(4.1.1)--第四章讲义压缩机部分.pdf
1 建筑冷热源概述空气调节系统空气调节系统建筑冷热源建筑冷热源课程的知识结构课程的知识结构 蒸气压缩式制冷与热泵原理 制冷工质 制冷热泵系统主要设备制冷热泵系统及其运行调节 建筑冷热源设备与系统 压缩机 换热设备 节流装置 辅助设备 吸收式制冷与热泵 供热锅炉蒸气压缩式制冷与热泵冷热源系统冷热源系统 空调与供暖水系统能量输配系统能量输配系统2第第4讲讲 制冷热泵系统主要设备制冷热泵系统主要设备第第1部分部分 制冷压缩机制冷压缩机压缩机是制冷压缩机是制冷与热泵系统的与热泵系统的心脏心脏3引言引言：血液循环系统与制冷循环系统的类比血液循环系统与制冷循环系统的类比3比焓(J/kg)压力(bar)蒸发器冷凝器节流装置压缩机再冷液体过热蒸气过热蒸气4内容提要内容提要制冷压缩机的种类与应用领域制冷压缩机的种类与应用领域压缩机的工作过程压缩机的工作过程典型制冷压缩机的结构与工作原理典型制冷压缩机的结构与工作原理容积式压缩机活塞式压缩机回转式压缩机离心式压缩机压缩机的运行工况压缩机的运行工况、性能参数和运行极限性能参数和运行极限5一一、制冷压缩机的种类制冷压缩机的种类与应用领域与应用领域62019/10/251.制冷制冷压缩机的压缩机的种类种类制冷压缩机容积式速度式（离心式）回转式螺杆式螺杆式往复式（活塞式）自由活塞自由活塞转子式转子式涡旋式涡旋式6双双螺杆式螺杆式单螺杆式单螺杆式曲柄连杆式曲柄连杆式斜盘式斜盘式、摇板式摇板式滑片式滑片式72019/10/25热泵热水器除湿机2.压缩机的应用家用与商用空调机组移动空调7食品冷藏链设备速冻机组冷冻冷藏房车空调列车空调轿车空调83.我们关心的问题我们关心的问题？压缩机在已知工况下的制冷量压缩机在已知工况下的制冷量Q0（kW）Q0=Mrq0Qk=Mrqk制取制取Q0、Qk时的输入功率时的输入功率Pin（kW）在已知工况下的能效比在已知工况下的能效比COPc、COPh（kW/kW）如何获得制冷剂质量流量如何获得制冷剂质量流量Mr？工况工况条件如何影响上述性能参数条件如何影响上述性能参数？压缩机能够运行在什么样的工作条件压缩机能够运行在什么样的工作条件（工况工况）？）？12lg pp0pkhtkt0434 3 q0wcqkMr 这些压缩机的工作原理这些压缩机的工作原理？压缩机的性能参数有哪些压缩机的性能参数有哪些？9二二、压缩机的工作过程压缩机的工作过程以往复活塞式压缩以往复活塞式压缩机为例进行说明机为例进行说明101.活塞式压缩机的工作过程活塞式压缩机的工作过程单气缸单气缸压缩机压缩机多气缸活塞多气缸活塞式压缩机式压缩机自行车自行车打气筒打气筒工作原理工作原理人工动力人工动力机械动力机械动力：电动机电动机等机械转动装置等机械转动装置11 压缩过程压缩过程（1 12 2）活塞自1向左运动，吸、排气阀均关闭，气缸内气体被压缩，直到活塞运动到位置2时，此时气缸内气体压力达到排气压力，排气阀打开，压缩过程结束 排气排气过程过程（2 23 3）活塞自2继续向左运动，气体被排入排气管，至最左端3为止，排气结束 吸气吸气过程过程（4 41 1）活塞自4向右运动，吸气阀打开，吸气管中的气体被吸入气缸，直至活塞运行至右止点1 如此往复循环，实现连续运行1.活塞式压缩机的工作工程活塞式压缩机的工作工程：理想理想过程过程pV12341-2压缩过程：p、T，v2-3排气过程：p2、T2、v2不变p2p14-1吸气过程：p1、T1、v1不变121.活塞式压缩机的工作工程活塞式压缩机的工作工程：实际实际过程过程p2吸气腔吸气腔排气腔排气腔p1Vgp2p1123Vp01234VcV1V1工作容积工作容积：Vg（m3）容积效率容积效率：vvptl实际容积实际容积：Vs=vVg（m3/s）余隙系数：l lv=V1/Vg节流系数：l lp=V2/V1预热系数：l ltT0/Tk气密系数：l ll=0.950.98V2V21413141vhVhhv2.活塞式压缩机的活塞式压缩机的制冷量制冷量压缩机的实际输气量压缩机的实际输气量Vr（m3/s）Vh：理论输气量（m3/s）制冷剂质量流量制冷剂质量流量Mr（kg/s）制冷量制冷量Qo（W，kW）hvrVV12lg pp0pkhtkt043q0wcqk11=rrv hMV vV v00rQM q143.活塞式压缩机活塞式压缩机的的耗功率耗功率理论功率理论功率Pth等熵压缩四个效率四个效率指示效率i多变指数多变指数m机械效率m指示功率指示功率/轴功率轴功率运动部件运动部件、油泵油泵传动效率d轴功率轴功率/电机输出功率电机输出功率电机效率e电机输出功率电机输出功率/输入功率输入功率电机输入功率电机输入功率PinoutedPP21()thrcrsPMwMhhedmithinPPlgph3412s2ithiPPeimPPkminoutePP el el：电效率电效率153.