活塞式制冷壓縮機的選型計算制冷技術(shù)及設(shè)備51課件講解

活塞式制冷壓縮機的選型計算——《制冷技術(shù)及設(shè)備》

一、活塞式制冷式壓縮機的選擇計算（一）制冷工況對壓縮機制冷量的影響對于同一臺制冷壓縮機來說，當轉(zhuǎn)速不變時，其制冷量與所消耗的功率大小直接取決于蒸發(fā)溫度和冷凝溫度。通常將這兩個主要工作溫度稱為制冷工況。下面我們利用Lgp—h圖來加以分析。

1、冷凝溫度的影響當制冷劑的蒸發(fā)溫度不變時，改變冷凝溫度，可以得出冷凝溫度對活塞式制冷壓縮機性能的影響，見圖（4-15）。從圖中可以看出，TO為常數(shù)，冷凝溫度由TK升高到TK′時，蒸氣壓縮式制冷圖4-15冷凝溫度的影響活塞式制冷壓縮機的選型計算理論循環(huán)由1→2→3→4→1循環(huán)過程轉(zhuǎn)變?yōu)?→2′→3′→4′→1循環(huán)過程。其性能指標發(fā)生了以下變化：1）制冷劑的單位質(zhì)量制冷量由qo減少為qo′；2）制冷劑的單位質(zhì)量理論耗功量由Wc增大為Wc′。3）壓縮比增加，容積效率和指示效率、摩擦效率均有所降低。4）進氣比容υ1不變，制冷劑單位容積制冷能力下降，壓縮機的制冷量減少。5）壓縮機的軸功率上升，增加電機的負荷。6）制冷壓縮機的排氣溫度由T2升至T2′。顯然，降低冷凝溫度tK變化情況正好相反。因此，冷凝溫度的升高對制冷壓縮機以及制冷裝置的運行是不利的。2、蒸發(fā)溫度的影響當制冷劑的冷凝溫度不變時，改變蒸發(fā)溫度，可以得出蒸發(fā)溫度對活塞式制冷壓縮機性能的影響，見圖4-16，從圖中可以看出，冷凝溫度TK為常數(shù)，蒸發(fā)溫度由T0降低至T0′，蒸氣壓縮式理論循環(huán)由1→2→3→4→1循環(huán)過程變?yōu)?′→2′→3→4′→1′循環(huán)過程，其性能指標將發(fā)生以下變化：1）制冷劑的單位質(zhì)量制冷量由qo

下降為qo′。2）單位質(zhì)量理論耗功量由Wc增加到Wc′。3）壓縮比增加，容積效率和指示效率、磨擦效率均有所降低。圖4-16蒸發(fā)溫度的影響

4）進氣比容υ1增大到υ1′，制冷劑的單位容積制冷量下降，壓縮機的制冷量也將下降。

5）壓縮機的排氣溫度由T2升至T2′。綜合上述，在壓縮式制冷循環(huán)中，降低制冷劑的TK和提高TO對壓縮機和制冷裝置的運行是有利的。當然，在壓縮機的實際運行中，TK受到冷卻介質(zhì)溫度的影響，而TO必須滿足被冷卻物體所需要的低溫要求，不能任意改變，但是熟悉和掌握TK和TO的變化對壓縮機和制冷裝置的影響規(guī)律是十分重要的。（二）活塞式制冷壓縮機的規(guī)定工況

根據(jù)上述的分析可知，活塞式制冷壓縮機的制冷量隨著蒸發(fā)溫度的升高或冷凝溫度的降低而增大；反之，隨著蒸發(fā)溫度的降低、冷凝溫度的升高而減少。因此，要說明同一臺制冷壓縮機的制冷量，光講它的數(shù)值大小是不夠的，還應(yīng)同時指出是在什么工作溫度（主要是指蒸發(fā)溫度和冷凝溫度）下的制冷量，這樣才有了進行比較的標準，否則是沒有什么意義的。為了能在一個共同標準下說明制冷壓縮機的性能，根據(jù)我國制冷技術(shù)實際情況，對壓縮機的制冷量規(guī)定了兩個工況，即標準工況和空調(diào)工況，它們的工作溫度列于表4-1中。由于空調(diào)工況下的蒸發(fā)溫度高于標準工況下的蒸發(fā)溫度，所以同一臺壓縮機，在空調(diào)工況下運行時制冷量要大于標準工況下的制冷量。在我國目前冷藏庫和冷飲食品制冷裝置所要求的蒸發(fā)溫度一般都低于標準工況下的蒸發(fā)溫度，所以對于同一臺制冷壓縮機若用于冷庫時其制冷量要小于標準工況下的制冷量。工作溫度/℃標準工況空調(diào)工況R717R12R22R717R12R22蒸發(fā)溫度tO-15-15-15+5+5+5冷凝溫度tk+30+30+30+40+40+40吸氣溫度t1-10+15+15+10+15+15過冷溫度trc+25+25+25+35+35+35表4-1標準工況和空調(diào)工況的工作溫度

