制冷压缩机(备考版).pdf

第一章 绪论 1.2 制冷压缩机的分类 1.2.11.2.1 按提高气体压力的原理分类按提高气体压力的原理分类 1. 1.容积型容积型制冷制冷压缩机压缩机 （（1 1））在容积可变的封闭容积中直接压缩制冷剂蒸气，使其体积缩小，从而达到提在容积可变的封闭容积中直接压缩制冷剂蒸气，使其体积缩小，从而达到提 高压力的目的高压力的目的 （（容积型压缩机的吸排气过程是间歇进行，其流动非连续稳定容积型压缩机的吸排气过程是间歇进行，其流动非连续稳定 ）） 属于容积型的属于容积型的制冷压缩机主要有往复式（又称活塞式） 、螺杆式、涡旋式和滚动转制冷压缩机主要有往复式（又称活塞式） 、螺杆式、涡旋式和滚动转 子式等形式子式等形式 （滑片式）（滑片式） （（2 2））旋叶式制冷压缩机：旋叶式制冷压缩机：它是由椭圆形气缸、转子、叶片和两侧端盖构成封闭容它是由椭圆形气缸、转子、叶片和两侧端盖构成封闭容 积转子与气缸为同心配置，叶片在转子上倾斜安装因椭圆形气缸与转子有两条接积转子与气缸为同心配置，叶片在转子上倾斜安装因椭圆形气缸与转子有两条接 触线，故压缩机是双作用式的转子与气缸的同心配置使转子旋转时完全平衡，因而触线，故压缩机是双作用式的。

转子与气缸的同心配置使转子旋转时完全平衡，因而 转速高 2. 2.速度型制冷压缩机速度型制冷压缩机 速度型制冷压缩机提高制冷剂蒸发压力的途径是先提高气体动能（同时压力也有速度型制冷压缩机提高制冷剂蒸发压力的途径是先提高气体动能（同时压力也有 些提高） ，再将动能转变为位能，提高压力些提高） ，再将动能转变为位能，提高压力 速度型制冷压缩机有离心式和轴流式两种因轴流式压缩机的压力比小，不适用速度型制冷压缩机有离心式和轴流式两种因轴流式压缩机的压力比小，不适用 于制冷系统，故速度型制冷压缩机一般指离心式制冷压缩机于制冷系统，故速度型制冷压缩机一般指离心式制冷压缩机 1.2.31.2.3 按密封方式分类按密封方式分类 按密闭方式的不同，制按密闭方式的不同，制冷压缩机可分为开启式、半封闭式和全封闭式三类冷压缩机可分为开启式、半封闭式和全封闭式三类 1. 1.开启式制冷压缩机开启式制冷压缩机 开启式制冷压缩机是一种靠原动机驱动其伸出机壳外的轴或其他运转零件的压缩开启式制冷压缩机是一种靠原动机驱动其伸出机壳外的轴或其他运转零件的压缩 机 （（原动机独立于制冷剂系统之外原动机独立于制冷剂系统之外。

）） 特点：容易拆卸、维修；原动机不必具备耐制冷剂和耐油的要求（原动机与制冷特点：容易拆卸、维修；原动机不必具备耐制冷剂和耐油的要求（原动机与制冷 剂和润滑油不接触）剂和润滑油不接触） ；制冷量可以通过改变传动结构的传动比的方法予以调节；；制冷量可以通过改变传动结构的传动比的方法予以调节；密闭性密闭性 能较差能较差( (制冷剂易通过支承曲轴的轴承向外泄露制冷剂易通过支承曲轴的轴承向外泄露) )，必须有轴，必须有轴封装置；重量重、占地面积封装置；重量重、占地面积 广广 可用于氨制冷系统可用于氨制冷系统 2. 2.半封闭式制冷压缩机半封闭式制冷压缩机 半封闭式制冷压缩机是一种外壳可在现场拆卸修理内部机件的无轴封的制冷压缩半封闭式制冷压缩机是一种外壳可在现场拆卸修理内部机件的无轴封的制冷压缩 机 电动机和压缩机连成一体装在机体内，共用一根主轴不需轴封电动机和压缩机连成一体装在机体内，共用一根主轴不需轴封 3. 3.全封闭式制冷压缩机全封闭式制冷压缩机 全封闭式制冷压缩机是一种压缩机和电动机装在一个由熔焊或钎焊焊死的外壳内全封闭式制冷压缩机是一种压缩机和电动机装在一个由熔焊或钎焊焊死的外壳内 的制冷压缩机。

