冷庫制冷系統中活塞式制冷壓縮機與螺桿式制冷壓縮機的選型方法分析畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 元容積與排出孔口相連通的瞬間為止，此刻排氣過程開始。由于轉子旋轉時基元容積不斷縮小，將壓縮后具有一定壓力的氣體送到排氣腔，此過程一直延續到該容積最小時為止?！　‰S著轉子的連續旋轉，上述吸氣、壓縮、排氣過程循環進行，各基元容積依次陸續工作，構成了螺桿式制冷壓縮機的工作循環。 由上可知，兩轉子轉向相迎合的一面，氣體受壓縮，稱為高壓力區；另一面，轉子彼此脫離，齒間基元容積吸入氣體，稱為低壓力區。高壓力區與低壓力區由兩個轉子齒面間的接觸線所隔開。另外，由于吸氣基元容積的氣體隨著轉子回轉，由吸氣端向排氣端作螺旋運動。因此，螺桿式制冷壓縮機的吸、排氣孔口都是呈對角線方式布置的。 1）在螺桿與壓縮室以及陰陽螺桿間形成動態密封, 減少制冷劑在壓縮過程中由高壓側向低壓側的泄漏。 2）冷卻被壓縮的制冷劑, 油被噴入壓縮機內, 吸收制冷劑氣體在壓縮過程中產生的熱量, 降低排氣溫度。 3）在軸承以及螺桿間形成油膜用以支撐轉子, 并起潤滑作用。 4）傳遞壓差力量, 驅動容量調節系統, 經由壓縮機的加卸載電磁閥的動作, 調節容調滑塊的位置, 實現壓縮機容量調節控制。 5）降低運轉噪音 壓縮機內部潤滑油系維系壓縮機正常運轉之關鍵，一般潤滑油的問題有：1)異物混入，致潤滑油污染，阻塞機油過濾器。2)高溫效應致潤滑油劣化，失去潤滑功能。3)系統水分污染、酸化、侵蝕電機。 螺桿壓縮機組的油分離器主要有立式和臥式兩種，并且以填料式為主。我公司目前普遍采用臥式二級油分、三種分油方式，分油效率高，可達10PPm。油分離器并且也是壓縮機、電機的基礎，使機組結構緊湊。油分內部分隔成三個腔，靠壓縮機一側桶體是保持油位的，其外部殼體上有兩個上下布置的視油鏡，是監視油位高度（自動機組有油位控制器）。靠電機一側的桶體是安裝二次油分高效分油濾芯的，其外側也有一個視油鏡，根據油位判斷是否采取回油措施。油分分離出來的潤滑油因為吸收摩擦熱及氣體的熱量而使溫度升高（接近排氣溫度）。潤滑油正常使用溫度是30～60℃，油溫過高粘度降低，會使密封作用減弱，內泄漏增加，降低壓縮機的效率，所以潤滑油必須經過冷卻才能循環使用。油冷卻器就是起冷卻油的作用。一般油冷卻器采用水冷卻方式。油走殼程，水走管程，清洗水路方便。優點是系統簡單，油溫可以降低至比較低的溫度（根據水溫而定）；缺點是水側管路易腐蝕。工質冷卻。油走管程，工質走殼程。優點是油冷不易腐蝕，操作維護簡單；節省一套水路系統，適用于水質差或供水困難的場合；油溫比較穩定。缺點是油溫的最低溫度受冷凝溫度控制，系統需增加輔助貯液器或氨泵。輔助貯液器出液口與油冷卻器之間至少要有1米以上的高度差。為保護油泵的正常工作，在潤滑油進入油泵之前通過粗油過濾器濾去雜質。過濾器由殼體和金屬濾網組成，殼體上設有加油閥，初次加油都是通過此閥。加油可以通過系統抽真空加油，也可以通過油泵加油。對于初次運轉的機器，初運轉后要檢查粗油過濾器的清潔度，并根據系統清潔度定期拆檢過濾網?？墒褂闷突蛎河颓逑催^濾網，并用干燥空氣吹干凈后繼續使用。精油過濾器也是由殼體和過濾網組成，裝配在油泵之后、油分配器之前，過濾油中的細小顆粒，保護壓縮機轉子及軸封。為了能濾去細微的金屬磨屑，在過濾網內裝有永磁鐵。