓力p2opt。當(dāng)蒸發(fā)溫度T0和空氣冷卻器出口溫度T3保持恒定時，CO2跨臨界制冷循環(huán)的制冷系數(shù)εth隨高壓側(cè)壓力的升高，單位質(zhì)量耗功量呈直線上升，而單位質(zhì)量制冷量上升的幅度卻有逐漸減小趨勢，二者綜合作用的結(jié)果使得制冷系數(shù)εth先逐漸升高再逐漸下降。2024/3/967第一章蒸汽壓縮式的熱力學(xué)原理作業(yè)

1、蒸氣壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)主要由哪些部件組成，各有何作用？2、蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的汽化過程是蒸發(fā)嗎？3.制冷劑在蒸氣壓縮制冷循環(huán)中，熱力狀態(tài)是如何變化的？4.制冷劑在通過節(jié)流元件時壓力降低，溫度也大幅下降，可以認(rèn)為節(jié)流過程近似為絕熱過程，那么制冷劑降溫時的熱量傳給了誰？5單級蒸氣壓縮式制冷理論循環(huán)有哪些假設(shè)條件？2024/3/968第二章制冷劑與載冷劑概述制冷劑(Refrigerant)是制冷裝置中的循環(huán)工作介質(zhì)，在制冷系統(tǒng)中循環(huán)流動，通過自身熱力狀態(tài)的循環(huán)變化完成與外界的能量轉(zhuǎn)換和傳遞實現(xiàn)制冷的目的。1、制冷劑及其發(fā)展乙醚是最早使用的制冷劑，它易燃、易爆，標(biāo)準(zhǔn)沸點為34.5℃。1928年研制出氟利昂R12，20世紀(jì)50年代出現(xiàn)了共沸混合工質(zhì)，如R502，60年代研制出非共沸混合工質(zhì)。含氯和含溴的合成制冷劑對大氣臭氧層有破壞作用，并且造成嚴(yán)重的溫室效應(yīng)。2024/3/969第一節(jié)制冷劑一、對制冷劑的基本要求1、熱力學(xué)性質(zhì)1）制冷效率高制冷劑的熱力性質(zhì)影響制冷效率；選用制冷效率高的制冷劑可以提高制冷系數(shù)；2）壓力適中蒸發(fā)溫度下的飽和壓力最好接近大氣壓力，并高于大氣壓力（低于大氣壓力空氣易于滲入系統(tǒng)，增加壓縮機(jī)耗功量），環(huán)境溫度下冷凝壓力也不應(yīng)過高；3）單位容積制冷能力大可以減少壓縮機(jī)尺寸；標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸點越低其單位容積制冷能力越大；2024/3/970一、對制冷劑的基本要求4）、臨界溫度高制冷循環(huán)的工作區(qū)越遠(yuǎn)離臨界點，期一般也越接近逆卡諾循環(huán)；也便于用空氣或冷卻水冷卻；2、物理化學(xué)性質(zhì)1）與潤滑油的互溶性制冷劑與潤滑油相互混合或吸收，形成制冷劑—潤滑油溶液，潤滑油與制冷劑一起滲透到壓縮機(jī)的各個部件，為壓縮機(jī)提供良好的潤滑條件。根據(jù)制冷劑潤滑油在潤滑油中的溶解性，分為有限溶和無限溶與潤滑油的制冷劑。有限溶與潤滑油的制冷劑，為防止在冷凝器、蒸發(fā)器等換熱表面形成油膜阻礙傳熱，制冷系統(tǒng)中需設(shè)置油分離器、集油器等，系統(tǒng)較為復(fù)雜。2024/3/971一、對制冷劑的基本要求2）導(dǎo)熱系數(shù)、放熱系數(shù)高可以減少蒸發(fā)器、冷凝器換熱面積，縮小設(shè)備體積；3）密度、粘度小減小流動阻力；4）包容性好對其他材料（如金屬、橡膠、塑料）無腐蝕作用；3、其他特性無毒、不燃燒、不爆炸、環(huán)保、價廉易得；二、安全標(biāo)準(zhǔn)及分類命名1、安全性分類毒性（A類、B類）、可燃性（1、2、3類）2024/3/972二、安全標(biāo)準(zhǔn)及分類命名

表制冷劑的安全性分類2024/3/973二、安全標(biāo)準(zhǔn)及分類命名2、制冷劑的分類（四類）命名國際上統(tǒng)一規(guī)定用字母“R”和它后面的一組數(shù)字或字母作為制冷劑的簡寫符號。1)無機(jī)化合物：以R7××系列編號;如R717、R7442)烷烴類和氟利昂氟利昂是烷烴類鹵化物，其命名為R××B×;如R123、R22、R290、R3183)混合制冷劑(1)非共沸混合制冷劑以R4××系列編號；如R407c(2)共沸混合制冷劑以R5××系列編號;如R507a4)有機(jī)物以R6××系列編號2024/3/9743、制冷劑的基本熱力特性3、制冷劑的基本熱力特沸點：制冷劑在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的飽和溫度；一般沸點越低蒸發(fā)壓力、冷凝壓力越高，單位容積制冷能力越大。由此將制冷劑分為：

高溫制冷劑：沸點＞0℃

中溫制冷劑：0℃＞沸點＞-60℃

低溫制冷劑：沸點＜-60℃1）氟利昂特點：氟利昂是飽和碳?xì)浠衔稃u族衍生物的總稱，大多數(shù)氟利昂無毒、無臭，不燃、與空氣混合不爆炸，不含水分時對金屬無腐蝕；但其價格高、放熱系數(shù)小，易滲漏且不易被發(fā)現(xiàn)。2024/3/9753、制冷劑的基本熱力特性

