《压缩机介绍》PPT课件

制 冷 技 术一 、 基 本 概 念 制 冷 ： 利 用 人 工 的 方 法 ， 把 某 物 体 或 某 空 间 的 温 度 降 低 到 低 于 周 围 环 境 的温 度 ， 并 使 之 维 持 在 这 一 低 温 的 过 程 。 实 质 ： 将 热 量 从 被 冷 却 对 象 中 转 移 到 环 境 中 。 制 冷 冷 却 （ 冷 却 ： 高 温 物 体 自 发 向 低 温 物 体 放 热 ） 制 冷 机 ： 实 现 制 冷 所 需 的 机 器 和 设 备 。 特 点 ： 必 须 消 耗 机 械 功 或 高 温 热 源 提 供 的 热 量 ， 从 而 实 现 热 量 的 转 移 ） 。 制 冷 技 术 制 冷 剂 ： 制 冷 系 统 中 把 热 量 从 被 冷 却 介 质 传 给 外 部 环 境介 质 的 内 部 循 环 流 动 的 工 作 介 质 。 制 冷 循 环 ： 在 制 冷 机 中 ， 制 冷 剂 进 行 周 而 复 始 的 吸 热 、放 热 的 热 力 循 环 。 1、 实 现 制 冷 的 途 径 利 用 天 然 冷 源 （ 如 ： 深 井 水 、 天 然 冰 等 ）特 点 ： 成 本 低 廉 ， 但 受 时 间 和 地 域 的 限 制 且 不 宜 用 于 获 取 低 于 0 的 温 度 。 利 用 人 造 冷 源特 点 ： 采 用 制 冷 装 置 ， 消 耗 机 械 功 或 高 温 热 源 提 供 的 热 量 从 而 实 现 制 冷 。 制 冷 方 法 制 冷 技 术2、 人 造 冷 源 制 冷 技 术 液 体 汽 化 制 冷 气 体 绝 热 膨 胀 制 冷 热 电 制 冷 制 冷 技 术 液 体 汽 化 制 冷 ： 利 用 液 体 气 化 需 吸 收 气 化 潜 热 的 原 理 实 现 制 冷 。 如 ： 蒸 汽 压 缩 式 制 冷 、 吸 收 式 制 冷 、 蒸 汽 喷 射 式 制 冷 制 冷 技 术 制 冷 系 统 的 构 成 四 大 基 本 部 件 及 对 应 的 热 力 过 程 压 缩 机 ： 蒸 气 压 缩 冷 凝 器 ： 放 热 冷 凝 节 流 阀 ： 节 流 降 压蒸 发 器 ： 吸 热 蒸 发 制 冷 系 统 的 构 成压 缩 机 ： 从 蒸 发 器 中 抽 吸 制 冷 剂 蒸 气 并 进 行 压 缩 的 设 备 。 其 功 能 为 ： 从 蒸 发 器 中 抽 取 气 化 的 蒸 气 ， 从 而 维 持 蒸 发 器 内 一 定 的 蒸 发 温 度 和 压 力 ； 对 吸 入 的 蒸 气 进 行 压 缩 ， 以 维 持 冷 凝 器 内 的 高 压 ； 输 送 制 冷 剂 ， 是 系 统 中 的 循 环 动 力 。 冷 凝 器 ： 制 冷 剂 与 冷 却 介 质 进 行 热 交 换 的 设 备 ， 对 外 输 出 热 量 。 制 冷剂 蒸 气 在 其 中 冷 却 、 冷 凝 ， 释 放 的 热 量 由 空 气 或 水 等 介 质 带 走 。 冷 却 介 质 ： 用 于 冷 却 制 冷 剂 蒸 气 的 介 质 称 为 冷 却 介 质 （ 冷 却 剂 ） ；冷 凝 压 力 ： 冷 凝 器 中 制 冷 剂 蒸 气 的 压 力 称 为 冷 凝 压 力 ；冷 凝 温 度 ： 冷 凝 压 力 对 应 的 蒸 气 饱 和 温 度 称 为 冷 凝 温 度 。 制 冷 系 统 的 构 成 制 冷 系 统 的 构 成 蒸 发 器 ： 制 冷 剂 与 冷 冻 水 进 行 热 交 换 的 设 备 ， 对 外 输 出 冷 量 。 制 冷剂 从 冷 冻 水 中 吸 热 ， 在 蒸 发 器 中 产 生 气 化 ， 从 而 实 现 蒸 发 制 冷 。蒸 发 压 力 ： 蒸 发 器 内 的 制 冷 剂 蒸 气 压 力 称 为 蒸 发 压 力 。蒸 发 温 度 ： 蒸 发 压 力 对 应 的 制 冷 剂 饱 和 温 度 为 蒸 发 温 度 。 制 冷 压 缩 机 的 分 类 在 蒸 气 压 缩 式 制 冷 装 置 中 ， 选 用 了 各 种类 型 的 制 冷 压 缩 机 。 