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。” 国 中 国 制冷 学 会 币 闪 专业
工程 师 继续 教育 系列 丛书

马 国 远 主编

中 国 过 统 工 业 出 版 柱

中 国 制冷 学 会 制冷 专业
工程 师 继续 教育 系列 丛书

制冷 技术 及 其 应 用
制冷 压缩 机 及 其 应 用
冷藏 冻结 设备 与 装置
空调 与 热泵 机 组 设计
制冷 空调 机 组 机 电 一 体 化
制冷 空调 装置 过 程 分 析
制冷 空调 装置 数字 化 设计

责任 编辑 / 姚 荣华 ” 张 文 胜
封面 设计 / 傅 金 红

经 销 单位 ;各 地 新 华 书店 、 建 筑 书 店

网 络 销售 ;本 社 网 址 http:/www.cabp.com.en
网 上 书店 http/Awww.china-building.com.cn
博 库 书城 http:/iwww.bookuu.com

图 书 销售 分 类 : 培训 教材 (Y)

图 书 在 版 编目 (CIP) 数 据

制冷 压缩 机 及 其 应 用 / 马 国 远 主 编 ， 一 北京 : 中 国 建筑 工业
出 版 社 ，2007

(中 国 制冷 学 会 制冷 专业 工程 师 继 续 教育 系列 丛书 )

ISBN 978-7-112-09754-8

1; 制 … 本. 马 … 于 . 制冷 一 压缩 机 一 工程 技术 人 员 一
终生 教育 一 教材 N. TB652

中 国 版 本 图 书馆 CIP 数据 核 字 (2007) 第 178945 号

中 国 制冷 学 会 制冷 专业 工程 师 继 续 教 育 系 列 丛书
制冷 压缩 机 及 其 应 用
蕊 国 远 ”主编
其
中 国 建筑 工业 出 版 社 出 版 .发 行 (北京 西 郊 百 万 庄 )
各 地 新 华 书 店 、 建 筑 书 店 经 销
北京 天 成 排版 公司 制版
北京 建筑 工业 印刷 厂 印刷
于
开本 ; 787 x 1092 毫 米 1/16 印张 : 13% 字数 ;331 生字
2008 年 2 月 第 一 版 ”2008 年 2 月 第 一 次 印刷
印 数 :1 一 3,000 册 ”定价 :38.00 元
ISBN 978-7-112-09754-8
(16418)
版 权 所 有 “翻印 必 究
如 有 印 装 质 量 问题 ， 可 寄 本 社 退 换
【邮政 编码 100037)

《制冷 压缩 机 及 其 应 用 》 是 “中 国 制冷 学 会 制冷 工程 师 继续 教育 系列
丛书 ”之 一 ， 内 容 包括 制冷 压缩 机 的 基础 知识 ， 活 塞 、 滚 动 活塞 、 涡 旋 、
螺杆 、 离 心 等 形式 的 制冷 压缩 机 ， 以 及 制冷 压缩 机 的 选用 、 安 装运 行 与 保
养 维修 ， 基 本 涵盖 了 制冷 压缩 机 技术 的 各 个 方面 。 本 书 以 介绍 制冷 压缩 机
的 “原理 、 构 造 、 特 性 ”为 主 ， 强 调制 冷 压 缩 的 应 用 知识 ， 同 时 重视 产品
“实验 ” “规范 、 标 准 ”， 以 适应 制冷 工程 技术 人 员 对 压缩 机 知识 的 基本
需求 。

本 书 适 用 于 从 事 制 冷 机 械 设备 、 冷 冻 冷 藏 、 冷 藏 运输 以 及 空调 热泵 专
业 的 技术 人 员 阅 读 ， 亦 可 供 相 关 专 业 的 在 校 学 生 参 考 与 自学 使 用 。

x x x

责任 编辑 ， 姚 荣华 ” 张 文 胜
责任 设计 ， 赵 明 霞
责任 校对 : 关 健 王 金 珠

中 国 制 冷 学 会

制冷 专业 工程 师 继续 教育 系列 丛书 编 委 会

主 编 : | 产 启 森 |

副 主编 : 王 如 人 竹 ” 李 连 生 申 江

编 。 委 : (以 姓氏 笔画 排列 )
于 志 强 马 国 远 王 如 狂
何 国 庚 李 百 战 ” 李 先 庭
张 桃 张 小 松 张 秀 平
陈 汝 杰 ” 杨 利 民 赵 之 海
姚 杨 黄 翔 曹 小 林

由 志俊
张 ” 旭
张 建 一

彦 启 森

解 国 珍

序

lls

为 适应 我 国 制冷 行业 的 迅猛 发 展 ， 提 高 国际 竞争 能 力 ， 中 国 制冷 学 会 经 常务 理事 会 讨

“ 论 通过 ， 于 2006 年 4 月 成 立 中 国 制冷 学 会 继续 教育 工作 委员 会 。

继续 教育 工作 委员 会 的 宗旨 是 开展 制冷 专业 技术 人 员 的 继续 教育 ， 促 进 在 职 专业 技术
人 员 知 识 更 新 ， 及 时 掌握 新 知识 、 新 技术 、 新 技能 ， 提 高 在 职 专 业 技术 人 员 的 素质 和 能
力 ， 加 速 制冷 专业 高 层次 技术 人 员 队 伍 的 建设 和 宵 年 人 才 的 培养 。 继 续 教育 工作 委员 会 将
在 调查 研究 我 国 制冷 专业 技术 人 员 继 续 教育 状况 的 基础 上 ， 促 进 高 等 院 校 、 科 研 单位 、 企
业 在 制冷 专业 发 展 与 继续 教育 方面 的 研讨 与 合作 ， 实 施 中 国 制冷 学 会 制冷 专业 技术 人 员 资
格 认证 的 教育 培训 ， 并 举办 高 级 技术 人 员 培 训 班 。

为 实现 上 述 目标 ， 继 续 教育 工作 委员 会 成 立 了 以 彦 启 森 教 授 为 主编 ， 王 如 竹 教 授 、 李
连 生 教授 、 申 江 教授 为 副 主 编 ， 中 国 制冷 学 会 继续 教育 工作 委员 会 全 体委 员 为 编 委 的 制冷
专业 技术 人 员 继 续 教 育 系列 教材 编 委 会 ， 负 责 制 冷 专业 技术 人 员 继 续 教育 系列 教材 的 编写
工作 。

相信 在 广大 编 委 、 作 者 和 读者 的 共同 努力 下 ， 中 国 制冷 学 会 的 继续 教育 工作 会 有 一 个
美好 的 明天 。

制冷 专业 技术 人 员 继 续 教育 系列 教材 编 委 会
2006 年 5 月

前 言

为 构建 我 国 制冷 专业 技术 人 员 终 身 教育 体系 ， 培养 专业 技术 人 员 的 学 习 能 力 、 能
力 和 创新 能 力 ， 提 高 整体 素质 ， 实 现 我 国 制冷 工业 的 可 持续 发 展 ， 中 国 制冷 学 会 组 织 高 等
院 校 、 科 研 院 所 和 生产 一 一 并 专家 ,编写 泛 应 科技 八 民 的 制 光 知 说 体系 的 继 眉 牙痛 系 吕 从
书 。 从 书 对 象 为 广大 从 事 制冷 (包括 : 制冷 机 械 设备 专业 、 冷 藏 冷冻 专业 、 冷 藏 运输 专业
及 空调 热泵 专业 ) 工 作 的 专业 技术 人 员 。

《制冷 压缩 机 及 其 应 用 》 是 制冷 工程 师 继续 教育 系列 从 书 之 一 ， 包 括 制冷 压缩 机 的 基
础 知识 ， 活塞、 滚动 活塞 、 涡 旋 、 螺 杆 、 离 心 等 形式 的 制冷 压缩 机 以 及 制冷 压缩 机 的 选
用 ， 安装 运行 与 保养 维修 等 共计 八 章 ， 基 本 涵盖 了 制冷 压缩 机 技术 的 各 个 方面 。 本 书 以 介

绍 制冷 压缩 机 的 “原理 、 构 造 、 特 性 ”为 主 ， 强 调制 冷 压 缩 的 应 用 知识 ， 同 时 重视 产品
“实验 ”、“ 规 范 、 标 准 ”， 以 适应 制冷 工程 技术 人 员 对 压缩 机 知识 的 基本 需求 。

本 书 由 北京 工业 大 学 马 国 远 教授 组 织 编写 。 参 加 编写 的 成 员 有 ， 北 京 工业 大 学 马 国 远
教授 (第 一 章 第 一 节 一 第 三 节 、 第 六 节 ， 第 二 章 除 大 客车 空调 用 往复 压缩 机 外 的 内 容 ， 第
三 章 ， 第 四 章 ， 第 五 章 第 一 节 一 第 四 节 、 第 六 节 ， 第 六 章 第 三 节 ， 第 七 章 ， 第 八 章 ) ， 西
安 交 通 大 学 张 华 俊 教授 、 陈 伟 硕士 (第 六 章 除 第 三 节 的 内 容 外 );， 开 利 一 冷 工厂 周 雷 博士
《第 五 章 第 五 节 、 第 七 节 ); 北京 工业 大 学 卢 苇 博 十 (第 一 章 第 四 节 、 第 五 节 ); 北京 比 泽 尔
制冷 设备 有 限 公司 史 伟 、 马 杰 工 程 师 等 (第 二 章 第 八 节 大 客车 空调 用 往复 压缩 机 ) 。 全 书 由
马 国 远 教 授 统 稿 。 |

本 书 在 编写 过 程 中 得 到 了 中 国 制 冷 学 会 继续 教育 工作 委员 会 以 及 中 国 制冷 学 会 资格 认
证 委员 会 主任 潘 秋 生 教授 、 荆 华 乾 副 秘 书 长 、 王 从 飞 副 主任 的 大 力 支持 ;北京 工业 大 学 制
冷 与 低温 工程 系 刘 吏 瑞 、 庞 伟 科 、 舒 勇 、 梁 忠 、 田 昕 等 同学 在 本 书 编写 过 程 中 帮助 查阅 、
整理 了 大 量 资料 ， 并 进行 了 大 量 的 文字 处 理工 作 ; 中国 建筑 工业 出 版 社 姚 荣 华 副 编审 为 本
书 及 早出 版 付出 了 辛勤 劳动 。 在 此 ， 对 给 予 编者 大 力 支持 和 帮助 的 各 位 人 士 表示 衷心
感谢 1

座 启 森 先 生生 前 非常 关心 本 书 的 编写 和 出 版 工作 ， 本 书 的 出 版 也 算 了 却 先 生 的 一 桩 遗
愿 ， 并 以 此 祭司 先生 。

由 于 本 书 内 容 涉 及 面 广 ， 并 引信 较 多 新 内 容 ， 如 有 不 足 之 处 ， 晨 请 读者 批评 指正 。

oo 1
第 一 章 基础 知识 本 4
第 一 节 制冷 压缩 机 的 种 类 及 分 类 eee 4
第 二 节 ”工作 循环 nn 8
第 三 节 主要 性 能 参数 及 其 测试 ee 11
第 四 节 ”制冷 剂 与 压缩 机 ，……… nn 21
第 五 节 冷冻 机 油 ee es 30
第 六 节 ” 原 动 机 (eee 上】 36

第 二 章 活塞 压缩 机 ee 于 38
第 一 节 “基本 结构 与 工作 原理 pe 38

第 二 节 ”热力 性 能 ee 40

第 三 节 驱动 机 构 与 气 仙 布置 方式 Wo 44
第 四 节 ”运行 界限 和 运行 的 平衡 虞 pe 48
第 五 节 输 气 量 调 节 、 润 滑 系统 和 安全 保护 ee 50
第 六 节气 闪 ee 57

第 七 节 机 体 部 件 及 振动 、 噪声 1 ee 63

第 八 节 ”典型 产品 及 其 特性 ee nn 69

第 三 章 ”滚动 活塞 压缩 机 nn 88
第 一 节 ”工作 原理 及 特点 ee 上 ott tr 88
第 二 节 ”热力 性 能 pp 90

第 三 节 ”结构 参数 与 结构 设计 pe ee 92
第 四 节 ”典型 产品 及 其 特性 nn 99

第 四 章 ” 涡 旋 压 缩 机 nn 105
第 一 节 ”工作 原理 及 其 特点 ee 105

第 二 节 ” 涡 旋 体型 线 与 工作 容积 ee ee 107
第 三 节 密封 、 防 自转 机 构 与 容量 调节 eeeeeeseseeeseesese 109

第 四 节 ”典型 产品 及 其 特性 ee 上】 112
第 五 章 ”螺杆 压缩 机 Ne 118
第 一 节 基本 结构 及 工作 原理 ee 118
第 二 节 ”结构 参数 与 工作 容积 ee es 120
三 节 ”容量 调节 与 内 容积 比 调节 oeseeeo 和 neste 上 oo 上 ba 123

第 四 节 ，” 机 组 系统 与 经 济 器 流程 eve ee 125
第 五 节 ”典型 产品 及 其 特性 pp 127

第 六 节 ” 单 螺杆 压缩 机 pe 132

第 七 节选 型 及 维护 保养 ppp 137

8 目 录

第 六 章 ”离心 压缩 机 pp 142
第 一 节 工作 原理 与 分 类 ee 143
第 二 节 典型 结构 esos trot oro a ot rt rr tb it it 0. 145
第 三 节 “能量 转换 及 工作 特性 pe 150
第 四 节 工作 循环 与 典型 机 组 oo 155

第 七 章 “ 制冷 压缩 机 应 用 ee bo 170
第 一 节 “压缩 机 的 选用 ee 170

第 八 章 “安装 使 用 与 保养 维修 .ee nn nn 188
第 一 节 “压缩 机 的 安装 ee 188
第 二 节 ”运行 eee i 【上 【i 189
第 三 节 ” 常 抑 故 障 排除 eve 195
第 四 节 检修 202

符号 符号 意义 ”单位 符号 符号 意义 ”单位
A，a 经 验 系数 i 。 气 绽 或 工作 腔 数 量
”B, 5b 经 验 系 数 K 气 包 容积 利用 系数