氟利昂分為全鹵化氯氟烴（CFCs),不完全鹵化氯氟烴HCFCs),不完全鹵化氟烴（HFCs)化合物。2）無機(jī)化合物氨（R717）：單位容積制冷能力大，蒸發(fā)和冷凝壓力適中，制冷效率高破壞臭氧層潛能值（ODP）和溫室效應(yīng)潛能值（WGP）均為0，但其毒性大，可燃，和空氣混合比例一定時遇明火有爆炸危險；幾乎不溶于潤滑油；價格低廉。二氧化碳（R744）：無毒、無臭，不燃、不爆炸，無腐蝕，ODP=0、WGP=1，對環(huán)境友好；單位容積制冷能力是R22的5倍，傳熱系數(shù)，高流動阻力小，價格低廉；但其臨界溫度低一般普通低溫制冷為跨臨界循環(huán)。2024/3/9763、制冷劑的基本熱力特性3、混合溶液二元溶液的特性①在給定壓力下，二元溶液的沸點介于兩個純組分蒸發(fā)溫度之間；②在給定壓力下蒸發(fā)過程或冷凝過程的蒸發(fā)溫度或冷凝溫度不是定值；泡點是其中某一組分比開始蒸發(fā)的溫度；露點是該組分比開始凝結(jié)的溫度；③在給定壓力下，濕蒸氣區(qū)域中氣液兩相組分濃度不同；非共沸混合物：等壓條件下不存在單一的蒸發(fā)溫度的二元溶液；共沸混合物：定壓相變時近似為等溫的二元溶液；2024/3/977混合溶液圖2.1非共沸工質(zhì)的T-w

圖2024/3/9783、制冷劑的基本熱力特性2024/3/9793、制冷劑的基本熱力特性2024/3/9803、制冷劑的基本熱力特性2024/3/9813、制冷劑的基本熱力特2024/3/9823、制冷劑的基本熱力特性2024/3/983安全標(biāo)準(zhǔn)2024/3/984四、氟氯碳化合物的禁用及其對策1、氟氯碳化合物對大氣臭氧層的破壞氟利昂族分別用代號CFC表示含氯而無氫的氟化物，HCFC表示含氫、氯的氟化物，HFC表示含氫而無氯的氟化物；其中的氯原子、溴原子對臭氧層有破壞作用。一些常用的制冷劑在大氣層中的自然壽命很長，如HCFC22為20年、CFC12為120年、CFC13為400年、CFC11為65年、CFC114為180年。2024/3/985四、氟氯碳化合物的禁用及其對策四、氟氯碳化合物的禁用及其對策蒙特利爾議定書又稱作蒙特利爾公約，全名為“蒙特利爾破壞臭氧層物質(zhì)管制議定書（MontrealProtocolonSubstancesthatDepletetheOzoneLayer）”，是聯(lián)合國為了避免工業(yè)產(chǎn)品中的氟氯碳化物對地球臭氧層繼續(xù)造成惡化及損害，承續(xù)1985年保護(hù)臭氧層維也納公約的大原則，于1987年9月16日邀請所屬26個會員國在加拿大蒙特利爾所簽署的環(huán)境保護(hù)公約。該公約自1989年1月1日起生效。聯(lián)合國有鑒于此，便于1990年6月在英國倫敦召開蒙特利爾公約締約國第二次會議，并對公約內(nèi)容作了大幅之修正，其中最為重要者即為擴(kuò)大列管物質(zhì)，除原先列管者之外，另增加CFC-13等10種物質(zhì)、四氯化碳以及三氯乙烷，共計12種化學(xué)物質(zhì)，并加速提前于2000年完全禁用上述物質(zhì)。之后聯(lián)合國又陸續(xù)修訂管制范圍，包括1992年的哥本哈根修正案、1997年的蒙特利爾修正案、以及1999年的北京修正案。（其中包括R11、R12、R113、R114、R115）

2024/3/986四、氟氯碳化合物的禁用及其對策其中最重要者為哥本哈根修正案，決議將發(fā)達(dá)國家的氟氯碳化物禁止生產(chǎn)時程提前至1996年1月實施，而非必要之消費量均嚴(yán)格禁止。在工業(yè)界影響●冷媒中主要的臭氧層破壞者CFC-12或許可為HFC-134a取代，但化工工程師說HFC-134a在制造上較為困難，價格也貴于CFC-12，而且較CFC-12更須常更換。而用作塑膠發(fā)泡劑的CFC-11，暫時所提出的替代品為HCFC-22，此化合物一般家庭的冷氣機(jī)已有使用，但并沒有CFC-11的熱絕緣性質(zhì)，所以其未來的應(yīng)用將受到更多的限制。2024/3/987四、氟氯碳化合物的禁用及其對策

●氟氯碳化物CFC-11、CFC-12和CFC-113的替代品，仍需長期的研發(fā)，因為很多替代品其工業(yè)性質(zhì)均遜于氟氯碳化物，亦較為不耐用，甚至還須設(shè)計更多的設(shè)備來使用。這些替代品在低壓下易于分解，但對臭氧層較不具威脅，但是，人類曝露在這些替代品之下將具有潛在的危險性或引發(fā)其它環(huán)境問題，例如，酸雨，所以我們亟須研發(fā)一個完全安全的替代物，而不是另一種可能對人類有害或使氣候突變的危險替代品。

《議定書》的主要內(nèi)容包括：1．規(guī)定了受控物質(zhì)的種類受控物質(zhì)以附件A的形式表示，有兩類共8種。第一類為5種CFCs；第二類為3種哈龍。2024/3/988四、氟氯碳化合物的禁用及其對策2．規(guī)定了控制限額的基準(zhǔn)受控的內(nèi)容包括受控物質(zhì)的生產(chǎn)量和消費量，其中消費量是按生產(chǎn)量加進(jìn)口量并減去出口量計算的。《議定書》規(guī)定了生產(chǎn)量和消費量的起始控制限額的基準(zhǔn)：發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)量與消費量的起始控制限額都以1986年的實際發(fā)生數(shù)為基準(zhǔn)；發(fā)展中國家（1986年人均消費量小于0.3kg的國家，即所謂的第五條第一款國家）都以1995～1997年實際發(fā)生的三年平均數(shù)或每年人均0.3kg，取其低者為基準(zhǔn)。3．規(guī)定了控制時間發(fā)達(dá)國家的開始控制時間，對于第一類受控制物質(zhì)（CFCs），其消費量自1989年7月1日起，生產(chǎn)量自1990年7月1日起，每年不得超過上述限額基準(zhǔn)。1993年7月1日起，每年不得超過限額基準(zhǔn)的80%。自1998年7月1日起，每年不得超過限額基準(zhǔn)的50%

