第三章 制冷压缩机

武汉纺织大学Wuhan Textile University

环境与城建学院

制冷循环 逆向循环 非自发过程、消耗外功补偿（压缩机）制冷循环 逆向循环 非自发过程、消耗外功补偿（压缩机）

作用：作用： 11 ）） PP00 P Pkk 便于在常温下液化便于在常温下液化 22 ）输送一定量的制冷剂在循环中周期工作）输送一定量的制冷剂在循环中周期工作

分类： 往复活塞式分类： 往复活塞式

容积型 螺旋杆式容积型 螺旋杆式 滚动活塞式滚动活塞式

回旋式 滑片式回旋式 滑片式 涡旋式涡旋式 离心式离心式 速度型速度型 轴流式轴流式

从总体结构上看：从总体结构上看：11 ）开启式）开启式优点：易装、拆、修、有能量调节（控制气优点：易装、拆、修、有能量调节（控制气缸工作数）、工作安全、可靠。缸工作数）、工作安全、可靠。

缺点：易泄露，体大笨重。缺点：易泄露，体大笨重。22 ）半封闭式）半封闭式克服泄露缺点克服泄露缺点33 ）全封闭式）全封闭式优点：件少、体轻、无泄漏、噪音小优点：件少、体轻、无泄漏、噪音小缺点：不宜修理缺点：不宜修理

一、机体 腔体结构（吸、排汽腔、曲轴箱均有隔板）腔体结构（吸、排汽腔、曲轴箱均有隔板） 11 、吸汽腔、曲轴箱相通、易回油、吸汽腔、曲轴箱相通、易回油 22 、吸、排汽腔用地垫密封、吸、排汽腔用地垫密封 33 、铸造困难、加工精度高、材质要求高。、铸造困难、加工精度高、材质要求高。二、运动部件 曲轴曲轴————连杆连杆————活塞 （环）活塞 （环）活塞活塞————往复运行 往复运行 AA 点点连杆连杆————平面摆动 平面摆动 ABAB

曲轴曲轴————旋转运动 圆心旋转运动 圆心 OO 、半径、半径 OBOB

三、汽阀 关键部件关键部件 周期性工作、自动阀、靠阀片上下压差自动开闭。周期性工作、自动阀、靠阀片上下压差自动开闭。

§3-1 活塞式压缩机的零部件结构

四、轴封 轴向：橡皮圈 静密轴向：橡皮圈 静密

封面封面 极限摩擦环式轴封极限摩擦环式轴封 径向：摩擦付 动密封径向：摩擦付 动密封

面面 工作要求：工作要求： 11 ：耐氟、耐油橡胶：丁晴橡胶和氯乙醇橡胶。：耐氟、耐油橡胶：丁晴橡胶和氯乙醇橡胶。 22 ：保证润滑、形成油封。：保证润滑、形成油封。五、卸载机构 能量调节装置能量调节装置 轴压推动吸气阀片抬起轴压推动吸气阀片抬起

§3-1 活塞式压缩机的零部件结构

六、润滑系统 飞溅：利用运动件击溅油甩起送至润滑飞溅：利用运动件击溅油甩起送至润滑

表面表面 11 、方式、方式 压力：油压泵送油压力：油压泵送油 22 、作用 减少摩擦、提高密封效果（油封）、冷却。、作用 减少摩擦、提高密封效果（油封）、冷却。 33 、结构、结构七、安全保护装置 11 、假盖：防止高压过高（高压保护）“液击” 、假盖：防止高压过高（高压保护）“液击” 22 、安全阀、压力保护、压差保护（油压）、安全阀、压力保护、压差保护（油压） 33 、过裁保护（全封闭、半封闭机内）、过裁保护（全封闭、半封闭机内）