B， 滑板 厚度 ，m K， 量 热 器 的 漏 热 系数 ，KEW/TC

C ”比热容 ，KJ/Ckg ' K》 工 ” 阴 、 阳 转子 的 长 度 ，m

C。 面积 利用 系数 L。 当量 管 长 ，m

C。 捏 角 系数 / ” 苇 码 至 测 功 电动 机 中 心 距 离 ，m
COP 性 能 系数 ，W/W l。 滑板 径 向 高 度 ，m

c ”相对 余 隙 容积 ; 绝对 速度 ，m/s m ”膨胀 过 程 指数 ; 涡 旋 圈 数

D 气缸 直径 ; 叶轮 外 径 ，m N 压缩 舱室 对 数 ; 压缩 机 轴 扭 矩 ，N . mm
D。 转子 的 算术 平均 直径 ，m n 多方 压缩 指数 ， 转速，r/min
Ds 公称 直径 ，m P，P 涡 旋 节 距 ，m

d 流量 节 流 装置 孔径 ， 管 子 内 径 ， m TT，T 燕 发 温度 ， 开
EER 能 效 比 ，W/ 允 或 Btu/C(W hb) Tat ， 中间 温度 ， 玉

e ”偏心 距 ; 绝对 粗糙 度 ; 回转 半径 ，m 位 ， 下 吸 气 温度 ， 开

Fr 弹簧 力 ，N Ta 压缩 机 的 排 气温 度 ，K
”压缩 机 散热 量 系 数 t ” 涡 旋 体 壁 厚 ，m

fo。 齿 间 面积 ，m? t。 量 热 右 周围 的 平均 环境 温度 ,，'C
G 夸 码 质量 ，kg i。 第 二 制冷 剂 的 饱和 温度 ,人 C

互 ” 气 饶 高 度 ，m ， 才 “压缩 机 排 气压 力 的 饱和 温度 或 露点 温
hh 。” 比 熔 ，J/kg; 涡 旋 体高 ，m 度 , C

Am 流动 损失 ，KJ/kg 如 压缩 机 吸 气 温度 ，C

hx ” 轮 阻 损 失 ，kJ/kg

ha 1kg 气体 流 经 叶轮 叶片 获得 的 理论 能 |
量 涉 ，kJ/kg 工作 容积 ; 行程 容积 ，m

hw jlkg 气体 在 叶轮 中 获得 的 总 能 量 ， 星 轮 刚 封 闭 转 子 齿 权时 的 基 元 容
kJ/kg 积 ，m .

泄漏 速度 ; 圆周 速度 ，mys
结构 容积 损失 ，ms

TA

2 主要 符号 表

符号 符号 意义 ”单位 符号 符号 意义 ”单位

V。 余 隙 容积 ，ms
V; ”内 容积 比
v1，vss 制冷 剂 蒸气 的 实际 比 容 ，m? /kg P， 压缩 机 轴 功 率 ，kW
va 规定 工 况 下 制冷 剂 的 比 容 ，ms/kg pp。 平均 摩擦 压力 ，kPa
za ”了 吸 气 状 态 下 制冷 剂 的 比 容 ，ms/kg Po ” 藻 发 压力 ，MPa
Ww， 叶轮 对 1kg 气体 所 作 的 总 功 ,kJ/kg ”pa 排 气压 力 ，MPa

W， 理论 功 , J pm ”中 间 压 力 ，MPa

W， 实际 循环 指示 功 , IJ - 加 冷凝 压力 ，MPa

w; ”单位 实际 循环 指示 功 ，kJ/kg p。 ” 吸 气 压力 ，MPa

we ”等 蚁 循环 理论 功 ，kJ/kg Q， ”制冷 量 ，kW

wo 单位 理论 压缩 功 ，kJ]/kg Q。 ” 量 热 器 的 漏 热量 ，KEW

ra 单位 实际 压缩 功 ，kJ]/kg Q ， 量 热 器 的 输入 热量 ; 输入 电 加 热 器
w ”相对 速度 ; 流体 流速 ，m/s 的 电功率 ，kW

XX ”制冷 剂 - 油 混 合 物 中 含油 率 Q， ”压缩 机 向 环境 的 散热 量 ，kW
Z 转子 齿 数 ; 位 置 高 度 ，m Q，Q， 压缩 机 排 热量 ，EW

Apa 排 气压 力 损失 ，MPa q。 ”单位 冷凝 放 热量 ，kJ/kg

Ap。 吸 气 压力 损失 ，MPa qom ”单位 质量 制冷 量 ，kJ/kg

Ap ”流量 节 流 装置 前 后 的 压 差 ，Pa gov，qw 单位 容积 制冷 量 ，kJ/m
APser 摩擦 阻力 ，N qm ”理论 质量 输 气量 ，kg/s
APse 局 部 阻力 ，N qm ”实际 质量 输 气量 ，kg/s

APse 管 系 中 的 总 阻力 ，N da ”理论 容积 输 和 气量，msy/s
ARspr 每 米 管 长 的 摩擦 压 降 ，N/m qm ”压缩 机 实际 容积 输 气量 ，ms/s
P 输入 功率 ，kW qm ”冷却 水 质量 流量 ，Kg/s

P。 电动 机 输入 功率 ，kW quw ”冷却 水 量 ，kg/s

P。 轴 功 率 ，kW R 气 负 半径 ,，m; 气体 常数 ，J/ (kg * K)
Pu 电功率 ,kW Re 雷诺 数

P: 指示 功率 ;压缩 机 输入 功率 ，kW ~ ”滚动 活塞 半径 ， 基 圆 半 径 ，m
Pn 摩擦 功率 ，kW S 活塞 行程 ，m

了 P。 等 炉 压 缩 理 论 循环 功率 ，kW Te，T+ 冷凝 温 庆 ， 开

Pua 绝热 指示 功率 ，kEW At ” 气 负 套 冷 却 水 进出 水 温度 差 ，'C

主要 符号 表 ”3

Taa

符号 意义 ”单位

渐 开 线 初始 角 ，rad; 流量 系数

渐 开 线 展 角 ，rad

循环 量 之 比 '

间隙，m

吸 、 排 气相 对 阻力 损失 之 和

压力 比 ; 制冷 系数

流体 通过 流量 节 流 装置 时 的 可 膨胀 性 系数
压缩 机 的 内 压力 比

渐 开 角 ，rad

轴 效率

” 电 效率
指示 效率

机 械 效率
电动 机 的 效率
容积 效率
绝热 效率

办 ， 信 压缩 机 的 等 炳 效率

符号 意义 ”单位

内 容积 比 效率
制冷 剂 的 等 炉 指数
长 径 比 ; 气缸 相对 高 度
密封 系数

压力 系数

温度 系数

容积 系数

回流 系数

.摩擦 阻力 系数

压力 比

蒸气 在 吸 气 管道 中 的 过 热度 ， 开
密度 ，Kgy/ms

名 义 压力 比

冷却 水 带 走 的 热量 占 总 热量 的 比例
局 部 阻力 系数

相对 偏心 距

第 一 章 基 础 知 识

制冷 压缩 机 ， 即 制冷 剂 压缩 机 ， 是 决定 燕 气压 缩 式 制冷 (热泵 ) 系 统 能 力 大 小 的 关键 部
件 ， 对 系统 的 运行 性 能 、 了 噪声 、 振 动 、 维 护 和 使 用 寿命 等 有 着 直接 的 影响 。 压 缩 机 在 系统
中 的 作用 在 于 ; 抽 吸 来 自 蒸 发 器 的 制冷 剂 蒸气 ， 提 高 压力 和 温度 后 将 它 排 向 冷凝 器 ， 并 维
持 制 冷 剂 在 制冷 系统 中 的 不 断 循环 流动 。 由 此 可 见 ， 压 缩 机 相当 于 制 冷 系统 中 的 “心脏 ”。
因此 ， 压 缩 机 常 被 称 为 制冷 系统 的 “主机 ”， 而 换 热 器 、 节 流 元件 等 设备 则 被 称 为
< 辅 机 ”。

压缩 机 ， 无 论 是 在 制冷 系统 还 是 在 热泵 系统 中 ， 它 的 功能 没有 任何 差别 ， 但 是 ， 却 有
一 个 最 根本 的 不 同 ， 那 就 是 各 自 工作 温度 范围 的 不 同 。 如 制冷 系统 是 从 被 冷却 介质 吸 热 而
向 环境 介质 排 热 ， 其 压缩 机 运行 工 况 中 的 蒸发 温度 要 低 于 被 冷却 介质 温度 ,冷凝 温 度 要 高
于 环境 介质 温度 。 对 热泵 系统 ， 以 空气 源 热 泵 为 例 ， 是 从 大 气 吸 热 ， 并 向 温度 较 高 的 温度
区 域 供 热 ， 于 是 ， 其 压缩 机 运行 工 况 中 的 蒸发 温度 要 低 于 大 气温 度 , * 冷 凝 温度 要 高 于 供 热
区 域 的 温度 。 在 表 1-1 和 表 1-2 中 分 别 列 出 了 我 国 小 型 往复 式 制冷 压缩 机 的 名 义工 况 和 美
国 制冷 协会 (ARD 标 准 所 规定 的 热泵 压缩 机 的 名 义工 况 。 正 是 基于 这 一 根本 点 不 同 ， 决 定
了 热 条 用 和 制冷 用 压缩 机 的 各 自 特 点 。 尽 管 如 此 ， 从 原理 上 看 ， 各 类 制冷 剂 压缩 机 都 可 用
于 制冷 机 和 热泵 中 。 因 此 ， 在 本 书 中 ， 用 于 制冷 机 和 热泵 的 压缩 机 均 称 为 制冷 压缩 机 。 但
是 ， 不 同 用 途 的 制冷 压缩 机 必须 根据 各 自 的 运行 工 况 和 条 件 的 差别 作 专门 设计 ,以 保证 在
各 自 应 用 场合 下 工作 的 经 济 性 和 可 靠 性 。 制 冷 机 只 用 于 制冷 ， 而 一 般 热 泵 往往 制 热 、 制 冷
交替 使 用 ， 甚 至 有 的 要 一 边 制 热 ， 一 边 制冷 ， 冷 、 热 量 同 时 加 以 利用 。 因 此 ， 许 多 热泵 用
的 压缩 机 是 对 已 经 成 批 生产 使 用 的 制冷 用 压缩 机 在 其 原 有 结构 工艺 的 基础 上 加 以 改造 而
成 。 在 某 些 场合 下 ，4 只 要 热 友 的 工作 条 件 不 超过 制冷 用 压缩 机 所 规定 的 工作 条 件 ， 则 可 以
直接 采用 一 般 的 制冷 压缩 机 。

第 一 节 ”制冷 压缩 机 的 种 类 及 分 类
根据 制冷 压缩 机 的 工作 原理 、 结 构 和 工作 的 车 发 温度 划分 其 种 类 ， 并 进行 分 类 。

一 、 制 冷 压 缩 机 的 种 类
根据 压缩 制冷 剂 蒸气 的 原理 ， 制 冷 压 缩 机 可 以 分 为 容积 型 和 速度 型 两 大 类 。
1. 容积 型 压缩 机
在 这 类 压缩 机 中 ， _ 定 容积 的 气体 先 被 吸入 到 气缸 里 ， 继而 在 气缸 中 其 容积 被 强制 缩
小 ， 压 力 升 高 ， 当 达到 一 定 压力 时 气体 便 被 强制 地 从 气缸 排出 。 可 见 ， 容 积 型 压缩 机 的
吸 、 排 气 过 程 是 间 歌 进行 的 ， 其 流动 不 是 连续 稳定 的 。
容积 型 压缩 机 按 其 压缩 部 件 的 运动 特点 可 分 为 两 种 形式 ， 活塞 式 和 回转 式 。 而 后 者 又

第 一 节 ”制冷 压缩 机 的 种 类 及 分 类 “5

可 根据 压缩 机 的 结构 特点 分 为 滚动 活塞 、 滑 片 、 螺 杆 、 涡 旋 等 形式 。

2， 速 度 型 压缩 机

在 这 类 压缩 机 中 ， 气 体 压力 的 增长 是 由 气体 的 速度 转化 而 来 ， 即 先 使 吸入 的 气流 获得
一 定 的 高 速 ， 然 后 再 使 之 缓慢 下 来 ， 让 其 动量 转化 为 气体 的 压力 升 高 ， 而 后 排出 。 可 见 ，
速度 型 压缩 机 中 的 压缩 流程 可 以 连续 地 进行 ， 其 流动 是 稳定 的 。 在 制冷 和 热泵 系统 中 用 的
速度 型 压缩 机 几乎 都 是 离心 压缩 机 。

图 1-1 是 制冷 压缩 机 分 类 及 其 结构 示意 简 图 。

制冷 压缩 机

容积 型 速度 型

图 1-1 制冷 压缩 机 的 分 类 和 结构 示意 简 图

二 、 制 冷 压缩 机 的 分 类

1， 按 工作 的 惹 发 温度 范围 分 类

对 于 单 级 制冷 压缩 机 ， 一 般 可 按 其 工作 燕 发 温度 的 范围 分 为 高 温 、 中 温和 低温 压缩
机 ， 但 在 具体 燕 发 温度 范围 的 划分 上 并 不 一 致 ， 目 前 较 习 惯 采用 的 、 大 致 工作 燕 发 温度 的
分 类 范围 为 :

高 温 制 冷 压 缩 机 :一 10 一 0OYC ;

中 温 制 冷 压 缩 机 : 一 15~0%C，

低温 制冷 压缩 机 ， 一 40 一 一 15C 。

2， 按 密封 结构 形式 分 类

制冷 系统 中 的 制冷 剂 是 不 允许 泄漏 的 ， 这 意味 着 系统 中 凡 与 制冷 剂 接 触 的 每 个 部 件 对
外 界 都 是 密封 的 。 根 据 所 采取 的 防 泄漏 方式 和 结构 ， 制 冷 压 缩 机 可 分 为 以 下 三 种 基本
形式 。 | .