。對于第二類受控物質(zhì)2024/3/989四、氟氯碳化合物的禁用及其對策（哈龍），其消費量和生產(chǎn)量自1992年1月1日起，每年不得超過限額基準(zhǔn)。發(fā)展中國家的控制時間表比發(fā)達(dá)國家相應(yīng)延遲10年。

4．確定了評估機(jī)制

《議定書》規(guī)定從1990年起，其后至少每4年，各締約方應(yīng)根據(jù)可以取得的科學(xué)、環(huán)境、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)資料，對規(guī)定的控制措施進(jìn)行一次評估。

《蒙特利爾議定書》至今已經(jīng)過了4次修正和5次重要調(diào)整。

2024/3/990氣候變暖與京都議定書

《京都議定書》（英文：KyotoProtocol，又譯《京都條約》；全稱《聯(lián)合國氣候變化框架公約的京都議定書》）是《聯(lián)合國氣候變化框架公約》（UnitedNationsFrameworkConventiononClimateChange，UNFCCC）的補(bǔ)充條款。是1997年12月在日本京都由聯(lián)合國氣候變化框架公約參加國三次會議制定的。其目標(biāo)是“將大氣中的溫室氣體含量穩(wěn)定在一個適當(dāng)?shù)乃?，進(jìn)而防止劇烈的氣候改變對人類造成傷害”。政府間氣候變化專門委員會（IntergovernmentalPanelonClimateChange，簡稱IPCC）已經(jīng)預(yù)計從1990年到2100年[全球氣溫將升高1.4℃—5.8℃。目前的評估顯示，京都議定書如果能被徹底完全的執(zhí)行，到2050年之前僅可以把氣溫的升幅減少0.02℃—0.28℃，正因為如此，許多批評家和環(huán)保主義者質(zhì)疑京都議定書的價值，認(rèn)為其標(biāo)準(zhǔn)定得太低根本不足以應(yīng)對未來的嚴(yán)重危機(jī)。2024/3/991氣候變暖與京都議定書

概況

1997年12月條約在日本京都通過，并于1998年3月16日至1999年3月15日間開放簽字，共有84國簽署，條約于2005年2月16日開始強(qiáng)制生效，到2009年2月，一共有183個國家通過了該條約（超過全球排放量的61%），引人注目的是美國沒有簽署該條約。

條約規(guī)定，它在“不少于55個參與國簽署該條約并且溫室氣體排放量達(dá)到附件I中規(guī)定國家在1990年總排放量的55%后的第90天”開始生效，這兩個條件中，“55個國家”在2002年5月23日當(dāng)冰島通過后首先達(dá)到，2004年12月18日俄羅斯通過了該條約后達(dá)到了“55%”的條件，條約在90天后于2005年2月16日開始強(qiáng)制生效。

2024/3/992氣候變暖與京都議定書《京都議定書》的簽署是為了人類免受氣候變暖的威脅

發(fā)達(dá)國家從2005年開始承擔(dān)減少碳排放量的義務(wù)，而發(fā)展中國家則從2012年開始承擔(dān)減排義務(wù)?！毒┒甲h定書》需要在占全球溫室氣體排放量55％以上的至少55個國家批準(zhǔn)，才能成為具有法律約束力的國際公約。中國于1998年5月簽署并于2002年8月核準(zhǔn)了該議定書。歐盟及其成員國于2002年5月31日正式批準(zhǔn)了《京都議定書》。2004年11月5日，俄羅斯總統(tǒng)普京在《京都議定書》上簽字，使其正式成為俄羅斯的法律文本。截至2005年8月13日，全球已有142個國家和地區(qū)簽署該議定書，其中包括30個工業(yè)化國家，批準(zhǔn)國家的人口數(shù)量占全世界總?cè)丝诘?0％。美國人口僅占全球人口的3％至4％，而排放的二氧化碳卻占全球排放量的25％以上，為全球溫室氣體排放量最大的國家。美國曾于1998年簽署了《京都議定書》。但2001年3月，布什政府以“減少溫室氣體排2024/3/993氣候變暖與京都議定書放將會影響美國經(jīng)濟(jì)發(fā)展”和“發(fā)展中國家也應(yīng)該承擔(dān)減排和限排溫室氣體的義務(wù)”為借口，宣布拒絕批準(zhǔn)《京都議定書》。

2005年2月16日，《京都議定書》正式生效。這是人類歷史上首次以法規(guī)的形式限制溫室氣體排放。為了促進(jìn)各國完成溫室氣體減排目標(biāo)，議定書允許采取以下四種減排方式：

一、兩個發(fā)達(dá)國家之間可以進(jìn)行排放額度買賣的“排放權(quán)交易”，即難以完成削減任務(wù)的國家，可以花錢從超額完成任務(wù)的國家買進(jìn)超出的額度。

二、以“凈排放量”計算溫室氣體排放量，即從本國實際排放量中扣除森林所吸收的二氧化碳的數(shù)量。

三、可以采用綠色開發(fā)機(jī)制，促使發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家共同減排溫室氣體。