§3-1 活塞式压缩机的零部件结构

八、常用术语（技术参数）11 、压缩机转速：、压缩机转速： nn （转（转 // 分）分）22 、汽缸直径、汽缸直径 DD ：国产系列 ：国产系列

4040 、、 5050 、、 6060 、、 7070 、、 100100 、、 125125 、、 170mm170mm

分布 直立（分布 直立（ ZZ ）） VV 、、 WW 、、 SS

33 、汽缸数： 、汽缸数： ZZ （（ ii ） 缸径相同的个数） 缸径相同的个数44 、活塞行程、活塞行程 SS ：上、下止点之间的距离（：上、下止点之间的距离（ mmmm ））上止点：活塞运动轨迹最高点；下止点：活塞运动轨迹最低点上止点：活塞运动轨迹最高点；下止点：活塞运动轨迹最低点55 、曲轴旋转半径：、曲轴旋转半径： r=S/2r=S/2

nn 、、 DD 、、 SS 、 、 i i 压缩机的结构参数压缩机的结构参数 代号说明：代号说明： 8AS12.58AS12.5 8—8— 汽缸数 汽缸数 A—A— 制冷剂 制冷剂 S —S — 汽缸布置形式 汽缸布置形式 12.5—12.5— 缸径缸径 4FV7B ZFZ50B4FV7B ZFZ50B

F—F— 氟利昂 氟利昂 B—B— 半封闭半封闭

§3-1 活塞式压缩机的零部件结构

66 、压缩工作容积、压缩工作容积 一个气缸最大几何容积 一个气缸最大几何容积 Vg=Vg= π πDD22S/4S/4 （（ mm33 ）） 一台压缩机的理论排气量 一台压缩机的理论排气量 Vh=Vg nZ Vh=Vg nZ （（ mm33/s/s ））77 、余隙容积、余隙容积 VcVc

活塞处在上止点时、活塞顶部汽阀板（假盖）间的空间，活塞处在上止点时、活塞顶部汽阀板（假盖）间的空间， VcVc 是影响输气量内在因素是影响输气量内在因素88 、相对余隙容积、相对余隙容积 cc ：： c=Vc/Vgc=Vc/Vg

99 、吸（排）汽阀的升程、吸（排）汽阀的升程 hshs （（ hhdd ）） 阀片全关 全开的距离阀片全关 全开的距离

§3-1 活塞式压缩机的零部件结构

一、理想过程11 、条件：、条件： a . Va . Vcc=0=0

b. Pb. Pss=P=Poo P Pdd=P=Pk k （（∆∆ PPss 、、 ∆ ∆ PPdd=0=0 ）） c. c. 压缩过程等熵 压缩过程等熵 ddss=0 n=k=0 n=k

d. d. 无泄漏 无泄漏 .. 无摩擦无摩擦22 、理想工作过程、理想工作过程（图（图 3-113-11 ）） 吸汽过程吸汽过程 4-14-1

压缩过程压缩过程 1-21-2

排气过程排气过程 2-32-3

压缩机对制冷剂所作的机械功压缩机对制冷剂所作的机械功 1234112341 的面积的面积 理论输气量 理论输气量 VVhh== π πDD22SnZ/4 SnZ/4

理论质量输送量： 理论质量输送量： GGhh=V=Vhh/v/v11

§3-2 活塞式压缩机工作原理

二、实际过程11 、特点 、特点 aa 、、 VVcc 存在：排气结束不能直接吸汽存在：排气结束不能直接吸汽 剩余的高温高压气体要膨胀剩余的高温高压气体要膨胀 bb 、吸、排气压力损失（流动阻力、弹簧力）、吸、排气压力损失（流动阻力、弹簧力） PPss<<PPoo P Pdd>>PPkk ∆P ∆P 存在存在 cc 、吸入整齐在压缩机内过热（有害过热）、吸入整齐在压缩机内过热（有害过热） t vt v

dd 、泄露、摩擦 、泄露、摩擦 G NG N

22 、性能 、性能 aa 、实际输气量 、实际输气量 VVss=G=Gss·v·vss m3/s m3/s

以吸汽状态点为准，则 以吸汽状态点为准，则 vvss=v=v11

GGss=V=Vss/V/V1 1 kg/s kg/s

§3-2 活塞式压缩机工作原理

bb 、实际制冷量 、实际制冷量 QQoo=G=Gss·q·qoo=V=Vss·q·qvv kw kw

cc 、输气系数、输气系数 λλ=G=Gss/G/Ghh== （（ VVss/v/vss ）） // （（ VVhh/v/v11 ）） =V=Vss/V/Vhh = = （（ VVssqqvv ）） / / （（ VVhhqqvv ）） = Q= Q 实实 /Q/Q 理理

<1<1

明确：明确： aa 、、 λλ 表征压缩机工作容积的利用程度，表征压缩机工作容积的利用程度， λλ↑↑ 是方向。是方向。 bb 、 、 qqoo ，， qqvv ，， vvss 按给定工况用理论式计算、只需针按给定工况用理论式计算、只需针