(1) 开启 式 压缩 机 ”压缩 机 曲轴 的 功率 输入 端 伸 出 压缩 机 机 体 之 外 ， 再 通过 传动 装置
与 原 动 机 相连 接 。 在 伟 出 部 位 要 用 轴 封 装置 防止 制冷 剂 的 泄漏 。 利 用 这 种 轴 封 装置 将 原 动
机 隔离 于 制冷 剂 系统 之 外 的 压缩 机 形式 称 为 开启 式 压 缩 机 。 通 常 ， 这 种 压缩 机 的 制冷 量 较
大 。 若 原 动 机 是 电动 机 ， 因 它 与 制冷 剂 和 润滑 油 不 接触 而 无 需 具 备 耐 制冷 剂 和 耐 油 的 要
求 。 因 此 ， 开 启 式 压缩 机 可 用 于 以 氨 为 工 质 的 制冷 系统 。

(2) 半 封 闭 式 压缩 机 ”采用 封闭 式 的 结构 ， 把 电动 机 和 压缩 机 连 成 一 个 整体 ， 装 在 同
一 机 体内 共用 一 根 主轴 ， 因 而 可 以 取消 开启 式 压 缩 机 中 的 轴 封 装置 ， 避 免 了 由 此 产生 泄漏

6 第 一 章 基础 知 识

的 可 能 性 。 这 样 ， 它 的 电动 机 室内 充 有 制冷 剂 和 润滑 油 。 这 种 与 制冷 剂 和 润滑 油 相 接 触 的
电动 机 被 称 为 内 置 电动 机 ， 其 所 用 材料 必须 与 制冷 剂 和 润滑 油 相 容 共处 。 半 封闭 式 压 缩 机
的 另 一 特点 是 在 其 机 体 上 的 各 种 端 盖 都 是 用 垫 片 和 螺栓 拧 牢 压 紧 来 防 上 泄漏， 因而 压缩 机
内 的 零 部 件 易于 拆卸 、 修 理 和 更 换 。 半 封闭 式 压 缩 机 的 制冷 量 一 般 居中 等 水 平 。

《3) 全 封闭 式 压缩 机 ”全 封闭 式 压 缩 机 也 像 半 封闭 式 一 样 ， 把 电动 机 和 压缩 机 连 成 一
整体 ， 共 用 一 根 主 轴 ， 它 与 半 封 闭 式 压 缩 机 的 差异 在 于 ， 连 接 在 一 起 的 压缩 机 和 电动 机 组
安装 在 一 个 密闭 的 薄 壁 机 这 中 ,机 壳 最 后 焊接 成 一 体 ， 这 样 既 取 消 了 轴 封 装置 ， 又 大 大 减
轻 和 缩小 了 整个 压缩 机 的 尺寸 和 重量 。 露 在 机 壳 外 表 的 只 焊 有 吸 排 气管 、 工 艺 管 及 其 他
《如 喷 液 管 ) 必 要 的 管道 、 输 入 电源 接线 柱 和 压缩 机 支架 等 。 由 于 整个 压缩 机 电动 机 组 是 装
在 一 个 不 能 拆 开 的 密封 机 帝 中 ， 不 易 打 开 进 行内 部 修理 ， 因 而 要 求 这 类 压缩 机 的 使 用 可 靠
性 高 、 寿 命 长 ， 对 整个 制冷 系统 的 安装 要 求 也 高 ， 这 种 全 封闭 结构 形式 一 般 用 于 大 批量 生
产 的 小 容量 制冷 压缩 机 中 。 ，

三 、 应 用 范围
图 1-2 表示 了 目前 各 类 压缩 机 的 大 致 应 用 范围 及 其 制冷 量 大 小 ， 下 面 将 分 别 介绍 各 类
压缩 机 的 应 用 及 发 展 概况 。

各 宇 安 业 制 ; yy
汽车 空调 。 寄 因 汇 靖 。。 窗 式 空调 器 住家 案 间 器 确 纲 涛 大 型 空间
分 马力 200kW(50RD
往复 式
分 马力 10kW(3R1)
转子 式
SkW(1.5Rt) 70kWCORH
涡 旋 式 ,
150kW(40RH 1500kW(400RH)
螺杆 式

350kW(100Rt) 以 上
离心 式
图 1-2 各 类 压缩 机 的 应 用 及 容量 范围

[i

1. 活 赛 压缩 机

活塞 压缩 机 迄今 还 是 应 用 最 广泛 的 一 种 机 型 ， 尽 管 它 的 市 场 份额 已 被 其 他 形式 的 压缩
机 占 去 一 部 分 ， 这 是 因为 后 者 具有 比 活塞 压缩 机 更 好 的 可 靠 性 、 容 积 效率 、 压 力 稳定 等 性
能 。 因 此 ， 可 以 预料 ， 除 了 在 小 容量 的 应 用 场合 ,活塞 压缩 机 还 会 继续 失去 其 占有 的 市
场 。 尽 管 刀 此 ， 它 仍 在 采用 新 技术 来 力 保 自身 的 市 场 范围 ， 其 方法 是 应 用 热力 学 和 流体 力
学 的 新 成 果 ， 采 取 计 算 机 辅助 设计 的 手段 使 压缩 机 的 设计 、 气 阔 的 改进 等 方面 更 为 合理 ，
对 其 整体 性 能 的 预测 更 加 精确 。 目 前 ， 其 性 能 系数 约 为 2 一 2.5W/ 丽 (制冷 ) 和 2.9~
3.4W/W( 空 调 )。

2、 滚动 活塞 制冷 压缩 机

这 类 压缩 机 广泛 应 用 于 家 用 电 冰 箱 和 空调 器 中 。 它 从 结构 上 看 主要 是 因为 不 需 用 吸 气
悦 而 显得 可 靠 性 更 高 。 同 样 的 原因 亦 使 它 适 用 于 变速 运行 ， 在 家 用 空调 器 中 其 变速 比 可 达

第 一 节 ”制冷 压缩 视 的 种 类 及 分 类 7

10 : 1( 从 10~15Hz 到 100 一 150Hz) 。 机 器 的 零 部 件 少 、 尺 十 紧 痰 、 重 量 轻 也 是 它 的 优
点 。 但 是 也 有 其 受 限制 的 一 面 ， 即 这 种 压缩 机 一 旦 在 其 轴承 、 主 轴 、 滚 动 活塞 或 是 滑板 处
发 生 磨损 ， 间 隙 增 大 ， 会 对 其 性 能 产生 较 明 显 的 不 良 影 响 ， 因 而 它 通常 用 于 在 工厂 中 整体
装配 的 冰箱 、 空 调 器 中 ， 因 为 这 样 可 以 使 系统 内 具有 较 高 的 清洁 度 。 滚 动 活塞 压缩 机 有 单
和 氏 和 双 包 两 种 典型 结构 。 其 性 能 系数 可 达 2. 9W/W( 制 冷 ) 和 3. 4W/W( 制 热 )。

3. 涡 旋 压缩 机

数控 加 工 技术 的 发 展 使 涡 旋 压 缩 机 得 以 制 成 并 进入 市 场 。 随 着 生产 率 和 产量 的 不 断 提
高 ， 这 类 压缩 机 的 价格 更 具有 竞争 力 。 尽 管 它 需 要 有 一 平 动 传动 机 构 而 使 其 结构 有 所 复杂
化 ， 但 它 却 上 共有 很 多 潜在 的 技术 优势 。 例 如 ， 机 器 中 没有 吸 气 阀 ， 从 而 提高 了 其 可 靠 性 ，
转速 变化 范围 可 增 大 ; 动力 平衡 性 较 好 ， 轴 的 扭矩 较 均匀 ， 压 力 波动 小 以 及 较 小 的 振动 和
噪声 。 进 一 步 看 其 性 能 特点 ， 涡 旋 压 缩 机 的 容积 效率 在 给 定 的 吸 气 条 件 下 几乎 与 工 况 的 压
为 比 无 关 ， 这 是 因为 它 没有 如 活塞 压缩 机 的 余 阶 容积 损失 的 缘故 。 这 种 特性 使 它 在 制冷 、
空调 和 热泵 应 用 场合 中 比 活塞 压缩 机 更 具有 优势 。

在 制冷 应 用 中 ， 涡 旋 压 缩 机 可 以 用 较 小 的 压缩 机 工作 容积 在 很 低 的 蒸发 温度 和 较 高 的 压
力 比 下 提供 足够 的 制冷 剂 流量 ， 这 样 ， 压 缩 机 用 同一 电动 机 可 在 更 宽广 的 工 况 下 高 效率 地 工
作 。 同 理 ， 在 热泵 应 用 中 ， 在 环境 气温 低 及 压力 比 高 的 情况 下 ， 压 缩 机 具有 较 高 的 制 热能
力 。 在 空调 应 用 中 ， 亦 会 在 宽广 的 环境 气温 下 ， 减 轻 电动 机 的 负荷 ， 提 高 了 系统 的 总 效率 。

采用 了 柔性 传动 机 构 后 可 使 其 耐 液体 压缩 和 杂质 侵 人 的 能 力 有 所 加 强 ， 不 致 产生 过 大
的 性 能 损失 或 失效 。 轴 承 和 其 他 部 件 的 磨损 几乎 对 压缩 机 的 性 能 影响 很 小 ， 工 作 可 靠 性 提
高 。 涡 旋 压 缩 机 的 发 展 在 于 扩大 其 制冷 量 范围 ， 特 别 是 在 做 成 小 制冷 量 的 机 型 ， 提 高 效
率 ， 使 用 替代 工 质 和 降低 制造 成 本 等 方面 。

4. 螺杆 压缩 机

随 着 近年 来 螺杆 压缩 机 工作 可 靠 性 的 不 断 改 进 ， 使 之 在 中 等 制冷 量 范围 内 的 制冷 空调
应 用 中 ， 尽 管 其 价格 较 高 ， 还 是 得 到 较 普 遍 的 应 用 ; 它 已 开始 取代 一 些 较 大 的 活塞 压缩 机
(小 至 50KW， 甚 至 更 小 些 )， 同 时 也 取代 了 一 些 中 等 冷 量 的 离心 压缩 机 (大 至 1500kW)，。
它 之 所 以 能 进 和 人 原来 一 直 由 离心 压缩 机 主宰 的 领域 (350 一 1500kW) 是 由 于 其 部 分 负荷 时
的 良好 性 能 ， 其 效率 一 般 可 高 出 8% 一 10%; 并 且 没 有 离心 压缩 机 所 特有 的 器 振 问 题 。 在
原来 活塞 压缩 机 所 主宰 的 较 小 冷 量 范围 内 (750kW 以 下 )， 螺 杆 压缩 机 是 以 其 较 高 的 可 靠
性 和 效率 才 成 功 地 跻身 其 中 ， 这 是 因为 其 装配 零 部 件 少 ， 螺 杆 新 型 线 的 开发 以 及 螺杆 加 工
精度 的 提高 。 另 外 ， 它 还 有 尺寸 小 、 重 量 轻 和 易于 维护 保养 的 优点 。

螺杆 压缩 机 的 两 种 基本 形式 中 ， 双 螺杆 压缩 机 受到 青睐 。 但 在 欧洲 ， 使 用 较 多 的 还 是
单 螺杆 压缩 机 。

5， 离心 压缩 机

离心 压缩 机 目前 在 大 冷 量 范围 内 (大 于 1500kW) 仍 保持 优势 ， 这 主要 受益 于 在 这 个 冷
量 范 围 内 ， 它 具有 无 可 比拟 的 系统 总 效率 。 离 心 压 缩 机 的 运动 零件 少 而 简单 ， 且 其 制造 精
度 要 比 螺杆 压缩 机 低 得 多 ， 这 些 都 带 来 制造 费用 相对 低 且 可 靠 的 特点 。 此 外 ， 大 型 离心 压 “
缩 机 如 应 用 在 工作 压力 变化 范围 狭小 的 场合 中 ， 可 以 避 开 由 嘴 振 所 带 来 的 问题 。

离心 压缩 机 自 1993 年 就 开始 根据 CFCs 替代 的 需要 进行 着 重新 设计 ， 以 使 其 热力 和
气动 力 性 能 得 到 更 好 地 改善 。 目 前 ， 在 美国 和 日 本 已 有 很 多 离心 压缩 机 用 HCFC-123 替

8 第 一 章 基 础 知 识

代 原 来 的 CFC-11。 但 HCFC 的 使 用 终究 不 是 长 久之 计 ， 因 而 已 有 很 多 离心 压缩 机 的 工 质
替代 转向 从 HCFC-22 置换 为 HFC-134a， 其 制冷 量 范围 为 90 一 1250kW。

第 二 节 工 作 循环

一 、 理 论 循环

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 的
单机 功率 可 以 从 几 十 瓦 到 几 千 千瓦 。 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 。 因 此 ， 首 先 对 此 部 分 作 必要 的 阐述 。

容积 型 压缩 机 中 ， 往 复 压 缩 机 是 最 常见 的 一 种 ， 其 压缩 理论 最 易于 理解 和 接受 ， 对 往
复 压 缩 机 基础 理论 的 剖析 大 多 数 适 用 于 其 他 容积 型 回转 压缩 机 。 因 此 ， 以 往复 压缩 机 作为
` 典型 来 讨论 其 理论 循环 。

1. 工作 容积 与 理论 输 气 量

在 工程 热力 学 中 ,已 经 讨论 过 单 级 往复 压缩 机 的 理论 循环 ， 它 排除 了 在 其 他 实际 循环
中 所 不 可 避免 的 容积 损失 ， 质 量 损失 和 其 他 各 类 不 可 逆 损 失 。 从 理论 循环 的 分 析 中 可 以 找
到 一 些 基本 热力 参数 间 的 关系 、 提 高 循环 指标 的 基本 途径 以 及 确定 循环 的 极限 指标 ， 用 来
评价 压缩 机 实际 循环 的 完善 程度 。

衡量 压缩 机 最 主要 的 两 个 性 能 指标 是 其 输 气 量 和 功率 消耗 ， 总 是 要 求 以 最 小 的 功率 输
人 获取 更 多 的 输 气 量 。 对 制冷 压缩 机 而 言 ， 在 给 定 工 况 下 的 输 气量 大 小 是 与 其 制冷 量 大 小
直接 相关 的 。

