1、熱能學院熱動教研室熱能學院熱動教研室劉鳳珍劉鳳珍qq:344046927qq:344046927教材及參考教材：教材及參考教材：n“十二五”規(guī)劃教材制冷壓縮機 （第2版） 吳業(yè)正 李紅旗 張華主編n“九五”國家級重點教材制冷壓縮機 繆道平 吳業(yè)正主編本門課內容安排：本門課內容安排：第一章第一章 緒論（緒論（3學時）學時）第二章第二章 容積型壓縮機熱力學基礎（容積型壓縮機熱力學基礎（6學時）學時）第三章第三章 往復活塞式壓縮機（往復活塞式壓縮機（18學時）學時）第四章第四章 滾動轉子式壓縮機（滾動轉子式壓縮機（3學時）學時）第五章第五章 渦旋式

2、壓縮機（渦旋式壓縮機（6學時）學時）第六章第六章 螺桿式壓縮機（螺桿式壓縮機（9學時）學時）第七章第七章 離心式壓縮機（離心式壓縮機（6學時）學時）復習（復習（1學時）學時）實驗（實驗（4學時）學時） 共計共計56學時學時本門課的考核方式：本門課的考核方式：v考核形式：考核形式： 期末統考，閉卷形式期末統考，閉卷形式v總成績：由以下部分組成（總成績：由以下部分組成（100100）n期末考試成績：占期末考試成績：占7575n平時成績平時成績( (包括考勤和作業(yè)）：占包括考勤和作業(yè)）：占1010n期中成績：占期中成績：占5 5n實驗成績：占實驗成績：占1010壓縮機外形結構認識壓縮機外形結構認識提

3、出問題：提出問題：1 1、什么是制冷壓縮機？何謂制冷壓縮機的雙重、什么是制冷壓縮機？何謂制冷壓縮機的雙重含義？含義？2 2、制冷壓縮機的種類有哪些？各種型式制冷壓、制冷壓縮機的種類有哪些？各種型式制冷壓縮機的結構和特點?？s機的結構和特點。3 3、制冷壓縮機對制冷系統（裝置）性能的影響、制冷壓縮機對制冷系統（裝置）性能的影響如何？如何？如：對系統工作能力、系統能耗、系統如：對系統工作能力、系統能耗、系統壽命、系統經濟性等方面的影響。壽命、系統經濟性等方面的影響。4 4、為什么要學習這門課（目的及意義）？、為什么要學習這門課（目的及意義）？一、概述一、概述1 1、壓縮機的定義、應用及含義、壓縮機的

4、定義、應用及含義u定義定義 壓縮機是指氣體壓縮機械，其作用是提高氣壓縮機是指氣體壓縮機械，其作用是提高氣（汽）體壓力。（汽）體壓力。 一種能量轉換機構，它借動原動機的拖動，消耗機一種能量轉換機構，它借動原動機的拖動，消耗機械能壓縮和排送各種氣體，使氣體壓力提高，以滿足械能壓縮和排送各種氣體，使氣體壓力提高，以滿足各種不同工藝要求。各種不同工藝要求。原原動動機機氣體壓縮機氣體壓縮機低壓氣體低壓氣體高壓氣體高壓氣體能量能量氣體壓縮機：氣體壓縮機：即指在增大氣體密度，同時克服所連系統的阻力而即指在增大氣體密度，同時克服所連系統的阻力而輸出的過程中，提高氣體或蒸汽壓力的容器。輸出的過程中，提高氣體或蒸

5、汽壓力的容器。u應用應用u制冷行業(yè)制冷行業(yè)，使制冷機連續(xù)工作。，使制冷機連續(xù)工作。u動力機械動力機械，提供，提供3-6bar3-6bar壓縮空氣，壓縮空氣，用于氣動工具，如風錘、風鎬、氣動電鉆等。用于氣動工具，如風錘、風鎬、氣動電鉆等。u化工行業(yè)化工行業(yè)，化工流程中提高原料的，化工流程中提高原料的壓力，如化肥生產、合成材料等。壓力，如化肥生產、合成材料等。u雙重含義雙重含義 制冷機制冷機 制冷壓縮機制冷壓縮機 壓縮機壓縮機2 2、制冷壓縮機的作用、制冷壓縮機的作用回顧制冷原理課程的回顧制冷原理課程的學習，說說制冷壓縮學習，說說制冷壓縮機在制冷系統中的作機在制冷系統中的作用？用？簡單的制冷循環(huán)（