的制冷压缩机 焊接的外壳保证制冷剂不会外泄，但也因此使机壳不易打开、修理焊接的外壳保证制冷剂不会外泄，但也因此使机壳不易打开、修理 特点：特点：与开启式制冷压缩机相比较，封闭式压缩机具有结构紧凑，体积小，质量与开启式制冷压缩机相比较，封闭式压缩机具有结构紧凑，体积小，质量 轻等优点，对中、小型制冷压缩机特别适用轻等优点，对中、小型制冷压缩机特别适用 滑槽式驱动机构的全封闭式制冷压缩机的优点：①作用于气缸上的侧向力小，活滑槽式驱动机构的全封闭式制冷压缩机的优点：①作用于气缸上的侧向力小，活 塞与气缸的摩擦损失也小；②顺流布置的吸、排气阀有利于增加气阀的通流面积；③塞与气缸的摩擦损失也小；②顺流布置的吸、排气阀有利于增加气阀的通流面积；③ 吸气阀在低蒸发吸气阀在低蒸发温度下仍有良好的性能； ④十字型布置四个气缸使机器紧凑、 尺寸小温度下仍有良好的性能； ④十字型布置四个气缸使机器紧凑、 尺寸小 这些优点的综合效果是：输气量大，能效比高，振动小这些优点的综合效果是：输气量大，能效比高，振动小 4. 4.多组合机组多组合机组 往复式制冷压缩机需要与冷凝器、蒸发器、节流元件以及各种附件配套，构成完往复式制冷压缩机需要与冷凝器、蒸发器、节流元件以及各种附件配套，构成完 整的制冷系统。

大多数多机组合机组是冷水机组 （水冷或风冷冷水机组）整的制冷系统大多数多机组合机组是冷水机组 （水冷或风冷冷水机组） 1.3 制冷压缩机的名义工况 定义：定义：与名义参数（通常规定在有关标准、产品标牌或样本上）所与名义参数（通常规定在有关标准、产品标牌或样本上）所相应的条件相应的条件 目的：为了比较、选用和设计，有必要规定统一的工况目的：为了比较、选用和设计，有必要规定统一的工况 第二章 往复式制冷压缩机 2.1 基本结构和原理 2.1.12.1.1 基本结构基本结构 主要运动部件：活塞组件、气阀组件主要运动部件：活塞组件、气阀组件 、曲柄连杆机构、曲柄连杆机构 2.1.22.1.2 工作原理工作原理 原理：压缩机的工作腔是汽缸活塞在汽缸内作往复运动，从而完成压缩、排气、原理：压缩机的工作腔是汽缸活塞在汽缸内作往复运动，从而完成压缩、排气、 膨胀、吸气等过程实现对制冷剂的吸入、压缩和输送膨胀、吸气等过程实现对制冷剂的吸入、压缩和输送 1. 1.吸气过程：排气阀关闭，活塞向下运动，直至气缸内气体压力降至稍低于吸气腔吸气过程：排气阀关闭，活塞向下运动，直至气缸内气体压力降至稍低于吸气腔 内气体压力，吸气阀开启，低压气体被吸入缸中。

实现制冷剂的吸入内气体压力，吸气阀开启，低压气体被吸入缸中实现制冷剂的吸入 2. 2.压缩过程：排气阀仍关闭，活塞向上运动，吸气阀关闭，气缸工作容积减小，缸压缩过程：排气阀仍关闭，活塞向上运动，吸气阀关闭，气缸工作容积减小，缸 内制冷剂受压缩，温度压力逐渐升高缸内压力逐渐提高，直至略高于排气腔中制冷内制冷剂受压缩，温度压力逐渐升高缸内压力逐渐提高，直至略高于排气腔中制冷 剂压力，排气阀即将开启，这是一个过压缩过程，此时的压力称为动压剂压力，排气阀即将开启，这是一个过压缩过程，此时的压力称为动压 3. 3.排气过程：活塞继续向上运动，排气阀开启，气缸内制冷剂的压力不再提高，制排气过程：活塞继续向上运动，排气阀开启，气缸内制冷剂的压力不再提高，制 冷剂流出直至活塞运动到最高点冷剂流出直至活塞运动到最高点 4. 4.膨胀过程：膨胀过程： （由于余隙容积的存在）（由于余隙容积的存在）余隙容积内为高压气体，活塞向下运动，排余隙容积内为高压气体，活塞向下运动，排 气阀关闭，吸气阀未打开，余隙容积内的高压气体膨胀，压力下降，直至稍低于吸气气阀关闭，吸气阀未打开，余隙容积内的高压气体膨胀，压力下降，直至稍低于吸气 腔内压力，吸气阀打开，开始吸气。