它 们 是 装 置 中 的 关 键 核 心设 备 ， 对 系 统 的 运 行 性 能 、 噪 声 、 振 动 、 使 用寿 命 和 节 能 有 着 决 定 性 的 作 用 。 根 据 蒸 气 压 缩 的 原 理 ， 压 缩 机 可 分 为 容 积 型 和 速 度 型两 种 基 本 类 型 。1. 容 积 型 压 缩 机 ： 通 过 对 运 动 机 构 作 功 ， 减 少 压 缩 空 间 容 积 来 提 高 蒸 气 压 力 ， 以 完 成 压缩 功 能 。2. 速 度 型 压 缩 机 ： 则 由 旋 转 部 件 连 续 将 角 动 量 转 换 给 蒸 气 ， 再 将 该 动 量 转 为 压 力 ， 提 高蒸 气 压 力 ， 达 到 压 缩 气 体 的 目 的 。 图 31 制 冷 和 空 调 中 常 用 压 缩 机 的 分 类 及 结 构 示 意 图 容 积 型 压 缩 机 容 积 型 压 缩 机 通 过 可 变 的 工 作 容 积 来 完 成 气 体 的压 缩 和 输 送 过 程 。 根 据 压 缩 方 式 分 活 塞 式 （ 往 复 式 ） 回 转 式 活 塞 式 压 缩 机 是 最 常 用 的 一 种 容 积 式 压 缩 机 ， 但 近 年 来 回 转 式 压 缩 机 发 展 很 快 ，特 别 在 高 效 化 、 小 型 化 、 轻 量 化 方 面 ， 滚 动 活 塞 式 （ 滚 动 转 子 式 ） 、 涡 旋 式 和 螺 杆 式 等 占 有 很 大 的 优 势 。 从 压 缩 机 结 构 分 开 启 式 半 封 闭 式 全 封 闭 式 目 前 ， 开 启 式 压 缩 机 除 了 在 氨 制 冷 机 、 汽 车 空 调 器 和 发 动 机 驱 动 等 场 合 使 用 外 ， 在 其他 的 制 冷 和 空 调 工 程 中 ， 正 逐 步 向 半 封 闭 式 和 全 封 闭 式 发 展 。 全 封 闭 式 具 有 结 构 紧 凑 、密 封 性 好 、 噪 音 低 、 运 转 平 稳 的 优 点 ， 而 且 由 于 生 产 规 模 大 、 成 本 低 ， 正 越 来 越 广 泛地 应 用 于 制 冷 和 空 调 的 各 个 领 域 中 。 转 子 式 制 冷 压 缩 机 滚 动 转 子 压 缩 机 属 容 积 式 工 作 腔 ： 气 缸 中 心 主 轴 上 设 有 偏 心 滚 动 转 子 ， 与 顶 端 弹 簧 机 构 一 同 构成 气 缸 内 密 封 的 吸 气 腔 和 排 气 腔 1.工 作 原 理 2.结 构 组 成 3.特 点 ： 吸 气 、 压 缩 过 程 在 一 转 内 同 时 进 行 ， 工 作 平 稳 。 余 隙 小 ， 流 动 阻 力 小 ， 大 压 缩 比 下 容 积 效 率 高 。 体 积 小 ， 重 量 轻 ， 零 部 件 少 ， 振 动 小 ， 噪 声 低 。 在 同 工 况 和 同 制 冷 量 下 ， 效 率 高 于 活 塞 式 压 缩 机 。 对 零 部 件 材 质 和 加 工 精 度 要 求 高 。 4.应 用 ： 应 用 于 家 用 冰 箱 、 空 调 等 中 小 型 制 冷 系 统 滚 动 活 塞 制 冷 压 缩 机 7.2 滚 动 活 塞 式 制 冷 压 缩 机 7.2.1 基 本 结 构 转 子 的 主 轴 在 原 动 机 拖 动 下 旋 转 时 ， 偏 心 转 子 紧 贴 着 汽 缸 内 壁 面 回 转 ，成 月 牙 状 空 间 容 积 周 期 性 的 变 化 ， 完 成 吸 排 气 和 压 缩 过 程 。 滚 动 转 子 式 压 缩 机是 一 种 容 积 型 回 转式 压 缩 机 ， 气 缸 工作 容 积 的 变 化 ， 是依 靠 一 个 偏 心 装 置的 圆 筒 形 转 子 在 气缸 内 的 滚 动 来 实 现的 滚 动 活 塞 制 冷 压 缩 机 7.2.2 工 作 过 程 滚 动 活 塞 制 冷 压 缩 机（ 1） 立 式 全 封 闭 滚 动 活 塞 式 制 冷 压 缩 机 7.2.3 主 要 结 构 形 式 与 特 点 滚 动 活 塞 制 冷 压 缩 机 制 冷 压 缩 机2） 卧 式 全 封 闭 滚 动 活 塞 式 制 冷 压 缩 机 