6、即四大件）簡單的制冷循環(huán)（即四大件） 抽氣抽氣 升壓升壓 動力和心臟作用動力和心臟作用 排氣排氣 制冷壓縮機的作用：制冷壓縮機的作用：在蒸汽壓縮式制冷循環(huán)中，壓縮機壓縮和輸送在蒸汽壓縮式制冷循環(huán)中，壓縮機壓縮和輸送制冷劑蒸汽，并使蒸發(fā)器中形成低壓，冷凝器制冷劑蒸汽，并使蒸發(fā)器中形成低壓，冷凝器中形成高壓，壓縮機是整個制冷系統的心臟。中形成高壓，壓縮機是整個制冷系統的心臟。制冷壓縮機可用于制冷系統和熱泵系統中，且功能相同。制冷壓縮機可用于制冷系統和熱泵系統中，且功能相同。3 3、制冷壓縮機對制冷系統的影響、制冷壓縮機對制冷系統的影響u對系統工作能力的影響對系統工作能力的影響 制冷量的影響因素，這

7、些因素對制冷量怎樣影響，如制冷量的影響因素，這些因素對制冷量怎樣影響，如何提高制冷量，壓縮機選型設計應考慮哪些因素等。何提高制冷量，壓縮機選型設計應考慮哪些因素等。u對系統能耗的影響對系統能耗的影響 能耗的影響因素，如何降低壓縮機的能耗。能耗的影響因素，如何降低壓縮機的能耗。u對系統壽命的影響對系統壽命的影響 影響壓縮機壽命的因素，如何提高壓縮機的壽命。影響壓縮機壽命的因素，如何提高壓縮機的壽命。u對系統經濟性的影響對系統經濟性的影響 衡量制冷壓縮機經濟性指標有哪些，這些指標在設計、衡量制冷壓縮機經濟性指標有哪些，這些指標在設計、生產和使用中影響如何。生產和使用中影響如何。4 4、本門課的學習

8、內容及目的、本門課的學習內容及目的u教學內容教學內容 q制冷壓縮機的種類、結構及特點制冷壓縮機的種類、結構及特點q各種制冷壓縮機的工作原理、熱力過程及影響因素各種制冷壓縮機的工作原理、熱力過程及影響因素q各種類型制冷壓縮機的當前發(fā)展狀況及發(fā)展前景各種類型制冷壓縮機的當前發(fā)展狀況及發(fā)展前景u目的目的 v進一步加深理解制冷壓縮機在制冷系統中的核心作用進一步加深理解制冷壓縮機在制冷系統中的核心作用v培養(yǎng)學生運用熱力學及動力學知識對制冷主機進行分析培養(yǎng)學生運用熱力學及動力學知識對制冷主機進行分析v實際制冷系統設計時能進行壓縮機選型和校核計算實際制冷系統設計時能進行壓縮機選型和校核計算v為其它相關專業(yè)課

9、程的學習打下基礎為其它相關專業(yè)課程的學習打下基礎v為將來從事制冷工程及系統設計打下基礎為將來從事制冷工程及系統設計打下基礎二、制冷壓縮機種類、分類及結構二、制冷壓縮機種類、分類及結構 1 1、制冷壓縮機的種類、制冷壓縮機的種類 制冷壓縮機為一升壓機器，其氣體壓力制冷壓縮機為一升壓機器，其氣體壓力的提高主要是通過增加單位體積內氣體的提高主要是通過增加單位體積內氣體分子的數目來實現，也就是：使氣體分分子的數目來實現，也就是：使氣體分子距離縮短的方法來實現升壓。子距離縮短的方法來實現升壓。 u實現方式實現方式u減少氣體分子所占封閉容積減少氣體分子所占封閉容積減小容減小容積升壓（容積型壓縮機）積升壓（

10、容積型壓縮機） n利用慣性的方法，通過氣體分子不斷加利用慣性的方法，通過氣體分子不斷加速、減速，因慣性而使氣體分子彼此擠速、減速，因慣性而使氣體分子彼此擠壓而使壓力提高壓而使壓力提高利用慣性升壓（速利用慣性升壓（速度型壓縮機）度型壓縮機） u 采用增壓方法和結構形式不同，制冷壓采用增壓方法和結構形式不同，制冷壓縮機分類如下：縮機分類如下： 往復式往復式( (活塞式和斜盤式）活塞式和斜盤式） 容積型容積型 單螺桿式單螺桿式 螺桿式螺桿式 回轉式回轉式 渦旋式渦旋式 雙螺桿式雙螺桿式 滾動轉子式滾動轉子式 滑片式滑片式制冷壓縮機制冷壓縮機 旋葉式旋葉式 離心式離心式 速度型速度型 軸流式軸流式2