四、可以采用“集團(tuán)方式”，即歐盟內(nèi)部的許多國家可視為一個整體，采取有的國家削減、有的國家增加的方法，在總體上完成減排任務(wù)。2024/3/994第二節(jié)載冷劑一、載冷劑：當(dāng)制冷裝置間接冷卻被冷卻物時，需要一種中間物質(zhì)，在蒸發(fā)器中被冷卻降溫，再用它冷卻被冷卻物，這種中間物質(zhì)即為載冷劑。二、常用載冷劑1、鹽水溶液（NaCl、CaCl）2、乙二醇溶液2024/3/995載冷劑性質(zhì)圖2.2鹽水溶液的溫度-質(zhì)量分?jǐn)?shù)T-w圖圖2.3潤滑油黏性隨制冷劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)2024/3/996第三章制冷壓縮機(jī)制冷壓縮機(jī)的分類圖3.1制冷壓縮機(jī)的分類2024/3/997活塞式制冷壓縮機(jī)的分類與應(yīng)用2024/3/998第一節(jié)活塞式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造

活塞式（即往復(fù)式）制冷壓縮機(jī)應(yīng)用廣泛，而排氣量不大，一般多為中小型壓縮機(jī)，一般空調(diào)工況制冷量小于300kW。圖3.2立式兩缸活塞式制冷壓縮機(jī)2024/3/999一、活塞式制冷壓縮機(jī)的型式1、根據(jù)氣體在汽缸內(nèi)流動情況：順流式、逆流式；2、根據(jù)氣缸排列和數(shù)目不同：臥式、立式、多缸式；多缸式汽缸的排列與氣缸數(shù)目有關(guān)有V型（四缸）、W型（六缸）、Y型（六缸）、扇（S）形（八缸）3、根據(jù)構(gòu)造不同：開啟式：壓縮機(jī)和驅(qū)動電動機(jī)分別設(shè)置，電動機(jī)設(shè)置在曲軸箱之外，需設(shè)軸封裝置；封閉式：壓縮機(jī)和驅(qū)動電動機(jī)封閉在一個空間電動機(jī)在氣態(tài)制冷劑中工作，依靠氣態(tài)制冷劑冷卻；

2024/3/9100開啟式、半封閉式、全封閉式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖圖3.31—壓縮機(jī)；2—電機(jī)；3—聯(lián)軸器；4—軸封；5—機(jī)體；6—主軸；7,8,9—可拆的密封蓋板；10—焊封的罩殼；11—彈性支撐全封閉式制冷壓縮機(jī)2024/3/9101活塞式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造二、開啟式活塞式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造1、機(jī)體:

上中下三部分—排氣腔、吸氣腔、曲軸箱2、活塞及曲軸連桿機(jī)構(gòu)開啟式制冷壓縮機(jī)曲軸的一端裝有油泵，另一端伸至曲軸箱外與電動機(jī)連接。曲軸穿曲軸箱處設(shè)置軸封。曲軸、連桿采用鑄鐵制成，活塞多采用鋁鎂合金鑄造，質(zhì)量輕。3、氣缸套及進(jìn)排氣閥組氣缸套、閥座、進(jìn)排氣閥片、閥蓋、緩沖彈簧；4、卸載裝置2024/3/9102活塞式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造

控制制冷量裝置，可采用（1）節(jié)流法：靠節(jié)流降低吸氣壓力，減少制冷劑流量，調(diào)節(jié)制冷能力；（2）旁通法：將壓縮機(jī)部分排氣返回吸氣管，建設(shè)壓縮機(jī)制冷能力；（3）卸載法：將某氣缸吸氣閥保持開啟，是該氣缸處于不工作狀態(tài)；多缸活塞式制冷壓縮機(jī)多采用卸載法，調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的制冷能力；（4）調(diào)速法：改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，調(diào)解壓縮機(jī)制冷能力；5、潤滑系統(tǒng)潤滑油的作用：潤滑作用、冷卻作用、密封作用、清洗作用、動力傳遞作用、防銹作用壓縮機(jī)曲軸箱下部存有一定數(shù)量的潤滑油，通過油泵壓出。壓縮機(jī)的軸與軸承、活塞與氣缸壁等接觸面、軸封等處均需要進(jìn)行潤滑與冷卻，以減少功耗2024/3/9103第二節(jié)活塞式制冷壓縮機(jī)的性能一、活塞式制冷壓縮機(jī)的工作過程1、活塞排量：活塞式制冷壓縮機(jī)的理論排氣量，即壓縮機(jī)可吸入低壓氣體的體積Vh=πD2Lnz/240m3/sD—氣缸直徑，mL—活塞行程，mz—氣缸個數(shù)n—曲軸轉(zhuǎn)數(shù)

圖3.4理想工作過程的p-V圖

2024/3/9104第二節(jié)活塞式制冷壓縮機(jī)的性能2、容積效率制冷壓縮機(jī)的實際排氣量總是小于其活塞排量，二者之比稱為容積效率。

ηv=Vr/Vh

影響壓縮機(jī)實際排氣量的因素主要是：余隙容積、進(jìn)排氣閥阻力、吸氣過程氣體被加熱程度、漏氣四個方面；

ηv=λvλpλtλl二、活塞式制冷壓縮機(jī)的制冷量和耗功率活塞式制冷壓縮機(jī)的工作特性：制冷量、耗功率1、制冷量

Φ0=Vr/qv=ηvVhqv/υ1kW由上式可見：當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)一定，制冷量只與單位容積效率和單位容積制冷能力有關(guān)。影響容積效率的是壓縮機(jī)的壓縮比，壓縮比越大，容積效率越低；2024/3/9105活塞式制冷壓縮機(jī)的工作特性

影響壓縮機(jī)制冷量的主要因素是：蒸發(fā)溫度和冷凝溫度，蒸發(fā)溫度的影響更大。2、活塞式制冷壓縮機(jī)的耗功率(1)指示功率和指示效率指示效率：實際單位耗功量與理論耗功量之比；見表指示功率Ni=（ηvVh/υ1）（h2-h1）/ηi(2)摩擦功率和機(jī)械效率(3)軸功率Ne和軸效率ηe