对实际压缩机的结构特点和运行条件计算对实际压缩机的结构特点和运行条件计算 λλ 即可得压缩机即可得压缩机的实际产冷量，的实际产冷量， λλ 计算是关键。计算是关键。

§3-2 活塞式压缩机工作原理

三、压缩机输汽系数和总效率的分析计算 11 、输汽系数（容积效率）、输汽系数（容积效率） 以一个气缸分析 以一个气缸分析 λλ=V=Vs‘s‘/V/Vgg

11 ）） λλ=V=Vss/V/Vhh=V=Vs’s’/V/Vgg== λ λvvλλppλλttλλll （四个实际特点）（四个实际特点） aa 、余隙系数、余隙系数 λλvv V V11=V=Vgg--∆V∆V11

定义 定义 λλvv== （（ VVgg--∆V∆V11 ）） /V/Vgg=1=1--∆V∆V11/V/Vgg ∆V ∆V11== ？？ 视 视 c—dc—d 为多变膨胀过程 为多变膨胀过程 PVPVm m == 常数，带入相应值常数，带入相应值

PPdkdk/P/Psoso== （（ PPkk+∆P+∆Pkk ）） // （（ PPoo--∆P∆Poo ）） = = 〔〔（（ VVcc+∆V+∆V11 ）） /Vc/Vc 〕〕 m m 解得 ∆解得 ∆ VV11=V=Vcc〔〔（（ PPdkdk/P/Psoso ）） 1/m1/m-1-1 〕〕

若不考虑吸排汽阀阻力若不考虑吸排汽阀阻力 PPdkdk≈P≈Pkk ，， PPsoso ≈P ≈Poo

λλvv=1=1--VVcc/V/Vgg 〔〔 （（ PPdkdk/P/Psoso ）） 1/m1/m-1-1 〕〕 =1=1--cc 〔〔 （（ PPkk/P/Poo ）） 1/m1/m--1 1 〕〕

§3-2 活塞式压缩机工作原理

定性分析：定性分析： 11 、、 CC↑↑→→λλvv↓↓ 所以所以 C=C= （（ 0.02~0.060.02~0.06 ） 空调） 空调

C=4%C=4%

22 、、 PPkk/P/Poo↑↑→→λλvv↓ ↓ 所以低温运行时，由于要所以低温运行时，由于要 εε↑↑需要需要 CC↓↓（（ VcVc小、行程长）小、行程长）

33 、、 mm↑↑→→λλvv↓ ↓ 所以增强气缸冷却（风冷、水冷）所以增强气缸冷却（风冷、水冷）bb 、节流系数、节流系数 进汽阀压降引起的容积损失 进汽阀压降引起的容积损失 定义 定义 VV22=V=V11--∆V∆V22 则则 λλpp=V=V22/V/V11=1=1--∆V∆V22/V/V11 ∆V ∆V22== ？？

视视 a→1a→1 为等温过程 为等温过程 Pv=Pv=常数 ，同法得常数 ，同法得 （（ VVgg+V+Vcc ）） PPsoso== （（ VVgg+V+Vcc--∆V∆V22 ）） PPoo

∆ ∆VV22== （（ VVgg+V+Vcc ）（）（ 11--PPsoso/P/Poo ）） == （（ VVgg+V+Vcc ）∆）∆ PPss/P/Poo

∆ ∆PPss/P/Poo称相对吸汽压力损失，称相对吸汽压力损失， NHNH33 机机 0.03~0.05 0.03~0.05 氟机氟机0.05~0.070.05~0.07

§3-2 活塞式压缩机工作原理

所以 所以 λλpp=1=1--（（∆∆ PPss/P/Po o ）（）（ VVgg+V+Vcc ）） /V/V11=1=1--（（∆∆ PPss/P/Po o ））（（ 1+C1+C ）） // λ λ

一般单级制冷压缩机一般单级制冷压缩机 λλpp 在在 0.950.95左右。左右。cc 、温度系数、温度系数 由于气体与汽缸壁发生复杂的热交换、使实际容积吸汽 由于气体与汽缸壁发生复杂的热交换、使实际容积吸汽

量将由量将由 VV22 下降至下降至 VV33 （（ VV33=V=V22--∆V∆V33 ）） 定义 定义 λλtt=V=V33/V/V22=1=1--∆V∆V33/V/V22