11、2、容積型壓縮機、容積型壓縮機 在容積型壓縮機中，氣體體積強制減小而使單位體積內在容積型壓縮機中，氣體體積強制減小而使單位體積內氣體分子數量增加，從而使其壓力提高。氣體分子數量增加，從而使其壓力提高。u往復活塞式往復活塞式 （標準冷量（標準冷量Q Q0 0200kW)200kW) 問世最早，應用最廣。問世最早，應用最廣。n定義定義 通過驅動機構（如曲柄通過驅動機構（如曲柄- -連桿機構）把原動機的旋轉運連桿機構）把原動機的旋轉運動變成活塞的往復運動，對氣缸內氣體進行壓縮，從而動變成活塞的往復運動，對氣缸內氣體進行壓縮，從而提高氣體壓力。提高氣體壓力。 各種類型活塞式壓縮機各種類型活塞式壓縮機動

12、畫演示動畫演示 結構結構全封閉式全封閉式半封閉式半封閉式全封閉式全封閉式開啟式開啟式 活塞式壓縮活塞式壓縮- -冷凝機組冷凝機組u 回轉式回轉式t螺桿式螺桿式（標準冷量（標準冷量Q Q0 0150kW150kW1500kW)1500kW) 分分 雙螺桿雙螺桿、單螺桿單螺桿 兩種型式兩種型式v工作原理工作原理雙螺桿（簡稱螺桿式）：依靠帶有螺旋槽的雙螺桿（簡稱螺桿式）：依靠帶有螺旋槽的陰陽轉子陰陽轉子嚙合旋轉運動而造成齒間容積變化，從而實現升壓。嚙合旋轉運動而造成齒間容積變化，從而實現升壓。單螺桿：依靠單螺桿：依靠一個轉子一個轉子和和兩個星輪兩個星輪嚙合旋轉運動而造嚙合旋轉運動而造成齒間容積變化，

13、從而實現升壓。成齒間容積變化，從而實現升壓。雙螺桿式壓縮機雙螺桿式壓縮機 Double Screw CompressorDouble Screw Compressor單螺桿壓縮機單螺桿壓縮機Single Screw CompressorSingle Screw Compressor轉子轉子星輪星輪陽轉子陽轉子陰轉子陰轉子n結構型式結構型式雙螺桿式壓縮機雙螺桿式壓縮機單機雙級螺桿壓縮機單機雙級螺桿壓縮機螺桿式制冷壓縮機組螺桿式制冷壓縮機組v 滾動轉子式滾動轉子式（標準冷量（標準冷量Q Q0 010kW)350kW)350kW) 離心式制冷壓縮機是靠高速旋轉的葉輪對氣體做功，離心式制冷壓縮機是靠高

14、速旋轉的葉輪對氣體做功，以提高氣體的壓力，葉輪進口處形成低壓，氣體由吸氣以提高氣體的壓力，葉輪進口處形成低壓，氣體由吸氣管不斷吸入，蝸殼處形成高壓，最后引出壓縮機外，完管不斷吸入，蝸殼處形成高壓，最后引出壓縮機外，完成吸氣、壓縮、排氣過程。成吸氣、壓縮、排氣過程。由葉輪、擴壓器、渦殼等組成，葉輪高速旋轉進行壓縮氣體。由葉輪、擴壓器、渦殼等組成，葉輪高速旋轉進行壓縮氣體。 結構結構葉輪葉輪3蝸殼蝸殼4吸氣室吸氣室2擴壓器擴壓器5進口導流葉片進口導流葉片1主軸主軸6單級離心式制冷壓縮機單級離心式制冷壓縮機 圖 4-3 多級離心式制冷壓縮機結構 1、 頂軸器 2、13 套筒 3、止推軸承部 4、止推