精油過濾器的過濾網比較細密，容易受到污染而使阻力增大?！鸵獙珵V器進行清洗或更換。機組設有精濾器前后壓差保護。油泵在壓縮機組中的作用是增加油壓。常采用齒輪泵或轉子泵。開機前要先檢查油泵旋轉方向。油泵齒輪或轉子磨損嚴重會導致油壓不足，必須檢修或更換；油泵軸封漏油也必須檢修或更換。油壓調節閥的作用是調節壓縮機的噴油壓力。如果進入壓縮機的油壓過高，會使噴油量過大，既影響壓縮機的吸氣量，又增加壓縮機的耗功，還會增加軸封漏油的可能性；油壓過低，會使噴油量過小，使潤滑油的作用減弱?！烧{內容積比壓縮機除外）。油壓調節閥位一般于油泵進、出油管之間，一般是彈簧式的。當油泵出口壓力高于油壓調節閥設定值時，自動頂開調節閥的閥頭，使一部分油流回進油管或油分，使油壓降低。通常在剛開油泵或油溫比較低時，油壓會比較高，達到0．4～，此時不須要調整油壓調節閥的設定值。機器運轉正常后，根據需要將油壓調整到合適值。止回閥又稱止逆閥或單向閥。因為螺桿壓縮機沒有例似于活塞壓縮機中的吸、排氣閥片可以自動隔開高低壓氣腔，當壓縮機突然停機而又沒有來得及關閉吸排氣截止閥，制冷劑氣體就會從高壓側流向低壓側，同時壓縮機轉子也會在氣流的作用下出現倒轉現象。螺桿壓縮機倒轉會產生很多惡劣的影響：轉子會產生嚴重的磨損；低壓側（蒸發器）壓力升高，溫度上升；壓縮機中的潤滑油會隨氣流大量流向低壓側，會使機組油量不足，影響蒸發器換熱，或再次開機出現液擊現象。螺桿壓縮機在吸氣截止閥與機體吸氣口之間、油分出口與排氣截止閥之間設有吸氣單向閥和排氣單向閥，用以防止制冷劑氣體反方向流動。不能把單向閥作為截止閥使用。吸、排氣止回氣閥安裝時應注意方向，不可倒置。 在機體吸氣口和油分之間還設有一個電磁閥（俗稱B閥），人為停機時，電磁閥打開，使壓縮機吸、排氣口壓力迅速平衡，減輕壓縮機在停機時倒轉。造成壓縮機在運轉中突然停機的原因有：1）吸氣壓力過低，低于壓力繼電器的低壓下限值；2）排氣壓力過高，引起高壓繼電器動作斷電；3）油壓過低，油壓繼電器動作繼電；4）電動機過載，熱繼電器動作繼電；排氣壓縮過高的原因有：1)水冷冷凝器冷卻水量不足或風冷冷凝器的冷卻風量不足；2）冷凝器管簇表面水垢過厚或油污太厚，造成散熱困難；3）制冷系統內有空氣；4）制冷劑灌注過多；5)排氣管道中閥門發生故障，造成壓力過高；第三章 活塞式壓縮機與螺桿式壓縮機性能1)壓縮機中的壓力降 2)制冷劑的受熱 3)氣閥運動規律不完善帶來的效率下降。4)制冷劑泄漏的影響。5)再膨脹的影響 6)壓縮過程偏離等熵過程 7)壓縮過程的過壓縮和欠壓縮。8)潤滑油循環量的影響。9)壓縮機的機械摩擦損失和內置電動機(封閉式壓縮機)的電動機損失。內容積比固定的壓縮機的附加功損失在那些具有固定內容積比的容積型壓縮機中，在工作中會發生過壓縮和欠壓縮的壓縮過程。是指這類壓縮機吸汽終了的最大容積V1與壓縮終了的容積V2的比值，即 內壓力比 工作容積內壓縮終了壓力P2與吸汽壓力P1的比值，稱為內壓力比 附加功損失內壓力比與外壓力比不相等時，會產生附加功損失。討論三種情況：圖22①PdP2 ②Pd = P2。 ③PdP2 。如圖22由此，當壓縮機內壓縮終了壓力與排汽管內氣體的壓力不相等，即內壓力比與外壓力比不等時，將產生附加功損失，從而降低壓縮機的指示效率。所以，應力求壓縮機的實際運行工況與設計工況相等或接近，以使壓縮機獲得運行的高效率。