经验公式：对于立式经验公式：对于立式 NH3NH3 机 机 λλtt==TToo//TTkk

对于小型全封闭机 对于小型全封闭机 λλtt==TT11// （（ aaTTkk+b+b （（ TT11--TToo ）） a=1~1.15 a=1~1.15 尺寸小尺寸小 aa↑↑

b=0.25~0.8 b=0.25~0.8 尺寸小尺寸小 bb↓↓ 散热好散热好 bb↑↑

dd 、泄露系数、泄露系数 原因：阀片的滞后、活塞与气缸间隙 原因：阀片的滞后、活塞与气缸间隙 泄露途径 泄露途径 PP 高高 泄向 泄向 PP 低低 定义 定义 VVss‘‘ =V=V33--VV44

λλll=1=1--∆V∆V44/V/V33

§3-2 活塞式压缩机工作原理

一般：开启式和半封闭式有环 一般：开启式和半封闭式有环 λλll=0.97~0.99=0.97~0.99

0.95 0.95 空调空调

全封无环全封无环 λλll 0.90 0.90 中温中温 0.85 0.85 低温低温22 ）综合）综合 aa 、、 λλ==λλvvλλppλλttλλll=f=f （运行工况）（运行工况） =f=f （（ PPkk/P/Poo ）） =f=f （（ ttoo ）） ||tk=consttk=const

所以 所以 QQ 实实 =Q=Q 理理 ··λλ== （（ hh11--hh55 ）） ··λλ·V·Vhh/v/v11

bb 、经验公式、经验公式 λλ=0.94=0.94--0.0850.085〔〔（（ PPkk/P/Poo ）） 1/m1/m--11 〕〕

mm值：值： NHNH33=1.28 R12=1.13 R22=1.18=1.28 R12=1.13 R22=1.18

cc 、查线图法、查线图法

§3-2 活塞式压缩机工作原理

33 ）提高）提高 λλ 的途径的途径 aa 、控制、控制 C C 、尽量减小 （更换气缸上石棉纸垫）、尽量减小 （更换气缸上石棉纸垫） bb 、吸汽避免过多过热 （吸汽管保温、气缸冷却）、吸汽避免过多过热 （吸汽管保温、气缸冷却） cc 、增大气流通道 ∆、增大气流通道 ∆ PP↓↓

22 、压缩机功率与效率、压缩机功率与效率 NNee=N=Nii+N+Nmm

轴功率 指示功率 摩擦功率轴功率 指示功率 摩擦功率

11 ）指示效率与指示功率）指示效率与指示功率 ηηii=w=w 理理 /w/w 实际实际 =N=Noo/N/Nii 小型氟机 小型氟机 ηηii=0.65~0.8=0.65~0.8

经验公式 经验公式 ηηii=T=Too/T/Tkk+bt+btoo b b值：值： NHNH330.001 0.001 氟氟0.0025 0.0025

NNii== （（ hh22--hh11 ）） VVhhλλ/V/Viiηηi i kWkW

§3-2 活塞式压缩机工作原理

22 ）摩擦功率与机械效率）摩擦功率与机械效率 机械效率 机械效率 ηηmm=N=Nii/N/Nee 0.8~0.9 0.8~0.9

NNmm=N=Nee--NNii== （（ 11--ηηmm ）） NNee

33 ）轴功率与轴效率）轴功率与轴效率 ηηee==ηηiiηηmm=N=Noo/N/Nee

轴功率轴功率 =N=Noo//ηηe e 附加附加 10~15%10~15%后选电动机后选电动机44 ）单位轴功率制冷量）单位轴功率制冷量 KeKe （（ COPCOP ）） KKee== 实际制冷量实际制冷量 // 轴功率轴功率 =G·q=G·qoo/G·w/G·wooηηiiηηm m ==εεooηηiiηηmm==εεooηηee

§3-2 活塞式压缩机工作原理

55 ）电动机输入的电功率）电动机输入的电功率 NN 电电 =N=Nee//ηηaaηηoo=N=Noo//ηηiiηηmmηηddηηoo

ηηdd ：传动效率 直联：传动效率 直联 11 ，皮带，皮带 0.9~0.950.9~0.95

ηηoo ：电动机效率：电动机效率

66 ）能效比）能效比 EEREER （多用于全封闭压缩机）（多用于全封闭压缩机）

EER=EER= 实际制冷量实际制冷量 // 输入的电功率输入的电功率 ==εεooηηiiηηmmηηddηηoo

§3-2 活塞式压缩机工作原理

相互啮合的转子（螺杆）相互啮合的转子（螺杆）→→两转子表面、啮合线与机体和端盖两转子表面、啮合线与机体和端盖形成封闭容积形成封闭容积→→靠两转子反向旋转靠两转子反向旋转→→改变容积改变容积