轴 功 率 、 摩 擦 功 率 与 机 械 效 率 fi ieim PP PPP 由 原 动 机 传 到 压 缩 机 曲 轴 上 的 功 率 称 为 轴 功 率PefP 轴 功 率 一 部 分 用 于 克 服 曲 柄 连 杆 等 运 动 机 构 摩 擦 阻 力 ， 这 部 分 功 率 称 为 摩 擦 功 率 iP 轴 功 率 的 一 部 分 直 接 用 于 压 缩 气 体 ， 称 为 指 示 功 率 机 械 效 率 ： （ 3 2） mik 压 缩 机 的 摩 擦 功 率 可 分 为 两 部 分 ， 即 往 复 运 动 摩 擦 功 率 (活 塞 、 活 塞 环 与 气 缸 间 )和 回 转 运 动 摩 擦 功 率 ，前 者 约 占 70 80 ， 后 者 约 占 20 30 。摩 擦 功 率 与 压 缩 机 的 结 构 有 关 ， 也 与 润 滑 油 温 度 及 转 速 有 关 。制 冷 压 缩 机 的 指 示 效 率 与 机 械 效 率 的 乘 积 称 为 压 缩 机 的 总 效 率 ， 即 k制 冷 压 缩 机 的 总 效 率 约 等 于 0.65 0.72。 三 、 压 缩 机 所 需 电 动 机 的 功 率 gen PP 0P ePn neg PP 当 压 缩 机 用 皮 带 与 电 动 机 相 联 接 时 ， 这 时 电 动 机 轴 上 的 功 率 要 比 压 缩 机 的 轴 功 率 大 ， 两 者 之 间 的 关 系 可 用 传 动 效 率 表 示 ， 即 ： （ 311） 或 （ 312） n 值 一 般 为 ： 三 角 皮 带 传 动 n =0.97 0.98， 平 皮 带 传 动 n =0.96。 实 际 COP 理 论 COP 电 机 效 率 绝 热 效 率 绝 热 效 率 ad 机 械 效 率 m 容 积 效 率 v 指 示 效 率 i 决 定 润 滑 状 态的 参 数 为 油 的粘 度 、 摩 擦 副间 的 相 对 运 动速 度 、 载 荷 、摩 擦 副 的 表 面精 度 、 供 油 量等 。 Stribeck曲 线 和 润 滑 状 态 图 测 试 系 统叶片位置回转速度吸气压力排气压力吸气温度排气温度 A / D converterA/D converterCHARGE METERCHARGE METER 示 波 仪压力信号pressure gauge输出 交 流 变 频 异 步 电 动 机 基 本 原 理 ： 异 步 电 动 机 的 电 磁 转 矩 是 由 定 子 主 磁 通 和 转 子 电 流 相 互 作 用 而 产 生 的 。 定 子 绕 组 渡 过 电流 时 产 生 旋 转 磁 场 ， 在 转 子 绕 组 内 感 应 出 电 动 势 ， 因 而 产 生 了 感 应 电 流 ， 该 电 流 与 定 子 旋 转磁 场 相 互 作 用 ， 便 产 生 了 磁 场 力 ； V/F变 频 控 制 ：说 明 ： 要 保 持 恒 定 ， 即 要 保 持 U1/f恒 定 ， 改 变 频 率 f的 大 小 时 ， 电 机 定 子 电 压 U1必 须 随 之 同时 发 生 变 化 ， 即 在 变 频 的 同 时 也 要 变 压 直 流 变 频 直 流 变 频 概 念 我 们 把 采 用 无 刷 直 流 电 机 作 为 压 缩 机 的 空 调 器 称 为 “ 直 流 变 频 空 调 ” 从 概 念 上 来 说 是 不确 切 的 ， 因 为 我 们 都 知 道 直 流 电 是 没 有 频 率 的 ， 也 就 谈 不 上 变 频 ， 但 人 们 已 经 形 成 了 习 惯 ，对 于 采 用 无 刷 直 流 压 缩 机 的 空 调 器 就 称 之 为 直 流 变 频 空 调 。* 无 刷 直 流 电 机 1、 无 刷 直 流 电 机 的 转 子 是 由 稀 土 材 料 的 永 久 磁 钢 构 成 ， 2、 定 子 采 用 集 中 绕 线 ， 无 刷 直 流 电 机 既 克 服 了 传 统 的 直 流 电 机 的 一 些 缺 陷 ， 如 电 磁 干 扰 、 噪 声 、 易 产 生 火 花 、可 靠 性 差 、 寿 命 短 ， 又 具 有 交 流 电 机 所 不 具 有 的 一 些 优 点 ， 如 运 行 效 率 高 、 调 速 性 能 好 、 无涡 流 损 失 。 