制冷压缩机结构
压缩机工作原理及结构
压缩机工作原理及结构一、引言压缩机是一种常见的机械设备，广泛应用于制冷、空调、压缩空气等领域。
了解压缩机的工作原理及结构对于正确使用和维护压缩机至关重要。
本文将详细介绍压缩机的工作原理以及常见的结构。
二、压缩机的工作原理压缩机的工作原理基于物理学中的压缩过程。
其主要任务是将气体压缩成高压气体，提高气体的密度和温度。
下面将介绍两种常见的压缩机工作原理。
1.容积式压缩机容积式压缩机是利用活塞的上下运动来改变气缸内的容积，从而实现气体的压缩。
其工作原理如下：- 吸气过程：当活塞向下运动时，气缸内的容积增大，气体通过吸气阀门进入气缸。
- 压缩过程：当活塞向上运动时，气缸内的容积减小，气体被压缩，并通过排气阀门排出。
- 排气过程：当活塞再次向下运动时，气缸内的容积增大，气体被吸入，同时排气阀门关闭。
2.动力式压缩机动力式压缩机是利用外部动力源（如电机、发动机等）驱动压缩机工作。
其工作原理如下：- 吸气过程：外部动力源提供动力，使压缩机的转子旋转，气体通过吸气口进入压缩机。
- 压缩过程：旋转的转子将气体压缩，并通过排气口排出。
- 排气过程：压缩机持续工作，不断将气体压缩并排出。
三、压缩机的结构压缩机的结构根据不同的工作原理和应用场景有所不同。
下面将介绍两种常见的压缩机结构。
1.容积式压缩机的结构容积式压缩机通常由以下几个部分组成：- 活塞和气缸：活塞通过上下运动改变气缸内的容积。
- 吸气阀门和排气阀门：控制气体的进出。
- 曲轴和连杆：将活塞的线性运动转换为旋转运动。
- 传动装置：传递外部动力源的动力，驱动压缩机工作。
2.动力式压缩机的结构动力式压缩机通常由以下几个部分组成：- 转子：通过旋转运动将气体压缩。
- 吸气口和排气口：控制气体的进出。
- 轴承和密封装置：支撑和密封转子，减少能量损失。
- 外部动力源：如电机、发动机等，提供驱动力。
四、压缩机的应用压缩机在各个领域都有广泛的应用，下面列举几个常见的应用场景：1. 制冷与空调：压缩机用于制冷设备和空调系统中，将低温低压的制冷剂压缩成高温高压的气体，实现制冷效果。
氨压缩机图
6.4螺杆式单级制冷压缩机组系统流程图止回式截止阀温度传感器电磁换向阀截止管道阀压力变送器压力表安全阀图 例油 路控制管路气 路氨经济器制冷系统流程图6.5 螺杆机组特点说明16.5.1基本结构 螺杆Ⅲ型制冷压缩机螺杆Ⅲ型压缩机垂直剖面图螺杆Ⅲ型压缩机水平剖面图1. 油活塞2. 吸气过滤网3. 滑阀4. 联轴器5. 阳转子6. 机体7. 平衡活塞8. 能量测定装置9. 阴转子6.5.2螺杆Ⅲ型制冷压缩机在结构上采用了多项先进技术：采用高质量进口滚动轴承，转子精确定位，轴颈无磨损，额定寿命40000ｈ。
由于轴承精确定位使得转子装配间隙减小，其容积效率高于I型机，相同工况下的制冷量比螺杆Ⅰ型压缩机高出2～3%；螺杆Ⅲ型压缩机采用了新型的WL-C型线，整机综合效率较螺杆Ⅱ型机提高5~8%；WL-C型线：WL-C型线是武冷与西安交通大学合作开发的新一代型线，已全面应用于武冷第三代螺杆压缩机中，它具有以下优点：a. 组成齿曲线均为圆弧或圆弧包络线，接触线短，啮合平稳，密封性好，效率高；b. 各组成齿曲线间光滑连接，型线上无尖点，便于加工和检测，流线性好，噪声低；c. 节圆处点啮合,整个啮合线均可形成油膜；d. 采用双边不对称型线设计方案，阴阳转子直径调整方便，转子间力矩分配合理，振动小；e. 齿高半径和齿顶高合理，面积利用系数大，输汽量和制冷量提高；f. 阴阳转子直径相差不大，转子刚度接近，承载能力高，可用于压差和压比较大的工况。
采用最新结构的机械密封，密封压力可达2.5MPa，有效解决泄露问题，确保使用寿命。
★润滑系统在机器运转时由高低压压差供油，一个小油泵仅在开机前提供预润滑油，油泵故障率极低；压差供油方式在国内仅我公司采用，其他公司一般采用强制供油方式★。
★能量调节滑阀及内容积比调节机构均由微机自动控制，保证压缩机在高、中、低温各种工况下均运行在效率最高点，运行更经济，便于实现自动化控制。
