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第一節(jié) 制冷壓縮機的分類

在蒸氣壓縮式制冷裝置中，選用了各種類型的制冷壓縮機。它們是裝置中的關鍵核心設備，對系統(tǒng)的運行性能、噪聲、振動、使用壽命和節(jié)能有著決定性的作用。

根據(jù)蒸氣壓縮的原理，壓縮機可分為容積型和速度型兩種基本類型。

–容積型壓縮機：

•通過對運動機構作功，減少壓縮空間容積來提高蒸氣壓力，以完成壓縮功能。

–速度型壓縮機：

•則由旋轉(zhuǎn)部件連續(xù)將角動量轉(zhuǎn)換給蒸氣，再將該動量轉(zhuǎn)為壓力，提高蒸氣壓力，達到壓縮氣體的目的。

二、容積型壓縮機

容積型壓縮機通過可變的工作容積來完成氣體的壓縮和輸送過程。

三、速度型壓縮機

第二節(jié) 壓縮機的功率和效率

壓縮機的指示功率和指示效率：

由于壓縮機的實際過程和理論過程之間有偏差，實際壓縮過程中氣缸內(nèi)所消耗的功率Pi（稱為指示功率）比絕熱壓縮所需之功率Pa要大，兩者之間的關系可用指示效率ηi（又稱絕熱效率）來表示，即：

二、軸功率、摩擦功率與機械效率

三、壓縮機所需電動機的功率

第三節(jié) 活塞式制冷壓縮機

活塞式制冷壓縮機是研制最早的壓縮機，幾乎和機械制冷方法同時出現(xiàn)，在一百多年的使用過程中，得到了廣泛發(fā)展和深入研究，直到目前為止，雖然其地位受到其它類型壓縮機的挑戰(zhàn)，但其產(chǎn)量仍然在各類壓縮機中占主要地位。

一、活塞式制冷壓縮機的分類

•按壓縮機氣缸分布形式分類：可分為直立式、V型、W型、S型（扇形）、Y型（星型）等。

•按使用的制冷劑種類分類：可分為氨用、鹵代烴用制冷壓縮機。

•按壓縮機與電動機的組合形式分類：可分為開啟式和封閉式，其中封閉式又可分為全封閉式和半封閉式兩種。

•按壓縮機的級數(shù)分類：可分為單機單級和單機雙級壓縮機。

二、活塞式制冷壓縮機的總體結構和主要零部件

•機體。它是壓縮機的機身，用來安裝和支承其他零部件以及容納潤滑油。

•傳動機構。壓縮機借助該機構傳遞動作，對氣體作功，它包括曲軸、連桿、活塞等。

•配氣機構。它是保證壓縮機實現(xiàn)吸氣、壓縮、排氣過程的配氣部件，它包括吸、排氣閥片，閥板和氣閥彈簧等。

•潤滑油系統(tǒng)。它是對壓縮機各傳動摩擦偶合件進行潤滑的輸油系統(tǒng)，它包括油泵、油過濾器和油壓調(diào)節(jié)部件等。

•卸載裝置。它是對壓縮機氣缸進行卸裁、調(diào)節(jié)冷量、便于啟動的傳動機構，它包括卸載油缸、油括塞、推桿和頂針、轉(zhuǎn)環(huán)等零件。

•軸封裝置。在開啟式壓縮機中，軸封裝置用來密封曲軸穿出機體處的間隙，防止泄漏，它包括托板、彈簧、橡膠圈和石墨環(huán)等。

開啟式制冷壓縮機

半封閉式制冷壓縮機

全封閉式制冷壓縮機

第四節(jié) 回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機

近年來回轉(zhuǎn)式壓縮機發(fā)展很快，特別在高效化、小型化、輕量化方面。常用的回轉(zhuǎn)式壓縮機有螺桿式、滾動活塞式（滾動轉(zhuǎn)子式）、滑片式和渦旋式四種。

一、螺桿式制冷壓縮機

螺桿式制冷壓縮機與活塞式制冷壓縮機、離心式制冷壓縮機相比是較晚的一種機型。螺桿式制冷壓縮機的結構特點，確定了它的許多優(yōu)點，如：

–零件數(shù)僅為活塞式的1／10，壓縮機運行可靠、安全、振幅小；

–適應性強，在高、低溫制冷范圍內(nèi)以及熱泵應用中均有良好性能；

–結構緊湊、能適用于大壓比的工況；

–對濕壓縮不敏感；

–有良好的輸氣量調(diào)節(jié)特性；

–維護方便等特點，是制冷和空調(diào)工程的理想主機。

二、滾動活塞式（滾動轉(zhuǎn)子式、刮片式）制冷壓縮機

轉(zhuǎn)子式壓縮機雖然出現(xiàn)較早，但由于材質(zhì)和加工精度的限制，長期來在制冷領域一直未被采用。隨著科學技術的發(fā)展，原有的難題已經(jīng)或者逐步得到了解決，偏心滾動轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機在1kW左右以下的小型窗式空調(diào)器和食品冷藏箱中已開始廣泛使用，在該冷量范圍內(nèi)所顯示的優(yōu)點足以取代活塞式制冷壓縮機。

三、渦旋（渦線）式制冷壓縮機

第五節(jié) 離心式制冷壓縮機

離心式制冷壓縮機的發(fā)展已有六十多年歷史，20世紀30年代鹵代烴制冷劑的出現(xiàn)以及后來冶金工業(yè)和其他科學技術的發(fā)展，為離心式制冷壓縮機的制造和應用奠定了良好基礎。目前，單機冷量在1200kW以上的制冷壓縮機，幾乎全部采用離心式。

