容积型制冷压缩机的
容积型压缩机的基本结构和工作原理
容积型压缩机的基本结构和工作原理容积型压缩机，听起来很复杂，其实就是个帮我们把空气、气体压缩的小家伙。
你想想吧，像夏天你在冰箱里拿出来的饮料，那一瓶瓶的气泡，其实都是压缩空气的结果。
这个压缩机的基本结构就像个拼图，里面有几大件，最重要的就是气缸、活塞和进气阀。
气缸就像是个大房子，活塞就是在里面跳舞的小伙伴，它负责把气体压缩到更小的空间。
想象一下，活塞就像在跳紧凑的舞蹈，越跳越紧，气体自然就被挤得更密集了。
说到工作原理，那就更有趣了。
先是活塞在气缸里向下移动，进气阀打开，外面的空气就像是赶着上车的小伙伴，急匆匆地涌进来。
然后活塞一收，气体被迫压缩，空气的密度瞬间提升，哇，气体的“人气”蹭蹭上涨。
活塞又慢慢往下移动，压缩的空气通过排气阀排出，就像那气泡腾腾而出的饮料，真是美妙绝伦。
这个过程就像是个循环往复的舞蹈，压缩、排出，再压缩，真是让人目不暇接。
很多人可能会想，为什么我们要用压缩机呢？哎呀，答案简单得不能再简单。
你想啊，很多工业领域、制冷、空调、甚至是我们日常的轮胎充气，都是离不开它的身影。
没有了它，夏天的空调就成了空谈，吃冰淇淋时的气泡也会变得黯淡无光。
每当我们享受这些生活乐趣的时候，背后都少不了容积型压缩机的默默奉献。
不过，容积型压缩机可不是一成不变的，随着技术的发展，它也在不断进步。
如今的压缩机不仅效率高，还越来越环保，噪音也越来越小。
想象一下，以前那些轰轰作响的压缩机，现在则悄无声息地工作，就像是一位隐形的助手，默默守护着我们的生活。
随着科技的发展，连压缩机也能“时尚”起来，许多新型压缩机还带上了智能标签，能自动调节工作状态，真是个高端大气上档次的角色。
说到结构，有时候我们也得注意它的保养。
别小看了这些小细节，定期的维护就像给它喝水、吃饭，才能让它长久陪伴我们。
大家要记得，机器也是有脾气的，给它足够的关注，才能让它高高兴兴地工作。
听说，有些小伙伴因为忽视了维护，结果气压不稳，最后闹出了一场小事故，真是得不偿失。
压缩机
1、指示功率：只是指压缩机单位时间内所消耗的指示功，单位为W。
2、指示效率：是指压缩机的等熵压缩功率与指示功率之比，也是制冷剂等熵压缩比功和实际指示比功之比。
指示效率表示压缩机循环过程中热力过程的完善程度。
3、轴功率：由原动机传到压缩机主轴上的功率为轴功率4、轴效率：等熵压缩功率与轴功率之比5、机械效率：初为指示功率与轴功率之比，表示压缩机摩擦损失的程度6、电功率：从电源输人驱动电动机的功率7、电效率：为等熵功率与电功率之比注：对于封闭式压缩机，其电效率也可表示为指示效率、机械效率与电动机效率队之乘积第一章容积型制冷压缩机的热力学基础容积型压缩机是蒸气压缩式制冷机中应用领域最广泛、使用数量最多的压缩机，它们的功率可以从几十瓦到几千千瓦的宽广范围。
尽管容积型压缩机的结构形式众多，但究其热力学基础还有许多部分是相同的。
第一节单级活塞式压缩机的理论循环单级活塞式压缩机的理论循环的假设条件：1、压缩机没有余隙容积2、吸汽与排汽过程中没有压力损失3、吸汽与排汽过程中无热量传递4、无漏汽损失5、无摩擦损失一、活塞式压缩机的理论输汽量1.气缸工作容积Vp，单位为m32.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。
(1-2) 3.压缩机的理论质量输气量qm t，单位为kg/h(1-3)二、压缩机消耗的理论功率1.理论循环所消耗的理论功Wts，单位为J，W ts =∫12 Vd p (1-4 )2.即单位绝热理论功Wt s为，单位为J，W ts = h 2 - h 1 (1-4a )3.压缩机所消耗的理论功率Pts，单位为kw第二节容积型压缩机的实际性能1、压缩机中的压力降2、制冷剂的受热3、气阀运动规律不完善带来的效率下降。