内容积比可调在国外已普遍被采用，在国内仅我公司采用此项新技术★。
制冷压缩机的工作原理及结构
制冷压缩机的工作原理及结构第一节螺杆式制冷压缩机的工作原理1、螺杆式制冷压缩机的特点与活塞压缩机的往复容积式不同，螺杆式压缩机是一种回转容积式压缩机。
与活塞压缩机相比，螺杆式制冷压缩机有以下优点：a.体积小重量轻，结构简单，零部件少，只相当于活塞压缩机的1/3～1/2；b.转速高，单机制冷量大；c.易损件少，使用维护方便；d.运转平稳，振动小；e.单级压比大，可以在较低蒸发温度下使用；f.g.对湿行程不敏感；h.制冷量可以在10%～100%之间无级调节；i.操作方便，便于实现自动控制；j.体积小，便于实现机组化。
缺点：转子、机体等部件加工精度要求高，装配要求比较严格；油路系统及辅助设备比较复杂；因为转速高，所以噪声比较大。
2、螺杆式制冷压缩机工作原理双螺杆（压缩机）是由一对相互啮合、旋向相反的阴、阳转子，阴转子为凹型，阳转子为凸型。
随着转子按照一定的传动比旋转，转子基元容积由于阴阳转子相继侵入而发生改变。
侵入段（啮合线）向排气端推移，于是封闭在沟槽内的气体容积逐渐缩小，压力逐渐升高，压力升高到一定值（或者说转子旋转到一定位置）时，齿槽（密闭容积）与排气孔相通，高压气体排出压缩机，进入油分离器。
吸气、压缩、排气过程见示意图。
3、内压比与螺杆压缩机经济性的关系螺杆压缩机是没有气阀的容积型回转式压缩机，吸、排气孔的打开和关闭完全为几何结构决定的，即吸气终了的体积和压缩结束时的体积是固定的，即内容积比是固定的。
而活塞压缩机的吸、排气阀片的打开是由吸、排气腔的压力决定的。
内容积比：Vi=VS/VdVS—吸气终了时的容积，Vd—压缩终了时的容积内压力比：Za = Pd / P0Pd—压缩终了压力，P0—吸入压力可见，内压比是由内容积比决定的。
所以，压缩终了压力Pd是由吸气压力和内容积比决定的。
外压力比：Zy = Py / P0Py—排气背压力，或者说冷凝压力外压比是由蒸发温度和冷凝温度决定的，即由运行工况所决定的。
制冷系统仿真设计 02 压缩机
为活塞与气缸的径向间隙，L为活塞有效密封长度，
为压缩比, m为多变指数。
压缩机的功率
理论功率
pe m pc ( m1)/ m N th Vh [( ) 1] m 1 pe
N ef N th
指示效率
i
Nm
有效功率
i T 0.0025(Te 27315 . )
dTS cV dt Q2 Q3 Qmo Qd Qs
全封闭压 缩机除气 缸以外其 余部分热 容之和 气缸壁传 给压缩机 壳腔内制 冷剂的热 热 量 压缩机电 机产生的 热量 进气在壳 体中温升 所吸收的 热量
装置仿真用压缩机模型的要求
压缩机模型，目的在于选用合适的压缩机，并 压缩机模型 目的在于选用合适的压缩机 并 使之与装置的其他部件匹配好。不要求准确反 映压缩机内部的工作过程 但需要能够准确计 映压缩机内部的工作过程，但需要能够准确计 算对系统性能和其他部件有影响的参数，并尽 可能减少计算时间。 可能减少计算时间 如果对压缩机内部各种部件的结构参数的影响 也进行较详细描述的话，虽然可能使精度提高， 但模型过分复杂，计算时间变长，程序可靠性 降低。
输气系数公式
v p T D
容积系数 压力系数 温度系数 泄漏系数
pc pc 1/ m v 1 c[( ) 1] pe
1 c pc p 1 v pe
Tsuc T aTc b
D 0.98 5.62 ( / L)
本讲中的压缩机例子
主要介绍活塞式压缩机和滚动转子式压缩 机的建模 其他类型压缩机的建模可以在结合其自身 特点的基础上按相似的步骤进行。 特点的基础上按相似的步骤进行
制冷压缩机知识要点
能耗与效率
能耗是指制冷压缩机在运行过程中所 消耗的能量，通常以功率或能量消耗 量来表示。效率则是指制冷压缩机在 运行过程中能量的有效利用率。
能耗和效率是评价制冷压缩机性能的 重要指标，低能耗、高效率的制冷压 缩机能够降低运行成本和维护成本， 同时也有利于环保和节能。