(1) 工作 容积 与 排 量

容积 型 压缩 机 中 ， 直 接 用 来 压缩 气体 的 腔 室 称 为 工作 腔 。 活 塞 压 缩 机 中 ， 工 作 腔 即 气
氏 ; 而 回转 压缩 机 中 ， 可 能 有 若干 个 工作 腔 轮流 或 同时 工作 。 工 作 容积 是 指 工作 腔 中 实际
用 来 处 理气 体 的 那 部 分 容积 ， 用 V, 表示 ， 例 如 活塞 压缩 机 中 活塞 所 扫 过 的 那 部 分 容积 。

压缩 机 在 主轴 一 转 中 所 形成 的 总 工作 容积 称 为 排 量 ， 单 位 为 cm/r 或 ma/r。 对 给 定
的 压缩 机 而 言 ， 排 量 是 不 变 的 ， 它 能 比较 准确 地 反映 压缩 机 的 大 小 ， 故 越 来 越 多 的 压缩
机 ， 尤 其 是 小 型 制冷 和 空调 用 压缩 机 ， 都 用 排 量 来 表示 其 容量 大 小 。

(2) 往复 压缩 机 的 理论 输 气 量 ph

从 图 1-3 可 知 ， 每 一 循环 从 一 个 直径 为 D， 活
塞 行 程 为 S 的 气缸 中 排出 的 气体 容积 ， 如 其 余 阶 容
积 为 零 ， 即 排 气 行程 结束 时 的 气缸 中 容积 为 零 ， 则
按压 缩 机 进口 处 吸 气 状态 计算 ， 等 于 活塞 移动 一 个
行程 所 扫 过 的 气缸 工作 容积 V, Cm )。

.V.=4D’S (1-1)
式 中 吃 一 一 气 包 直径，m;
5S 一 一 活塞 行程 ， Iino

压缩 机 的 输 气量 有 容积 输 气量 和 质量 输 气 量 之 。 图 1-3 单 级 往复 压缩 机 的 理论 循环

第 二 节 工作 循环 9

分 。 理 论 容积 输 气量 或 称 理论 排 晤 Cm’ /h)， 是 指 压 缩 机 按理 论 循环 工作 时 ， 在 单位 时 间
内 所 能 供给 的 ， 按 进口 吸 气 状态 换算 的 气体 容积 。
gu =60inV,=47. 12inSD? (1-2)
式 中 i 一 一 压缩 机 的 气 饶 数 ;
7 一 一 压缩 机 的 名 义 转速 ，r/min。
于 是 ， 压 缩 机 的 理论 质量 输 气量 gm (kg/h) 为 ;

2
gn = 12inSD (1-3)

Us Ug
式 中 ”vw 一 一 进 气 口 处 吸 气 状态 下 气体 的 比 容 ，m’ /kg。
2， 压缩 功 与 功率
压缩 机 一 个 气 红 完成 一 个 理论 循环 所 消耗 的 理论 功 W1(]) 可 从 p-V 示 功 图 的 面积
qa-b-c-d( 图 1-3) 求 得 ， 令 活塞 对 气体 所 作 的 功 为 正 值 ， 则 :
W,.= | Vdap (1-4)
本 ,的 值 还 取决 于 压缩 过 程 c-2 的 热力 过 程 特征 。 对 于 制冷 压缩 机 ， 它 的 工 质 一 般
部 生 贞 生源 全 全 各 压力 高 时 即 趋 于 馅 和。 因此， 通常 取 a-b 为 等 粹 压缩 过 程 的
论 循环 功 为 制冷 压缩 机 的 理论 功 Ws(J)。 从 热力 学 已 知 ， 对 于 理想 气体 .

Ws= pyoVs < (sc 一 1 ) (1-5)

式 中 ee 一 pw /pa 一 一 压力 比 ;
pn、pu 一 一 压缩 机 的 进口 处 吸 气 飞 压力 和 出 口 处 排 所 压力 ，Pa;
” k 一 制冷 剂 的 等 凡 指数 。
或 是 对 理想 气体 和 实际 气体 :

Wi = qm har —hs) (1-6)
式 中 “Po 、hu 一 一 制冷 剂 在 吸 气 和 排 气 状态 下 的 比 炊 ，KJ/kg。
于 是 ， 压 缩 机 所 消耗 的 理论 功率 PCkW ) 为 ，

P,.= inW,,

60X 1000

(1-7)

二 、 实 际 循环

现实 中 ， 理 论 循环 始终 是 不 可 能 实现 的 ， 许 多 不 可 避免 的 损失 使 压缩 机 的 实际 性 能 偏
离 了 理想 状况 ， 其 结果 是 输 气 量 的 减少 和 功率 消耗 的 增加 。 在 以 下 所 述 的 全 部 或 部 分 因素
会 对 不 同 的 容积 型 压缩 机 的 性 能 产生 较 大 的 影响 。 具 体 情况 如 下 :

《1) 压缩 机 中 的 压力 降 。 包 括 通过 吸 、 排 气 截止 头 的 压力 降 ; 通过 吸 气 过 滤器 的 压力
降 ; 通过 内 置 电 动机 的 压力 隆 ( 封 闭 式 压缩 机 中 ); 流 过 吸 、 排 气管 道 和 室 腔 的 压力 降 ; 通
过 吸 、 排 民风 和 站 乱 的 压力 降 ， 通 过 内 部 消 志 玫 的 压力 降 ， 通 过 内 部 分 油 锅 的 压力 降 ， 通
过 单 向 阀 的 压力 降 等 。

(2) 制冷 剂 的 受热 。 包括 从 内 守 电 动机 胡 攻 (封闭 式 压 缩 宙 中 与 压缩 机 中 各 种 零 部
件 的 热 交 换 ; 吸收 从 摩擦 损耗 所 转换 的 热量 如 润滑 油 等 。

《3) 气 闪 运 动 规律 不 完善 带 来 的 效率 下 降 。

10 第 一 章 基 础 知识

(4) 制冷 剂 泄漏 的 影响 。

(5) 再 膨胀 的 影响 。 在 实际 的 压缩 机 由， 特别 是 往复 压缩 机 中 ， 在 排 气 的 终了 ， 气 饶
中 免不了 会 在 其 余 隙 容积 中 残留 下 一 些 高 温 高 压气 体 ， 这 些 气体 会 在 吸 气 过 程 中 在 气缸 里
再 膨胀 ,减少 了 气 入 工作 容积 的 有 效 吸 气 容积 。

(6) 压缩 过 程 偏 离 等 炉 过 程 。 由 于 压缩 机 内 部 流动 阻力 、 机 械 摩 控 和 热 交 换 的 存在 ，
压缩 过 程 并 不 是 等 箭 绝热 过 程 而 是 多 变 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 。

(9) 压缩 机 的 机 械 摩 擦 损失 和 内 置 电 动机 (封闭 式 压缩 机 ) 的 电动 机 损失 。

三 、 过 压缩 与 欠 压 缩

在 容积 比 固定 ( 即 吸 、 排 气 开 始 的 位 置 是 固定 的 ， 具有 强制 吸 、 排 气 的 特征 ) 的 容积 型
压缩 机 中 ， 如 滑 片 、 螺 杆 和 涡 旋 压缩 机 ， 在 工作 中 会 出 现 过 压缩 和 和 欠 压 缩 的 压缩 过 程 。

内 容积 比 Vi 是 指 这 类 压缩 机 中 吸 气 终了 、 压 缩 刚 要 开始 时 的 工作 容积 Vs 与 压缩 终
了 、 刚 要 开始 打开 排 气 口 时 的 工作 容积 Vo. 闻 的 比例 关系 ， 即 ，

Vi=Vos /Vo {1-8)
根据 此 内 容积 比 ， 必 然 存在 压缩 机 的 内 压力 比 si:
zs C VY。 S ” nn
op ( 交 ) =(V) (1-9)

式 中 一 一 压缩 过 程 的 多 变 指 数 ;
Dws、poe 一 一 吸 气 终了 和 压缩 终了 时 气 氏 中 的 压力 。
当 工 作 容 积 中 的 Ps. 大 于 制冷 系统 中 的 排 气 压力 Pa， 即 这 时 压缩 机 的 内 压力 比 s 大
于 系统 运行 中 的 压力 比 e 一 par/pwo， 则 压缩 机 中 的 压缩 过 程 发 生 过 压缩 ， 在 P-V 示 功 图 上
如 图 1-4Ca) 所 示 。 被 压缩 至 压力 为 epw 的 气体 在 排 气 口 打开 时 冲 出 排 气 口 ， 气 包工 作 容
积 中 的 压力 迅速 下 降 到 pa， 其 余 气 体 就 在 此 压力 下 向 外 排出 。 从 ss 膨胀 到 pa 可 以 视
为 等 容 过 程 ， 所 增加 的 额外 功 耗 由 图 1-4(a) 中 阴影 面积 表示 。

Pp

P pr
EDso Eipy
Pax
Pso Pa
0 WV ps 0 Vs py
CYS "i Sys Cys iri Cys

四 (6)
图 1-4 压缩 机 中 发 生 过 压缩 和 欠 压 缩 时 的 P-V 图
(a) 过 压缩 ; (5) 欠 压缩
相反 ， 当 Ps 小 于 Pa 时 ， 即 系统 的 压力 比 e 大 于 内 压力 比 e; 时 ， 压 缩 机 中 的 压缩 过
程 便 发 生 欠 压缩 ， 其 P-V 图 如 图 1-4(5) 所 示 。 当 排 气 口 被 打开 时 ， 在 排 气 管道 内 压 为 为
Pa 的 气体 经 过 排 气 口 迅速 冲 信 气 饶 工作 容积 中 ,使 其 中 的 压力 从 espw 突 然 上 升 到 Pa，
然后 气缸 中 的 所 有 气体 就 在 此 压力 下 被 挤 出 排 气 口 ， 进 入 排 气 管道 。 从 eipw 升 高 到 Pa 可

第 三 节 主要 性 能 参数 及 其 测试 11

看 作 等 容 过 程 ， 所 增加 的 功 耗 由 图 1-4(5) 上 的 阴影 面积 所 表示 。
假定 压缩 过 程 是 多 变 过 程 ， 则 上 述 两 种 情况 中 每 一 循环 所 消耗 的 指示 功 为 ，
zoVo [eT 一 1].] tpoVo 7
而 对 于 不 存在 过 压缩 和 欠 压 缩 的 情况 ， 即 e 一 e;， 则 所 消耗 的 指示 功 为 ;
poVosr ET Le —1]
上 述 两 项 指示 功 之 比 被 称 为 内 容积 比 效率 7::
n 21
[Le 一 1]
加 一 一 一 - (1-10)
7 一 (V 和 一 1 十 (e 一 WAV
它 是 用 以 衡量 具有 固定 内 容积 比 的 压缩 机 ， 在 其 内 压力 比 e 不 等 于 系统 的 压力 比 e 的
情况 下 工作 时 ， 额 外 功 耗损 失 的 程度 。 图 1.5 表示 了 当 一 1. 15 时 、 加 在 不 同 的 内 容积 比
值 下 随 压力 比 s 的 变化 曲线 。 从 图 上 不 难 发 现 ， 当 V; 达到 某 定 值 时 ，e>>e 时 的 加 下 降 速
. 度 就 不 会 像 。<e; 时 那么 快 。 实 际 上 ， 压 缩 机 在 运行 中 工 况 总 是 或 多 或 少 地 在 变化 着 ， 系
统 的 s 不 可 能 总 是 等 于 s;。 因 此 ， 根 据 以 上 的 理论 分 析 ， 对 于 具有 固定 内 容积 比 的 压缩
机 ， 选 用 一 内 容积 比 V 使 其 内 压力 的 6; 略 低 于 系统 运行 的 平均 压力 比 是 较 适 合 的 。

EF2.22 EF3.54 EF4.92 EF6.37

1.0

内 容积 比 效率 /nw

系统 压力 比 e=pax/pso
图 1-5 不 同 的 内 容积 比 情况 下 内 容积 比 效率 因 随 系统 压力 比 s 的 变化

第 三 节 ”主要 性 能 参数 及 其 测试

一 、 主 要 性 能 参数

制冷 压缩 机 的 实际 性 能 ， 必 然 与 按照 压缩 机 理论 工作 循环 所 得 的 理想 性 能 存在 着 差
距 ， 为 此 常用 以 下 主要 的 性 能 参数 来 表征 压缩 机 的 实际 性 能 。

1. 输 气 量

理论 容积 输 气量 g“ 的 计算 见 式 (1-2) 。

在 一 定 工 况 下 ， 单 位 时 间 内 由 吸 气 端 输送 到 排 气 端的 气体 容积 ， 并 按照 吸 气 状态 的 容
积 计算 ， 称 为 该 工 况 下 的 压缩 机 实际 容积 输 气 量 ， 用 q。 表 示 ， 即 ，

qu 一 人 9/3600 (1-11)

了 2 第 一 章 基础 知 识

式 中 六 容积 效率 。
单位 时 间 内 由 吸 气 端 输送 到 排 气 端的 气体 质量 称 为 质量 输 气 量 ， 用 om 表 示 ， 于 是 ，
go 一 人 (1-12)
式 中 vw 一 一 吸 气 状态 下 制冷 剂 的 比 容 ，m’ /kg。
2. 容积 效率

压缩 机 的 容积 效率 是 实际 输 气量 与 理论 输 气 量 的 比值 ， 它 用 以 衡量 容积 型 压缩 机
的 气 氏 工作 容积 的 有 效 利用 程度 。 即 :
太一 2 一 人 (1-13)
3， 制 冷 量 与 制 热 量
制冷 压缩 机 是 作为 制冷 机 中 一 重要 组 成 部 分 与 系统 中 其 他 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 一 一 制冷 量 @& 来 表示 ， 单 位 为 kW， 它 是 制冷 压缩 机 的 重要 性 能 指标 之 一 。
. Co 一 gmagom 一 qqov (1-14)
式 中 ”qim 一 一 制冷 剂 在 给 定制 冷 工 况 下 的 单位 质量 制冷 量 ，kJ/Kkg;
gov 制冷 剂 在 给 定制 冷 工 况 下 的 单位 容积 制冷 量 ，kKJ/mi。