一、離心式制冷壓縮機的構造和工作原理

•所有制冷壓縮機，根據(jù)其結構特點和工作原理，均有其最佳冷量使用范圍，因此，當使用的冷量和條件不同時，應選用不同形式的壓縮機，以獲得最佳運行效果。

•應該指出，活塞式制冷壓縮機在結構和運行性能方面雖有許多不足，但其制造技術要求相對較低，而且使用年代已久，目前在200kW冷量以下的制冷壓縮機中仍在廣泛使用。

第六節(jié) 制冷壓縮機的熱力分析和節(jié)能措施

一、制冷壓縮機的選型計算（單、雙級壓縮機）

制冷系統(tǒng)最常用的壓縮機是活塞式和螺桿式。壓縮機是制冷系統(tǒng)的“主機”，一般根據(jù)空調(diào)或冷庫制冷系統(tǒng)的使用條件、制冷劑的種類、制冷循環(huán)型式及制冷能量要求，選擇一定規(guī)格的制冷壓縮機，以滿足制冷系統(tǒng)的使用要求。

1．活塞式壓縮機型式選擇的基本條件

冷庫制冷系統(tǒng)壓縮機選擇的依據(jù)是冷卻設備負荷Q0和機械負荷Qj，同時應考慮以下有關參數(shù)的規(guī)定：

（1）蒸發(fā)溫度t0。

（2）冷凝溫度tk。

（3）過冷溫度tg。

（4）吸氣溫度t1。（表3-4）

（5）二級壓縮的中間溫度tzj與中間壓力p的經(jīng) 驗公式為：

2．活塞式制冷壓縮機型式選擇

確定選擇單、雙級壓縮機的標準是壓縮比Pk / P0。對于氨系統(tǒng)，壓縮比≤8時采用單級，壓縮比>8時采用兩級。對鹵代烴系統(tǒng)，壓縮比≤10時采用單級，壓縮比>10時采用兩級。采用的兩級壓縮機可以是單機兩級，也可以是配組的兩級壓縮。

3．制冷壓縮機單機容量和臺數(shù)選擇

壓縮機單機容量和臺數(shù)，應按便于能量調(diào)節(jié)和適應制冷對象的工況變化等因素來確定。采用多臺壓縮機時，應盡可能采用同一系列或型號的產(chǎn)品，以方便運行和維修。

4．制冷壓縮機的工作范圍和自動控制

壓縮機的運行工況應盡可能滿足前述基本條件。在必須保證運行安全保護的前提下，在系統(tǒng)設計時可以補充其他控制內(nèi)容。在制冷自控技術不斷進步的今日，采用設有微電腦控制的制冷壓縮機是較理想的選擇。不過這一選擇還要與整個制冷系統(tǒng)控制程序協(xié)調(diào)配合。

5．螺桿式制冷壓縮機的選擇

螺桿式制冷壓縮機由于結構特點，它的內(nèi)容積比是隨外界溫度的變化而變化的，我國規(guī)定有2.6、3.6和5.0三種，選用3種不同的滑閥。可適應不同的工況需要。新型可移動滑閥式螺桿壓縮機，可以進行內(nèi)容積比的無級調(diào)節(jié)。

螺桿壓縮機單級壓縮比大，有較寬的運行條件。帶有經(jīng)濟器的單級螺桿式制冷壓縮機，可以得到更高的運行效率。但在低溫工況下，由于t0很低，則應選擇兩級螺桿壓縮機。

6．壓縮機制冷量的計算

試計算8S—12.5型，R22制冷壓縮機在tk=30℃、t0=-15℃、t5=25℃、t1’=15℃時的制冷量Q0。該壓縮機的氣缸直徑D=125mm、活塞行程S=l00mm、轉(zhuǎn)速960 RPM（r／min）、氣缸數(shù)z=8。

試計算下列配組式雙級氨制冷機的制冷量。低壓級：8S—12.5型一臺，Vh低=566 m3／h；高壓級：4V—12.5型一臺，Vh高=283 m3／h。

二、制冷壓縮機的變工況運行特性

1．制冷壓縮機的變工況。

2．制冷量Qo與溫度條件的關系。

3．壓縮機耗功與溫度條件的關系。

4．制冷系數(shù)與溫度條件的關系。

5．單位容積制冷量與溫度條件的關系。

三、制冷壓縮機的能量調(diào)節(jié)方法

進行能量調(diào)節(jié)有以下三個優(yōu)點：

（1）能使制冷裝置的制冷量始終與外界熱負荷平衡，從而提高了運行的經(jīng)濟性；

（2）減小蒸發(fā)溫度（蒸發(fā)壓力）的波動，相對應地減小了被冷卻對象的溫度波動，對空調(diào)而言可以提高環(huán)境的舒適度，對食品冷藏可以更好地保持其品質(zhì)，這樣還可以減少壓縮機的起動次數(shù)，延長壓縮機的使用壽命；

（3）保證了輕載或空載起動，避免引起電網(wǎng)負載過大的波動。當壓縮機無能量調(diào)節(jié)時，壓縮機的起動力矩較大，可達額定負載的1.8～2.25倍，易引起電動機過載。這樣不但對電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性影響大，而且易引起電動機因過載而損壞。若選用大容量的電動機來進行工作，則降低了運行的經(jīng)濟性。

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