渦旋式制冷壓縮機(jī)

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1、4.1工作原理、工作過程及特點(diǎn)4.2 渦旋式壓縮機(jī)的嚙合原理與型線4.3 結(jié)構(gòu)4.4 密封與防自轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)*4.5 熱力過程4.6 動(dòng)力過程4.7 安全保護(hù)主要內(nèi)容 第 四 章 渦 旋 式 制 冷 壓 縮 機(jī) 渦 旋 式 壓 縮 機(jī) 簡 介屬容積型（回轉(zhuǎn)式）壓縮機(jī)；由法國人發(fā)明， 1905年在美國取得專利，1982年日本三電公司生產(chǎn)出汽車空調(diào)用渦旋式壓縮機(jī)；為目前較新型的制冷壓縮機(jī)，廣泛用于570kW功率范圍。4.1 工 作 原 理 、 工 作 過 程 及 其 特 點(diǎn) 渦 旋 式 制 冷 壓 縮 機(jī)1.基 本 構(gòu) 成 渦 旋 式 壓 縮 機(jī) 的 結(jié) 構(gòu) 如 圖 所 示 。 它 由 運(yùn) 轉(zhuǎn) 渦 旋

2、盤 （ 動(dòng)盤 ） 、 固 定 渦 旋 盤 （ 靜 盤 ） 、 機(jī) 體 、 防 自 轉(zhuǎn) 環(huán) 、 偏 心 軸 等零 部 件 組 成 。 動(dòng) 盤 1和 靜 盤 2的 渦 線 呈 漸 開 線 形 狀 ， 安 裝 時(shí) 使 兩 者 中心 線 距 離 一 個(gè) 回 轉(zhuǎn) 半 徑 e， 相 位 差 180 。 這 樣 ， 兩 盤 嚙 合時(shí) ， 與 端 板 配 合 形 成 一 系 列 月 牙 形 柱 體 工 作 容 積 。 圖 4-11 渦 旋 式 壓 縮 機(jī) 的 結(jié) 構(gòu)1-動(dòng) 盤 2-靜 盤 3-機(jī) 體 4-防 自 轉(zhuǎn) 環(huán) 5-偏 心 軸 6-進(jìn) 氣 口 7-排 氣 口 渦 旋 盤 實(shí) 物 渦 旋 制 冷 壓 縮

3、 機(jī) 渦 旋 式 壓 縮 機(jī)回 轉(zhuǎn) 式 ： 容 積 式 壓 縮 機(jī) 的 一 種 ， 通 過 一 個(gè) 或 幾 個(gè) 轉(zhuǎn) 子 在 氣 缸 里作 回 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 使 得 工 作 容 積 發(fā) 生 周 期 性 變 化 。 與 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 不 同的 是 ， 回 轉(zhuǎn) 壓 縮 機(jī) 的 工 作 容 積 在 周 期 性 擴(kuò) 大 和 縮 小 的 同 時(shí) ， 其空 間 位 置 也 在 變 更 。 3.1活 塞 式 制 冷 壓 縮 機(jī) 的 構(gòu) 造 Refrigeration Technique 張 進(jìn) 制 作 3.1活 塞 式 制 冷 壓 縮 機(jī) 的 構(gòu) 造 Refrigeration Technique 張 進(jìn)

4、 制 作 渦 旋 式 制 冷 壓 縮 機(jī)2.渦 旋 式 制 冷 壓 縮 機(jī) 的 工 作 原 理 渦 旋 壓 縮 機(jī) 的 工 作 過 程 僅 有 進(jìn) 氣 、 壓 縮 、 排 氣 三 個(gè)過 程 ， 而 且 是 在 主 軸 旋 轉(zhuǎn) 一 周 內(nèi) 同 時(shí) 進(jìn) 行 的 ， 外 側(cè) 空 間與 吸 氣 口 相 通 ， 始 終 處 于 吸 氣 過 程 ， 內(nèi) 側(cè) 空 間 與 排 氣 口相 通 ， 始 終 處 于 排 氣 過 程 ， 而 上 述 兩 個(gè) 空 間 之 間 的 月 牙形 封 閉 空 間 內(nèi) ， 則 一 直 處 于 壓 縮 過 程 。 因 而 可 以 認(rèn) 為 吸氣 和 排 氣 過 程 都 是 連 續(xù) 的

5、 。 圖 4-12 渦 旋 式 壓 縮 機(jī) 工 作 原 理 示 意 圖a） 0 位 置 b） 90 位 置 c） 180 位 置 d） 270 位 置1-壓 縮 室 2-進(jìn) 氣 口 3-動(dòng) 盤 4-靜 盤 4-排 氣 口 6-吸 氣 室 7-排 氣 室 8-壓 縮 室 渦 旋 壓 縮 機(jī) 在主 軸 旋 轉(zhuǎn) 一 周的 時(shí) 間 內(nèi) ， 僅有 的 進(jìn) 氣 、 壓縮 、 排 氣 三 個(gè)工 作 過 程 是 同時(shí) 進(jìn) 行 的 ， 外側(cè) 空 間 與 吸 氣口 相 通 ， 始 終處 于 吸 氣 過 程 ，內(nèi) 側(cè) 空 間 與 排氣 口 相 通 ， 始終 處 于 排 氣 過程 。 過程模擬渦旋盤整機(jī) 圖 4-13