运行范围与工况
运行范围是指制冷压缩机在不同工况下的运行参数范围，如 吸气压力、排气压力、工作温度等。工况则是指制冷压缩机 的实际运行条件和环境。
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了解制冷压缩机的运行范围和工况，能够确保其在适当的条 件下运行，避免因超范围或不当工况引起的性能下降、故障 等问题。
可靠性及寿命
可靠性是指制冷压缩机的稳定性和持久性，即其在规定条 件下运行时发生故障的概率和寿命。寿命则是指制冷压缩 机能够正常运行的时间长度。
提高制冷压缩机的可靠性和寿命，有助于减少维修和更换 成本，保证生产的连续性和稳定性。为了确保可靠性及寿 命，需要选择优质的零部件、采用合理的结构和设计、并 进行严格的品质检测和控制。
气阀是控制制冷剂气体进出气缸的部件，通常由金属片和弹簧组成， 通过弹簧的弹力控制阀门的开启和关闭。
气阀的性能直接影响压缩机的效率和可靠性，因此需要定期检查和维 修。
润滑系统
01
润滑系统是制冷压缩机中的重要组成部分，用于润滑各运动部件，减 少摩擦和磨损。
02
润滑系统通常由油池、机油泵、机油滤清器、油冷却器等组成。
疲劳性。
连杆起到连接曲轴和活塞的作 用，将曲轴的旋转运动传递给 活塞，使活塞在气缸内往复运 动。
活塞是曲轴连杆机构中的重要 部件，通常由铸铁或铝合金制 成，表面经过硬化处理以提高 耐磨性。
压缩机的结构和工作原理
压缩机的结构和工作原理压缩机是一种能够将气体压缩成高压气体的设备，它在各个领域中都有广泛的应用，如制冷、空调、工业生产等。
压缩机的结构和工作原理是实现这一功能的关键。
一、压缩机的结构压缩机通常由以下几个主要部分组成：压缩机壳体、曲轴、连杆、活塞、气缸、吸气阀和排气阀等。
1. 压缩机壳体：压缩机壳体是压缩机的外壳，用于固定和保护内部组件。
它通常由铸铁或钢制成，具有足够的强度和刚性。
2. 曲轴：曲轴是压缩机的核心部件之一，它通过连杆与活塞相连，将活塞的往复运动转化为旋转运动。
曲轴通常由合金钢制成，具有较高的强度和耐磨性。
3. 连杆和活塞：连杆将曲轴与活塞连接在一起，使得曲轴的旋转运动能够驱动活塞的往复运动。
活塞在气缸内作往复运动，从而实现气体的压缩。
4. 气缸：气缸是容纳活塞的空间，通常由铸铁或合金铝制成。
气缸内的气体通过活塞的往复运动被压缩。
5. 吸气阀和排气阀：吸气阀和排气阀分别位于气缸的进气口和出气口处。
吸气阀在活塞向后运动时打开，允许气体进入气缸；排气阀在活塞向前运动时打开，将压缩后的气体排出。
二、压缩机的工作原理压缩机的工作原理基于热力学原理，通过改变气体的体积来实现气体的压缩。
1. 吸气过程：当活塞向后运动时，吸气阀打开，气缸内的气体被自然吸入气缸。
同时，气体的体积随着活塞的向后运动而增大，气体压力降低。
2. 压缩过程：当活塞向前运动时，吸气阀关闭，排气阀打开，气缸内的气体被压缩。
随着活塞的向前运动，气体的体积减小，气体压力增加。
3. 排气过程：当活塞再次向后运动时，排气阀关闭，气缸内的压缩气体无法返回吸气管道。
此时，气体被排出气缸，同时压缩机的压缩比达到最大。
通过不断重复上述吸气、压缩和排气过程，压缩机能够将气体压缩成高压气体，为后续的工艺或设备提供所需的压缩空气或气体。
三、压缩机的分类根据不同的压缩介质和工作方式，压缩机可以分为往复式压缩机、螺杆式压缩机和离心式压缩机等几种类型。
1. 往复式压缩机：往复式压缩机是最常见的一种压缩机类型，它利用活塞的往复运动实现气体的压缩。
螺杆式制冷压缩机的工作原理和结构
螺杆式制冷压缩机的工作原理及结构•第一节螺杆式制冷压缩机的工作原理1、螺杆式制冷压缩机的特点和活塞压缩机的往复容积式不同，螺杆式压缩机是一种回转容积式压缩机。