吸汽、压缩和排气吸汽、压缩和排气

一、基本结构 11 、一对螺杆转子、一对螺杆转子 阳转子（主动）：凸齿（阳转子（主动）：凸齿（ 44 ）） 阴转子（从动）：凹齿（阴转子（从动）：凹齿（ 66 ）） 22 、固定件 机体、固定件 机体 吸汽端盖（上部开设吸气口）吸汽端盖（上部开设吸气口） 排气端盖（下部开设排气口）排气端盖（下部开设排气口） 33 、其它件 轴承、平衡活塞、能量调节装置（滑阀结构）、其它件 轴承、平衡活塞、能量调节装置（滑阀结构）

§3-3 螺杆式制冷压缩机

二、工作过程 11 、吸汽：吸汽端盖上的吸汽孔与吸、吸汽：吸汽端盖上的吸汽孔与吸

汽侧上的一对啮合齿槽相通，吸汽汽侧上的一对啮合齿槽相通，吸汽开始。随着开始。随着 α↑α↑ ，，这一对齿槽容积这一对齿槽容积↑↑ ，当转子转到某一 ，当转子转到某一 αα11 ，即两啮，即两啮合槽越过吸气孔口，被端盖遮住合槽越过吸气孔口，被端盖遮住→→吸汽结束。吸汽结束。

22 、压缩：、压缩： αα> > αα11 ，端盖上的吸、排，端盖上的吸、排汽口均不与齿槽相通，汽口均不与齿槽相通， α↑α↑ V V↓↓，，槽内气体受压缩槽内气体受压缩 PP↑↑ 。。

33 、排气：、排气： αα ＝＝ αα2 2 ，端面上齿槽与，端面上齿槽与排气端盖上排气空口相通，压缩结排气端盖上排气空口相通，压缩结束，排汽开始。束，排汽开始。

§3-3 螺杆式制冷压缩机

注意：注意： 11 、每一齿槽均是一个可变容积，均能实现吸汽、每一齿槽均是一个可变容积，均能实现吸汽

→→压缩压缩→→排汽。排汽。 22 、吸排气空口的位置固定，所以汽缸内汽体吸、吸排气空口的位置固定，所以汽缸内汽体吸

入容积和排出容积比也是固定的，不随排气管中入容积和排出容积比也是固定的，不随排气管中压力变化而变化。于是：出现图压力变化而变化。于是：出现图 3-353-35 的三种情的三种情况 。况 。 PP ：缸内压力。：缸内压力。

§3-3 螺杆式制冷压缩机

显然，后二者情况功耗↑，所以必须确定内容及比显然，后二者情况功耗↑，所以必须确定内容及比 V1/V2V1/V2 以适应变况。以适应变况。

p=pk p<pk p>pk

三、输汽量11 、理论输汽量、理论输汽量 VhVh

VVhh=m=m11nn11ff11L+mL+m22nn22ff22LL

mm11 、、 mm22————主、从动转子的齿数主、从动转子的齿数 nn11 、、 nn22————主、从动转子的转速主、从动转子的转速 ff11 、、 ff22————主、从动转子的齿槽在端平面上的投影面积主、从动转子的齿槽在端平面上的投影面积 L——L—— 转子长度转子长度 因为传动为齿轮传动，所以因为传动为齿轮传动，所以 mm11nn11=m=m22nn22

VVhh=m=m11nn11 （（ ff11+f+f22)·L)·L

§3-3 螺杆式制冷压缩机

22 、面积利用系数、面积利用系数 CnCn 和转子名义直径和转子名义直径 令令 mm11 （（ ff11+f+f22 ）） /D/D22=C=Cnn C Cnn称面积利用系数称面积利用系数 CCnn 的值与转子的外径、齿形和齿数有关 的值与转子的外径、齿形和齿数有关 0.470~0.5080.470~0.508