軸功率Ne=Ni+Nm=（ηvVh/υ1）（h2-h1）/ηiηm(4)制冷壓縮機(jī)電動機(jī)功率的校核計算2024/3/9106活塞式制冷壓縮機(jī)的工作特性2024/3/9107活塞式制冷壓縮機(jī)的工作特性圖3.6活塞式壓縮機(jī)的指示效率圖3.7活塞式壓縮機(jī)的機(jī)械效率2024/3/9108活塞式制冷壓縮機(jī)的工作特性圖3.8軸效率ηe隨壓縮比的變化關(guān)系2024/3/9109影響活塞式制冷壓縮機(jī)性能的主要因素三、影響活塞式制冷壓縮機(jī)性能的主要因素評估指標(biāo)：1、制冷壓縮機(jī)的性能系數(shù)(COP)單位軸功率的制冷量；單位kW/kW2、制冷壓縮機(jī)的能效比（EER）單位電動機(jī)輸入功率的制冷量；單位kW/kW2024/3/9110活塞式制冷壓縮機(jī)的名義工況

壓縮機(jī)的制冷量和軸功率等參數(shù)隨工況條件變化，為了衡量、比較壓縮機(jī)性能，制定公認(rèn)的溫度條件(名義工況)，作為壓縮機(jī)制冷量選用和比較的標(biāo)準(zhǔn)。銘牌上標(biāo)示的制冷量和功率一般是在標(biāo)準(zhǔn)工況下的值，如為空調(diào)專用，則為空調(diào)工況。2024/3/9111活塞式制冷壓縮機(jī)的名義工況2024/3/9112活塞式制冷壓縮機(jī)的名義工況2024/3/9113活塞式制冷壓縮機(jī)的名義工況2024/3/9114活塞式制冷壓縮機(jī)的名義工況2024/3/9115第三節(jié)回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)

回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)利用回轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運動替代活塞式制冷壓縮機(jī)的往復(fù)運動，周期性的將低壓氣體的壓力提高，實現(xiàn)了高速和小型化，其運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低，構(gòu)造簡單、容積效率高；但回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)為滑動密封，加工精度要求高?；剞D(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)亦屬于容積式壓縮機(jī)，與活塞式壓縮機(jī)相比，容積效率高，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，可實現(xiàn)高速化及小型化；回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)為滑動密封，對運動部件加工精度較高；采用回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)已成為壓縮機(jī)的發(fā)展潮流?；剞D(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)種類滾動轉(zhuǎn)子式渦旋式螺桿式制冷機(jī)容量（kW）＜5（kW）4--40（kW）100--1200（kW）

回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)種類多，各有其適用容量：2024/3/9116滾動轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)一、滾動轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)1、工作原理構(gòu)造：①有一圓筒形氣缸其上部設(shè)有吸、排氣孔，排氣孔上裝有排氣閥，②偏心主軸，其上裝有可滾動的套筒狀活塞，與氣缸形成月牙形工作腔③氣缸上部縱向槽內(nèi)裝有滑板下端與滾動活塞緊密接觸將氣缸工作腔分為吸氣腔和排氣腔圖3.9滾動轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)主要結(jié)構(gòu)示意圖1—排氣管；2—汽缸；3—轉(zhuǎn)子；4—曲軸；5—潤滑油；6—吸氣管；7—滑片；8—彈簧；9—排氣閥2024/3/9117滾動轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)2、滾動轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)特點（1）主軸平均每轉(zhuǎn)一圈完成一個工作循環(huán)（2）滑板與進(jìn)排氣口之間有空隙，形成余隙容積，余隙系數(shù)較小，因而其容積系數(shù)高于往復(fù)式壓縮機(jī)，在0.7—0.9范圍內(nèi)；（3）不需要將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為往復(fù)運動的轉(zhuǎn)換部件，其零部件少、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕；振動小、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，造價低可靠性較高2024/3/9118渦旋式制冷壓縮機(jī)二、渦旋式制冷壓縮機(jī)1、結(jié)構(gòu)與工作原理圖3.10渦旋式壓縮機(jī)壓縮機(jī)構(gòu)簡圖1—動盤；2—靜盤；3—機(jī)體；4—防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；5—偏心軸；6—進(jìn)氣口；7—排氣口2024/3/9119渦旋式制冷壓縮機(jī)圖3.11渦旋式壓縮機(jī)工作原理示意圖1—壓縮室；2—進(jìn)氣口；3—動盤；4—靜盤；5—排氣口；6—吸氣室；7—排氣室；8—壓縮室2024/3/9120渦旋式制冷壓縮機(jī)2、渦旋式制冷壓縮機(jī)的特點1、容積效率高：工作工程吸氣、壓縮、排氣基本是連需進(jìn)行沒有余隙容積，吸氣與有害過熱度?。粵]有吸氣閥，阻力損失??；連續(xù)壓縮腔兩側(cè)壓差小，漏氣少；因而其容積效率高，通?？蛇_(dá)0.95以上；（2）振動小、噪音低：偏心軸轉(zhuǎn)矩變化小僅為往復(fù)式、滾動式的1/10，使振動和噪音較低；（3）結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高：3、制冷量調(diào)節(jié)（1）變頻調(diào)節(jié)：通過變頻電動機(jī)，變頻調(diào)速改變輸氣量；（2）數(shù)碼渦旋2024/3/9121渦旋式制冷壓縮機(jī)2024/3/9122雙螺桿式制冷壓縮機(jī)三、螺桿式壓縮機(jī)（雙螺桿壓縮機(jī)；單螺桿壓縮機(jī)）1、雙螺桿壓縮機(jī)的構(gòu)造主要由兩個相嚙合的螺桿轉(zhuǎn)子組成；與活塞式壓縮機(jī)相比，無吸、排氣閥，輸氣量調(diào)節(jié)通過卸載活塞，推動卸載滑閥實現(xiàn)。圖3.12雙螺桿壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)2024/3/9123雙螺桿式制冷壓縮機(jī)圖3.13雙螺桿式制冷壓縮機(jī)1—陽轉(zhuǎn)子；2—陰轉(zhuǎn)子；3—機(jī)體；4—滑動軸承；5—止推軸承；6—平衡活塞；7—軸封；8—能量調(diào)節(jié)活塞；9—卸載滑閥；10—排氣口；11—進(jìn)氣口2024/3/9124雙螺桿式制冷壓縮機(jī)