活塞式压缩机的活塞式压缩机的耗功率耗功率电机损失电机损失多变压缩过程多变压缩过程压缩机摩擦损失压缩机摩擦损失、油泵耗功油泵耗功输入功率输入功率P Pinin轴功率轴功率P Pe e指示功率指示功率P Pi i电机效率电机效率 e e机械效率机械效率 mm指示效率指示效率 i i传动损失传动损失输出功率输出功率P Poutout传动效率传动效率 d d等熵压缩理论功率等熵压缩理论功率P Pththin实际配用电机功率：P=(1.11.15)Pinlgph3412s16【问题问题】压缩机的结构压缩机的结构、原理和性能特点如何原理和性能特点如何？容积式压缩机容积式压缩机类型往复式（活塞式）回转式：转子、涡旋、螺杆三大类课后：关注的问题理论输气量：Vh容积效率：v=l lv l lp l lt l ll电效率：el=e d m i离心式压缩机离心式压缩机速度型17（一一）活塞活塞式式压缩机压缩机三三、容积式压缩机的结构与工作原理容积式压缩机的结构与工作原理181.活塞式压缩机概述活塞式压缩机概述特征特征理论输气量小，一般用于中(60600kW)、小(3m=3 蒸发温度/50 100 150 200 250 300-25-20-15-10-50 50 3540冷凝温度30制冷量轴功率 35 40 冷凝温度30制冷量、轴功率/kW 某定速压缩机的性能曲线某定速压缩机的性能曲线SH=定值SC=定值制冷量、输入功率（kW）蒸发温度（）1max0max,kkwwkppmvthkvth)1(1101,kkthvthmpkkvww65【问问】压缩机是否可以在任意的冷凝压缩机是否可以在任意的冷凝温度温度和蒸和蒸发温度条件下运行发温度条件下运行？4.压缩机的运行极限压缩机的运行极限【答答】不可以不可以！压缩机要求必须运行在规定的压缩机要求必须运行在规定的工作范围工作范围（运行极限运行极限）内内。其运行极限受制于压缩机的可靠性其运行极限受制于压缩机的可靠性（电电机功率机功率、排气温度排气温度、供油安全等多个因供油安全等多个因素素）664.压缩机的运行极限压缩机的运行极限运行极限运行极限：压缩机运行时的蒸发温度和冷凝温压缩机运行时的蒸发温度和冷凝温度的界限度的界限(a)R22(b)R134a(c)R404A和和R507【例例】单级半封闭式制冷压缩机的运行界限单级半封闭式制冷压缩机的运行界限运行极限的获得方法运行极限的获得方法：实验实验（包括计算包括计算）674.压缩机的运行极限压缩机的运行极限1432lg pp0pkhtkt0684.压缩机的运行压缩机的运行极限极限：扩大措施扩大措施某某R32R32涡旋压缩机涡旋压缩机某某R134aR134a螺杆压缩机螺杆压缩机BAC正常工况域6969本章小结本章小结压缩机是制冷热泵系统的心脏压缩机是制冷热泵系统的心脏，具有很高的技术含量具有很高的技术含量，由于由于其产量巨大其产量巨大，品质要求很高品质要求很高，因此因此，近年来近年来，其生产工艺和其生产工艺和品质管理取得了长足的发展品质管理取得了长足的发展在小结之前在小结之前，让我们一起来看让我们一起来看看看，一台压缩机需经过多少个一台压缩机需经过多少个工序才能加工完成工序才能加工完成；同时同时，也也让我们一起来体验我国的压缩让我们一起来体验我国的压缩机工厂的智能化水平机工厂的智能化水平我们将这个内容给它一个题目我们将这个内容给它一个题目一块钢板的旅程一块钢板的旅程70本章小结本章小结：本章需解决的问题本章需解决的问题蒸气压缩式制冷压缩机种类蒸气压缩式制冷压缩机种类、适用范围适用范围？近期诞生了哪近期诞生了哪些新技术些新技术各类压缩机的结构各类压缩机的结构、工作原理工作原理？容积式（容积是如何减小的？）、离心式（是如何增压的？）为何从往复式发展为回转式？压缩机容积效率压缩机容积效率 v的意义的意义,它与哪些因素有关它与哪些因素有关？明确压缩机的工况明确压缩机的工况、性能和运行极限性能和运行极限运行工况、性能参数、性能曲线压缩机存在运行极限的原因？712019/10/25本章小结本章小结：压缩机压缩机尚尚需解决的需解决的关键关键问题问题 制冷压缩机技术突破的影响因素压缩机应用问题 R32R32、R290R290、R744R744，等等 产品直流化产品直流化、变转速变转速、变压比变压比、无油化无油化，等等新结构新结构：扩大冷量范围和应用领域扩大冷量范围和应用领域 小型化小型化、降低成本降低成本、工艺改进工艺改进 新材料应用新材料应用：如无稀土或少稀土材如无稀土或少稀土材料料，等等 必须解决的关键问题必须解决的关键问题72