表 1-1 列 出 了 我 国有 关 国 家 标准 所 规定 的 不 同形 式 单 级 小 型 活塞 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 。

小 型 活塞 制冷 压缩 机 的 名 义工 况 表 1-1

小 型 开启 式 和 半 封 闭 式 全 封闭 式
(GB 10871 一 89) (GB 10079 一 88)

高 温 | 中 温 低 温 高 温 低 温
R12, R22, R502 | R12, R22| R12, R22, R502 R12

全 封闭 式 冰 箱 压 缩 机

压缩 机 形式 (GB 9098 一 96)

制冷 齐
吸入 压力 的 饱和 温度 人 CC)
吸入 温度 GCC) 18 18 5
排 气 压力 的 饱和 温度 CC)
制冷 剂 液体 过 冷 度 (C)

环境 温度 CC) 30 士 5

制 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 。

从 图 1-6Ca) 所 示 的 实际 制冷 循环 或
热泵 循环 p-h 图 可 见 ， 压 缩 机 在 一 定 工 图 1-6 压缩 机 的 排 热量 和 能 量 平衡
况 下 的 排 热 量 Q 为 : (az 图 ; (功能 量 平衡

15 32. 2

Gma hy

(2)

第 三 节 主要 性 能 参数 及 其 测试 “13

Oh 一 Goa (hz—hs )= gmaL (hi 一 请) 十 (h, —hi )]= gq, 90m + qe (hs CO—h1) = 十 qm (hs—hi)
: (1-15)

式 中 ” 户 一 一 压缩 机 进口 处 的 工 质 比 炊 ，KJ/kg;
户 一 一 压缩 机 出 口 处 的 工 质 比 妈 ， 匡 /kg;
hi 一 一 冷凝 器 出 口 处 的 工 质 比 炊 ，K]/kg;
东 发 器 进口 处 的 工 质 比 和 ，kJ/kg。
从 图 1-6(6) 的 压缩 机 的 能 量 平衡 关系 图 上 不 难 发 现
qma hs—hi)=Pau—Q, 《1-16)

式 中 Pg 压缩 机 的 输入 功率 ，kW ;
压缩 机 向 环境 的 散热 量 ，kW。
于 是 可 得 ;
QQ = 二 Pau—Q = tfPa (1-17)
式 中 J 二 1 一 Q:/Pu。 考 虑 到 压缩 机 散热 量 的 系数 ， 对 于 小 型 机 组 二 0. 75; 大 型 机 组
太一 0. 9。
表 1-2 列 出 美国 制冷 协会 ARI 520 一 85 标准 所 规定 的 热泵 用 压缩 机 的 名 义工 况 。
热泵 用 压缩 机 的 名 义工 况 (ARI 520 一 85， 环 境 温度 为 35C) 表 1-2

冷凝 温度 (C》 吸 气 温度 ('C》 液体 过 冷 温度 (CC)

空气 源 ( 制 冷 ) ，
空气 源 ( 高 温 制 热 》
空气 源 (低温 制 热 ) ，
水 源 ( 制 冷 和 制 热 )

4. 功率 与 效率

C1) 指示 功率 和 指示 效率

直接 用 于 完成 气缸 中 工作 循环 所 消耗 的 功 称 为 指示 切 。 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 P;:， 即 :

Pi 一 imW:/60 (kW) (1-18)
式 中 i 一 一 气 饶 或 工作 腔 的 数量 ;
?一 一 压缩 机 的 名 义 转速 ，r mini
Wi 一 一 每 一 气 饶 或 工作 腔 的 实际 循环 指示 功 ，kJ。
指示 效率 六 是 指 压缩 1kg 工 质 所 需 的 等 炉 循 环 理 伦 功 we (单位 为 JJ/kg) 与 实际 循
环 指示 功 wa( 蛙 位 为 J/kg) 之 比 ， 用 以 评价 压缩 机 气 纪 或 工作 腔 内 部 热力 过 程 完成 的 完
善 程度 。

一 .19)

式 中 P。 一 一 压缩 机 按 等 炉 压缩 理论 循环 工作 所 需 功 率 , kW。
《2) 轴 功 率 、 轴 效率 和 机 械 效率 ，
由 原 动 机 传 到 压缩 机 主轴 上 的 功率 称 为 轴 功 率 P.， 单 位 为 kW， 它 的 一 部 分 ， 即 指示
功率 P; ， 直 接 用 于 完成 压缩 机 的 工作 循环 ; 另 一 部 分 ， 即 摩擦 功率 Pu (单位 为 kW)， 用

J4 第 一 章 基 础 知识

于 克服 压缩 机 中 各 运动 部 件 的 摩擦 阻 力 和 驱动 附属 的 设备 ， 如 润滑 用 液压 泵 等 。
. P.=P;+P, (1-20)
轴 效 率 np 是 等 炉 压 缩 理论 功率 与 轴 功 率 之 比 ， 用 它 可 以 评定 主轴 输入 功率 的 利用 完
善 程度 ， 较 适用 于 开启 式 压 缩 机 。

%=Ps/P.。 (1-21)
机 械 效率 加 是 指示 功率 和 轴 功 率 之 比 ， 用 它 可 以 评定 压缩 机 摩擦 损耗 的 大 小 程度 。

mm = Pi/P. (1-22)
由 式 (1-19)、(1-21) 和 式 (1-22) 可 得 ， :
从 一 六 7m (1-23)
(3) 电功率 和 电 效 率 :
输入 电动 机 的 功率 就 是 压缩 机 所 消耗 的 电功率 Pa， 单位 为 kW。 电 效率 w 是 等 炉 压

缩 理 ? 功率 与 电功率 之 比 ， 它 用 于 评定 利用 电动 机 输入 功率 的 完善 程度 ，
P' /Pa (1-24)
对 于 封闭 式 制冷 压缩 机 ， 其 电动 机 转子 直接 装 在 压缩 机 的 主轴 上 ， 所 以 电 效率 对 它 较
为 适用 ， .
| Yel = Wm Yeo | | (1-25)
式 中

5. 性 能 系数 与 能 效 比

为 了 最 终 衡量 制冷 压缩 机 的 动力 经 济 性 ， 采 用 性 能 系数 COP CCoefficient of perform-
ance) ， 它 是 在 一 定 工 况 下 制冷 压缩 机 的 制冷 量 与 所 消耗 功率 之 比 。 对 于 开局 式 压缩 机 ，
其 性 能 系数 COP.( 单 位 为 W/W) 为 :

COP.=Q,/P,。 (1-26)
对 于 封闭 式 压缩 机 ， 其 性 能 系数 为 ，
COP. 一 Qu/ Pu 、 (1-27)

性 能 系数 也 有 另 一 种 名 称 ， 即 单位 输入 功率 制冷 量 ， 其 定义 相同 。
对 于 封闭 式 制冷 压缩 机 ， 性 能 系数 还 有 另 一 种 表达 形式 一 一 能 效 比 EER (Energy
Efficiency Ratio) ， 其 单位 为 W/W 或 Btu/(W，h)， 使 用 时 要 注意 其 单位 。
6. 排 气 温度 |
压缩 机 的 排 气温 度 Tu 可 由 下 式 确 定 ，
Ts=T,(e(lt6)) "Dh (1-28)
式 中 入 交 了 好 度 CC,

。 压力 比 ，
全 一 一 豚 、 排 气相 对 阻力 损失 。
排 气 温度 Tu 对 于 不 同 的 工 质 有 一 定 的 限制 ， 如 NHs ，R22，R502 等 工 质 应 低 于
150C ， 对 于 R134a，R12 应 低 于 130"C 。 .
由 计算 公式 可 以 看 出 ， 吸 气 终了 温度 T, 过 高 、 压 力 比 过 大 、 吸 排 气 阻力 大 、 多 方 指
数 大 、 都 会 使 排 气 温度 增高 。

第 三 节 主要 性 能 参数 及 其 测试 15

全

二 、 性 能 测试

1. 性 能 试验 方法

容积 式 制 冷 压缩 机 性 能 试验 方法 CGB/T 5773)， 是 测量 压缩 机 性 能 的 依据 。GB/T
5773 对 测量 方法 和 过 程 都 有 详细 的 规定 ， 压 缩 机 性 能 试验 包括 主要 试验 和 校 核 试 验 ， 二
者 应 同时 进行 测量 ; 主要 试验 和 校 核 试验 的 试验 结果 之 间 的 偏差 应 在 士 4% 以 内 ， 并 以 主
要 试验 的 测量 结果 为 准 。

主要 试验 方法 有 : 第 二 制冷 剂量 热 器 法 ; 满 液 式 制冷 剂量 热 器 法 ; 干 式 制冷 剂量 热 器
法 ; 制冷 剂 气体 流量 计 法 。

校 核 试验 方法 有 : 水 冷 冷凝 器 量 热 器 法 ; 制冷 剂 液体 流量 计 法 ; 压缩 机 排 气管 道 量 热
器 法 。

选择 主要 试验 方法 和 校 核 试验 方法 时 ， 要 求 二 者 的 测量 原理 不 同 。 目 前 我 国 常用 的 主
要 试验 方法 为 第 二 制冷 剂量 热 器 法 和 制冷 剂 气 体 流 量 计 法 ， 校 核 试 验方 法 为 水 冷 冷凝 器 量

热 器 法 和 制冷 剂 液体 流量 计 法 。
试验 时 允许 试验 参数 偏差 的 范围 按 表 1-3 确定 。
试验 参数 允许 偏差 表 1-3
试验 参数 每 一 个 测量 值 与 规定 值 间 的 测量 值 的 任 一 个 读数 相对 于
最 大 允许 偏差 平均 值 的 最 大 允许 偏差
吸 气 压力 土 1,0% 土 0. 5%
排 气 压力 | 土 1.0% 二 0. 5%
吸 气 温度 土 3.0C 士 1.0%
轴 转 速 十 3.0% 下 十 1.0%
电压 一 十 3.0% . 士 1.0%

频 率 土 2.0% 土 1.0%
量 热 器 冷却 或 加 热 介 质 的 进 、 出 口 温度 在 标定 或 试验 时 ， 均 应 不 小 于 6'C。
2， 常 用 试验 方法

《1) 第 二 制冷 剂量 热 器 法
第 二 制冷 剂量 热 器 法 的 原理 图 如 图 1-7 所 示 ， 图 1-7(a) 表 示 系 统 流程 ， 图 1-7(8) 为 在

logp

Lt
加 热 器 冷凝 器 一 W-

(a)

图 1-7 第 二 制冷 剂量 热 器 法 的 原理 图
Ca) 系统 流程 ; (5) 工作 循环 的 logp-h 图

16 第 一 章 基 础 知识

logz 关 图 中 示 出 的 工作 循环 。 在 该 系统 所 示 的 量 热 器 内 ， 有 一 组 蒸发 盘 管 作为 蒸发 器 ，
燕 发 器 被 悬 在 量 热 器 的 上 部 。 量 热 回 外 壳 为 承 压 简 ， 内 有 第 二 制冷 剂 。 电 加 热 器 浸 沉 在 第
二 制冷 剂 的 液体 内 。 全 性 能 试验 时 ， 电 加 热 器 通电 ， 第 二 制冷 剂 液体 蒸发 ， 高 温 的 燕 气 将
蒸发 器 内 的 制 冷 剂 加 热 、 落 发。 放出 热量 的 第 二 制冷 剂 燕 气 冷凝 后 流 人 量 热 器 底部 ， 再 一
次 吸收 电 加 热 器 的 热量 ， 成 为 高 温 蒸 气 ， 如 此 周而复始 地 变化 ， 使 蒸发 器 内 的 制冷 剂 不 断
燕 发 。

电 加 热 器 产生 的 热量 并 不 全 部 供给 蒸发 器 内 的 制冷 剂 ， 部 分 热量 通过 量 热 器 壳 体 散发
至 周围 空气 中 。 因 此 ， 在 试验 前 必须 先 测 定量 热 器 的 漏 热 系 数 ， 以 便 在 正式 试验 时 求 得 漏
热量 。

， 关闭 量 热 器 制冷 剂 进 、 出 口 截 止 阀 后 进行 漏 热 量 的 标定 。

调节 输入 第 二 制冷 剂 的 电 加 热量 ， 使 第 二 制冷 剂 压力 所 对 应 的 饱和 温度 (或 露点 温度 )
比 环境 温度 高 15C 左 右 ， 并 保持 其 压力 不 变 。 环 境 温度 应 在 43 它 以 下 ， 保 持 其 温度 波动
不 超过 土 1C。

电 加 热 器 输入 功率 的 波动 应 不 超过 土 1%， 每 隔 1h 测量 一 次 第 二 制冷 剂 压力 ， 直 至 连
续 4 次 相对 应 的 饱和 温度 (或 露点 温度 ) 值 的 波动 不 超过 土 0. 5'C。

漏 热 系数 用 下 式 计算 :

| K,—=Q/ (tt) (1-29)
式 中 K: 一 一 量 热 器 的 漏 热 系数 ，kW/C
Q: 一 一 输入 电 加 热 器 的 电功率 ，kW:;
ts 一 一 第 二 制冷 剂 的 饱和 温度 ,人 C ;
加 一 一 量 热 器 周围 的 平均 环境 温度 ，C 。
漏 热量 用 下 式 计 算 :