6、 渦 旋 式 制 冷 壓 縮 機(jī)結(jié) 構(gòu) 總 圖1-曲 軸 2、 4-軸 承 3-密 封 5、15-背 壓 腔 6-防 自 轉(zhuǎn) 環(huán) 7-排氣 管 8-吸 氣 腔 9-吸 氣 管 10-排 氣 口 11-機(jī) 殼 12-排 氣腔 13-靜 盤 14-動(dòng) 盤 16-機(jī)架 17-電 動(dòng) 機(jī) 18-潤 滑 油 排 氣 吸 氣立式 臥式 3.渦 旋 式 制 冷 壓 縮 機(jī) 的 特 點(diǎn)1） 相 鄰 兩 室 的 壓 差 小 ， 氣 體 的 泄 漏 量 少 。2） 由 于 吸 氣 、 壓 縮 、 排 氣 過 程 是 同 時(shí) 連 續(xù) 地 進(jìn) 行 ， 壓力 上 升 速 度 較 慢 ， 因 此 轉(zhuǎn) 矩 變 化 幅 度

7、小 、 振 動(dòng) 小 。3） 沒 有 余 隙 容 積 ， 故 不 存 在 引 起 輸 氣 系 數(shù) 下 降 的 膨 脹過 程 。4） 無 吸 、 排 氣 閥 ， 效 率 高 ， 可 靠 性 高 ， 噪 聲 低 。渦 旋 式 制 冷 壓 縮 機(jī) 5） 由 于 采 用 氣 體 支 承 機(jī) 構(gòu) ， 故 允 許 帶 液 壓 縮 ， 一 旦 壓 縮 腔內(nèi) 壓 力 過 高 ， 可 使 動(dòng) 盤 與 靜 盤 端 面 脫 離 ， 壓 力 立 即 得 到 釋 放 。6） 機(jī) 殼 內(nèi) 腔 為 排 氣 室 ， 減 小 了 吸 氣 預(yù) 熱 ， 提 高 了 壓 縮 機(jī) 的輸 氣 系 數(shù) 。7） 渦 線 體 型 線 加 工 精

8、 度 非 常 高 ， 必 須 采 用 專 用 的 精 密 加 工設(shè) 備 。8） 密 封 要 求 高 ， 密 封 機(jī) 構(gòu) 復(fù) 雜 。渦 旋 式 制 冷 壓 縮 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 組 成由動(dòng)、靜渦旋體、曲軸、機(jī)座、防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成；由動(dòng)、靜兩個(gè)渦旋盤相錯(cuò)180對(duì)置而成，它們在幾條直線(在橫截面上為幾個(gè)點(diǎn))上接觸并形成一系列月牙形容積（基元容積）；動(dòng)渦旋盤由一個(gè)偏心距很小的曲柄軸驅(qū)動(dòng)，繞靜渦旋盤平動(dòng)，兩者間的相對(duì)位置靠安裝在動(dòng)渦旋盤與固定部件間的十字滑環(huán)保證。一、工作原理 基 元 容 積動(dòng)、靜渦旋體型線均為螺旋形，動(dòng)渦旋體相對(duì)靜渦旋體偏心并相差180對(duì)置安裝。它們軸向在幾條直線上接觸，在動(dòng)靜渦旋體間形成一系

9、列月牙形空間，即基元容積。動(dòng)渦旋體以靜渦旋體中心為旋轉(zhuǎn)中心作無自轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)平動(dòng)，外圈月牙形空間不斷向中心移動(dòng)，基元容積不斷縮小。 工 作 原 理靜渦旋體最外側(cè)開有吸氣孔，其頂部端面中心開有排氣孔。制冷劑氣體從吸氣孔進(jìn)入動(dòng)、靜渦旋體間最外圈的月牙形空間，隨著動(dòng)渦旋體的運(yùn)動(dòng)，氣體被逐漸推向中心空間，其容積不斷縮小壓力不斷升高，直至與中心排氣孔相通，高壓氣體被排出壓縮機(jī)。 結(jié) 構(gòu) 與 工 作 過 程低壓氣體從機(jī)殼頂部吸氣管1直接導(dǎo)入渦旋板四周，封在月牙形容積中，然后被壓縮；高壓氣體由靜渦旋體5的中心排氣孔2進(jìn)入排氣腔4，并通過排氣通道6被導(dǎo)入機(jī)殼下部去冷卻電動(dòng)機(jī)11，與潤滑油分離后由排氣管19排出；十字

