制冷压缩机绪论1

制冷压缩机主讲张晓青刘扬娟讲义一第一章绪论制冷压缩机的功能制冷系统的“心脏”，吸收来自蒸发器的制冷剂蒸气，提高压力后排气到冷凝器，使制冷剂在系统中循环流动。可用于制冷系统和热泵系统。53-2制冷系统和热泵系统的异同相同点：将低温处的热量排到高温处，同时消耗能量。不同点：工作温度范围和目的和用途不同一般根据用户所需的目的不同而区别为制冷系统和热泵系统，制冷压缩机在两系统中的功能无差别。53-3制冷系统目的和用途0QWkQaT0T环温低温工作温区温度升高53-4目的和用途WkQaTkT环温高温工作温区0Q温度升高热泵系统热泵系统53-5制冷压缩机的种类与分类制冷压缩机（按压缩机的热力学工作原理分）容积型速度型（按压缩机部件运动特点分）往复式回转式滚动转动式滑片式单螺杆式双螺杆式涡旋式（按结构特点分）离心式活塞式一、种类53-6二、分类制冷压缩机分类按蒸发温度分按密封方式分按制冷量分高温（-10~0）℃低温（-40~-15）℃中温（-15~0）℃开启式半封闭式全封闭式大型（550KW~）中型（25~550）KW小型（~25KW）分类53-7制冷压缩机的发展概况1.种类的多样化发展:以传统的活塞式为主要品种,离心式、螺杆式、滚动转子式、涡旋式等都在被卓有成效地开发和应用；2.新型节能型：变频压缩机、直线电动机驱动的高速压缩机，喷液冷却等3.环保型：使用无氟和环保工质，低噪声和小振动等4.高效率和高可靠性型：结构改进和新机型的开发，如双转子式滚动活塞压缩机，摆转式压缩机、涡旋式等的研发。5.紧凑轻量化及模糊逻辑控制。53-8往复式压缩机ReciprocatingCompressor法国美优乐吸气过程53-9排气过程排气过程53-10动画片53-11往复式压缩机工作过程吸气过程53-12压缩过程53-13过压缩（动压）53-14排气过程53-15膨胀过程53-16动画片53-17特点和趋势1.发展历史悠久，具有丰富的设计、研究、制造和运行经验，技术成熟，至今在各个领域中依然被广泛应用、发展着。在中小冷量范围内，仍以活塞式压缩机为主（据统计，在100瓦-7.5千瓦的小型封闭式压缩机中，活塞式占75%）；2.零部件多、转速受限制，材料和制造要求低。3.间歇式吸排气，管道有气流脉动。4.直线电动机驱动高速活塞式压缩机的开发,5.利用先进的加工、制造和控制技术制造高精度的压缩机，改进气阀设计等。53-18滚动转子式压缩机RotaryCompressor53-19滚动转子式压缩机的工作过程53-20特点与发展趋势零部件少，尺寸紧凑，重量轻.效率对磨损和间隙敏感.变频压缩机：在日本，变频房间空调器是主流机型，容量范围在进一步扩大。双缸双转子式：新机型，减小在低速范围内的振动。提高经济性和可靠性：提高生产加工和装配技术，使装配间隙合适，最小化机械损失和气体压缩损失，开发高效率的电机。适用于小型冰箱和空调。53-21SwingCompressor摆转式压缩机特点:1.转子与叶片铸造成一体,与轴瓦一起使压缩平稳,减少滑阀与转子的泄漏和混合油引起的摩擦,效率和可靠性更高的,采用变频,在中低速，效率和节能显著,且面向替代工质HCFC,407C和410A.日本大金(DAIKIN)公司正在用它代替传统的滚动转子式.53-22螺杆式压缩机53-23双螺杆式压缩机的工作过程DoubleScrewCompressor53-24HITACHIScrewCompressor日立R-22,R-134a,andR-407Crefrigerants53-25特点：适用于中型制冷量范围内，零部件少，可靠性和效率较高，加工精度高，价格较高。部分负荷的效率较高，无活塞式的液击和离心式的喘振现象。53-26单螺杆压缩机SingleScrewCompressorasemi-hermeticsinglescrewcompressorforthelargerDaikinchiller,withR-134arefrigerant53-27转子星轮Compressors-SingleScrew单螺杆式压缩机的工作过程Compression53-28工作过程53-29容量调节100%滑阀SlidingVane容量减少53-30容量调节7053-31容量调节0%与吸气口相通53-32动画片53-33Uniquestateoftheartdesign:•Compact,simpleandrobustconstruction•Lackofvalvesorcriticalreciprocatingcomponentsincreasesresistancetoliquidsluggingandensuresmaximumreliability•Verylowbearingload,well-balancedaxialandradialforcesbysymmetricalcompressionwithasinglerotorand2idleturninggaterotors•Durablepolymergaterotorseliminatefrictionandsignificantlyreducewearandenergylosses•Nooilpumpnecessary–compressorscrewiscooledandsealedofcompressorbyliquidrefrigerantinjection,resultinginaconstantworkingtemperaturethroughoutanextendedworkinglifeandallowingreducedrotorclearanceforaccurateandefficientcompression•Verylowvibrationlevels,resultinginlesswearandlowoperatingsoundlevel(silencerincorporatedwithincompressor)特点：DAIKIN53-34图5－7全封闭涡旋压缩机1-吸气管2-排气口3-静涡旋盘4-动涡旋盘5-背压腔6-电动机7-曲轴8-十字联接环涡旋式压缩机ScrollCompressor53-35吸气排气卧式涡旋压缩机日立公司HITACHIhorizontalscrollcompressorforrefrigerationapplication，1988，astheworld'sfirst.UsingR-22refrigerantthecompressorhasanextendedcoolingrangefrom-45°Cto+5°C.用于冷藏、冷冻柜53-36立式TheHITACHIScrollCompressorisusedinlowtemperatureapplications,suchasinthecryogenicsindustry.53-37涡旋式压缩机的工作过程DaikinR-407CrefrigeranthermeticscrollcompressorsforSmallerDaikinchillers53-38工作过程53-39Importantfeaturesinclude:•CompactSize：Compact,simpleandrobustdesign•GreaterReliability：Lackofvalvesandincorporationofswinglinkmechanismensuresmaximumreliability•SuperiorEnergyEfficiencyConstantcompressionensureslowenergyconsumption，highcompressionefficiencyduetoabsenceofvolumetricre-expansion•QuietOperationLowoperatingsoundlevel•Lowstartingcurrent53-40图5-1滑片压缩机滑片式压缩机SlidingVaneCompressor53-41吸气口排气口53-42全封闭式活塞式滚动转子式Hermetic53-43全封闭式压缩机的剖视图53-44半封闭式Semi-hermetic53-45半封闭式压缩机的剖视图53-46开启式Open-driven江苏省泰州商业机械总厂53-47开启式压缩机的剖视图53-48CFCs和HCFCs的替代1.名称:CFCS_——全卤代烃，分子中只有氯、氟、碳原子_称氯氟烃如：R11，R12，R13，R14，R113，R114等,Cl:Chlorine,F：Fluorine,C:CarbonHCFCS——分子中只有氢、氯、氟、碳原子，称氢氯氟烃，如：R22，H：HydrogenHFCS——含氢、氟、碳，称氢氟烃，如R134a53-492.危害性指标*ODP—臭氧消耗潜能（Ozone-depletionpotential)GWP—全球变暖潜能（Global-warmingpotential)CFCS—HCFCSODP增大HFCsODP=0GWP≠0首先被替代逐步淘汰(phaseout)53-503.替代时间表对CFCs包括R11、R12、R113、R114等发达国家：1996年1月1日完全停止生产和销售发展中国家：2010年停用！对HCFCS包括R22、R142bR123等发达国家：2020年停用发展中国家：2040年停用！53-513.替代工质被替代物质替代物质CFC-12CFC-11HCFC-22R-502HFC-134a,HC600aHFC-245a,HCFC-123(过渡）HFC-134a，R407C，HC-290R-404A，R-507等目前还没有理想的替代制冷剂，研究工作正在进行中。天然工质的使用:氨、CO2、碳氢化合物53-524.工质替代对制冷压缩机的影响热力性质等问题替代工质一般其热力性质等综合性能指标较CFCs以及HCFCs工质降低，但这一点降低（哪怕1%）也将给广泛使用的标准制冷机配置带来诸多的问题，并消耗无数的电力资源.例如，日本从1996年全面禁止生产CFCs冰箱，使用HFC-134a替代CFC-12时，冰箱制冷性能下降5%-10%。僧甚至会引起压缩机结构尺寸较大的改变.新工质的毒性、溶油性等问题引起结构设计的困难需用大量的实验工作53-53Thankyou!