QQ 一 天, ( 志 一 友 ) 《1-30)
式 中 QQ 一 一 量 热 器 的 漏 热 量 ，kW。 |
试验 时 ， 通 过 调节 膨胀 阀 使 压缩 机 的 吸 人 压力 达到 规定 的 数值 ， 通 过 调节 节 流 阀 以 达 ，
到 规定 的 压缩 机 排 气压 力 。 按 照 这 两 个 压力 ， 确 定 运 行 特性 曲线 上 的 燕 发 温度 和 冷凝 温
度 ， 如 图 1-7(2) 的 虚线 所 示 。
试验 时 按 实测 数据 求 得 的 制冷 剂 质量 流量 为 :
_ QTKi(i it,)
de he —he
式 中 Q 一 一 景 热 器 的 输入 热量 ，kW;
he 一 一 量 热 器 出 口 处 制冷 剂 蒸气 的 比 熔 ， 匡 /Kg
jie 一 一 膨胀 闪 进 口 处 制冷 剂 液体 的 比 始 ，kJ/kg。
在 规定 工 况 下 ， 压 缩 机 的 制冷 量 为 :

Qa 一 am (ja —ha ) oe (1-32)
式 中 ”QQ 一 一 在 规定 工 况 下 压缩 机 的 制冷 量 ， 单 位 为 kW;

ha 一 一 在 规定 工 况 下 进入 压缩 机 的 制冷 剂 蒸气 的 比 答 ， 单 位 为 kJ/kg;
hn 一 一 在 规定 工 况 下 冷凝 器 出 口 处 制冷 剂 液体 的 比 灶 ， 单 位 为 KJ/kg;

(1-31)

第 三 节 “主要 性 能 参数 及 其 测试 了 7

ve 一 一 进入 压缩 机 的 制冷 剂 蒸气 的 实际 比 容 ， 单 位 为 m /kg;
za 一 一 在 规定 工 况 下 进入 压缩 机 的 制冷 剂 的 比 容 ， 单 位 为 m’/kg。
(2) 制冷 剂 气体 流量 计 法
制冷 剂 气体 流量 计 是 一 个 喷嘴 或 孔 板式 流量 测量 节 流 装置 或 质量 流量 计 ， 由 其 测量 气
体制 冷 齐 体积 流量 或 质量 流量 。 流 量 计 安装 在 压缩 机 吸 气 侧 (方法 D1) 或 排 气 侧 ( 方 法 D2)
的 管道 上 ， 见 图 1-8(z) 和 图 1-8(6) 。 流 量 计 应 安装 在 一 个 封闭 系统 中 ， 该 系统 由 被 测 压
缩 机 、 以 排 气 压力 降 为 吸 气 压力 的 调节 阀 和 气体 过 热度 调节 装置 (图 1-8(c)) 组 成 封闭
系统 。

图 1-8 ”制冷 剂 气体 流量 计 法 的 原理 图
(@) 吸 气管 流量 计 法 (方法 D1) ; (5) 排 气 管 流量 计 法 (方法 D2); 《c) 除 节 流 装置 外 的 测量 系统

流量 计 若 装 设 在 压缩 机 吸 气 管道 上 ， 则 制冷 剂 气体 应 过 热 均匀 并 且 完 全 不 带 液 滴 地 全
部 流 经 流量 计 。 为 减少 和 消除 制冷 剂 气体 流量 的 脉动 ， 在 相应 管道 上 应 装 设 脉动 缓冲 器
(图 1-8) 。 为 减少 流量 计 的 测量 误差 ， 应 设置 有 效 的 油分 离 装置 ， 使 流 经 流量 计 的 制冷 剂
气体 中 含油 量 不 超 1. 5%% (以 质量 计 ) 。

试验 时 ， 压 缩 机 的 吸 气 压力 由 制冷 剂 气体 调节 阀 调节 或 者 由 膨胀 阀 调节 ， 压 缩 机 的 排
气压 力 通 过 改变 冷凝 器 冷却 水 量 或 冷却 水 温度 进行 调节 ， 也 可 由 排 气管 道中 压力 控制 阀 调
节 。 压 缩 机 的 吸 气 温度 由 液体 膨胀 阅 来 调节 或 由 蒸发 器 加 热 介质 调节 。

由 试验 测 得 的 制冷 剂 流量 由 式 (1-33) 计 算 或 直接 测 出 。

qu 一 1. 11072a。 e1 * dVAp*p (1-33)

工作 状态 下 的 流量 系数 ;
流体 通过 流量 节 流 装置 时 的 可 膨胀 性 系数 ;

式 中 a

€1

18 第 一 章 基 础 知 识

qd 一 一 流量 节 流 装置 的 孔径 ，m;

Ap 一 一 流量 节 流 装置 前 后 的 压 差 ，Pa;

/一 一 与 测量 流量 时 相对 应 的 压力 和 温度 下 制冷 剂 的 密度 ，kg/m，。

规定 工 况 实测 制冷 量 由 式 (1-32) 计 算 。

(3) 制冷 剂 液体 流量 计 法 |

制冷 剂 液体 流量 计 法 的 工作 原理 如 图 1-9 所 示 。 制 冷 剂 液 体 流量 计 为 测定 制冷 循环 中
的 制冷 剂 液体 流量 ， 可 使 用 积 算式 或 指示 式 流量 计 ， 制 冷 剂 流量 以 容积 或 质量 为 单位 ， 流
量 计 安 装 在 过 冷 器 与 膨胀 阀 之 间 的 液体 管道 上 ， 为 了 保证 流量 计 在 所 有 情况 下 都 精确 测
量 ， 还 应 配置 如 下 设备 : . :

logP

图 1-9 制冷 剂 液体 流量 计 法 的 原理 图

1) 为 防止 制冷 剂 在 流量 计 中 气 化 ， 在 其 前 面 安 装 一 个 制冷 剂 过 冷 器 。 在 此 ， 制 冷 剂
由 冷却 水 过 冷 。 为 观察 制冷 剂 液体 中 是 否 含有 气泡 ， 在 紧 接 流 量 计 后 面 安装 一 个 玻璃
视 镜 。

2) 流量 计 还 应 配备 一 旁 通 管道 ， 其 中 旁 通 管道 上 的 截止 阀 和 管 路 的 阻力 应 和 流量 计
的 阻力 大 致 相等 ， 除 了 测量 流量 的 时 间 以 外 ， 旁 通 管道 应 是 畅通 的 。

将 温度 测量 点 配置 在 过 冷 器 和 流量 计 的 制冷 剂 液体 进口 处 ， 以 测量 制冷 剂 液体 温度 ，
压力 表 安 装 在 流量 计 的 出 口 处 。

流量 计 应 定期 校正 ， 校 正 液体 的 慕 度 为 使 用 制冷 剂 黏度 的 0.5~2 倍 。 校 正 时 的 流量
用 流量 计 刻 度 范围 内 的 最 小 、 中 间 、 最 大 刻度 等 至 少 进行 三 点 。

试验 时 ， 打 开 旁 通 管道 上 的 截止 阀 使 系统 运转 ， 达 到 工 况 规定 值 后 关闭 截止 阀 ， 使 制
冷 剂 液体 通过 流量 计 。 进 入 流量 计 的 制冷 剂 温度 应 至 少 比 流量 计 出 口 压力 对 应 的 饱和 温度

第 三 节 主要 性 能 参数 及 其 测试 了 9

(或 泡 点 温度 ) 过 冷 3C， 并 按 GB 5773 附录 A 规定 的 方法 进行 制冷 剂 液体 中 含油 量 的
测定 。
ES
gh
ee 一 一 x
式 中 gq, 一 一 制冷 剂 一 体积 流量 ，m/s，
X 一 一 制冷 剂 一 油 混合 物 中 含油 率 ;
ww 一 一 油 的 比 容 ，m’ /kg;
人

DL X) ha ha) CX 砷 (1-34)

， 压 久 机 豚 气 温度 ， Cs
(4) 水 冷 冷凝 器 量 热 器 法
水 冷 冷凝 串 量 热 器 法 的 原理 图 如 图 1-10 所 示 ， 图 1-10(4) 表 示 系统 流程 ， 图 1-10(b)
为 在 logp-h 图 中 示 出 的 工作 人 循环。 水 冷 冷凝 器 是 组 成 被 测 压缩 机 测验 系统 设备 之 一 ， 按
照 图 1-10(4) 设 置 测量 温度 、 压 力 和 冷却 水 流量 的 仪表 而 作为 量 热 器 。

|

(® (6)

` 图 1-10 水冷 冷 凝 器 量 热 器 法 的 原理 图

(qa) 系统 流程 ;(5) 工 作 循 环 的 logp-h 图

作为 量 热 器 的 冷凝 器 的 漏 热 量 应 不 超过 压缩 机 制冷 量 的 5% 。 漏 热量 标定 时 ， 首 先 用

截止 阀 将 冷凝 器 与 试验 系统 隔绝 ， 然 后 将 冷凝 器 中 充 人 一 定量 的 制冷 剂 液体 ， 在 冷却 水 回

路 中 输入 加 热 水 并 维持 制冷 剂 温度 比 环境 温度 高 15C 以 上 ， 且 接近 于 试验 时 的 制冷 剂 饱

和 温度 (或 露点 温度 ); 也 可 采用 电 加 热 制 冷 剂 液体 的 方法 。 环 境 温 度 应 在 43 以 下 并 保

持 温度 波动 不 超过 士 1C 。 建 立 热平衡 后 ， 每 小 时 测量 一 次 ， 直 至 连续 4 次 制冷 剂 温度 波
动 不 超 过 士 0. 5C 。 漏 热 系数 的 计算 公式 见 式 (1-29) 。

冷凝 器 压力 通过 改变 冷却 水 量 或 温度 进行 调节 ， 试 验 测 得 的 制冷 剂 流量 为 :

_Clt1 ts) qm kl(t—t)

™ hgs his

(1-35)

20 第 一 章 基 础 知 识

式 中 C 一 一 冷却 水 比热容 ,J/(kg ，K)，
五 一 一 冷却 水 进口 温度 ，C
ts 一 一 冷却 水 出 口 温度 ,'C ，
qm 一 一 冷却 水 质量 流量 kg/s;
ha 一 一 进入 冷凝 器 制冷 剂 蒸气 比 烩 ，J/kg;
As 一 一 离开 冷凝 器 制冷 剂 液体 比 始 ，J/kg。
压缩 机 在 规定 工 况 下 的 实测 制冷 量 按照 式 (1-32) 计 算 。
3， 输入 功率 计算
输入 功率 视 需 要 测定 其 输入 电功率 或 输入 轴 功 率 。 前 者 针对 半 封 闭 式 压 缩 机 和 全 封闭
式 压 缩 机 ， 后 者 针对 开启 式 压缩 机 。 因 每 次 试验 时 进入 压缩 机 的 蒸气 状态 都 是 通过 充分 调
试 的 ， 与 规定 的 吸入 状态 十 分 接近 (不 超过 规定 的 偏差 范围 )， 故 两 种 吸入 状态 的 差别 所 造
成 的 输入 功率 的 偏差 可 以 忽略 ， 实 测 得 到 的 输入 功率 即 为 该 规定 工 况 下 的 输入 功率 。
(1) 电动 机 输入 功率
电动 机 输入 功率 应 在 电动 机 入 线 端 处 测量 ， 电 动机 输入 功率 计算 为 ，
卫 . 一 2P， (1-36)
式 中 P 一 一 功率 表 分 别 测 得 的 功率 ，kW。
(2) 压缩 机 轴 功 率
采用 转 抢 转 速 仪 时 ， 直 接 测定 压缩 机 轴 输 入 扭矩 和 转速 。 于 是 ， 压缩 机 轴 功 率 为 ，
八 ，7a

P. 一 955530 (1-37)
式 中 内 一 一 压缩 机 轴 扭 矩 ，N，m;
a r/s。
采用 天 平 式 测 功 仪 时 ， 压 缩 机 轴 功 率 为 ，
_C， lL*» ns
974000 C1-38)
式 中 “6G 一 一 放 在 测 功 电 动机 定子 外 壳 固 定 杆 上 ， 用 以 平衡 压缩 机 制 动 力矩 的 硅 码 质
量 ， Kg;
心 距 离 ， m

采用 标准 电动 机 时 ， 根 据 测 得 的 输入 电流 、 电 压 、 输 入 功率 查 电动 机 实测 效率 曲线 ，
求 得 压缩 机 轴 功 率 。

若 有 齿轮 或 皮带 传动 时 ， 则 由 上 述 方法 测 得 的 功率 乘 以 规定 的 传动 效率 。 每 级 精密 此
轮 的 传动 效率 为 0.985， 三 角 皮 带 的 传动 效率 为 0. 965。

(3) 输入 功率

输入 功率 应 是 上 述 电 动机 输入 功率 或 压缩 机 轴 功 率 经 过 修正 后 再 加 上 为 维持 压缩 机 运
转 所 需 的 辅助 功率 。

上 述 功率 应 按 式 (1-39) 对 开启 式 或 封闭 式 压 缩 机 分 别 进行 修正 ;得 出 输入 功率 。

P=P, 元 ze 或 了 一 P, 大， (1-39)

车 平均 吸 气 温度 与 规定 信 偏 差 小 于 土 1.0C， 或 平均 轴 转 速 或 平均 频率 与 规定 值 间 偏

差 小 于 土 1% 时 ， 则 该 项 可 不 进行 修正 (包括 下 述 Qu、 六 、7 等 )。

， 第 四 节 制冷 剂 与 压缩 机 21

4. 主要 性 能 参数 的 计算
根据 实测 制冷 量 再 经 转速 修正 或 频率 修正 ， 即 为 压缩 机 制冷 量 ，

一 Qw 开 或 Q 一 Qu 区 (1-40)
于 是 ， 制 冷 系数 为 ，;
Co _
e 一 宛 (1-41)
容积 效率 为 :
六 一 和 2 三 或 加 一 于 加 也 (1-42)
等 粒 效率 为 ;
立方 法 与 和 方法 试验 之 间 的 仿 关 为 ，
2(Qux 一 Quv) _2(Cqux 一 quy) “
A 二 ox FO X100%= Ta X100% (1-44)

5. 运行 特性 曲线 的 测定

制冷 压缩 机 的 运行 特性 曲线 是 通过 性 能 试验 直接 测定 的 。 试 验 时 测定 不 同 的 冷凝 温度
(不 少 于 三 个 冷凝 温度 ) 及 不 同 的 燕 发 温度 (不 少 于 五 个 燕 发 温度 ) 下 的 制冷 量 、 输 入 功率
等 。 试 验方 法 采用 GB/T 5773 规定 的 方法 。