和活塞压缩机相比，螺杆式制冷压缩机有以下优点：a.体积小重量轻，结构简单，零部件少，只相当于活塞压缩机的1/3～1/2；b.转速高，单机制冷量大；c.易损件少，使用维护方便；d.运转平稳，振动小；e.单级压比大，可以在较低蒸发温度下使用；f.排气温度低，可以在高压比下工作；g.对湿行程不敏感；h.制冷量可以在10%～100%之间无级调节；i.操作方便，便于实现自动控制；j.体积小，便于实现机组化。
缺点：转子、机体等部件加工精度要求高，装配要求比较严格；油路系统及辅助设备比较复杂；因为转速高，所以噪声比较大。
2、螺杆式制冷压缩机工作原理双螺杆（压缩机）是由一对相互啮合、旋向相反的阴、阳转子，阴转子为凹型，阳转子为凸型。
随着转子按照一定的传动比旋转，转子基元容积由于阴阳转子相继侵入而发生改变。
侵入段（啮合线）向排气端推移，于是封闭在沟槽内的气体容积逐渐缩小，压力逐渐升高，压力升高到一定值（或者说转子旋转到一定位置）时，齿槽（密闭容积）和排气孔相通，高压气体排出压缩机，进入油分离器。
吸气、压缩、排气过程见示意图。
3、内压比和螺杆压缩机经济性的关系螺杆压缩机是没有气阀的容积型回转式压缩机，吸、排气孔的打开和关闭完全为几何结构决定的，即吸气终了的体积和压缩结束时的体积是固定的，即内容积比是固定的。
而活塞压缩机的吸、排气阀片的打开是由吸、排气腔的压力决定的。
内容积比：Vi=VS/VdVS—吸气终了时的容积，Vd—压缩终了时的容积内压力比：Za = Pd / P0Pd—压缩终了压力，P0—吸入压力可见，内压比是由内容积比决定的。
所以，压缩终了压力Pd是由吸气压力和内容积比决定的。
外压力比：Zy = Py / P0Py—排气背压力，或者说冷凝压力外压比是由蒸发温度和冷凝温度决定的，即由运行工况所决定的。
第4章 滚动转子
2. 气缸容积变化规律
气缸工作容积 Vp（4-5） L－转子长度 Vp＝Vs吸气容积＋Vd压缩容积 Vs＝As·L As－曲线三角形 BAT面积 As－吸气月牙形面积（4-7） Ax－滑片所占面积 （考虑滑片厚度） 113页公式
图4-10 无量纲Vs/R2L Vd/R2L结论：
θ ＝0º ～30º 330º ～360ºVs Vd随θ 变化 小 1. 占0.5％的Vp工作容积 因此转动转子余 隙容积小 2. 吸排气孔口应接近气缸顶部 β γ 在30～ 35º 对输气量几乎无影响。 3. 相对偏心距越大，气缸利用率越高
3.飞轮矩
驱动力矩Md常量 Md－M＝Ja J－旋转质量惯性矩 δ=（ω max－ ω min）/ ω m ω m=π n/30 要求旋转不均匀度δ<1/100
4.旋转惯性力及力矩的平衡
转子偏心质量mx 偏心距rx 旋转惯性力 Frx 图4-15 平衡质量：不能只加在转子的一侧，否则产 生不平衡力矩 图a
吸气孔口后边缘角α
（顺旋转方向）可构成吸气封闭容积θ =α 时 吸气开始 ，α 大小影响吸气开始前吸气腔中 的气体膨胀，造成过度低压或真空。
θ=4π-γ
吸气孔口前边缘角β
造成在压缩过程开始前吸入的气体向吸气口 回流，导致输气量下降。为减少β 的不利影响， 通常β ＝30˚～35˚。
排气孔口后边缘角γ
第7章 其他型式的制冷压缩机
6
余隙容积气体膨胀过 程。余隙容积与其后 的低压基元容积经排 气口相通。
第7章 其他型式的制冷压缩机
6
排气孔口前边缘角D 构成排气封闭容积， 造成气体的再度压缩。
第四 章
几个特征角
二、压缩机工作过程
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制冷压缩机结构
制冷压缩机大致由以下几个部分组成：
1.压缩机壳体：承载整个压缩机内部组件的壳体。
2.压缩机传动机构：包括电机、联轴器、传动轴等，用于传递电机的动力给压缩机内部的运动组件。
3.压缩机工作组件：包括压缩机气缸、曲轴、连杆、活塞、阀门等，用于产生压缩机内部的压缩和排气过程。
4.制冷剂循环系统：包括制冷剂进出口管路、制冷剂滤芯、膨胀阀、冷凝器、蒸发器等，用于完成制冷剂在压缩机内部的循环过程。
5.仪表系统：包括温度计、压力表、流量计等，用于监测制冷压缩机的工作状态。
以上是常见的制冷压缩机构成部分，不同类型的压缩机在具体构造上可能有所不同。