4、制冷剂泄漏的影响。
5、再膨胀的影响6、压缩过程偏离等熵过程7、压缩过程的过压缩和欠压缩。
8、润滑油循环量的影响。
压缩机试题-A卷-答案资料
一、填空题（每空0.5分，共20分）1．离心压缩机的性能曲线左端受喘振工况限制，右端受堵塞工况限制，这两者之间的区域称为稳定工况区。
2．离心压缩机级内的能量损失主要包括：轮阻损失、内漏气损失和流动损失。
3．离心压缩机轴封形式主要有机械密封、浮环密封、迷宫密封和抽气密封。
4．往复式压缩机由传动机构、工作机构、机体和辅助机构四部分组成。
5．活塞通过活塞杆由传动部分驱动，活塞上设有活塞环以密封活塞与气缸的间隙。
6．如果气缸冷却良好，进气过程加入气体的热量减少，则温度系数取值大；传热温差大，造成实际气缸工作容积利用率减小，温度系数取值小。
7．气阀主要由阀座、弹簧、阀片和升程限制器四部分组成。
8．生产中往复活塞式压缩机的排出压力取决于背压（排出管路内压力）。
9．往复活塞式压缩机缸内实际平均吸气压力低于（高于、等于、低于）名义吸气压力，缸内实际平均排气压力高于（高于、等于、低于）名义排气压力。
10．转子型线的影响要素主要有：接触线、泄漏三角形、封闭容积和齿间面积。
11．泄漏三角形三顶点：两转子接触线的最高点、阴转子齿顶与两汽缸孔交线的交点、阳转子齿顶与两汽缸孔交线的交点。
12．螺杆压缩机阴阳转子的传动比等于两转子转角之比，等于两转子转速之比，等于两转子角速度之比，等于两转子节圆半径之比，还等于两转子齿数之比。
13．螺杆压缩机吸气过程中，吸气腔一直与吸气口相连通，不能与排气口相连通。
14．当螺杆压缩机的内压力比大于（大于或小于）外压力比时，此时产生过压缩；当内压力比小于（大于或小于）外压力比时，此时产生欠压缩。
15．螺杆压缩机喷液的作用是：冷却、密封、润滑和降噪等。
16．同一台螺杆压缩机用于压缩空气和丙烷，相比之下当压缩空气时，其压缩比较大（大或小），其排气温度较高（高或低）。
二、判断题（每题1分，共20分）1．多级离心压缩机的最大流量大于单级的最大流量。
（×）2．扩压器的作用是让气流平稳流动。
（×）3．对于多级离心压缩机，若要达到同样的压力比，压缩重气体时，所需的多变压缩功大，因而级数就多。
制冷压缩机的基本性能参数计算
制冷压缩机的基本性能参数计算一、实际输气量(简称输气量)在一定工况下, 单位时间内由吸气端输送到排气端的气体质量称为在该工矿下的压缩机质量输气量 ,单位为。
若按吸气状态的容积计算，则其容积输气量为，单位为。
于是二、容积效率©压缩机的容积效率是实际输气量与理论输气量之比值(4-2)它是用以衡量容积型压缩机的气缸工作容积的有效利用程度。
三、制冷量制冷压缩机是作为制冷机中一重要组成部分而与系统中其它部件，如热交换器，节流装置等配合工作而获得制冷的效果。
因此，它的工作能力有必要直观地用单位时间内所产生的冷量——制冷量来表示，单位为，它是制冷压缩机的重要性能指标之一。
(4-3)式中 -制冷剂在给定制冷工况下的单位质量制冷量，单位为;-制冷剂在给定制冷工况下的单位容积制冷量，单位为。
为了便于比较和选用，有必要根据其不用的使用条件规定统一的工况来表示压缩机的制冷量，表4-1列出了我国有关国家标准所规定的不同形式的单级小型往复式制冷压缩机的名义工况及其工作温度。
根据标准规定，吸气工质过热所吸收的热量也应包括在压缩机的制冷量内。
表4-1 小型往复式制冷压缩机的名义工况四、排热量排热量是压缩机的制冷量和部分压缩机输入功率的当量热量之和，它是通过系统中的冷凝器排出的。
这个参数对于热泵系统中的压缩机来讲是一个十分重要的性能指标;在设计制冷系统的冷凝器时也是必须知道的。