所 以 ， 直 流 变 频 空 调 相 对 与 交 流 变 频 空 调 而 言 ， 具 有 更 大 的 节 能 优 势 。 转 子 位 置 检 测 由 于 无 刷 直 流 电 机 在 运 行 时 ， 必 须 实 时 检 测 出 永 磁 转 子 的 位 置 ， 从 而 进 行 相 应 的 驱 动 控制 ， 以 驱 动 电 机 换 相 ， 才 能 保 证 电 机 平 稳 地 运 行 。 实 现 无 刷 直 流 电 机 位 置 检 测 通 常 有 两 种 方法 ， 1、 利 用 电 机 内 部 的 位 置 传 感 器 （ 通 常 为 霍 尔 元 件 ） 提 供 的 信 号 ； 2、 检 测 出 无 刷 直 流 电 机 相 电 压 ， 利 用 相 电 压 的 采 样 信 号 进 行 运 算 后 得 出 。 在 无 刷 直 流 电 动 机 中 总 有 两 相 线 圈 通 电 ， 一 相 不 通 电 。 一 般 无 法 对 通 电 线 圈 测 出 感 应 电 压， 因 此 通 常 以 剩 余 的 一 相 作 为 转 子 位 置 检 测 信 号 用 线 ， 捕 捉 到 感 应 电 压 ， 通 过 专 门 设 计 的 电子 回 路 转 换 ， 反 过 来 控 制 给 定 子 线 圈 施 加 方 波 电 压 ； 直 流 变 频 空 调 与 交 流 变 频 空 调 的 电 控 区 别 交 流 变 频 空 调 的 变 频 模 块 按 照 SPWM调 制 方 法 ， 通 过 三 极 管 的 通 断 ， 给 压 缩 机 三 相 线 圈 同 时通 电 ， 压 缩 机 为 一 三 相 交 流 压 机 。 直 流 变 频 空 调 的 变 频 模 块 每 次 导 通 二 个 三 极 管 （ A+、 A-不 能 同 时 导 通 ， B+、 B-不 能 同 时 导通 ， C+、 C-不 能 同 时 导 通 ） ， 两 相 线 圈 通 以 直 流 电 ， 驱 动 转 子 运 转 ， 另 一 相 线 圈 不 通 电 ，但 有 感 应 电 压 ， 根 据 感 应 电 压 的 大 小 可 以 判 断 出 转 子 的 位 置 ， 进 而 控 制 绕 组 通 电 顺 序 。 直 流变 频 相 比 交 流 变 频 多 一 位 置 检 测 电 路 。 类型额定制冷量(CC,W)能效等级5 4 3 2 1整体式 2.3 2.5 2.7 2.9 3.1分体式CC 4500 2.6 2.8 3.0 3.2 3.44500CC 7100 2.5 2.7 2.9 3.1 3.3 7100CC 14000 2.4 2.6 2.8 3.0 3.20 能 效 5级 为 限 定 值 ； 2级 是 节 能 评 价 值 也 是 现 在 实 施 的 能 效 限 定 值 实 际 COP 理 论 COP 电 机 效 率 绝 热 效 率 采 用 钕 铁 硼 的 、 集 中 绕 线 式 电 机 是 目 前 最 先 进 的 空 调 压 缩 机 电 机 技 术 压 缩 机 特 性 曲 线QH(X)L-30E中 低 温 压 缩 机 特 性 曲 线制 冷 量 0 -5 -10 -15 -20 -23.3 -25 -30 -35 -4050 5329.4 4382.3 3379.9 2685.5 2173.7 1812.6 1584.8 1257 1063.8 851.354.4 5126.9 4165 3171 2420 2012 1652.7 1421.6 1000 880 678.6 60 4873.1 3927.1 2894.3 2240.7 1806.8 1466.2 1183.8 832.3 708.1 501.4输 入 功 率 0 -5 -10 -15 -20 -23.3 -25 -30 -35 -4050 1837.9 1682.1 1508.8 1384.3 1286.9 1165 1075.5 982.8 906.3 809.954.4 1987.2 1832.8 1626.7 1522.4 