则 则 VVhh=C=Cnnnn11LDLD22 m m33/s/s

称称 DD 为转子的名义直径。为转子的名义直径。33 、实际输汽量和输汽系数、实际输汽量和输汽系数 VVss=V=Vhhλλ 一般地 一般地 λλ=0.75~0.90 =0.75~0.90

影响螺杆压缩机影响螺杆压缩机 λλ 的因素：的因素： II 、泄露损失： 、泄露损失： a a 齿顶与机体圆周上的泄露；齿顶与机体圆周上的泄露； b b 齿面啮合齿面啮合线的轴向泄露和转子端面泄露；线的轴向泄露和转子端面泄露； c c ““ 漏气三角形”。漏气三角形”。

II II 、预热损失： 汽体和腔内热交换、预热损失： 汽体和腔内热交换→ → vv↑↑

IIIIII 、吸入压力损失： ∆、吸入压力损失： ∆ P P 一般的一般的 λλ=0.75=0.75 ～～ 0.900.90

§3-3 螺杆式制冷压缩机

四、主要特征11 、转速高 、转速高 n =1500~30000 r.p.m n =1500~30000 r.p.m

体积小、结构紧凑体积小、结构紧凑22 、没有吸、排汽阀片、可走湿行程、没有吸、排汽阀片、可走湿行程33 、吸、排汽终了容积为定值、、吸、排汽终了容积为定值、 ttoo↓↓仍有良好性能仍有良好性能44 、采用喷油冷却、润滑、排气温度低、采用喷油冷却、润滑、排气温度低55 、、 10~100%10~100% 的无级调节的无级调节66 、油路系统复杂、油路系统复杂77 、流动损失较大、一般、流动损失较大、一般 ηηee<< 活塞式活塞式88 、噪音大、噪音大

§3-3 螺杆式制冷压缩机

五、主要产品（武冷） 2020 系列 系列 1616 系列 系列 12.512.5 系列 系列 1010 系列系列R717 KA20-50 KA16-25 KA12.5-12 KA10-3.5R717 KA20-50 KA16-25 KA12.5-12 KA10-3.5

R22 KF20-48 KF16-24 KF12.5-11 KF10-3.5R22 KF20-48 KF16-24 KF12.5-11 KF10-3.5

R12 KF20-30 KF16-15 KF12.5-7 KF10-2R12 KF20-30 KF16-15 KF12.5-7 KF10-2

§3-3 螺杆式制冷压缩机

速度型，冷量范围 速度型，冷量范围 174.4kw~34883.7kW174.4kw~34883.7kW （（ 1515 万万 ~3000~3000万 大卡万 大卡 /h/h ））

转速转速 5000~25000 r·p·m5000~25000 r·p·m ，， nn 高、流量大、 高、流量大、 QQ00 大。大。

一、结构概述 单级：主轴上一个叶轮单级：主轴上一个叶轮 固定件：吸汽完、扩压器、弯道、回流器、蜗壳固定件：吸汽完、扩压器、弯道、回流器、蜗壳 运动件：主轴、叶轮、增速装置运动件：主轴、叶轮、增速装置 支承机构：轴承支承机构：轴承 密封机构、润滑系统密封机构、润滑系统

§3-4 离心式制冷压缩机

单级压缩机结构图单级压缩机结构图1—1—进口可调导流叶片；进口可调导流叶片； 2—2— 吸气室；吸气室； 3—3—叶轮；叶轮； 4—4—蜗壳；蜗壳； 5—5—扩压器；扩压器； 6—6—主轴主轴

多级离心式压缩机

二、运行特性 11 、设计方法：、设计方法：按设计工况运行条件（按设计工况运行条件（ ttoo 、、 ttkk ）及制冷量、）及制冷量、选定工质，设计压缩机结构参数。所以不宜变工况运行。选定工质，设计压缩机结构参数。所以不宜变工况运行。

22 、特性曲线、特性曲线 一般是 一般是 ttoo （（ ppoo ）一定）一定 ηηadad-G-G

三种曲线三种曲线 PP22-G-G

N-GN-G

SS 点为设计工况点。点为设计工况点。

aa 、排汽压力与输汽量、排汽压力与输汽量 GG （产冷量（产冷量 QQoo ）关系）关系 SS 点左侧点左侧 ACAC 曲线平缓； 曲线平缓； SS 点右侧点右侧 CBCB 曲线变陡曲线变陡 原因：汽体所获得压头中消耗于流动损失部分随原因：汽体所获得压头中消耗于流动损失部分随 GG 上升而上升上升而上升

