制冷系统（压缩机）性能原理分析往复式压缩机又称活塞式压缩机。.pdf

制冷系统（压缩机）性能原理分析 往复式压缩机又称活塞式压缩机。压缩机的工作腔是汽缸。活塞在汽缸内作上下往复 运动，从而完成了压缩、排汽、膨胀、吸汽等过程。 图 1 中的四个过程分别表示了压缩机 1 二作中的四个过程。到最低位置(称活塞的下止 点) 时，汽缸吸满蒸气。而活塞转而向上，这时吸、排汽门都关闭，汽缸容积缩小，蒸气被 压缩，一直压缩到排汽压力为止。 图中(b)为排汽过程：当压力达到一定值(大于排汽管内压力) 时，排汽阀开启，活塞继 续上移，蒸气排出，一直到活塞上移到最高位置(这位置称活塞的上止点)时，排汽结束。 图中(c)是余隙膨胀过程：为了防止活塞与吸排汽阀碰撞，活塞上移到上止点时，活塞 与汽缸顶部之间留有一定间隙，称余隙。当活塞转而向下运动时，排汽结束时留在余隙内的 高压蒸气阻止吸汽阀开启，吸汽不能开始。这时余隙内的蒸气随着活塞下移而进行膨胀，一 直膨胀到吸汽压力以下时才结束。 图中之(d)是吸汽过程：吸汽阀开启，随着活塞往下运动而吸汽，一直进行到活塞下移 到活塞下止点为止。 优点：它应用比较广泛，制造技术成熟，结构简单，而且对加工材料和加工 lT 艺要求 较低，造价比较低，适应性强，能适应广阔的压力范围和制冷量要求，可维修性强。 缺点：无法实现较高转速，机器大而重，不容易实现轻量化，排气不连续，气流容易 出现波动，而且工作时有较大的振动。由于曲轴连杆式压缩机的上述特点，已经很少有小排 量压缩机采用这种结构形式，曲轴连杆式压缩机目前大多应用在客车和卡车的大排量空调系 统中。 螺杆式压缩机的构造与工作过程 螺杆式压缩机是一种回转式容积式压缩机。它利用螺杆的齿槽容积和位置的变化来完成蒸气 的吸人、压缩和排IqJ 过程。无油螺杆压缩机在本世纪三十年代问世，主要用于压缩空气。 后来汽缸内喷油的螺杆式压缩机出现，性能得到提高，目前，喷油式螺杆压缩机已是制冷压 缩机中主要机种之一。螺杆式压缩机分为双螺杆和单螺杆两大类，双螺杆压缩机习惯上称为 螺杆式压缩机。 (1) 图 2 为喷油式螺杆式压缩机的构造。在断面为双圆相交的汽缸内，装有一对转子— — 阳转子和阴转子。阳转子有四个齿，阴转子有六个齿，两根转子相互啮合。当阳转子旋 转一周，隐转子旋转 2 ／3 周，或者说，阳子的转速比阴转子的转速快 50 ％。图3 是螺杆式 压缩机从吸汽靠排汽的工作过程，在汽缸的吸汽端座上开有吸汽口，当齿槽与吸汽口相通时， 吸汽就开始，随着螺杆的旋转，齿槽脱离吸汽口，一对齿槽空间吸满蒸气，如图(a) 。 螺杆继续旋转，两螺杆的齿与齿槽相互啮合，有汽缸体、啮合的螺杆和排汽端座组成的齿槽 容积变小，而且位置向排汽端移动，完成了对蒸气压缩和输送的作用，如图(b) 。当这对齿 槽空间与端座的排汽口相通时，压缩终了，蒸气被排出，如图(c) 。每对齿槽空间都存在着 吸汽、压缩、排汽三个过程。在同一时刻存在着吸汽、压缩、排汽三个过程，不过它们发生 在不同的齿槽空间。 (2)螺杆式压缩机的优点： ①螺杆式压缩机只有旋转运动，没有往复运动，因此压缩机的平衡性好，振动小，可以提高 压缩机的转速。 ②螺杆式压缩机的结构简单、紧凑，重量轻，无吸、排汽阀，易损件少，可靠性高，检修周 期长。 ③在低蒸发温度或高压缩比工况下，用单级压缩仍然可正常工作，且有良好的性能。这是由 于螺杆式压缩机没有余隙，没有吸、排汽阀，故在这种不利工况下仍然有较高的容积效率。 ④螺杆式压缩机对湿压缩不敏感。 ⑤螺杆式压缩机的制冷量可以在 10％一 100％范围内无级调节，但在 40 ％以上负荷时的调 节比较经济。 (3)缺点：噪声较大，以及需要设 置一套润滑油分离、冷却、过滤和加压的辅助设备，造成机组体积大。 (4)应用范围 双螺杆压缩机在化工、制冷及空气动力工程中，它所占的比重较大。螺杆压缩机的容积流量 范围是 2 50m 3 ／12f a)吸气结束 f b)压缩行程 f c)排出开始之前 图4旋涡式压缩机工 作原理 1、定圈 2、动圈 3、动圈涡旋中心 4、5、6、8、制冷剂气体 7、 最小压缩容积 9、排气口 10、动圈涡旋中心 l1、开始压缩客积(最大容积) 12、回旋半径 min，终了压力一般小于