10、滑環(huán)18是上、下兩面設(shè)置互相垂直的兩對(duì)凸鍵的圓環(huán)，其作用是防止動(dòng)渦旋體傾斜和自轉(zhuǎn)。背壓腔8的作用是平衡軸向力和力矩； 潤滑系統(tǒng)：壓差供油 工 作 過 程 （ 圖 5-2）動(dòng)渦旋體靜渦旋體動(dòng)渦旋體中心靜渦旋體中心 動(dòng)渦旋體中心位于靜渦旋體中心的右側(cè)，渦旋外圈部分剛好封閉，此時(shí)最外圈兩個(gè)月牙形空間充滿氣體，完成了吸氣過程。 工 作 過 程壓縮腔排氣孔 隨著曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)渦旋體作回轉(zhuǎn)平動(dòng)，動(dòng)靜渦旋體保持良好嚙合，外圈兩個(gè)月牙形空間中的氣體不斷向中心推移，容積不斷縮小，壓力逐漸升高，進(jìn)行壓縮過程。 工 作 過 程排氣孔 當(dāng)兩個(gè)月牙形空間匯合成一個(gè)中心腔室并與排氣孔相通時(shí)，壓縮過程結(jié)束，開始進(jìn)入排氣過程，

11、直至中心腔室的空間消失，排氣過程結(jié)束。 工 作 過 程 說 明渦旋圈數(shù)為3圈，曲軸旋轉(zhuǎn)3周(即曲軸轉(zhuǎn)角1080)，渦旋體外圈分別開啟和閉合三次，完成3次吸氣過程、1次壓縮及排氣過程。即每當(dāng)最外圈形成兩個(gè)封閉的月牙形空間并開始向中心推移成為內(nèi)工作腔時(shí)，另一個(gè)新的吸氣過程同時(shí)開始形成；不同的渦旋圈數(shù)，壓縮過程的轉(zhuǎn)角不同，渦旋圈數(shù)愈多轉(zhuǎn)角愈大；吸氣、壓縮、排氣等過程同時(shí)和相繼在不同的月牙形空間中進(jìn)行。外側(cè)空間與吸氣口相通，始終進(jìn)行吸氣過程，中心部位空間與排氣孔相通，始終進(jìn)行排氣過程，中間月牙形空間一直進(jìn)行壓縮過程。 工 作 過 程 特 征吸、排氣連續(xù)進(jìn)行，從吸氣開始至排氣結(jié)束需經(jīng)動(dòng)渦旋體多次回轉(zhuǎn)平動(dòng)

12、才能完成,故轉(zhuǎn)矩較均衡，氣流脈動(dòng)小，振動(dòng)小，噪聲低；各月牙形空間之間壓差較小，故泄漏少；進(jìn)排氣分別在渦旋外側(cè)和內(nèi)側(cè)，減輕了吸氣加熱；采用排氣冷卻電動(dòng)機(jī)，減少了吸氣過熱度，提高了壓縮機(jī)效率；由于機(jī)殼內(nèi)為高壓排出氣體，排氣壓力脈動(dòng)小，振動(dòng)、噪聲?。挥嘞度莘e中氣體沒有向吸氣腔的膨脹過程， 不需進(jìn)氣閥，容積效率高，可靠性高。 由于吸氣、壓縮、排氣過程是同時(shí)連續(xù)地進(jìn)行，壓力上升速度較慢，故轉(zhuǎn)矩變化幅度小、振動(dòng)??；沒有余隙容積，故不存在引起輸氣系數(shù)下降的膨脹過程；無吸、排氣閥，效率高，可靠性高，噪聲低；由于采用氣體支承機(jī)構(gòu)，故允許帶液壓縮，一旦壓縮腔內(nèi)壓力過高，可使動(dòng)盤與靜盤端面脫離，壓力立即得到釋放；機(jī)

13、殼內(nèi)腔為排氣室，減少了吸氣預(yù)熱，提高了輸氣系數(shù)；渦線體型線加工精度高，必須采用專用的精密加工設(shè)備；密封要求高，密封機(jī)構(gòu)復(fù)雜。相鄰兩室的壓差小，氣體的泄漏量少；二、特點(diǎn) 效率高吸氣、壓縮、排氣連續(xù)單向進(jìn)行，直接吸氣，因而吸入氣體的有害過熱??；沒有余隙容積中氣體的膨脹過程，容積效率高（高達(dá)95以上）；兩相鄰壓縮腔中的壓差小，氣體泄漏少；動(dòng)渦旋體上所有接觸線轉(zhuǎn)動(dòng)半徑小，運(yùn)動(dòng)速度低，摩擦損失??；無吸氣閥，也可不設(shè)置排氣閥，氣流的流動(dòng)損失??；渦旋式壓縮機(jī)的效率比往復(fù)式約高l0。 力矩變化小，振動(dòng)小，噪聲低壓縮過程較慢，并可同時(shí)進(jìn)行兩三個(gè)壓縮過程，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)力矩變化小，其轉(zhuǎn)矩為滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式和往