图4-1 实际制冷循环从图4-1a所示的实际制冷循环或热泵循环图可见，压缩机在一定工况下的排热量为：从图4-1b的压缩机的能量平衡关系图上不难发现上两式中-压缩机进口处的工质比焓;-压缩机出口处的工质比焓;-压缩机的输入功率;-压缩机向环境的散热量。
表2-2列举了美国制冷协会ARI520-85标准所规定的用于热泵中的压缩机的名义工况。
表2-2 热泵用压缩机的名义工况(美国制冷协会ARI520-85标准)环境温度35度五、指示功率和指示效率单位时间内实际循环所消耗的指示功就是压缩机的指示功率Pi，单位为kw，它等于式中 Wi——每一气缸或工作容积的实际循环指示功，单位为J。
制冷压缩机(往复式、螺杆式、离心式)
在制冷系统中，三种常见的制冷压缩机（往复式、螺杆式、离心式）的作用都是将低温物体的热量不断地转移到常温环境介质中，从而到达制冷目的，并且它还提供与蒸发温度与冷凝温度相对应的低压与高压的条件。
根据他们的工作原理的不同，制冷压缩机一般可以分为容积型与速度型。
容积型制冷压缩机包括往复式与螺杆式。
速度型制冷压缩机为离心式。
容积性制冷压缩机的工作原理是用机械的方法使密闭容器的容积变小，使气体压缩而增加气体的压力。
速度性制冷压缩机的工作原理是用机械的方法使流动的获得很高的流速，然后在扩张的通道内使气流的速度减小，使气体的动能转化为压力能，从而到达提高气体压力的目的。
在制冷系统中，因为容积型制冷压缩机与速度型制冷压缩机在工作原理的不同，所以它们在制冷性能上受到的影响也是不同的。
对于容积型制冷压缩机来说，它的制冷性能受到密闭容器的容积的利用率的影响。
因此，如果想提它的制冷性能，就必须充分利用密闭容器的容积的利用率。
对于速度性压缩机来说，它的制冷性能受到气流的速度的影响。
因此，如果想提它的制冷性能，就必须充分提高气流的速度。
在制冷系统中，因为三种常见的制冷压缩机（往复式、螺杆式、离心式）在主要用途上的不同，所以它们的适用温度也是不同的。
往复式制冷压缩机主要适用于家用冰箱，商用冰箱，空调，商用冷藏，办公用冷藏，汽车空调食品工业及其它工业冷冻空调，石油，化工用冷却设备。
它的适用温度为-120度以上，包括单级、双级、复叠。
螺杆式制冷压缩机主要适用于食品及其它工业冷冻空调。
它的适用温度为-80度以上。
离心式制冷压缩机主要适用于石化，纺织等工艺冷却、大型空调。
它的适用温度为-160度以上。
在制冷系统中，因为三种常见的制冷压缩机（往复式、螺杆式、离心式）在适用温度范围的不同，所以它们的单机制冷量也是不同。
在三种常见的制冷压缩机（往复式、螺杆式、离心式）中，单机制冷量最大是离心式制冷压缩机，它的单机制冷量为160至30000千瓦。
《制冷压缩机》第4章_滚动转子式制冷压缩机解析
第四章
滚动转子式 制冷压缩机
§4-1 工作过程和结构特点
滚动转子式压缩机是一种容积型回转 式压缩机，它是利用气缸工作容积的变化 来实现吸气、压缩和排气过程的。
1. 工作原理
组成：气缸、滚动转子、 偏心轴、滑片等。
弹簧
滑片
滚动转子装在偏心轴 气缸 上，转子沿气缸内壁滚动， 与气缸间形成月牙形的工 作腔，滑片靠弹簧作用力 转子 使其端部与转子紧密接触， 曲轴 将月牙形工作腔分隔为两 部分，滑片沿滑片槽做往 复运动。气缸内壁、转子 外壁、切点、滑片构成基 元容积，容积内气体压力 随转角变化。
则r R e R1 e R , 1
设计时一般R和相 对偏心矩τ作为结 构参数确定下来
滚动转子式压缩机运动机构示意图
1. 滑片的运动规律
根据几何关系，滑片与转子触点的运动关系：
运动位移:
1 x R 1 cos sin 2 2 1 1 c R sin sin 2 2 1
2. 工作过程
