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新业防爆空调:制冷压缩机结构及设计计算

发布日期:[2019-06-10 20:38:00]    共阅[]次

新业防爆空调2019年6月10日讯  制冷压缩机是蒸气压缩式制冷装置中最主要的设备。压缩机根据其工作原理的不同。可分为容积式压缩机和离心式压缩机两大类。今天我们来看一看制冷压缩机结构及设计计算。


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制冷压缩机分类

   

1、制冷压缩机的分类

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(1)容积式压缩机

容积式压缩机依靠改变气缸容积来进行气体压缩。

常用的容积式压缩机有活塞式压缩机和回转式压缩机。

活塞式压缩机是容积式压缩机中使用最广泛的机种。


(2)离心式压缩机

离心式压缩机是依靠离心力的作用,连续地将吸入的气体进行压缩。

离心式压缩机广泛使用于大型的制冷系统中。

   

活塞式压缩机

   

1、活塞式压缩机概述

  • 应用广泛

  • 排气量小,一般用于中(60~600kW)、小(<60kW)型制冷机

  • 有单气缸和多气缸之分

  • 多缸压缩机可采用卸缸方法调节负荷

  • 有开启式(open-type) 和封闭式(hermetic)之分

  • 根据气流情况可分为顺流式和逆流式。一般的压缩机均为逆流式


2、封闭式压缩机

  • 均采用氟利昂

  • 压缩机与电动机密封在一起

  • 分类:

          半封闭式

          全封闭式

 

3、开启式多缸压缩机的内部结构

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4、半封闭式与全封闭压缩机的结构

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影响压缩机性能的主要因素和参数

   

 1、影响活塞式压缩机性能的主要因素

(1)影响性能因素

  • 冷凝温度

  • 蒸发温度

  • 过热度

  • 过冷度

(2)评价指标

  • 性能系数COP= Q0/Pout ,用于开启式压缩机

  • 能效比EER=Q0/Pin,多用于全封闭压缩机

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2、影响活塞式压缩机性能的参数

  • 活塞排量(理论输气量):Vh

  • 容积效率(输气系数): hv=λvλpλtλl

  • 余隙(容积)系数λv:汽缸内必须留有余隙容积

  • 节流(压力)系数λp:吸、排气节流的影响

  • 预热(温度)系数λt:吸气受热容积增大

  • 气密(密封)系数λl:高低压间泄漏

 

3、活塞式压缩机的示功图

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4、余隙容积影响的容积系数

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  • 相对余隙容积 c越小,在相同的ε和m值条件下λv越大。c值的确定还和压缩机的结构参数S/D有关,S/D大的压缩机易获得较小的c值。

  • 现代的中小型制冷压缩机的c值在1.5~6%之间。

    新设计的氨压缩机多变膨胀指数m=1.10~1.15。

    多变压缩指数n=1.20~1.30;

    氟利昂压缩机多变膨胀指数m=0.95~1.05。

    多变压缩指数n=1.05~1.18。

 

5、活塞式压缩机的制冷量

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运行界限

   

  • 是压缩机运行时的蒸发温度和冷凝温度的界限。受限于最高和最低蒸发温度,最高排气温度,最大压力差,最高冷凝温度等。

  • 在不同的工作温度区间,所要求的电动机功率有所不同,为节能考虑,采用的电动机有Ⅰ型和Ⅱ型之分。在最大功率要求区域需Ⅰ型电动机,用Ⅱ型电动机一般用在低温区域,但受运行区域的限制,在压缩比接近 3 的区域,电动机的输出功率就不够,需采用Ⅰ型电动机。

  • 对采用Ⅱ型电动机的低温压缩机,开始工作时,必定经过耗功最大的区域,所以对这类机组,在启动时一定要卸载。

   

活塞式制冷压缩机的规定工况

   

  • 活塞式制冷压缩机的制冷量随着蒸发温度和冷凝温度的变化而变化,因此,一台制冷压缩机的制冷量,光讲它的数值大小是不够的,还应同时指出是在什么工作温度(主要是指蒸发温度和冷凝温度)下的制冷量,这样才有了进行比较的标准,否则是没有什么意义的。

  • 为了能在一个共同标准下说明制冷压缩机的性能,根据我国制冷技术实际情况,对压缩机的制冷量规定了两个工况,即标准工况和空调工况。  

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活塞式制冷压缩机的选择计算

  

  • 对于同一台制冷压缩机在不同的工况下运行时其制冷量是不同的。在机器铭牌上标出的制冷量是指标准工况下的制冷量,如果用于其他制冷工艺工况,其制冷量要进行换算。

  • 设标准工况下的制冷量为Q0b

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  • 设一般工况下的制冷量为Q0a

 

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  • 对于同一台压缩机,当转速不变时理论排气量Vh总是不变的,则一般工况下的制冷量与标准工况下的制冷量的关系为:

 

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滚动转子式压缩机

   

1、滚动转子压缩机工作原理

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2、滚动转子式压缩机结构


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3、滚动转子式压缩机的特点

(1)滚动转子式回转压缩机作为房间空调器一种常用的压缩机

(2)它与往复式活塞压缩机相比,具有以下特点:

  • 容积效率高

  • 往复运动部件少

  • 振动较小

  • 不需要内部悬挂支撑弹簧

  • 零部件少等优点

  • 体积小、重量轻:相对于往复式压缩机,转子式压缩机体积减少40-50%,重量轻40-50%

 

 

旋叶式压缩机和涡旋式压缩机

   

1、旋叶式压缩机工作原理

旋叶式压缩机启动性能较好、压缩过程力矩变化亦不大,高速下的动力特性是这种压缩机的主要技术研究方向。

 

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2、涡旋式压缩机工作原理

 

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3、涡旋式压缩机结构

 

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4、涡旋式压缩机的特点


(1)效率高:90~98%。

涡旋式压缩机的吸气、压缩、排气过程是连续单向进行,吸入气体的有害过热小;相邻工作腔间的压差小,气体泄漏少;没有余隙容积的气体向吸气腔膨胀,容积效率高;没有吸气阀,甚至可以不装排气阀,阻力损失小;动涡旋体上所有点均以几毫米的回转半径作同步转动,运动速度低,摩擦阻力小。


(2)低噪声、振动小

力矩变化小,平稳;转矩比往复式和滚动转子式小,仅为滚动转子式的1/10;吸气、压缩、排气单向连续,压力脉动小。


(3)结构简单,可靠性高

零件数目:涡旋式:滚动转子式:活塞式=1:3:7 


5、其他形式的涡旋式压缩机

 

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螺杆压缩机

   

1、双螺杆压缩机结构及工作原理

 

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2、单螺杆压缩机结构及原理

 

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3、单螺杆机与双螺杆机的不同处


(1)双螺杆内压缩比相对固定,容易发生使压缩终了压力大于或小于排气压力,消耗的功会增加;

(2)在单螺杆两侧对称分布构成双工作腔,各自完成吸气、压缩和排气工作过程,在转子旋转一周后,完成两个吸、压、排整个工作过程。

 

 4、螺杆式压缩机的特点

  • 转速高,零部件少;易损零件少,维护容易;

  • 运转平稳,振动小,但噪声大;

  • 可调节内容积比,容积效率高;

  • 可承受少量的回液(对液压缩不太敏感);

  • 电动机的冷却方式:喷润滑油、喷冷凝液,可降低排气温度;

  • 制冷量范围:70~4600kW;

  • 负荷调节能力强:10~100%;

  • 滑阀调节,目前已开发出变速调节螺杆压缩机。

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