14、復(fù)式的1/10；氣體基本連續(xù)流動(dòng)，吸、排氣壓力脈動(dòng)小，因此振動(dòng)、噪聲小。 結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，可靠性高構(gòu)成壓縮室的零件數(shù)與滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式及往復(fù)式之比為1:3:7，其體積比往復(fù)式小40，重量輕15；沒有吸、排氣閥，易損件少；有軸向、徑向間隙可調(diào)的柔性機(jī)構(gòu)，能避免液擊，可靠性高；在高轉(zhuǎn)速下運(yùn)行可保持高效率和高可靠性，其最高轉(zhuǎn)速可達(dá)13000rmin。制造需高精度的加工設(shè)備及精確的調(diào)心裝配技術(shù)，限制了其制造及應(yīng)用。 渦 旋 式 壓 縮 機(jī) 的 優(yōu) 點(diǎn)壓縮室由一對(duì)扭矩變化小振動(dòng)小、噪聲低渦旋盤組成同時(shí)對(duì)稱地形反復(fù)沖擊部分效率高成幾個(gè)壓縮室不需要吸氣少零部件數(shù)量少閥、排氣閥可靠性高 體積小重量輕回轉(zhuǎn)半

15、徑很小只有幾毫米沒有余隙容積相對(duì)滑動(dòng)速度低內(nèi)部泄漏、通道損失少、容積效率高 優(yōu)化結(jié)構(gòu)，簡化生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本渦旋體型線研究，提高密封性能，減少磨損雙作用壓縮機(jī)：采用雙作用渦旋盤，動(dòng)渦盤的兩面有完全對(duì)稱的型線，分別與兩側(cè)的靜渦旋盤型線嚙合。此結(jié)構(gòu)兩側(cè)氣體力完全平衡，可減少軸向磨損和氣體泄漏。擴(kuò)大應(yīng)用范圍（低溫領(lǐng)域、新工質(zhì)）計(jì)算機(jī)仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)采用新材料、新機(jī)構(gòu)，減少機(jī)械摩擦損失、氣體泄漏損失、傳熱損失和氣流阻力損失，提高渦旋壓縮機(jī)的工作效率和工作可靠性。變?nèi)萘空{(diào)節(jié)新技術(shù)：數(shù)碼渦旋壓縮機(jī)三、發(fā)展趨勢及研究現(xiàn)狀 密封與防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) h渦旋體型線：圓的漸開線壓縮腔室對(duì)數(shù)渦旋圈數(shù)一、渦旋體型線主要渦旋參

16、數(shù)：基圓半徑 r漸開線起始角 渦旋體壁厚 t = 2r渦旋體節(jié)距 p = 2r渦旋體高Nm = N + 1 / 44.5 熱 力 過 程 分 析 二、壓縮室容積及吸氣容積將兩個(gè)相同渦旋參數(shù)的渦旋體中的一個(gè)旋轉(zhuǎn)180，再平移回轉(zhuǎn)半徑R=0.5(P-2t)=r(-2 )距離，使兩渦旋體相互相切接觸，可形成若干對(duì)月牙形空間，此即渦旋壓縮機(jī)的壓縮室容積。圖5-15示出圈數(shù)為3.25時(shí)形成的三對(duì)月牙形面積, 規(guī)定其構(gòu)成的壓縮室由最內(nèi)向外排定序號(hào)為室） 圖5-15 兩渦旋體構(gòu)成的壓縮室投影面積 1 、 壓 縮 室 容 積當(dāng)兩渦旋體構(gòu)成的壓縮室大于3個(gè)，則除中心壓縮室以外，任一對(duì)壓縮室容積的通用計(jì)算式為：（

17、5-8）（5-11）Vi = P( P 2t )(2i 1 / )h中心壓縮室容積為：V 1 = S1h 其中，S1為中心壓縮室的投影面積。 2、 吸 氣 容 積當(dāng)動(dòng)渦旋體轉(zhuǎn)角0時(shí)，最外圈壓縮室容積定義為吸氣容積。若渦旋式壓縮機(jī)有N對(duì)壓縮腔，吸氣容積計(jì)算式為：（5-12）Vi = P( P 2t )(2 N 1)h（即吸氣容積按式（5-8）計(jì)算，式中的i=N,=0） 3、 壓 縮 室 容 積 隨 轉(zhuǎn) 角 變 化 曲 線 （ 圖 5-20）壓縮室容積V是動(dòng)渦旋體轉(zhuǎn)角的函數(shù)：=0時(shí)第室容積完全閉合；=2時(shí)第室變?yōu)榈谑?，即V=V2()=V3(=2)；當(dāng)=*時(shí)第室與第室連通，開始排氣，此時(shí)的排氣容積V