1405.4 1311.1 1190.2 1073.4 1002 905.460 2108.7 1939.8 1729.2 1603.3 1503.3 1367.7 1273.2 1184.2 1090.1 985.3 电 流 0 -5 -10 -15 -20 -23.3 -25 -30 -35 -4050 8.02 7.34 6.58 6.04 5.62 5.08 4.69 4.29 3.95 3.53 54.4 8.67 8.00 7.10 6.64 6.13 5.72 5.19 4.68 4.37 3.95 60 9.20 8.46 7.55 7.00 6.56 5.97 5.56 5.17 4.76 4.30 COP值 0 -5 -10 -15 -20 -23.3 -25 -30 -35 -4050 2.90 2.61 2.24 1.94 1.69 1.56 1.47 1.28 1.17 1.05 54.4 2.58 2.27 1.95 1.59 1.43 1.26 1.19 0.93 0.88 0.75 60 2.31 2.02 1.67 1.40 1.20 1.07 0.93 0.70 0.65 0.51 常 用 制 冷 剂（ 1） R22（ 二 氟 一 氯 甲 烷 CHF2Cl）沸 点 -40.8 ， 凝 固 点 -160 。 毒 性 比 R12略 大 ， 无 色 无 味 ， 不 燃 不 爆 ， 安 全 。属 于 HCFC类 制 冷 剂 ， 也 要 被 限 制 和 禁 止 使 用 。 对 金 属 与 非 金 属 的 作 用 以 及 泄 漏 特 性 都 与 R12相 似 。 化 学 性 质 不 如 R12稳 定 ， 对 有 机 物 的 膨 润 作 用 更 强 。部 分 与 矿 物 润 滑 油 互 溶 。溶 水 性 稍 大 于 R12， 系 统 内 应 装 设 干 燥 器 。 (2) R290（ 丙 烷 C3H8）沸 点 和 凝 固 点 比 R600a低 ， 蒸 气 压 较 高 和 容 积 制 冷 量 比R600a大 ， 其 他 制 冷 特 性 及 安 全 特 性 均 与 R600a相 似 。 R600a（ 异 丁 烷 i-C4H10）沸 点 -11.73 ， 凝 固 点 -160 。 毒 性 非 常 低 ， 在 空 气 中 可 燃 ， 应 注 意 防 火 防 爆 。 与 矿 物 润 滑 油 能 很 好 互 溶 ， 与 其 他 物 质 的 化 学相 溶 性 很 好 ， 与 水 的 溶 解 性 很 差 。 3) 非 共 沸 制 冷 剂 R407C 三 元 非 共 沸 混 合 制 冷 剂 泡 露 点 温 差 大 ， 使 用 时 最 好 将 热 交 换 器 作 成 逆 流 形 式 不 能 与 矿 物 润 滑 油 互 溶 ， 但 能 溶 于 聚 酯 类 合 成 润 滑 油 低 温 工 况 下 ， 容 积 制 冷 量 比 R22要 低 得 多 。 4) 非 共 沸 制 冷 剂 R410A 两 元 混 合 制 冷 剂 不 能 与 矿 物 润 滑 油 互 溶 ， 但 能 溶 于 聚 酯 类 合 成 润 滑 油 。 泡 露 点 温 差 仅 0.2 ， 可 称 之 为 近 共 沸 混 合 制 冷 剂 。 具 有 与 共 沸 混 合 制 冷 剂 类 似 的 优 点 。 不 能 直 接 用 来 替 换 R22的 制 冷 系 统 。 毒 性 非 常 低 ， 不 可 燃 ， 安 全 。 与 矿 物 润 滑 油 不 相 溶 ， 但 能 完 全 溶 解 于 多 元 醇 酯 类 。化 学 稳 定 性 很 好 ， 溶 水 性 比 R12强 得 多 ， 对 系 统 干 燥 和 清 洁 性要 求 更 高 ， 用 与 R12不 同 的 干 燥 剂 。 (5) R134a（ 四 氟 乙 烷 CH2FCF3） 冷 媒 种 类 R22 R407C R410A理 论 COP（ W/W） 4.80 4.73 4.45单 位 质 量 制 冷 量（ KJ/Kg） 170.8 171.7 176.2单 位 体 积 制 冷 量（ KJ/m3） 3944.6 4036.2 5686.0