在一定工況下，單位時間內由吸氣端輸送到排氣端的氣體質量稱為在該工況下的壓縮機質量輸氣量qma，單位為kg/h。 壓縮機的實際輸汽量與理論輸汽量之比稱為輸汽系數。 它用于衡量容積型壓縮機氣缸工作容積的有效利用程度。所謂壓縮機的制冷量，就是壓縮機在一定的運行工況下，在單位時間內被它抽吸和壓縮輸送的制冷工質在蒸發制冷過程中從低溫熱源（被冷卻的物體）中所吸取的熱量。在給定工況下壓縮機的制冷量Q0可用下式計算。即： Q0 = qmaq 0 = qvtλqv kW 輸汽系數及其影響因素由于余隙容積，吸汽和排汽壓力損失，汽體與汽缸壁之間的熱量交換以及泄漏等因素的影響。壓縮機的實際輸汽量總是小于它的理論排汽量。壓縮機的實際輸汽量qVa與理論輸汽量qV t的比值，稱為壓縮機的輸汽系數，即輸汽系數綜合了影響壓縮機實際排汽量的各種因素，是評價壓縮機性能的一個重要指標，輸汽系數越小，表示壓縮機的實際排汽量與理論排汽量相差越大。顯然，壓縮機的輸汽系數λ值總是小于1的。輸汽系數可以寫成容積系數λv、壓力系數λp、溫度系數λt和泄漏系數λl 乘積形式，即： 、它反映了壓縮機中余隙容積的存在對壓縮機輸氣量的影響。由理論分析和推導可知，容積系數λV、可由下式進行計算： △pC對λV的影響較小，可以略去不計，則式可以簡化為它反映了吸氣壓力損失對壓縮機輸氣量的影響。經推導和分析可知，可用下式表示： λT它反映在吸氣過程中，因氣體的預熱對輸氣量的影響。吸入氣體與壁面的熱交換是一個復雜的過程，與制冷劑的種類、壓縮比、氣缸尺寸、壓縮機轉速、氣缸冷卻情況等因素有關。λT的數值通常用經驗公式計算。對于開啟式壓縮機為 對于封閉式制冷壓縮機為 它反映壓縮機工作過程中由于泄漏而引起的對輸氣量的影響。泄漏是的大小與壓縮機的制造質量、磨損程度、氣閥設計、壓力差大小等因素有關。對于高速多缸壓縮機的輸氣系數，可由上述四個系數的乘積求出，也可由試驗結果整理出來的經驗公式求出。例如日本的木村亥之助推薦的經驗公式(簡稱木村公式)如下當轉速大于720r/min，c = 3%~ 4%時 壓縮機制冷量的大小與運轉情況有關。當外界條件或被冷卻對象的負荷發生變化時，為了既保持室(庫)內所需要的低溫，又要實現經濟運行，就必須根據外界條件的變化，調節壓縮機的產冷量，也應是調節輸氣量，使其和當時的外界負荷相適應。在小型制冷機中，經常采用使壓縮機間歇運行的方法來實現調節室(庫)溫的目的。這種能量調節方法只用于功率10kW設備中，對于容量較大的壓縮機，機器的頻繁開停不僅能量損失較大，而且影響機器的壽命和供電回路中電壓的濾去，影響其它設備的正常工作。主要原理是將吸、排氣腔連通，壓縮機排氣直接返回吸氣腔，實現輸氣量調節。圖23所示裝置為在壓縮機內部旁通調節輸氣量的裝置圖23目前我國缸徑在70mm以上的高速多缸制冷壓縮機，廣泛采用頂開吸氣閥片的辦法來調節輸氣量。它的工作原理是：調節機構將壓縮機的吸氣閥片強制頂離閥座，使吸汽閥始終處于開啟狀態。壓縮機吸氣過程中，低壓蒸汽從吸氣閥吸入，壓縮過程中因壓力無法升高，排氣閥始終處于關閉狀態，低壓蒸氣又通過吸汽閥重新回到吸氣腔，因而使該氣缸的輸氣量為零，達到輸氣量調節的目的。由于吸氣閥片關閉時閥座密封面所在位置不同，頂開的方式也不同。，需將吸氣閥片向下頂開。，需將吸氣閥片向上頂開?？煞譃橛屑壸兯僬{節和無級變速調節兩種調節方法。有級變速通過改變電動機的級對數實現。無級變速的壓縮機，它的電動機轉速通過改變輸入電動機的