18、*=V1(*)+V2(*)，但V1(*)是第室殘留氣體的容積，即渦旋式壓縮機(jī)的余隙容積，它沒有向吸氣腔的膨脹過程，不影響壓縮機(jī)的容積效率。 V曲線 qvt 60nVs60n P(P-2t)(2N-1)h理論輸氣量qvt定義與往復(fù)式相同三、輸氣量理論輸氣量為吸氣容積與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的乘積（m3/h）（5-13）實(shí)際輸氣量qva qva = vqvt （5-14）容積效率v v = vptl（5-15） 無余隙容積中氣體向吸氣腔的膨脹過程，容積系數(shù)v1（即渦旋式壓縮機(jī)的余隙對(duì)輸氣量無影響）；無吸氣閥，吸氣為吞吸式，吸氣壓力損失小，壓力系數(shù)p 1；中心室與吸氣室通過中間壓縮室隔開，余隙中的高溫氣體不會(huì)回

19、流到吸氣室加熱吸入氣體，加之轉(zhuǎn)速高，因此溫度系數(shù)T較高，近似有T 1；由于渦旋式壓縮機(jī)各圈壓縮空間的壓力差不大，因此泄漏量較小且為內(nèi)泄漏（泄漏量受軸向和徑向間隙大小影響，尤其軸向間隙影響較大），在密封完善時(shí)泄漏更??；其容積效率在0.95以上，這是其它容積式壓縮機(jī)不能與之相比的。渦 旋 式 壓 縮 機(jī) 的 容 積 效 率 氣 體 泄 漏 的 種 類內(nèi) 泄 漏指壓縮機(jī)各壓縮腔之間,壓縮腔與背壓腔之間的氣體泄漏。表現(xiàn)為高壓氣體向低壓腔泄漏,再從低壓腔壓力壓縮到泄漏前壓力,造成重復(fù)壓縮消耗功率。內(nèi)泄漏直接結(jié)果為增加功耗；外 泄 漏指壓縮機(jī)在吸氣過程中與外界(大于吸氣壓力的高壓氣體)進(jìn)行氣體交換。高壓氣

20、體進(jìn)入到吸氣腔內(nèi)膨脹,并占據(jù)空間,使得實(shí)際吸氣量減少。外泄漏不僅使功耗增加,而且還減少吸入氣體量,使排氣量減少和制冷量降低。 0-11-2吸氣過程吸氣閉合階段（敞開容積由大變小直至閉合）2-44-55-6壓縮過程殘留氣體混合排氣過程壓力-轉(zhuǎn)角曲線（P-）容積-轉(zhuǎn)角曲線（V-）四、內(nèi)壓縮 圖5-21 壓力轉(zhuǎn)角曲線及容積轉(zhuǎn)角曲線 1、 壓 力 （ 容 積 ） 隨 轉(zhuǎn) 角 的 變 化 曲 線 2、 容 積 比 與 內(nèi) 容 積 比容 積 比 ： 指 吸 氣 容 積 與 任 意 轉(zhuǎn) 角 下 的 各 壓縮室容積之比（5-16）內(nèi) 容 積 比 ： 指 吸 氣 容 積與壓縮終了時(shí)的容積之比無排氣閥時(shí)的計(jì)算式：

21、式（5-18）有排氣閥時(shí)的計(jì)算式：式（5-19）（5-17） 3、 壓 力 比 與 內(nèi) 壓 力 比壓 力 比 ： 任 意 轉(zhuǎn) 角 時(shí) 各 壓 縮 室 氣 體 壓 力 與吸氣壓力之比壓力比與容積比的關(guān)系：（5-20）內(nèi) 壓 力 比 ： 壓 縮 終 了 壓 力與吸氣壓力之比內(nèi)壓力比與內(nèi)容積比的關(guān)系：（5-21） （5-22）壓力比越高則渦旋圈數(shù)越多，渦旋體加工越困難，通常單級(jí)壓力比不超過8。 過壓縮圖2-2a 發(fā)生過壓縮時(shí)的P-V圖當(dāng)壓縮終了時(shí)汽缸中的壓力Pcyc 大于制冷系統(tǒng)中排氣壓力 Pdk ，此時(shí)壓縮機(jī)的內(nèi)壓力比 i 大于系統(tǒng)運(yùn)行中的壓力比 = P dk / P s 0，即 i ，此時(shí)壓縮機(jī)

22、中壓縮過程發(fā)生過壓縮，產(chǎn)生等容膨脹額外功耗。 圖2-2b 發(fā)生欠壓縮時(shí)的P-V圖當(dāng)壓縮終了時(shí)汽缸中的壓力Pcyc 小于制冷系統(tǒng)中排氣壓力 Pdk ，此時(shí)壓縮機(jī)的內(nèi)壓力比 i 小于系統(tǒng)運(yùn)行中的壓力比 = P dk / P s 0，即 i ，此時(shí)壓縮機(jī)中壓縮過程發(fā)生欠壓縮，產(chǎn)生等容壓縮額外功耗。欠壓縮 4、 排 氣 開 始 角時(shí)壓縮機(jī)排氣開始角*是指轉(zhuǎn)角進(jìn)入排氣階段。= *帶有排氣閥和不帶排氣閥時(shí)的*值不同。（5-23） 設(shè)置排氣閥由于工藝過程要求制冷壓縮機(jī)適應(yīng)變工況運(yùn)轉(zhuǎn)，但定容積比的渦旋壓縮機(jī)不能適應(yīng)變工況要求，因此需要設(shè)置排氣閥，以防止變工況時(shí)產(chǎn)生過壓縮或不足壓縮造成的附加損失。有排氣閥的排氣