§3-4 离心式制冷压缩机

bb 、最大排汽量点、最大排汽量点 BB

PP00=const B=const B 点时 点时 GG→→max max 此时叶片出口截面上此时叶片出口截面上汽流接近音速、损失上升 所以 汽流接近音速、损失上升 所以 ηη→→min Ne min Ne 上升上升

cc 、喘振点、喘振点 AA

PP00=const A=const A 点时 点时 G G →→ min min

当运行点在当运行点在 AA 点以左，则点以左，则 G<GG<Gminmin ，由于供汽量不足，由于供汽量不足→→制冷剂蒸汽通过叶轮流道中的冲击损失上升制冷剂蒸汽通过叶轮流道中的冲击损失上升→→使气流使气流不能均衡进入叶轮各个流道不能均衡进入叶轮各个流道→→叶轮不能按正常压力排汽叶轮不能按正常压力排汽→→ P2P2 下降下降→→叶轮后部已经排出的高压汽体就返回叶轮叶轮后部已经排出的高压汽体就返回叶轮→→充实叶轮流道中不足充实叶轮流道中不足→→叶轮又开始工作叶轮又开始工作→→排汽排汽→→如此如此

“反复。 “反复。 喘喘振振””

§3-4 离心式制冷压缩机

G<GG<Gminmin →→ 阻力损失上升阻力损失上升→→ P2P2 下降下降→→冷凝器内高压汽体倒流冷凝器内高压汽体倒流

叶轮排气叶轮排气

后果：噪音上升后果：噪音上升→→振动上升振动上升→→甚至损坏机器“运行交底”。甚至损坏机器“运行交底”。

喘振原因及其分析：喘振原因及其分析：11 ）） Po=const Po=const 冷却水温上升或者冷却水流量下降冷却水温上升或者冷却水流量下降→→ PPkk↑↑

所以所以 GG↓ ↓ →→ <G<Gminmin

22 ）） PPkk=const P=const Poo↓↓（冷冻水出口温度（冷冻水出口温度 ttc2c2↓↓）） GG↓ ↓ →→ <G <Gminmin

§3-4 离心式制冷压缩机

所以防止喘振的主要措施，按设计工况的允许范围运行，保所以防止喘振的主要措施，按设计工况的允许范围运行，保持（持（ PPoo ，， PPkk ））

实际运行时：若冷负荷太小，则导致冷冻水出口温度下降而实际运行时：若冷负荷太小，则导致冷冻水出口温度下降而出现喘振。出现喘振。

防喘方法： 旁通 防喘方法： 旁通

压缩机排汽 冷凝器压缩机排汽 冷凝器

吸气管吸气管

§3-4 离心式制冷压缩机

产品性能曲线产品性能曲线 制造厂提供几种不同吸入压力下的制造厂提供几种不同吸入压力下的Qo — Qo — （∆（∆ t=tk-tot=tk-to ）曲线）曲线Ne — Ne — （∆（∆ t=tk-tot=tk-to ）曲线）曲线 诸曲线左端点为喘振界限，当运诸曲线左端点为喘振界限，当运

行工况越过界限则应采取相应防行工况越过界限则应采取相应防喘振措施。喘振措施。

§3-4 离心式制冷压缩机

33 、冷量调节方式、冷量调节方式 11 ）变转速）变转速 NN 22 ）调节进口导叶片的角度）调节进口导叶片的角度

33 ）调节冷凝器水量）调节冷凝器水量 44 ）旁通节流）旁通节流

三、影响制冷量的主要因素 ηη=0.75~0.85=0.75~0.85

11 、蒸发温度的影响、蒸发温度的影响 aa 、根据蒸发出口处压力表读数判定、根据蒸发出口处压力表读数判定 tt00 PP00→→tt00查表查表 bb 、根据冷冻水出口温度来判定、根据冷冻水出口温度来判定 tt00 t t 出水出水→→ tt00

空调用蒸发器 空调用蒸发器 tt00=t=t 出水出水 -- ∆t ∆t 一般一般∆∆ t=4~6t=4~600CC

tt00 下降 下降 QQ00 下降下降 离心变化陡 （离心变化陡 （ ηη↓↓，， G G ↓↓ ）） 由图易见：由图易见： tt0 0 ↓↓ Q Q0 0 ↓↓