（三）壓縮機的制冷量換算

前面已經(jīng)指出，對于同一臺制冷壓縮機在不同的工況下運行時其制冷量是不同的。在機器銘牌上標出的制冷量是指標準工況下的制冷量，如果用于空調(diào)工況或其他制冷工藝的工況，其制冷量按下式進行換算：設(shè)標準工況下的制冷量為φ0A，則

φOA=ηVAVhAqυA

（4-16）設(shè)實際工況下制冷量為φOB，則

φoB=ηVBVhB

qυB

（4-17）對于同一臺壓縮機，當轉(zhuǎn)速不變時理論排氣量Vh總是不變的，VhA=VhB=Vh，即

φ0Aφ0B————=————ηVAqυAηVBqυB

于是實際工況下的制冷量

ηVB

qυBφOB=φoA—————

（4-18）

ηVA

qυA

式中φOA、φOB—分別表示標準工況和實際工況下的制冷量（KW）；

qυA、qυB—分別表示標準工況和實際工況下的單位容積制冷量，（KJ/m3

）；

ηVA、ηVB—分別表示標準工況和實際工況下的容積效率；

Vh——壓縮機的理論排氣量（m3/s）。

ηVB

qυB

若令—————=ki稱為換算系數(shù)，則實際工況下的制冷量可按下

ηVA

qυA

式計算：φoB

=kiφoA

（4-19）換算系數(shù)ki主要取決于壓縮機的型式、制冷劑的種類和主要工作溫度，可從設(shè)計手冊中查得。表4-2給出立式和V型氨壓縮機制冷量換算系數(shù)ki。表4-2立式和V形氨壓縮機制冷量換算系數(shù)ki蒸發(fā)溫度/℃冷凝溫度/℃25262728293031323334353637383940-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-10+1+2+3+4+5+6+7+8+9+101.071.131.191.261.321.381.461.531.611.681.761.851.942.042.132.222.332.442.562.672.782.913.053.183.323.451.061.121.181.241.301.361.441.511.591.661.741.831.922.022.112.202.312.412.532.612.752.883.023.153.283.411.041.101.161.231.291.351.421.491.571.641.721.811.901.992.082.172.282.392.502.612.722.852.933.113.243.371.031.091.151.211.271.331.411.481.561.631.701.791.881.972.062.152.262.362.482.582.692.822.953.083.213.341.011.071.131.201.261.321.391.461.541.611.681.771.861.942.032.122.232.342.452.552.662.792.913.043.113.301.001.061.121.181.241.301.371.441.521.591.661.751.841.952.012.102.212.312.422.522.632.762.883.013.133.260.991.051.111.171.221.281.351.421.501.571.641.731.821.901.992.082.182.282.392.492.602.732.852.983.103.220.981.041.091.151.211.271.341.411.481.551.621.711.801.881.972.052.162.262.362.462.572.702.822.943.063.190.961.021.081.141.191.251.321.391.461.531.601.681.771.851.942.032.132.232.342.442.542.662.782.913.033.150.951.011.061.121.181.241.311.381.441.511.581.661.751.831.922.002.112.212.312.412.512.632.752.872.993.120.941.001.051.111.161.221.291.361.421.491.561.641.731.811.901.982.082.182.282.382.482.602.722.842.963.080.930.981.031.091.141.201.271.341.401.471.541.621.711.791.871.952.052.152.252.352.452.572.692.812.933.040.910.971.021.081.131.181.251.321.381.451.521.601.681.761.841.922.022.122.222.322.422.542.662.772.893.040.900.951.001.061.111.171.241.301.371.431.501.581.661.741.821.902.002.102.192.292.392.502.622.742.862.970.880.940.991.051.101.151.221.281.351.411.481.561.631.711.791.871.972.072.162.262.362.472.592.702.822.940.870.920.971.031.081.131.201.261.331.391.461.541.611.691.761.841.942.042.132.232.332.442.562.672.792.90

[例4-1]有一臺8缸壓縮機，氣缸直徑D=100mm，活塞行程S=70mm，轉(zhuǎn)速n=960r/min，其實際工況為tk=30℃，tO=-15℃，按飽和循環(huán)工作，氨制冷劑。試計算壓縮機實際制冷量，并確定壓縮機配用電機的功率。

[解]1）計算壓縮機的理論排氣量VhπVh=———×0.12×0.07×8×960=0.0704m3/s2402）將循環(huán)表示在Lgp-h圖上（如圖1-5所示），從氨的飽和狀態(tài)熱力性質(zhì)圖（或表）上查得下列參數(shù)h1=1363.141KJ/kg；h2=1598.84KJ/kg；h3=h4=264.787KJ/kg；PK=1.169MPa；Po=0.23636MPa；υ1=0.50682m3/kg；t2=102℃。

3）計算單位容積制冷量qυqo1363.141–264.787qυ=———=——————————Kj/m3=2167.15KJ/m3υ10.50682

4）計算容積效率ηVP2ηV=0.94–0.085（——）-1P11.169=0.94-0.085（—————）-1=0.7290.23636

5）計算壓縮機的實際制冷量φOφO=ηVVhqυ=0.729×0.0704×2167.15=111.2KW6）計算壓縮機的理論功率PthηVVh

Pth=MR（h2–h1）=———（h2–h1