23、角大小取決于冷凝壓力（即排氣壓力）和氣閥彈簧力，即可根據(jù)已知的內(nèi)容積比反算得出。內(nèi)容積比的調(diào)節(jié) 六、渦旋式壓縮機(jī)的功率 1、 指 示 功 的 計(jì) 算由指示圖可見，由于 P( *) Pdk ，造成等容壓縮過程或等容膨脹過程，產(chǎn)生附加損失。KJ/kg （5-28）式中：Wi：指示功；W：壓縮內(nèi)功；W：附加損失功；W p：多變壓縮功；Wr：內(nèi)部損失功。 2、 指 示 功 率 及 軸 功 率 容積效率等熵效率 5-41 以60Hz時(shí)渦旋式壓縮機(jī)的效率為100%進(jìn)行比較三種壓縮機(jī)的容積效率開始都隨頻率增加而上升。因?yàn)轭l率增加則轉(zhuǎn)速增加，使泄漏減少；但當(dāng)頻率超過80Hz以后，往復(fù)式的容積效率開始下降，而渦

24、旋式和滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式的容積效率依然上升，這與其循環(huán)周期長和無吸氣閥有關(guān)。這兩者適用于轉(zhuǎn)速在寬廣范圍內(nèi)變化場合。等熵效率在頻率50-60Hz時(shí)為最高，低于或高于此頻率范圍等熵效率均降低，主要因?yàn)?高速時(shí)摩擦損失增大，低速時(shí)泄漏加劇。 變頻壓縮機(jī)工作效率比較 變 轉(zhuǎn) 速 調(diào) 節(jié) 特 性4.6 動(dòng) 力 過 程 5-42 變頻壓縮機(jī)振動(dòng)噪聲比較 變 轉(zhuǎn) 速 調(diào) 節(jié) 特 性以60Hz時(shí)渦旋式壓縮機(jī)的振動(dòng)加速度比和聲壓級(jí)比為100%。隨頻率的增加，渦旋式壓縮機(jī)的振動(dòng)與噪聲水平均增加，但在任何頻率下渦旋式壓縮機(jī)的振動(dòng)和噪聲都比活塞式及滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式低，這是因?yàn)闇u旋式壓縮機(jī)的壓縮過程長，轉(zhuǎn)矩變化非常平緩，且通過慣性力

25、的二次平衡其動(dòng)力平衡性能很好。 與相同制冷量的一臺(tái)壓縮機(jī)相比，在較寬的制冷量范圍內(nèi)有較高的COP值。 二 、 多 機(jī) 并 聯(lián) 運(yùn) 行 調(diào) 節(jié)一個(gè)機(jī)殼中裝有兩臺(tái)輸氣量不同的立式渦旋式壓縮機(jī)，其中一臺(tái)由變頻器驅(qū)動(dòng)，另一臺(tái)直接由電網(wǎng)供電；每臺(tái)可彼此獨(dú)立運(yùn)行也可并聯(lián)運(yùn)行，其運(yùn)行狀態(tài)取決于空調(diào)器負(fù)荷，由微機(jī)控制；與具有單獨(dú)機(jī)殼的雙機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)相比，具有高效、可靠及成本低的優(yōu)點(diǎn)； 5-43 三 、 變 容 量 旁 通 調(diào) 節(jié)汽車空調(diào)中常用通過活塞式控制閥6控制回流氣體調(diào)節(jié)孔9的開啟度，以控制吸入氣體的回流量，從而實(shí)現(xiàn)輸汽量調(diào)節(jié)。原理：通過吸氣回流 旁通輸氣量。5-45 對(duì) 比 ： 變 排 量 斜 盤 式 壓

26、 縮 機(jī) 的 能 量 調(diào) 節(jié)調(diào)節(jié)原理依靠改變壓縮機(jī)排量實(shí)現(xiàn)車室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)，以適應(yīng)空調(diào)負(fù)荷變化要求。調(diào)節(jié)過程通過控制閥調(diào)節(jié)吸氣壓力和壓縮機(jī)機(jī)體內(nèi)壓力差值，從而改變斜盤角度，進(jìn)而達(dá)到改變活塞行程，實(shí)現(xiàn)排量變化，變化范圍10156cm 3/r。優(yōu)點(diǎn)消除了離合器吸合脫開動(dòng)作引起的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)，防止發(fā)動(dòng)機(jī)熄火；減少了空調(diào)系統(tǒng)溫度波動(dòng)，大大改善舒適性；功率消耗最大可減少25%。 在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，制冷量可根據(jù)空調(diào)工況要求保持不變(曲線)，可滿足汽車空調(diào)中車速增加而冷負(fù)荷變化小的要求。在轉(zhuǎn)速20005600r/min的調(diào)節(jié)區(qū)域，功率消耗約降低20%(曲線)，且吸氣壓力穩(wěn)定(曲線)，排氣壓力低于定容量壓縮