吸氣、壓縮、排氣3個過程，輸氣是周期性的(不連續(xù)壓縮)。(1)吸氣過程：如圖(a)所示，陽轉(zhuǎn)子帶動陰轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至A點，由陰陽轉(zhuǎn)子凸凹齒槽、嚙合密封線、氣缸和端蓋構(gòu)成的V型密封空間與吸氣口相通，其體積由最小值向最大值變化。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至B點位置時，此V型密封空間開始不與吸氣口相通，該空間容積到達(dá)最大值V1，吸氣過程制冷劑壓力為P1。2、雙螺桿制冷壓縮機(jī)工作工程β齒型吸氣2024/3/9125雙螺桿式制冷壓縮機(jī)(2)壓縮過程：如圖(b)所示，從B點起,陰陽轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，兩轉(zhuǎn)子形成的密封嚙合線向排氣側(cè)移動，V型密封空間體積逐漸減小，此空間中的制冷劑被壓縮，此過程進(jìn)行到位置C，V型密封空間開始與排氣口相通，此時V型密封空間體積為V2，壓力增至P2。比值V1/V2稱之為螺桿壓縮機(jī)的內(nèi)容積比壓縮2024/3/9126雙螺桿式制冷壓縮機(jī)(3)排氣過程：如圖(c)所示，從C點起，陰陽轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，V型密封空間中的制冷劑被壓入排氣管，直至轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至D點，V型密封空間中的氣體被完全排出，排氣過程結(jié)束。吸氣2024/3/9127雙螺桿式制冷壓縮機(jī)圖3.14機(jī)殼部件立體圖1—吸氣端座；2—機(jī)體；3—排氣端座2024/3/9128雙螺桿式制冷壓縮機(jī)圖3.15螺桿式制冷壓縮機(jī)工作過程2024/3/9129雙螺桿式制冷壓縮機(jī)圖3.16滑閥式能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)1—陰陽螺桿；2—滑閥固定端；3—能量調(diào)節(jié)滑閥；4—旁通口；5—油壓活塞2024/3/9130單螺桿式制冷壓縮機(jī)3、單螺桿壓縮機(jī)的構(gòu)造由一個螺桿轉(zhuǎn)子和兩個星輪組成，如下圖所示。2024/3/9131單螺桿式制冷壓縮機(jī)

單螺桿壓縮機(jī)與雙螺桿壓縮機(jī)不同，在螺桿兩側(cè)對稱配置的星輪分別構(gòu)成雙工作腔，各自完成吸氣、排氣、壓縮過程。

螺桿的每一個螺槽與一對星輪可構(gòu)成一個類似于雙作用的活塞式制冷壓縮機(jī)。

2024/3/9132單螺桿式制冷壓縮機(jī)單螺桿壓縮機(jī)的工作過程

壓縮機(jī)螺桿有通常有6個螺槽，由兩個星輪將其分成上下兩個空間，各自實現(xiàn)吸氣、壓縮、排氣過程，相當(dāng)于一臺6缸雙作用活塞式壓縮機(jī)，其工作過程如下：吸氣(1)吸氣過程：如圖(a)所示，螺桿的螺槽在星輪輪齒尚未嚙與前與吸氣腔相通，當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)到一定位置時，星輪輪齒將螺槽封閉，吸氣過程結(jié)束。2024/3/9133單螺桿式制冷壓縮機(jī)(2)壓縮過程：如圖(b)所示，吸氣過程結(jié)束后，螺桿繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，星輪輪齒沿螺槽推進(jìn)，封閉的齒間容積逐漸減小，實現(xiàn)氣體的壓縮過程。當(dāng)齒間容積與與排氣孔相通時，壓縮過程結(jié)束?？梢?，星輪的作用與活塞式壓縮機(jī)中活塞相類似。壓縮2024/3/9134單螺桿式制冷壓縮機(jī)(3)壓縮過程：如圖(c)所示，當(dāng)齒間容積與排氣孔連通后，由于螺桿繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，被壓縮氣體通過輸氣孔送至排氣管，直至該星輪輪齒脫離螺槽，排氣過程結(jié)束。排氣2024/3/9135螺桿式制冷壓縮機(jī)4、螺桿壓縮機(jī)的三種壓縮工況與活塞式壓縮機(jī)不同，螺桿壓縮機(jī)由于無吸、排氣閥，壓縮結(jié)束時封閉空間的壓力僅由旋轉(zhuǎn)體的形狀、排氣口的位置、吸氣壓力及制冷劑性質(zhì)決定，與排氣管內(nèi)壓力(冷凝壓力)無關(guān)。因而可能存在三種工況：壓縮終了時封閉空間壓力P2等于排氣排氣管壓力Pk；壓縮終了時封閉空間壓力P2低于排氣排氣管壓力Pk；(欠壓縮)

壓縮終了時封閉空間壓力P2高于排氣排氣管壓力Pk。(過壓縮)

在欠壓縮及過壓縮的情況下，壓縮機(jī)的功耗均增加。為實現(xiàn)變工況條件下壓縮終了時封閉空間與排氣管壓力的一致，可在壓縮機(jī)中增設(shè)內(nèi)容積比調(diào)節(jié)裝置，自動調(diào)節(jié)內(nèi)容積比。以實現(xiàn)變工況下系統(tǒng)的高效運行。2024/3/9136螺桿式制冷壓縮機(jī)

