第二章 往复式制冷压缩机
图2一2压缩机的工作过程 2.排气过程通过排气过程,制冷剂进人冷凝器。活塞继续向上运动,气缸 内制冷剂的压力不再升高,制冷剂不断地通过排气管流出,直到活塞运动 到最高位置3一3〔称为外止点或上止点)时排气过程结束。制冷剂从气缸 向排气管输出的过程称为排气过程。
图2一2压缩机的工作过程
膨胀过程:活塞运动到上止点时,由于压缩机结构及制造工艺等原
图2一2压缩机的工作过程 4.吸气过程通过吸气过程,从蒸发器吸人制冷剂。活塞从位置4一4向下 运动时,吸气阀开启,低压气体被吸人气缸中,直到活塞到达下止点1 一1的位置。此过程称为吸气过程。 完成吸气过程后,活塞又从下止点向上止点运动,重新开始压缩过程。 如此周而复始,循环不已。压缩机经过压缩、排气、膨胀和吸气四个过 程.将蒸发器内的低压蒸气吸人,使其压力升高后排入冷凝器,完成吸人、 压缩和输送制冷剂的作用。
2.2 热力性能
实际循环与理论循环的差异 余隙容积 气阀弹簧力 气体与缸壁及活塞间的热交换和摩擦 气体泄漏损失 润滑油和吸入湿蒸汽的影响
2.2.1单级往复式压缩机的理论循环
在工程热力学中已经讨论过单级往复式压缩机的理论循环, 它排除了在其实际循环中所不可避免的容积损失,质量损 失和其它各类不可逆损失。从理论循环的研究中可以找到 一些循环基本热力参数间的关系、提高循环指标的基本途 径以及确定循环的极限指标,用来评价压缩机实际循环的 完善程度。
图2-1单缸压缩机示意图
1-曲轴2-气缸体3-曲轴箱4-连杆5活塞6-排气管7-排气腔8-排气阀9吸气阀10-吸气腔1 I-吸气管12-气 缸盖
2.1 基本结构和工作原理
2.1.1 本结构
机体:压缩机的机身,用来安装和支承其他零部件及容纳润滑 油。 传动机构:用于传递动力,包括曲柄、连扦和活塞等部件。 配气机构:保证压缩机实现吸气、压缩、排气过程的配气部件, 包括吸、排气阀片,阀板和气阀弹簧等。 润滑油系统:对压缩机各传动摩擦耦合件进行润滑的输油系统, 包括油泵,油过滤器,油压调节部件。 卸载机构:它是对压缩机汽缸进行卸载、调节冷量、便于启动 的机构,包括卸载油缸、油活塞、推杆、顶针和转环等部件。 轴封装置:密封曲轴穿出机体处的间隙,防止泄漏,包括拖板、 弹簧、橡胶圈和石墨环。
一、往复式压缩机的理论输气量.
其中,过程d-a和b-c均为可逆绝热的流动过程。 因而d点和a点的气体状态相同,因而b点和c点的 气体状态相同,过程a-b为可逆绝热的压缩过程, 即等熵压缩过程。过程c-d是压力降低过程,因为 此时压缩机的余隙容积为零,故c-d是一条垂直线。 从图2-1可知,每一循环从一个直 径为D,活塞行程为S的气缸中排 出的气体容积,如其余隙容积为 零,即排气行程结束时的气缸中 容积为零,则按压缩机进口处吸 气状态(Pso、Tso)计算,等于活 塞移动一个行程所扫过的气虹工 作容积Vp,单位为m3,即
因,汽缸中仍有一些空间,该空间的容积称余隙容积。排气过程结束 时,余隙容积中的气体为高压气体。活塞开始向下移动时,排气阀关 闭,吸气腔内的低压气体不能立即进入汽缸,此时余隙容积内的高压 气体因容积增加而压力下降,直至汽缸内气体压力降至稍低于吸气腔 内气体压力,即将开始吸气过程时为止。此时活塞处于位置4一40活 塞从3一3移动到4一4的过程称为膨胀过程。
2.1.2 工作原理
往复式制冷压缩机的工作循环分为四个过程(见图2-2)
图2一2压缩机的工作过程
1.压缩过程通过压缩过程将制冷剂的压力提高。当活塞处于最下端位置1一 1(称为内止点或下止点)时,气缸内充满了从蒸发器吸入的低压燕气,吸气 过程结束;活塞在曲轴一连杆机构的带动下开始向上移动,此时吸气阀关闭, 气缸工作容积逐渐减小,处于缸内的制冷剂受压缩,温度和压力逐渐升高。 活塞移动到2-2位置时,气缸内的蒸气压力升高到略高于排气腔中的制冷 剂压力时,排气阀开启,开始排气。制冷剂在气缸内从吸气时的低压升高到 排气压力的过程称为压缩过程。
第二章 往复式制冷压缩机
2.1 基本结构和工作原理
2.2 热力性能
2.3 驱动机构和机体部件 2.4 气阀 2.5 封闭式制冷压缩机的内置电动机 2.6 总体结构 2.7 润滑系统和润滑油 2.8 往复式制冷压缩机的振动和噪声
2.9 安全保护
2.1.1 基本结构
往复式压缩机广泛应用于中、 小型制冷装置中。其结构如 图2-1所示。图中画出了压缩 机的主要零、部件及其组成。 压缩机的机体由气缸体1和曲 轴箱3组成。气缸体中装有活 塞5,曲轴箱中装有曲轴2, 通过连杆4将曲轴和活塞连接 起来。在气缸顶部装有吸气 阀9和排气阀8,通过吸气腔 10和排气腔7分别与吸气管11 和排气管6相连。当曲轴被原 动机带动而旋转时,通过连 杆的传动,活塞在气缸内作 上、下往复运动,并在吸、 排气阀的配合下,完成对制 冷剂的吸人、压缩和输送。
衡量压缩机最主要的两个性能指标是其输气量和功率消 耗,总是要求以最小的功率愉人获取更多的输气量。对制 冷压缩机而言,在给定工况下的翰气量大小是与其制冷大 小直接相关的。
一、压缩机的理想工作过程
• • • • • 1、压缩机没有余隙容积 2、吸气与排气过程中没有压力损失。 3、吸气与排气过程中没有热量的交换。 4、无漏气损失。 5、无摩擦损失。
图2-1单级往复式压缩机的理论循环
2 V DS 4
P
(2-1)
式中D—气缸直径,单位为m; S—活塞行程,单位为m
压缩机的输气量有容积输气量和质量输气量之分。理论容积输气量qvt,。 (或称理论排量),单位为m3/h,是指压缩机按理论循环工作时,在单位时 间内所能供给、按进口处吸气状态换算的气体容积。即:
2.2 热力性能
• 在表征压缩机的各项性能指标中,将着重 讨论与制冷机的制冷量和能耗有关的压缩 机输气能力和功率消耗。这是因为现代的 压缩机设计要求以较小的气缸容积供应所 需的输气量及相应的制冷量,而压缩机的 尺寸与气缸工作容积的利用程度有密切的 联系;此外,压缩机是一种消耗能量的机器, 不断降低其能耗对节约能源、减少费用, 有十分重要的意义。