27、機(jī)的排氣壓力(曲線)。變 容 量 旁 通 調(diào) 節(jié) 變 容 量 旁 通 調(diào) 節(jié) 的 優(yōu) 點(diǎn)車內(nèi)溫度可保持穩(wěn)定，空調(diào)舒適性好；無斷續(xù)負(fù)荷產(chǎn)生的不可預(yù)料加減速，提高了駕駛性能；調(diào)節(jié)時(shí)壓力條件得到緩和，提高了壓縮機(jī)使用壽命；功率消耗降低，可減少燃料及費(fèi)用。 數(shù) 碼 渦 旋 ： 壓 縮 機(jī) 變 容 量 調(diào) 節(jié) 新 技 術(shù)又稱數(shù)碼控制變?nèi)萘繙u旋壓縮機(jī)；基于谷輪“柔性”設(shè)計(jì)專利， 10%-100%連續(xù)可調(diào)；利用變?nèi)萘靠刂圃?，通過壓縮機(jī)的動(dòng)、靜渦旋盤離合來控制系統(tǒng)制冷劑流量，從而達(dá)到控制系統(tǒng)能量輸出，系統(tǒng)更節(jié)能、可靠。 數(shù) 碼 渦 旋 壓 縮 機(jī)（Digital scroll compressor）數(shù)碼渦旋

28、壓縮機(jī)頂部有一個(gè)PWM （Pulse-Width Modulation，脈沖寬度調(diào)節(jié)閥）數(shù)碼容量調(diào)節(jié)電磁閥， 它通過壓力控制壓縮機(jī)動(dòng)、靜渦旋盤的離合來實(shí)現(xiàn)卸載或負(fù)載。 數(shù) 碼 渦 旋 壓 縮 機(jī) 的 工 作 原 理電磁閥打開時(shí)，定渦旋盤向上移動(dòng)，壓縮機(jī)容量為零，無制冷劑流量通過，此過程稱“卸載狀態(tài)”；卸載狀態(tài)電磁閥閉合，定渦旋盤恢復(fù)原位嚙合，此即普通渦旋壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)狀態(tài)，壓縮機(jī)容量為100，制冷劑全部通過壓縮機(jī)，此過程 稱“負(fù)載狀態(tài)”。負(fù)載狀態(tài) 數(shù) 碼 渦 旋 壓 縮 機(jī) 的 優(yōu) 勢1、容量調(diào)節(jié)廣，溫度調(diào)節(jié)迅速（1）變頻壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)范圍在50%-130%，數(shù)碼渦旋壓縮機(jī)是在10%-100%。（

29、2）變頻壓縮機(jī)的容量輸出是通過變頻器分級(jí)達(dá)到，而數(shù)碼渦旋通過負(fù)載和卸載時(shí)間的改變獲得，容量能迅速從100%轉(zhuǎn)換至10%（反之亦然），不需分步實(shí)現(xiàn)，屬于連續(xù)和無級(jí)的調(diào)節(jié)。（3）變頻壓縮機(jī)必須通過中間頻率，從低頻到高頻或反之的轉(zhuǎn)換過程中存在時(shí)間的滯后量，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的負(fù)荷突然發(fā)生變化時(shí)，變頻系統(tǒng)無法立即響應(yīng)負(fù)荷的變動(dòng)，使得室溫的波動(dòng)較大，而數(shù)碼渦旋技術(shù)的無級(jí)調(diào)節(jié)和寬廣的調(diào)節(jié)范圍確保了室內(nèi)空氣溫度的精確控制。2、電控系統(tǒng)簡單，系統(tǒng)的可靠性好變頻控制系統(tǒng)容量調(diào)節(jié)范圍較窄，所以在變頻調(diào)節(jié)的同時(shí)一般采用熱氣旁通和液體旁通的方法來共同響應(yīng)負(fù)荷的變化。數(shù)碼渦旋壓縮機(jī)調(diào)節(jié)范圍廣，不需任何一種能量旁通手段 ，因而減少

30、了該部分的控制系統(tǒng)，同時(shí)其容量調(diào)節(jié)方法是通過機(jī)械活動(dòng)達(dá)到，亦少了變頻器及變頻控制中復(fù)雜的電控部分，所以其電控系統(tǒng)簡易，增加了系統(tǒng)的可靠性，節(jié)省了成本。3、具有良好的回油特性和安裝靈活性變頻VRV系統(tǒng)在低頻時(shí)，制冷劑流速較低，回油困難，系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)有油分離器和回油循環(huán)。數(shù)碼渦旋壓縮機(jī)由于在卸載期間沒有排出制冷劑，也就不存在回油的問題，而在負(fù)載時(shí)壓縮機(jī)是滿負(fù)荷運(yùn)行，這時(shí)氣流的速度足以令潤滑油較充分地流回壓縮機(jī)，所以數(shù)碼渦旋系統(tǒng)在任一容量輸出時(shí)回油均良好，是目前唯一不需油分離器或/和回油循環(huán)的系統(tǒng)，相應(yīng)的控制系統(tǒng)也簡潔。 數(shù) 碼 渦 旋 壓 縮 機(jī) 的 優(yōu) 勢4、制冷系統(tǒng)簡單，維護(hù)方便定速空調(diào)系統(tǒng)和