由上述的工作过程可以看出： （1）转子回转一周，将完成上一工作循环的压 缩和排气过程，及下一工作循环的吸气过程。 （2）由于不设吸气阀，吸气开始的时机与气缸 上吸气孔口位置有严格的对应关系，不随工况的 变化而变动。 （3）由于设置了排气阀，压缩终了的时机将随 排气管中压力的变化而变动。
§4-2 主要热力性能参数
前提假设： 1. 滑片只做上下往 复运动； 2. 不计滑片厚度， 与转子的接触点 始终在坐标轴上 移动； 3. 不计排气阀下面 排气孔所占容积。
滚动转子式压缩机运动机构示意图
一、气缸工作容积的变化规律
1. 滑片的运动规律
制冷压缩机
能源与动力工程学院热能与动力专业制冷3班0911020234张海林制冷压缩机是制冷系统中最主要的部件之一，是蒸气式制冷系统的核心和心脏。
制冷压缩机的主要作用如下：●从蒸发器中吸取制冷剂蒸气，以保证蒸发器内一定的蒸发压力。
●提高压力，将低压低温的制冷剂蒸气压缩成为高压高温的过热蒸气，以创造在较高温度（如夏季35℃左右的气温）下冷凝的条件。
●输送并推动制冷剂在系统内流动，完成制冷循环。
由此可见，制冷剂蒸气从低压提高为高压以及汽体的不断流动、输送，都是借助于制冷压缩机的工作来完成的。
制冷压缩机按照提高气体压力的原理不同，分为容积型制冷压缩机和速度型制冷压缩机。
在容积可变的封闭容积中直接压缩制冷剂蒸气，使其体积缩小，从而达到提高压力的目的，这种压缩机成为容积型制冷压缩机。
属于容积型的制冷压缩机主要有往复式（又称为活塞式）、螺杆式、涡旋式、滚动转子式滑片式和旋叶式等形式。
1.往复式制冷压缩机结构特点：采用曲柄连杆机构，是汽车空调早期采用的一种形式。
压缩机的机体由气缸体和曲轴箱组成，汽缸体中装有活塞，曲轴箱中装有曲轴，通过连杆将曲轴和活塞连接起来，在气缸顶部装有吸气阀和排气阀，通过吸气腔和排气腔分别与吸气管和排气管相连。
当曲轴被原动机带动旋转时，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，完成制冷剂的吸入、压缩和输送。
工作原理：往复式制冷压缩机的工作循环分为压缩、排气、膨胀和吸气四个过程。
压缩机通过压缩过程，将制冷剂的压力提高到排气压力；通过排气过程，制冷剂从气缸向排气管输出，进入冷凝器；通过膨胀过程，将制冷剂的压力降低，直至气缸内气体的压力降至吸气腔内气体的压力即将开始吸气过程为止；通过吸气过程，从蒸发器吸入制冷剂。
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，如此循环往复。
最新技术发展：历史最长，各种型号齐全，广泛被制冷与空调业应用，它进一步再分为半封闭式、全封闭式及开启式。
容积式压缩机
• 三、压比的分配
– 假设：
– 不考虑气体可压缩性的差异；
– 不考虑压力损失、余隙影响；
– 各级多变压缩指数相等；
– 回冷完善。 – 压比的分配的原则
– 多级压缩中，各级压比相等，则各级消耗 功相等，而压缩机的总功耗最小。
– 压比分配的表达式为：
j
p21p22p23 p2
p1 p12 p13
Wi
p1V1 p2V2
V2 pdV
V1
p2Vdp p1
J
ｐ－Ｖ关系： 见下表
容积式压缩机
热
力 过
过程方程
程
理论循环指示功
等
熵 过 程
p1V1k p2V2k
C
等
温 过
p1V1 p2V2
程 pV C
k 1
wi
k
k
1
p 1V1
MRT 1
p2 p1
k
1
M
k 1
k
k
1
RT 1
p2 p1
p1z
z
p2 p1
容积式压缩机
•
即
1
注意：有时ε1，
ε22，3ε 3 ，。。z。 。，ppε21 Z不等，但
是,仍符合上式。
–实际压比分配中，按照：
• 实际工艺要求；
• 压比受平衡力的限制；
• ε1取小些，以使λv1↑，Vso1 ↑,取
1 0 .9~ 0 0 .9z 5
εZ取小些，使调气量时，不致εZ或Td太大。 破坏等压比分配原则的代价