15、軸承 5、軸承 6、調整塊 7、機械密封部 8、進口導葉 9、隔板 10、軸 11、調整環(huán) 12、連接件 動畫演示其工作過程動畫演示其工作過程 各種離心式制冷壓縮機各種離心式制冷壓縮機 動畫演示動畫演示4 4、制冷壓縮機的分類、制冷壓縮機的分類 根據制冷能力、使用工況范圍、結構型式等特征可分成根據制冷能力、使用工況范圍、結構型式等特征可分成多種類型。多種類型。u密封結構型式密封結構型式 開啟式開啟式 半封閉式半封閉式 封閉式封閉式 全封閉式全封閉式u蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度 高溫壓縮機高溫壓縮機 中溫壓縮機中溫壓縮機 低溫壓縮機低溫壓縮機注：蒸發(fā)溫度的使用范圍與壓縮機的種類、注：蒸發(fā)溫度的使用范圍與壓

16、縮機的種類、規(guī)格及制冷劑有關，如規(guī)格及制冷劑有關，如P7表表1-1,1-2u制冷量制冷量( (單機中溫考核工況）單機中溫考核工況） 小型：小型：Q Q0 025kw550kw550kwu壓縮機轉速壓縮機轉速 低速：低速：N300r/min N1000r/minN1000r/min 此外，還有按此外，還有按氣缸布置方式氣缸布置方式、氣閥布置方式氣閥布置方式、壓縮壓縮機級數機級數、使用工質使用工質等分法。等分法。5 5、制冷壓縮機的名義工況、制冷壓縮機的名義工況為了比較選用和設計，通常用名義工況下的制冷量、輸為了比較選用和設計，通常用名義工況下的制冷量、輸入功率和性能系數等性能指標來比較不同類型的

17、制冷壓入功率和性能系數等性能指標來比較不同類型的制冷壓縮機?？s機。名義工況的規(guī)定見名義工況的規(guī)定見P8P8 表表1-31-3（R22R22、R404AR404A、R134aR134a、R407CR407C、R410AR410A等活塞機）等活塞機） 表表1-41-4（R717R717活塞機）活塞機） 表表1-51-5（螺桿機）（螺桿機） 表表1-61-6（渦旋機）（渦旋機）u注意上表各名義工況的適用對象及范圍注意上表各名義工況的適用對象及范圍三、制冷壓縮機當前發(fā)展狀況三、制冷壓縮機當前發(fā)展狀況制冷：成為全球保證食物儲藏供應的基本手段制冷：成為全球保證食物儲藏供應的基本手段空調：當今社會賴以達到工

18、作及生活環(huán)境舒適要求空調：當今社會賴以達到工作及生活環(huán)境舒適要求 的必要手段的必要手段1 1、制冷和空調產業(yè)發(fā)展的推動力、制冷和空調產業(yè)發(fā)展的推動力u環(huán)保政策：防止臭氧層破壞和全球變暖環(huán)保政策：防止臭氧層破壞和全球變暖u經濟發(fā)展：知識經濟時代和經濟全球化發(fā)展經濟發(fā)展：知識經濟時代和經濟全球化發(fā)展u新技術進步：新型壓縮機、新材料、新工藝、新新技術進步：新型壓縮機、新材料、新工藝、新控制方法、新工質出現及計算機功能的提高等控制方法、新工質出現及計算機功能的提高等2 2、制冷壓縮機的研究動態(tài)、制冷壓縮機的研究動態(tài)u制冷劑替代及環(huán)境保護制冷劑替代及環(huán)境保護u提高制冷壓縮機經濟性及可靠性研究提高制冷壓縮

19、機經濟性及可靠性研究u新型壓縮機的研究新型壓縮機的研究u新材料、新工藝的使用新材料、新工藝的使用u現代化設計手段的使用現代化設計手段的使用u壓縮機振動和噪聲的研究壓縮機振動和噪聲的研究u壓縮機成本的降低壓縮機成本的降低3 3、各類制冷壓縮機應用范圍及其特點、各類制冷壓縮機應用范圍及其特點家用冰箱和冷凍箱家用冰箱和冷凍箱 窗式空調窗式空調 汽車空調汽車空調 住宅空調熱泵住宅空調熱泵 商業(yè)制冷空調商業(yè)制冷空調 大型空調大型空調往復式往復式200kW200kW轉子式轉子式10kW 10kW 5kW5kW渦旋式渦旋式70kW70kW150kW150kW螺桿式螺桿式 1500kW1500kW離心式離心式