31、變頻空調(diào)系統(tǒng)大多設(shè)計(jì)有熱氣旁通和液體旁通裝置，而數(shù)碼渦旋系統(tǒng)因能使容量最低調(diào)至10%，無需旁通系統(tǒng)，同時(shí)由于良好的回油特性，不需油分離器或/和回油系統(tǒng)。這樣，制冷系統(tǒng)、回油系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)的簡單化，使系統(tǒng)部件較變頻系統(tǒng)減少，裝置結(jié)構(gòu)簡單，提高了運(yùn)行的安全性和可靠性，并為安裝和維護(hù)提供了方便。5、無電磁干涉問題，應(yīng)用更廣泛變頻器工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生高頻諧波，會(huì)使供電系統(tǒng)的正弦電壓波形發(fā)生歪變，導(dǎo)致諸如：降低電網(wǎng)的功率因素、使電容器和變壓器過熱、在熒光屏和示波器等上產(chǎn)生閃點(diǎn)、影響精密儀器的精度等不良后果，并會(huì)引起高電設(shè)備電容量等發(fā)熱燒毀等到危險(xiǎn)。對(duì)電源干擾要求很高的場合，變頻系統(tǒng)受限用。而數(shù)碼渦旋的負(fù)載

32、和卸載只是一個(gè)簡單的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不會(huì)產(chǎn)生高次諧波，克 服了對(duì)電網(wǎng)的干擾，擴(kuò)大了適用范圍。6、良好的除濕能力，提高了舒適性變頻系統(tǒng)在低容量（低頻）運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)溫度較低，隨著運(yùn)行頻率的降低，蒸發(fā)溫度逐漸升高，整個(gè)運(yùn)行階段平均蒸發(fā)溫度較高，而一般的空調(diào)系統(tǒng)多在部分負(fù)荷下運(yùn)行，這就導(dǎo)致了除濕能力下降。而數(shù)碼系統(tǒng)無論在何種運(yùn)行比例時(shí)，其負(fù)載運(yùn)行時(shí)均是全負(fù)荷，所以能在整個(gè)運(yùn)行階段保持較低的蒸發(fā)溫度，尤其容量在40%至80%范圍內(nèi)（較常使用的容量區(qū)間），數(shù)碼渦旋體現(xiàn)了明顯的優(yōu)勢，所以其顯熱比較少，除濕能力較強(qiáng)，保證了高精度的濕度要求。其在低容量情況下能有效提供較好的濕度控制功能，對(duì)于相對(duì)濕度較高地區(qū)及特殊場合

33、尤為適用。 數(shù) 碼 中 央 空 調(diào) （ 數(shù) 碼 多 聯(lián) 空 調(diào) 機(jī) 組 ）數(shù)碼中央空調(diào)系統(tǒng)采用數(shù)碼寬度脈沖調(diào)節(jié)控制的變?nèi)萘繙u旋壓縮機(jī)，由一臺(tái)室外機(jī)配置多臺(tái)可單獨(dú)控制調(diào)節(jié)室內(nèi)機(jī)組成，是新一代模塊化、集約化的多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。特點(diǎn)：可根據(jù)實(shí)際能量需要靈活組合； 整個(gè)組合系統(tǒng)采用集散控制，各機(jī)組采用獨(dú)立制冷系統(tǒng)，在不同季節(jié)和氣溫下可以自動(dòng)調(diào)整負(fù)荷，保證運(yùn)行在節(jié)能狀態(tài)；數(shù)碼渦旋提供的無級(jí)容量輸出，保證房間溫度的控制精度在0.5，讓使用者在最舒適的空調(diào)環(huán)境下工作。 保護(hù)措施（異常情況：排氣壓力過高、吸氣壓力過低、油壓不足、電動(dòng)機(jī)過熱、過量液體進(jìn)入汽缸等）防止液擊假蓋油加熱器汽液分離器（儲(chǔ)液器）壓力保護(hù)吸、排氣壓力控制（高、低壓壓力控制器）安全閥安全膜潤滑油壓差控制器（油泵出口處油壓與曲軸箱內(nèi)油壓之差）內(nèi)置電動(dòng)機(jī)保護(hù)過熱保護(hù)（內(nèi)置溫度繼電器、外置溫度-電流繼電器）缺相保護(hù)（過載繼電器）相間不平衡保護(hù)（過載繼電器）溫度保護(hù)排氣溫度（溫控器）殼體溫度（外置溫度-電流保護(hù)器）4.7安全保護(hù)