第 四 节 制冷 剂 与 压缩 机

制冷 剂 是 制冷 机 中 的 工作 流体 ， 是 制冷 系统 中 实现 制冷 循环 的 工作 介质 ， 也 称 为 制冷
工 质 ， 或 简称 工 质 。 藻 汽 压 缩 式 制冷 机 中 的 制冷 麟 从 低温 热源 中 吸取 热量 ， 在 低温 下 气
化 ， 再 在 高 温 下 凝结 ， 向 高 温 热 源 排放 热量 。 可 见 ， 只 有 在 工作 温度 范围 内 能 够 气 化 和 凝
结 的 物质 才 有 可 能 作为 制冷 剂 使 用 。

一 、 制 冷 剂 的 分 类

根据 制冷 剂 的 分 子 结构 可 将 制冷 剂 分 为 无 机 化 合 物 和 有 机 化 合 物 。 根 据 制 冷 剂 的 组
成 可 分 为 单一 制冷 剂 和 混合 制冷 剂 。 根 据 制 冷 剂 的 物理 性 质 可 将 制冷 剂 分 为 高 温 ( 低
未 )、 中 温 ( 中 压 )、 低 温 高压) 制冷 剂 ， 它 们 的 标准 沸点 范围 大 致 为 0C 以 上 、 一 60~
oOC、 一 60C 以 下 ， 在 环境 温度 为 30C 时 的 冷凝 压力 范围 级 为 3bar 以 下 、3 一 20bar、
20bar 以 上 。

1. 制冷 剂 的 表示 方法

目前 有 两 种 表示 工 质 的 代号 :

(1) 技术 性 前 级 符 : 习惯 在 制冷 剂 的 编号 前 应 加 字母 及 或 Refrigerant( 如 果 不 只 一 种
用 Refrigtrants) 或 厂家 商标 或 商品 名 ， 例 如 R12、R-12、Refrigerant12、《 商 品名 〉12、
(商品 名 〉R12、R-500、R-22/152a/114(36/26/40) 以 及 R717 等 。

(2) 指明 组 成 的 前 缀 符 : 制冷 剂 编号 前 加 C 表示 有 碳 ， 加 B、C、F、 王 或 它们 的 组

22 第 一 章 基础 知识

合 以 说 明 含 有 省、 氯 、 气 、 和 氢 元 素 。 例 如 ，CFC-11、CFC-12、BCFC-12B1、HCFC-22、
HC-50、CFC-114、HCFC-124、HFC-125、HFC-134a、HCFC-141b、HCFC-142b、
HFC-143a、HFC-152a、HC-170 以 及 FC-C318 等 。

对 有 编号 的 混合 物 (无 论 共 沸 、 近 共 沸 还 是 非 共 沸 混合 物 ) 可 以 把 其 组 分 的 标明 组 成 的
前 级 符 连 起 来 加 以 识别 (例如 CFC/HFC-500)， 对 没有 编号 的 混合 物 可 以 用 每 种 组 分 的 标
明 组 成 的 前 级 符 加 以 识别 (如 HCFC-22/HFC-152a/CFC-114[36/24/40])。

2， 制冷 剂 的 编号

对 于 无 机 化 合 物 ， 简 写 符 号 规定 为 R7( )( )， 括 号 中 填 人 的 数字 是 该 无 机 物 分 子 量 的
整数 部 分 。 例 如 ， 氨 的 分 子 量 为 17， 其 编号 为 R717， 二 氧化 碳 和 水 的 编号 则 分 别 为 R744
和 R718。

有 机 化 合 物 的 情况 稍 复 杂 些 。 对 于 烷烃 类 及 其 南 代 物 ， 若 分 子 式 可 写 为
Cs HsFClyBr;， 且 满足 十 zx 十 y 十 z 二 2m 十 2;， 则 简写 符号 规定 为 及 (m 一 1)(z 士 1)(z)
B(z)， 其 中 B 表示 省 原子 ， 插 号 中 的 数值 为 零 时 该 项 可 省 略 ， 如 CF;Cls 为 R12。 同 分 异
构 体 则 随同 分 蜡 构 变 得 愈 来 愈 不 对 称 ， 在 其 最 后 加 小 写 英文 字母 a、b、c 等 以 示 区 别 ; 如
CH FCHsF， 编 号 为 R152， 它 的 同 分 异 构 体 分 子 式 为 CHF;CH;， 编 号 为 R152a。 不 过 要
注意 正 丁 烷 和 异 丁 烷 是 个 例外 。 对 于 环 烷烃 、 链 烯烃 及 它们 的 商 代 物 ， 简 写 符号 规定 如
下 : 环 烷 烃 及 其 击 代 物 用 字母 “RC” 开头 ， 链 烯烃 及 其 击 代 物 用 字母 “R1” 开 头 ， 其 后
的 六 字 排 号 规则 与 烷烃 及 其 页 代 物 符号 表示 中 的 数字 排 写 规则 相同 ; 如 CsFs 为 RC318，
CH 为 人 1150。

对 于 混合 工 质 ， 非 共 沸 混合 工 质 的 简写 符号 为 R4( )( ) ， 括 号 中 的 数字 为 该 工 质 命名
的 先后 顺序 号 ， 从 00 开始 。 车 构成 非 共 沸 工 质 的 纯 物 搞 种 类 相同 ， 但 成 分 含量 不 同 ， 则
分 别 在 最 后 加 上 大 写 英文 字母 以 示 区 别 ; 如 R407C 一 R32/125/134a(23. 0/25, 0/52. 0);
共 沸 混合 工 质 用 简写 符号 R5C )( ) 表 示 ， 括 号 中 的 数值 为 该 工 质 命名 的 先后 顺序 号 ， 从
站 的 ， 各 500 一 RI2/R152aC73.8/26.2。 此 外 ， 有 机 氧化 物 、 脂肪 族 胺 用 R6 开头 ，
” 其 后 数字 任 选 。

为 简单 判别 制 淮 剂 对 臭氧 屋 的 破坏 能 力 ， 分 别 将 毛毛 烃 类 物质 、 氢 毛毛 烃 类 物质 、 氢
氟 烃 物质 、 碳 所 化合物 代号 中 的 R 用 字母 CRC、HCFC、HFC 和 HC 代 蔡 ， 数 字 编号
不 变 。

二 、 制冷 剂 的 选择

作为 制冷 剂 使 用 的 物质 ， 我 们 希望 它 具 有 良好 的 制冷 性 能 、 实用 可 靠 、 来 源 广 、 价 格
便宜 ， 另 外 就 是 对 环境 友好 。

1. 热 工 性 能

首先 是 热力 学 性 质 ， 制 冷 剂 应 具备 如 下 一 些 要 求 ，

(1) 临界 温度 高 ， 使 蒸气 压缩 制冷 循环 接近 道 卡 诺 循 环 ， 制 冷 剂 对 环境 的 空气 或 水 放
热 即 可 实现 冷凝 ， 同 时 循环 的 热力 学 完善 度 大 。

《2) 在 工作 温度 内 有 适宜 的 饱和 燕 气压 力 ， 一 般 要 求 蒸发 压力 大 于 大 气压 力 ， 冷 凝 压
力 小 于 2MPa， 以 提高 设备 的 可 靠 性 。 压 缩 比 尽 可 能 小 些 ， 以 提高 压缩 机 的 效率 ， 如 活塞
式 压缩 机 的 压缩 比 小 于 10。

第 四 节制 冷 齐 与 压缩 机 。 23

(3) 绝热 指数 小 ， 以 减 小 压缩 机 功 耗 并 降低 压缩 机 排 气温 度 。

(4) 汽化 潜 热 大 ， 具 有 大 的 冷冻 能 力 ; 凝固 点 低 ， 避 人 免 制冷 剂 在 制冷 系统 中 凝固 。

(5) 对 于 容积 式 压 缩 机 ， 制 冷 剂 的 单位 容积 制冷 量 要 尽量 大 些 ， 以 减 小 压缩 机 尺寸 ;
而 对 离心 式 压 缩 机 而 言 ， 则 希望 制冷 剂 的 分 子 量 大 些 ， 以 提高 单 级 压缩 比 。

热 工 性 质 的 另 一 个 重要 方面 是 传 热 和 流动 性 能 。 作 为 制冷 剂 的 物质 应 具备 高 的 导热 系
数 和 相 变 传 热 系 数 ， 以 提高 换 热 设备 的 性 能 ;再 有 就 是 条 度 要 低 ， 以 减少 制冷 剂 在 制冷 系
统 中 的 流动 阻力 。

2. 环境 因素

与 制冷 剂 使 用 相关 的 全 球 性 环境 问题 是 臭氧 层 破坏 和 全 球 变 暧 ， 针 对 这 两 个 问题 的 评
价 指标 分 别 为 臭氧 破坏 势 ODP《Ozone Depletion Potential) 和 全 球 变 暖 势 GWP (Global
Warming Potential) 。 在 选择 制冷 剂 时 ， 和 希望 所 选 物质 的 ODP 和 GWP 值 尽 可 能 小 。 为 了
更 全 面 地 反映 制冷 剂 对 全 球 变 暧 所 造成 的 综合 影响 ， 人 们 进一步 提出 了 变 暧 影响 总 当量
TEWI(Total Equivalent Warming Impacb) 指 标 ， 该 指标 考虑 了 制冷 剂 对 全 球 变 暖 的 直接
效应 以 及 制冷 机 消耗 能 源 而 排放 的 CO。 对 全 球 变 暧 的 间接 效应 。 此 外 ， 在 TEWTI 的 基础
上 补充 制冷 机 和 制冷 剂 生产 及 报废 过 程 中 产生 的 能 耗 引 起 的 温室 效应 ， 又 提出 了 LCCP
(Life Cycle Climate Performance) 指 标 。 由 此 来 看 ， 分 析 制 冷 空调 设备 的 环境 影响 ， 制 冷
剂 仅仅 是 问题 的 一 部 分 ， 应 更 着 重 于 LCCP，。

3. 材料 相 容 性

制冷 剂 应 性 质 稳定 ， 在 压缩 机 排 气 温度 达到 160 一 180C 时 也 不 易 分 解 ， 也 不 应 腐蚀
或 侵蚀 与 其 接触 的 金属 和 非 金 属 材料 。 .

在 封闭 式 压缩 机 中 ， 电 机 的 线圈 与 制冷 剂 直 接 接触 ， 要 求 制 冷 剂 应 具有 良好 的 电 绝 缘
性 能 ， 一 些 制 冷 剂 在 latm、25'C 时 的 电气 特性 如 表 1-4 所 示 。 制 冷 剂 和 线圈 的 绝缘 层 会
相互 影响 ， 制 冷 剂 会 从 绝缘 层 中 析出 聚合 物 ， 或 者 是 绝缘 层 吸 收 制 冷 剂 。 当 聚合 物 被 析出
时 ， 绝 缘 层 会 变 脆 、 分 层 、 或 产生 其 他 方面 的 退化 ， 这 些 变化 将 导致 电机 失效 。 析 出 的 聚
合 物 会 沉积 在 制冷 系统 的 其 他 地 方 ， 使 制冷 剂 变 符 或 引起 阻塞 。 如 果 制 冷 剂 被 绝缘 层 吸
收 ， 绝 缘 层 的 介 电 强 度 和 物理 性 能 会 耻 降 。 当 线圈 变 热 时 ， 制 冷 剂 的 快速 释放 会 使 绝缘 层
起 泡 而 导致 线圈 过 早 失效 。 磁 性 线圈 的 绝缘 层 通常 是 一 种 热 烤 于 琅 ， 与 和 空气 接触 不 一
样 ， 球 琅 和 制冷 剂 接触 时 绝缘 性 能 会 下 降 。 可 见 ， 在 选择 制冷 剂 时 应 认真 考虑 电机 的 绝
缘 ， 在 更 换 制冷 剂 时 也 要 注意 原 设 计 中 所 用 绝缘 材料 和 新 制冷 剂 的 相 容 性 。

部 分 制冷 剂 的 电气 特性 表 1-4
R12 13,7 2.04 0. 51 X106
R22 7.2 6. 35 157
Rl34a 6.2 | 9.-24 108.9
R404A 5.5 7. 58 84.5
REGA 1 2

由

24 第 一 章 基础 知 识

卤 代 烃 类 制冷 剂 是 一 种 很 好 的 有 机 溶剂 ， 很 容易 溶解 天 然 橡 胶 和 树脂 ， 使 高 分 子 材料
变 软 、 膨 胀 或 起 泡 。 所 以 ， 在 选择 制冷 机 的 密封 材料 和 电气 绝缘 材料 时 ， 不 使 用 天 然 橡
胶 、 树 脂 化 合 物 ， 而 要 用 耐 卤 代 烃 腐蚀 的 毛 丁 烯 、 氯 丁 橡胶 、 尼 龙 、 塑 料 等 材料 。 要 注意
的 是 ， 部 分 氯 丁 橡胶 在 HFC 类 制冷 剂 中 会 收缩 ， 而 丁 有 晴 橡胶 和 R123 接触 时 会 膨胀 。 一
般 而 言 ， 制 冷 剂 对 塑料 的 影响 随 着 制冷 剂 分 子 中 氟 原 子 的 减少 而 减弱 。

氨 对 钢铁 无 腐蚀 作用 ， 对 铜 、 钻 或 铀 合金 有 轻微 的 腐蚀 作用 。 但 如 果 氨 中 含水 ， 则 对
铜 及 铜 合金 ( 磷 青 铜 除外 ) 有 强烈 的 腐蚀 作用 。 商 代 烃 制冷 剂 几乎 对 所 有 的 金属 无 腐蚀 作
用 ， 只 对 镁 和 含 镁 超过 2% 的 铝 合金 有 腐蚀 性 。 讽 代 烃 类 制冷 剂 在 含水 情况 下 会 水 解 成 酸
性 物质 ， 对 金属 有 腐蚀 作用 。 故 含水 的 制冷 剂 和 润滑 油 的 混合 物 能 够 溶解 铜 ， 当 制冷 剂 在
制冷 系统 中 与 铜 或 铀 合金 接触 时 ， 铜 便 溶 解 在 混合 物 中 ， 然 后 沉积 在 温度 较 高 的 钢铁 部 件
上 ， 形 成 一 层 铜 膜 ， 造 成 “ 镀 铜 ”现象 .。“ 镀 铜 ” 在 压缩 机 曲轴 的 轴承 表面 ， 吸 、 排 气 阀
等 光洁 表面 特别 明显 ， 它 会 影响 压缩 机 运动 部 件 的 配合 间隙 ， 以 及 吸 、 排 气 阀 的 密封 ， 严
重 时 使 压缩 机 无 法 正常 工作 。