且比活塞式剧烈（且比活塞式剧烈（ GG↓↓，， ηη↓↓↓↓ ））

§3-4 离心式制冷压缩机

22 、冷凝温度、冷凝温度 ttkk 影响影响 CC 设计点 若 设计点 若 ttkk=40=4000CC

由下图易见：由下图易见： ttkk<40<4000CC ，， QQ00变化很小变化很小 ttkk>40>4000C QC Q00↓↓

所以必须控制正常冷凝压力。所以必须控制正常冷凝压力。

33 、转速的影响、转速的影响 当当 n n ↓↓叶轮离心加速度叶轮离心加速度↓↓↓↓

因为离心加速度与转速时平方关系因为离心加速度与转速时平方关系 离心 离心 QQ00=f=f （（ nn22 ）） 活塞 活塞 QQ00=f=f （（ nn ） ） 所以离心机变化剧烈。所以离心机变化剧烈。

§3-4 离心式制冷压缩机

四、国产产品（上一冷）FLZ-1000FLZ-1000 空调离心制冷机组空调离心制冷机组设计工况： 设计工况： ttkk=30=3000C QC Q00=1163KW=1163KW （（ 100100万 万

大卡大卡 /h/h ））

tt00=4=400C C

级数：单级 级数：单级 n=7780 r.p.m n=7780 r.p.m

电机功率：电机功率： 300KW300KW

主要特点：半封闭式，吸汽口布置扇形叶片，导流，主要特点：半封闭式，吸汽口布置扇形叶片，导流，能量调节装置能量调节装置 25%~100% 25%~100%

§3-4 离心式制冷压缩机

11 、制冷循环运行工况的确定是选择，校核压缩机的依、制冷循环运行工况的确定是选择，校核压缩机的依据（据（ tt00 、、 ttkk 、、 ttnn 、、 ttgg ））

22 、本章基本计算式、本章基本计算式 11 ）产冷量 ）产冷量 Q=GQ=G 实实 qq00=V=Vhhλλ·· （（ hh11--hh55 ）） /v/v11

22 ）轴功率 ）轴功率 NNee=G=G 实实 ·w·wee=V=Vhhλλ·· （（ hh22--hh11 ）） / / （（ vv11ηηiiηηmm ）） 33 ）选择压缩机依据）选择压缩机依据 aa 、活塞理论容积 、活塞理论容积 VVhh=Q·v=Q·v11// （（ λλ （（ hh11--hh55 ）） 查手册）） 查手册 bb 、变工况计算标况冷量 、变工况计算标况冷量 QQ00==λλ00qqv0v0·Q/·Q/ （（ λλqqvv ） 查产品铭牌） 查产品铭牌 λλ0 0 、、 qqv0 v0 、、 QQ0 0 —— —— 标况下相应参数标况下相应参数 λλ 、、 qqv v 、、 Q —— Q —— 实际运行工况下参数实际运行工况下参数

本章小结

33 、三个主要性能参数、三个主要性能参数11 ）输汽系数 ）输汽系数 λλ=G=G 实实 /G/G 理理 =V=V 实实 /V/Vhh Q Q 实实 /Q/Q 理理 ==λλvvλλppλλttλλll

aa 、理论计算法 分系数乘积法、理论计算法 分系数乘积法 bb 、经验公式法 、经验公式法 λλ=0.94=0.94--0.0850.085［（［（ PPkk/P/P00 ）） 1/m1/m--11 ］］ cc 、查线图法、查线图法22 ）指示效率 ）指示效率 ηηmm=w=w 理理 /w/w 实实 aa 、经验公式 、经验公式 ηηii=T=T00/T/Tkk+bt+bt00

bb 、查图取值 、查图取值 ηηii=0.65~0.8=0.65~0.8

33 ）机械效率 ）机械效率 ηηmm=N=Nii/N/Nee 取值法取值法 注意：影响注意：影响 λλ 、、 ηηii 的主要因素运行工况（的主要因素运行工况（ tt00~P~P00 ，， ttkk~P~Pkk ）） 所以所以 λλ 、、 ηηii=f=f （（ PPkk/P/P00 ）规律性。）规律性。

44 、 了解活塞式的工作原理、结构特点、 了解活塞式的工作原理、结构特点55 、 了解螺杆、离心机工作特性及基本结构、 了解螺杆、离心机工作特性及基本结构

本章小结