容积式压缩机是指依靠改变工作腔来提高气体压力的压缩机。 由于容积式压缩机大多有活塞，故又称“活塞式”压缩机，按 其结构的不同又有往复活塞和回转活塞之分，前者简称“往复 式”，后者简称“回转式”。
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COPe Q0 Pe 对开启式
COPe Q0 Pel 对封闭式
（又称能效比EER）
容积型压缩机的实际性能
1、压缩机的压力降 2、制冷剂的受热 3、气阀特性的影响 4、制冷剂泄漏 5、再膨胀的影响 6、压缩过程偏离等熵过程 7、压缩过程中的过压缩和欠压缩 8、润滑油循环量的影响 9、机械摩擦损失和内置电动机损失
思考题：
对理想气体的多边压缩过程和等 温过程其压缩消耗的功率表达式？
制冷压缩机的基本性能参数
一、实际输气量
qma
qva
s0
此参数与压 缩机的制冷 量有关
注：容积输气量是以吸气状态计算的。 二、容积效率（输气系数）
v
qma qmt
qva qvt
反映了气缸容 积的利用率， 也称输气系数
三、制冷量（KW）
2）消耗的理论功率： Wt
b
Vdp
a
对理想气体的绝 热压缩过程：
pV k const.
Wts
ps0Vp
k
k 1
k 1 k
1
对理想或实际气体： Wts H dk H s0
压缩比： pdk ps0
消耗的理论功率： ( Kw )
Pts
inWts 601000
该指标评价热 力过程的完善 程度
六、轴功率、轴效率和机械效率
轴功率定义：由原动机传到压 缩机主轴上的功率
Pe Pi Pm
轴功率
指示功率 机械功率
轴效率：
e Pts Pe 评价开启式压缩机
机械效率： m Pi Pe
七、电功率和电效率
电效率：
el Pts Pel 评价封闭式压缩机
内容积比固定的缩机的内容积比效率
具有固定内容积比的容积型压缩机：滑片式、螺杆 式和涡旋式压缩机
名词：内容积比、内压缩比
内容积比：Vi
Vs Vc
p
内压缩比： iFra bibliotekpc ps
Vin
c
d
外压缩比或运行压力比：
0
pdk
p so
pdk b
ps0 Vp
a V
T0
冷凝温度（排气压力 对应的饱和温度）：
Tk
吸气温度：
Ts 0
液体过冷温度：
Tl
环境温度：
Ta
工况与制冷循环在压—焓图中的各状态点
t t4 t5
过冷度
ln p
排热量 qh
pdk
3
2
54
pso 7
6
制冷量 q0m
1
wi
指示功
h5
过热度 h1
h2 h
t t1 t7
四、排热量
Qh qmaqh Q0 Wi
热力学第一定律
Qh
热泵系统的
压缩机及冷
Wi
凝器设计的
重要参数
Q0
五、指示功率和指示效率
指示功率：
Pi
in Wi 601000
指示效率：
每一气缸实 际循环所消 耗的指示功
等熵循环所消 耗的理论功
i
wts wi
Pts Pi
qmawts qma wi
定义：压缩1Kg工质所 需的等熵循环理论功 （率）与实际循环指 示功（率）之比
第一讲（2）
第二章 容积型制冷压缩机的 热力学基础
单级往复式制冷压缩机的理论循环
p c
pdk
b n,k,1
b
d
Wt
Vdp
a
ps0
0
Vp
a V
D
S
1）理论容积输气量：
qvt 60inVp
m3 h
气缸扫气工作容积：
Vp
4
D2S
i—气缸数
理论质量输气量：
qmt
qvt
s0
kg h
工质在给定工况下的
单位质量制冷量。
查
工
质
Q0 qmaq0m 3.6106
热 物
qvaq0v 3.6106
性 图 表
可
得
工质在给定工况下的 单位容积制冷量。
注：制冷量与工况有关，为比较和 选用，国家标准规定了名义工况
制冷压缩机的名义工况
蒸发温度（吸入压力 对应的饱和温度）：