20、 350kW350kW以上以上100W100W100W100W得出結論：得出結論：u往復式壓縮機迄今還是應用最廣泛的一種機型，往復式壓縮機迄今還是應用最廣泛的一種機型，但前景不容樂觀但前景不容樂觀u螺桿式壓縮機在中等冷量范圍的制冷空調領域螺桿式壓縮機在中等冷量范圍的制冷空調領域中可望取得更廣泛的推廣中可望取得更廣泛的推廣u渦旋式壓縮機在制冷、空調和熱泵應用場合中渦旋式壓縮機在制冷、空調和熱泵應用場合中比往復式更具有優(yōu)勢比往復式更具有優(yōu)勢u離心式壓縮機目前在大冷量范圍內仍保持優(yōu)勢，離心式壓縮機目前在大冷量范圍內仍保持優(yōu)勢，但近來發(fā)展有所緩慢但近來發(fā)展有所緩慢4 4、CFCs CFCs 和和HCF

21、CsHCFCs的替代問題的替代問題u名稱名稱nCFCsCFCs完全鹵代烴，分子中只有氯、氟、碳完全鹵代烴，分子中只有氯、氟、碳原子稱氯氟烴，如：原子稱氯氟烴，如：R11R11，R12R12，R13R13，R14R14， R113R113，R114 R114 等等 nHCFCsHCFCs不完全鹵代烴，分子中含有氫、氯、不完全鹵代烴，分子中含有氫、氯、氟、碳原子，稱氫氯氟烴，如：氟、碳原子，稱氫氯氟烴，如：R22R22nHFCsHFCs含氫、氟、碳，稱氫氟烴，如含氫、氟、碳，稱氫氟烴，如R134aR134a 其中其中 Cl: Chlorine, FCl: Chlorine, F：Fluorine,

22、Fluorine, C:Carbon C:Carbon ，H H：HydrogenHydrogen 首先被替代首先被替代 逐步淘汰逐步淘汰(phase out)(phase out)CFCSHCFCSODP增大增大HFCsODP=0 GWP0u危害性指標危害性指標ODPODP臭氧消耗潛能臭氧消耗潛能 （Ozone-depletion potential) Ozone-depletion potential) GWPGWP全球變暖潛能全球變暖潛能 （Global-warming potential)Global-warming potential)u 替代時間表替代時間表nCFCsCFCs：包括

23、：包括R11R11、R12R12、R113R113、R114R114等。等。 發(fā)達國家：發(fā)達國家：19961996年年1 1月月1 1日完全停止生產和銷售日完全停止生產和銷售 發(fā)展中國家：發(fā)展中國家：20102010年停用年停用nHCFCSHCFCS：包括：包括R22R22、R142bR142b、R123R123等。等。 發(fā)達國家：發(fā)達國家：20202020年停用年停用 發(fā)展中國家：發(fā)展中國家：20302030年停用年停用目前我國最要緊的是目前我國最要緊的是HCFCHCFC工質的替代。工質的替代。u 替代工質替代工質被替代物質被替代物質替代物質替代物質CFC-12 CFC-12 CFC-11C

24、FC-11HCFC-22 HCFC-22 R-502R-502HFC-134a, HC600a HFC-134a, HC600a HFC-245ca, HFC-245faHFC-245ca, HFC-245fa， HCFC-123(HCFC-123(過渡過渡） HFC-134aHFC-134a，R407CR407C，R410A/BR410A/B， HC-290 HC-290 R-404AR-404A，R-507R-507，R407A/BR407A/B等等目前還沒有理想替代制冷劑，研究工作正在進行中。目前還沒有理想替代制冷劑，研究工作正在進行中。天然工質的使用天然工質的使用: :氨、氨、COCO

25、2 2、碳氫化合物。、碳氫化合物。5 5、國際上有關壓縮機的重要學術會議、國際上有關壓縮機的重要學術會議u國際壓縮機工程會議國際壓縮機工程會議 the International Compressor Engineering the International Compressor Engineering Conference Conference 美國普渡大學舉辦美國普渡大學舉辦u國際壓縮機技術會議國際壓縮機技術會議 t the International Compressor Technique he International Compressor Technique Conference Conference 西安交通大學舉辦西安交通大學舉辦u國際壓縮機及其系統會議國際壓縮機及其系統會議 the International Compressor and Its the International Compressor and Its System Conference System Conference 英國流體機械工程學會與倫敦城市大學舉辦英國流體機械工程學會與倫敦城市大學舉辦u歐洲往復壓縮機論壇歐洲往復壓縮機論壇 the European Forum for Reciprocating