腔内压力，吸气阀打开，开始吸气 总之，曲总之，曲轴旋转一周，活塞往复运动一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的轴旋转一周，活塞往复运动一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的 过程，即完成一个工作循环过程，即完成一个工作循环 2.1.32.1.3 名词术语名词术语 1. 1. 外止点（上止点） ：活塞在气缸中作往复运动时，离曲轴旋转中心最远的位置外止点（上止点） ：活塞在气缸中作往复运动时，离曲轴旋转中心最远的位置 2. 2.内止点（下止点） ：活塞在气缸中作往复运动时，离曲轴旋转中心最近的位置内止点（下止点） ：活塞在气缸中作往复运动时，离曲轴旋转中心最近的位置 3. 3.活塞行程：外止点与内止点之间的距离，通常用活塞行程：外止点与内止点之间的距离，通常用 S S 表示，等于曲柄半径表示，等于曲柄半径 R R 的的两的的两 倍，即倍，即 S=2RS=2R 4. 4.余隙容积：活塞位于外止点时，活塞顶面与气缸端面之间仍留有的容积，一般是余隙容积：活塞位于外止点时，活塞顶面与气缸端面之间仍留有的容积，一般是 由于压缩机的结构及制造工艺等原因造成的由于压缩机的结构及制造工艺等原因造成的。

（余隙容积越小越好 ）（余隙容积越小越好 ） 5. 5.余隙容积出现的原因：①余隙容积出现的原因：①活塞周期运动时，由于摩擦和压缩气体时产生热量，使活塞周期运动时，由于摩擦和压缩气体时产生热量，使 活塞受热膨胀，产生径向和轴向的伸长，为了活塞受热膨胀，产生径向和轴向的伸长，为了避免活塞与汽缸端面发生碰撞事故及活避免活塞与汽缸端面发生碰撞事故及活 塞与缸壁卡死塞与缸壁卡死，故用余隙容积来消除故用余隙容积来消除②②对压缩含有水滴的气体，压缩时水滴可能集对压缩含有水滴的气体，压缩时水滴可能集 结对于这种情况，余隙容积可结对于这种情况，余隙容积可防止由于水不可压缩性而产生的水击现象防止由于水不可压缩性而产生的水击现象③③制造精制造精 度及零部件组装度及零部件组装，与要求总是有偏差的运动部件在运动过程中可能出现松动，使结，与要求总是有偏差的运动部件在运动过程中可能出现松动，使结 合面间隙增大，部件总尺寸增长合面间隙增大，部件总尺寸增长 6. 6.余隙容积的影响：余隙容积的影响：在压缩机在压缩机工作时，余隙容积使进气伐吸入的气体体积减少了，工作时，余隙容积使进气伐吸入的气体体积减少了， 相应排气量降低了；相应排气量降低了；另外其间的高温气体另外其间的高温气体会加热吸入的气体，影响温度系数。

在考虑会加热吸入的气体，影响温度系数在考虑 到生产率、制造、装配和安全运转等情况下，应尽量使余隙容积小些；到生产率、制造、装配和安全运转等情况下，应尽量使余隙容积小些；但有时为了调但有时为了调 整活塞力，相应加大些余隙容积整活塞力，相应加大些余隙容积 2.2 热力性能 压缩机设计要求以较小的气缸容积供应所需的输气量及相应的制冷量，压缩机的压缩机设计要求以较小的气缸容积供应所需的输气量及相应的制冷量，压缩机的 尺寸与气缸工作容积的利用程度密切相关同时不断降低压缩机能耗尺寸与气缸工作容积的利用程度密切相关同时不断降低压缩机能耗 2.2.12.2.1 单级往复式制冷压缩机的理论循环单级往复式制冷压缩机的理论循环 单级往复式制冷压缩机的理论循环单级往复式制冷压缩机的理论循环排除了在实际循环中不可避免的容积损失、质排除了在实际循环中不可避免的容积损失、质 量损失和其他各类不可逆损失量损失和其他各类不可逆损失 衡量压缩机最主要性能的两个指标是其输气量和功耗，总是要求以最小的功率输衡量压缩机最主要性能的两个指标是其输气量和功耗，总是要求以最小的功率输 入获取更多的输气量入获取更多的输气量 2.22.2.2 .2 往复式压缩机的实际循环往复式压缩机的实际循环 实际循环区别实际循环区别：①：①存在余隙容积，有再膨胀过程存在余隙容积，有再膨胀过程；②；②压力降的存在压力降的存在；③；③吸入蒸气吸入蒸气 受热受热；④；④多变压缩过程而非等熵过程多变压缩过程而非等熵过程；⑤；⑤泄漏的存在泄漏的存在；⑥；⑥实际工质：湿蒸气和润滑油实际工质：湿蒸气和润滑油 的存在的存在。