對于內(nèi)容積比固定的螺桿壓縮機(jī)，一般選用的內(nèi)壓力比略低于制冷或熱泵機(jī)組的額定運行壓力比。2024/3/9137螺桿式制冷壓縮機(jī)5、螺桿式制冷壓縮機(jī)的特點（1）螺桿工作時，油潤滑油系統(tǒng)向螺桿工作面噴潤滑油，進(jìn)行冷卻降溫，因而排氣溫度低；（2）由于沒有進(jìn)、排氣閥，也沒有余隙容積，其容積效率高；壓縮比大；不擔(dān)心濕壓縮；（3）空載啟動，配用電機(jī)功率小；（4）通過滑閥控制進(jìn)氣量，實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)；（5）體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，沒有易損件，運行周期長，維修簡單；（6）供油系統(tǒng)復(fù)雜；（7）制造復(fù)雜，價格高；(8)螺桿機(jī)在部分負(fù)荷時的效率比離心機(jī)高8%～10%2024/3/9138第四節(jié)離心式制冷壓縮機(jī)

能夠合理的利用能源。大型制冷壓縮機(jī)的耗電量巨大。為減少發(fā)電設(shè)備、電動機(jī)及能量轉(zhuǎn)換過程中的各種損失，對大型離心式制冷壓縮機(jī)可用蒸氣輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)直接驅(qū)動，還可再配以吸收式制冷機(jī)，實現(xiàn)能量的梯級利用或冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)。單機(jī)制冷量大；沒有磨損部件，維護(hù)費用低；結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕；占地小；離心式制冷壓縮機(jī)的發(fā)展限制：對于材料強(qiáng)度、加工精度及制造質(zhì)量均要求較高；更適合大型或特殊用途的場合，小型機(jī)效率較低

離心式制冷壓縮機(jī)的優(yōu)點：

第四節(jié)離心式制冷壓縮機(jī)2024/3/9140第四節(jié)離心式制冷壓縮機(jī)一、基本結(jié)構(gòu)和工作原理1、基本構(gòu)造：葉輪、吸氣室、擴(kuò)壓器、彎道和回流器、蝸室2、工作原理（1）葉輪的壓氣作用一般離心式制冷壓縮機(jī)氣流都是沿軸線進(jìn)入葉輪，葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的理論能量頭只與葉輪外緣圓周速度以及流動情況有關(guān)，與制冷劑性質(zhì)無關(guān)；圖3.17單級離心式壓縮機(jī)簡圖1—葉輪；2—擴(kuò)壓器；3—導(dǎo)流葉片；4—機(jī)體；5—主軸2024/3/9141第四節(jié)離心式制冷壓縮機(jī)圖3.18多級離心式壓縮機(jī)簡圖1—機(jī)體；2—葉輪；3—擴(kuò)壓器；4—彎道；5—回流器；6—蝸殼；7—主軸；8—軸承；9—推力軸承；10—密封；11—軸封；12—進(jìn)口導(dǎo)流裝置2024/3/9142第四節(jié)離心式制冷壓縮機(jī)（2）離心式制冷壓縮機(jī)氣體被壓縮所需要的能量頭在理想條件下，需要的能量頭等于壓縮機(jī)的理論功耗，即：wc,th＝h2－h(huán)1

在實際的壓縮過程中，由于摩擦及氣體的吸熱，氣體壓縮所需要的能量頭大于壓縮機(jī)的理論耗功量，即：

式中：離心式制冷壓縮機(jī)的絕熱效率，一般為0.7-0.8。氣體被壓縮時實際所需要的能量頭與運行工況及制冷劑的性質(zhì)有關(guān)。即使在同一工況下，不同制冷劑所需的能量頭也不同。一般說來，氣體分子量越大，所需能量頭反而?。ㄒ娊滩膒72表3-7）。2024/3/9143第四節(jié)離心式制冷壓縮機(jī)（3）葉輪外緣圓周速度和最小制冷量由于各種能量損失，氣態(tài)制冷劑所獲得的能量頭恒小于理論能量頭，即：

式中ηh－水力效率；ψ－壓力系數(shù)，離心式制冷機(jī)約為0.45-0.55?？梢?，葉輪外緣圓周速度越大，氣體獲得的能量頭越大。但受葉輪材料強(qiáng)度的限制，u2不宜大于275m/s。受流動阻力的制約，馬赫數(shù)Mu2也不宜太大，一般取1.3-1.5。由于分子量大的制冷劑所需能量頭小，故空調(diào)用離心式制冷壓縮機(jī)多采用，以減少壓縮機(jī)的級數(shù)。2024/3/9144第四節(jié)離心式制冷壓縮機(jī)

離心式制冷壓縮機(jī)對制冷劑的要求為減少葉輪級數(shù)，簡化離心式壓縮機(jī)構(gòu)造，要求氣體的能量頭較小。因此，離心式壓縮機(jī)較多采用分子量大的制冷劑，如R123、R134a等。離心式壓縮機(jī)對轉(zhuǎn)速的要求為獲得足夠的葉輪外緣圓周速度，要求葉輪轉(zhuǎn)速較高；并且直徑越小，轉(zhuǎn)速要求越高，一般在5000-15000r/min。離心式制冷壓縮機(jī)對最小制冷量的要求受加工工藝的限制，葉輪直徑一般不宜小于200～250mm)。此外，離心式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速很高。因此，其排氣量很大，即使采用單位容積制冷能力小的制冷劑，單級容量也不宜小于500kW。(適用于大型制冷裝置，如集中空調(diào)、大型冷庫、石化工業(yè)等)

一級葉輪可以達(dá)到的壓力比（級壓力比）一般為3～42024/3/9145第四節(jié)離心式制冷壓縮機(jī)三、離心式制冷壓縮機(jī)的特性1、離心式制冷壓縮機(jī)的特性（1）排氣量與壓縮比之間的關(guān)系（見圖3.21）可見，在某轉(zhuǎn)速下離心式制冷壓縮機(jī)的效率最高，該轉(zhuǎn)速的特性曲線既是設(shè)計轉(zhuǎn)速特性曲線圖3.19離心式壓縮機(jī)的特性曲線2024/3/9146第四節(jié)離心式制冷壓縮機(jī)（2）離心式制冷壓縮機(jī)的特性曲線（見圖3.22）設(shè)計點D：在該工況點壓縮機(jī)效率最高，偏離此點越遠(yuǎn)，效率下降越多。喘振點S：在該工況點氣體獲得的能量頭最大。（3）喘振由于冷凝壓力升高導(dǎo)致離心式壓縮機(jī)排氣口氣體來回倒流撞擊現(xiàn)象稱之為喘振。圖3.20離心式壓縮機(jī)的特性曲線2024/3/9147第四節(jié)離心式制冷壓縮機(jī)

離心式壓縮機(jī)發(fā)生喘振的危害：造成周期性的噪聲增大和振動；高溫氣體倒流充入壓縮機(jī)將引起壓縮機(jī)殼體和軸承溫度升高。如不及時采取措施，將損壞壓縮機(jī)。離心式壓縮機(jī)發(fā)生喘振的原因：主要是冷凝壓力過高或吸氣壓力過低；壓縮機(jī)制冷能力調(diào)節(jié)過低(輸氣量過低，低于喘振點以下)。防止離心式壓縮機(jī)發(fā)生喘振的措施：①維持壓縮機(jī)運行過程中冷凝壓力和蒸發(fā)壓力的穩(wěn)定；②旁通調(diào)節(jié)法：當(dāng)制冷劑流量需調(diào)節(jié)到喘振點以下時，從壓縮機(jī)出口引出一部分制冷劑不經(jīng)冷凝直接返回壓縮機(jī)吸氣管。

2024/3/9148第四節(jié)離心式制冷壓縮機(jī)2、影響離心式壓縮機(jī)制冷量的因素冷凝壓力越高、蒸發(fā)壓力越低，氣態(tài)制冷劑被壓縮所需的能量頭越大。在離心式壓縮機(jī)工作范圍，氣體獲得的能量頭越大，制冷劑排氣量越小。（1）蒸發(fā)溫度對離心式壓縮機(jī)制冷量的影響離心式壓縮機(jī)制冷量的隨蒸發(fā)溫度的下降而下降；離心式壓縮機(jī)受蒸發(fā)溫度的影響程度比活塞式壓縮機(jī)大可見，離心式壓縮機(jī)的排氣量隨冷凝壓力的升高和蒸發(fā)壓力的降低而減小。因而制冷量也相應(yīng)減少。（2）冷凝溫度對離心式壓縮機(jī)制冷量的影響

當(dāng)冷凝溫度低于設(shè)計溫度時，冷凝溫度對離心式壓縮機(jī)制冷量影響較小；2024/3/9149第四節(jié)離心式制冷壓縮機(jī)當(dāng)冷凝溫度高于設(shè)計溫度時，離心式壓縮機(jī)制冷量隨冷凝溫度的升高急劇下降。（3）轉(zhuǎn)速對離心式壓縮機(jī)制冷量的影響

蒸發(fā)和冷凝溫度一定時，活塞式制冷壓縮機(jī)制冷量與轉(zhuǎn)速成正比；蒸發(fā)和冷凝溫度一定時，離心式壓縮機(jī)制冷量與葉輪外緣圓周速度平方成正比。

(因此，離心式壓縮機(jī)要求有很高的轉(zhuǎn)速)

圖3.21蒸發(fā)溫度變化的影響

2024/3/9150第四節(jié)離心式制冷壓縮機(jī)圖3.22冷凝溫度變化的影響圖3.23冷凝溫度變化的影響2024/3/9151第四節(jié)離心式制冷壓縮機(jī)3、離心式制冷壓縮機(jī)的能量調(diào)節(jié)（1）改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速（2）壓縮機(jī)吸入管道上節(jié)流（3）葉輪入口處設(shè)置可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流葉片調(diào)節(jié)這種方法控制簡單，能在20%-100%之間無級調(diào)節(jié)，采用葉輪入口可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流葉片，控制簡單，投資小，應(yīng)用較廣，但在負(fù)荷低于50％時，該種調(diào)節(jié)方法對壓縮機(jī)的效率影響較大。采用葉輪入口導(dǎo)流葉片與葉輪出口擴(kuò)壓器寬度調(diào)節(jié)相結(jié)合的雙重調(diào)節(jié)法；制冷量可在10％～100％范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。采用入口導(dǎo)流葉片與電機(jī)變頻調(diào)速相結(jié)合的方法。可使壓縮機(jī)在部分負(fù)荷工況下也有較高的效率。2024/3/9152第三章制冷壓縮機(jī)作業(yè)：1、開啟式和封閉式制冷壓縮機(jī)在結(jié)構(gòu)和運行性能方面有何區(qū)別？2、何為壓縮機(jī)的氣缸工作容積？為什么壓縮機(jī)的工作排氣量以吸氣狀態(tài)下體積為標(biāo)準(zhǔn)？3、何為壓縮機(jī)的理論功率、指示功率、軸功率電機(jī)輸入功率？4、試述調(diào)節(jié)制冷壓縮機(jī)冷量的方法和原理。5、簡述螺桿式壓縮機(jī)的優(yōu)點，并簡要分析螺桿式制冷壓縮機(jī)對濕壓縮不敏感的原因。6、簡要分析離心式壓縮機(jī)發(fā)生喘振的原因、危害及防止發(fā)生喘振的措施。2024/3/9153第四章制冷裝置的換熱設(shè)備

制冷系統(tǒng)