多 数 制冷 剂 难 溶 于 水 ， 若 有 少量 水 游离 于 制冷 剂 中 ， 当 燕 发 温度 低 于 0C 时 ， 便 会 在
节 流 装置 处 冰冻 ， 形 成 “ 冰 墙 "。 此 外 ，“ 冰 墙 ” 和 “ 镀 铜 ”的 形成 与 制冷 润滑 油 也 有 关
系 ， 制 冷 剂 与 润滑 油 的 相 容 性 是 很 重要 的 一 个 问题 ， 这 部 分 内 容 请 见 压缩 机 润滑 油 章节 。

4. 安全 性

制冷 剂 的 安全 性 指 毒 性 和 可 燃 性 。 国 际 组 织 和 一 些 国 家 的 学 术 性 团体 和 政府 部 门 对 制
冷 剂 的 安全 等 级 和 分 类 ， 均 以 标准 的 形式 做 出 了 详细 的 规定 ， 如 国际 标准 化 组 织 (ISO) 的
ISO 5149《 用 于 制冷 和 供 热 的 机 械 式 制冷 系统 的 安全 要 求 》、 欧 洲 标准 委员 会 (EN) 的 EN
378 一 1《 制 冷 和 热泵 系统 一 一 安全 和 环境 要 求 》 美国 供暖 制冷 空调 工程 师 学 会
(ASHRAE) 的 ANSI/ASHRAE 34《 制 冷 剂 的 编号 标志 和 安全 分 类 》、 中 国 的 国家 标准
GB/T7778 一 2001《 制 冷 剂 编号 方法 和 安全 性 分 类 》 等 。 但 由 于 各 组 织 的 服务 目的 和 宗旨
不 尽 相 同 ， 对 制冷 剂 的 安全 分 类 也 不 完全 相同 ， 而 且 为 了 能 更 好 地 对 制冷 剂 进行 分 类 和 应
用 ， 各 组 织 关 于 制冷 剂 安 全 分 类 的 标准 也 在 不 断 地 完善 和 补充 。

目前 ,广泛 采用 ANSI/ASHRAE 34 《制冷 剂 的 编号 标志 和 安全 分 类 》(ISO 和 我 国
的 标准 也 采用 类 似 的 分 类 方法 ) 。 它 将 制冷 剂 的 毒性 分 为 A、B 两 个 等 级 ，A 代表 无 毒性 、
B 代表 有 毒性 ; 可 燃 性 则 分 为 1、2、3 三 个 等 级 ， 分 别 表示 不 可 燃 、 低 可 燃 性 和 高 可 燃
性 。 该 标准 规定 安全 分 类 应 由 字母 和 数字 两 个 特征 符 组 成 ， 如 AL1、B3 等 ， 这 样 就 把 制冷
剂 划分 为 六 个 独立 的 安全 等 级 。

5. 混合 工 质 的 考虑

为 了 发 挥 不 同 纯 工 质 的 优点 ， 根 据 优 势 互补 的 原则 ， 提 出 了 混合 工 质 ( 共 沸 工 质 和 非
共 沸 工 质 )。 共 沸 工 质 (Azeotropic Mixture Refrigerants) 是 由 两 种 或 两 种 以 上 不 同 的 制冷
剂 ， 按 一 定 比 例 相 互 溶解 而 成 的 制冷 剂 。 它 与 单 组 分 制冷 剂 一 样 ， 在 一 定 压 力 下 蒸发 时 能
保持 恒定 的 蒸发 温度 ， 且 液 相 与 气相 始终 具有 相同 的 组 分 。 非 共 沸 工 质 (Zeotropic Mix-
ture Refrigerants) 是 由 两 种 或 两 种 以 上 不 同 的 制冷 剂 ， 按 一 定 比 例 相互 溶解 而 成 的 制冷
剂 。 在 饱和 状态 下 ， 气 液 两 相 的 组 成 组 分 不 同 ， 低 沸点 组 分 在 气相 中 的 成 分 总 是 高 于 液 相
中 的 成 分 。 非 共 沸 混合 物 没有 共 沸 点 ， 在 定 压 下 燕 发 或 凝结 时 ， 气 相 和 液 相 成 分 不 同 ， 温
度 也 在 不 断 变化 。 共 沸 和 非 共 沸 工 质 的 性 质 见 图 1-11。 在 一 定 压力 下 ,浓度 比例 一 定 的

4

第 四 节 ”制冷 剂 与 压缩 机 25

混合 物 达 到 饱和 液 状态 时 的 温度 称 为 泡 点 ， 成 为 饱和 获 汽 状态 时 的 温度 则 称 为 露点 ， 泡 点
温度 和 露点 温度 之 差 称 为 温度 滑 移 (Temperature Glide)。 若 泡 、 馆 点 温差 小 于 3C， 则 这
种 混合 工 质 也 称 为 近 共 沸 混合 制冷 剂 。

了 7
.

泡 点

4 。 < B
定 压 沸腾 0 非 共 沸

图 1-11 共 沸 与 非 共 沸 混合 工 质 的 性 质

共 沸 制冷 剂 有 如 下 一 些 特点 ， 在 一 定 压力 下 燕 发 时 有 一 定 的 燕 发 温度 ， 生 比 单 组 分
低 ; 在 一 定 的 燕 发 温度 下 ， 单 位 容积 制冷 量 比 单一 工 质 容积 制冷 量 大 ; 可 使 压缩 机 排 气 温
度 降 低 ; 化 学 稳定 性 比 单 工 质 好 ，; 可 使 全 封闭 式 压缩 机 电机 绕组 的 温 升 较 小 ; 一 定 情况 下
可 增 大 COP; 泄漏 时 组 分 不 变 。

非 共 沸 制 冷 剂 的 特点 是 ,在 一 定 压 力 下 燕 发 或 冷凝 时 温度 变化 的 特性 可 适用 变温 热
源 ， 在 实际 应 用 中 可 实现 洛 伦 兹 循环 ， 对 节能 具有 重要 意义 ; 可 降低 循环 压 比 ， 使 单 级 压
缩 获得 更 低 的 温度 ; 较 少 量 的 高 沸点 组 分 与 较 多 量 的 低 沸 点 组 分 混合 ， 与 低 沸 点 工 质 相
比 ， 可 提高 COP， 但 制冷 量 会 减 小 ， 反 之 可 增加 制冷 量 而 减 小 COP; 泄漏 时 组 分 发 生
变化 。

温度 滑 移 对 换 热 设备 是 有 影响 的 。 干 式 蒸 发 器 比 满 液 式 蒸 发 圳 更 适应 非 共 沸 工 质 的 温
度 滑 移 ， 但 整个 制冷 系统 的 效率 会 比较 低 。 在 干 式 荧 发 器 中 ， 非 共 沸 工 质 在 管内 分 馆 ， 泪
点 低 的 组 分 先 蒸发 ， 接 着 是 其 他 组 分 。 干 式 忒 发 器 所 具有 的 大 过 热度 将 确保 所 有 制冷 剂 组
分 莱 发 变 成 气体 ， 使 制冷 剂 各 组 分 的 比例 保持 不 变 。 在 满 液 式 蒸发 器 中 ， 所 有 换 热 管 浸泡
在 壳 程 中 的 制冷 剂 液体 里 ， 管 内 冷冻 水 的 热量 使 制冷 剂 蒸发 ， 压 缩 机 吸 气 口 抽出 壳 体 上 部
排出 的 制冷 剂 气体 。 那 么 对 非 共 沸 工 质 而 言 ， 低 沸点 组 分 将 先 蒸发 并 被 压缩 机 吸 走 ， 从 而
使 制冷 剂 各 组 分 的 比例 无 法 维持 。

三 、 常 用 制冷 剂 的 性 质

一 些 常见 制冷 剂 的 性 质 归 纳 于 表 1-5。 对 于 几 种 当前 常用 的 制冷 剂 ， 下 文 进行 较 详细
的 介绍 。

1. R22

R22 为 HCFC 类 制冷 剂 ， 它 无 色 、 无 味 、 不 燃 、 不 爆 、 毒 性 小 、 对 金属 无 腐蚀 作用 ，
使 用 安全 。R22 在 常温 下 的 冷凝 压力 和 单位 容积 制冷 量 与 氨 差 不 多 ， 该 制冷 剂 的 传 热 特 性
比 氨 差 , 但 比 R134a 强 。 与 水 的 互 溶性 差 ， 在 latm、30C 时 为 0. 1g/L， 仿 水 超标 时 会 发
生 “ 冰 堵 ” 和 “ 镀 铜 ”现象 。 由 于 R22 是 极 性 分 子 ， 对 橡胶 的 膨 润 作 用 很 强 ， 系 统 密封
件 需 改 用 耐 氟 材 料 ， 如 氯 乙 醇 橡胶 或 聚 四 所 乙烯 。 全 封闭 式 压 缩 机 电机 绕组 用 QF 改 性 缩

26 基 础 知 识

” 苹 漆 包 线 (EE 级 绝缘 )、QZY 聚 脂 胺 漆包线 。 另 外 ，R22 与 润滑 油 有 限 溶解 ， 且 比 油 重 ，

需 有 专门 的 回 油 措施 。 干 式 燕 发 器 应 “上 进 下 出 ”， 上 升 回 气 立 管 应 有 带 油 能 力 。

2. Rl34a

R134a 是 作为 R12 的 蔡 代 物 提出 的 ， 它 的 许多 特性 与 R12 很 接近 。 一 般 情况 下 ，
R134a 的 压力 比 略 高 于 R12， 但 其 排 气 温度 比 R12 低 ， 后 者 对 压缩 机 工作 更 有 利 。 两 者 的
黏 性 相差 不 大 。R134a 的 迁移 性 质 比 R12 好 ， 其 液体 和 气体 的 导热 系数 明显 高 于 R12。 .在
蒸发 器 和 冷凝 器 中 ，R134a 的 传 热 系数 比 R12 分 别 高 35%~40% 和 25%~35%。 -

R134a 是 低 毒 不 燃 制 冷 剂 ， 它 与 矿物 油 不 相 溶 ， 但 能 完全 溶解 于 多 元 醇 酪 (POE) 类 合
成 油 。R134a 的 化 学 稳定 性 很 好 ， 但 吸水 性 强 ， 只 要 有 少量 水 分 存在 ， 在 润滑 油 等 的 一 起
作用 下 ， 将 会 产生 酸 、CO 或 CO* ， 对 金属 产生 腐蚀 作用 ， 或 产生 “ 镀 铜 ”现象 。 因 此
R134a 对 系统 的 干燥 和 清洁 性 要 求 更 高 ， 且 必须 采用 与 R134a 相 容 的 干燥 剂 ， 如 XH-7 或
XH-9 型 分 子 第 。R134a 对 钢 、 铁 、 铜 、 钻 等 金属 均 不 起 化 学 反应 ， 仅 对 锌 有 轻微 作用 。
R134a 对 塑料 无 显著 影响 ， 除 了 对 聚 茶 乙 燃 稍 有 影响 外 ， 其 他 的 大 多 可 用 。 与 塑料 相 比 ，
合成 橡胶 受 R134a 的 影响 略 大 ， 特 别 是 氟 橡 胶 。 由 于 R134a 分 子 中 不 存在 氯 原子 ， 故 不
能 用 传统 电子 检 漏 仪 检 漏 ， 而 应 用 专门 适合 于 R134a 的 仪器 。

一 些 常用 制冷 剂 的 性 质 表 1-S
制 冷 剂 物 理性 质 安全 性 环境 性 能
分 子 量 NBP T 了 了。 根据 GWP
编号 | 分 了 式 /混合 物 组 分 | jo) | CC) CC) | (MPa) |ASHRAE 34| CPP | Goo 年 )
12 CCls F» 120. 91 一 29.8 112.0 4.14 Al 1.000 10890
22 CHClF 86.47 | -40.8 | 96.1 4. 99 Al 0.050 1810
123 | CHClCF。 152.93 | 27.8 | 183.7 | 3.66 Bl 77
134a | CH2FCFs 102.03 | —26.1 | 10L1 | 4.06 Al | 0 | 1430
245fa | CHF:CHzCFs 134.05 | 15.1 | 1540 | 365 | B | 0 | 1030
R-125/143a/134a
404A (44. 0/52, 0/4.0) 97.60 46.2 72.0 3.72 Al 0 3900
R-32/125/134a
407C | 028 0725 0762 0) | 86.20 43.6 | 85.8 4. 60 1800
RR-32/125 |
40A | Cao， 72.58 51.4 | 70.5
R-12/152a
500 (73. 8/26. 2) 99. 30 33.6 102. 1 4.17 8100
R-22/115
502 | 8 e212) 111. 63 45.2 . .
R-125/143a so00
(50. 0/50.0)

第 四 节 ”制冷 剂 与 压缩 机 。 27

续 表

制 冷 剂 物 理性 质 | 安全 性 | 。 环境 性 能

安全 性
编号 | 分子式/ 混合 物 组 分 | ee | a 00 |
600a | CHCCHs)2—CHs —11.7 | 134.7 0 约 20
717 NHs 一 33. 3 132. 3 0 <<1
. Al 0
。 0

mo

1270 | CH3CH—CH; A3 0 约 20
. NBP 为 正常 沸点 ， 即 在 1atm 下 的 沸腾 温度 ;

,TT,、P: 分 别 为 临界 温度 和 临界 压力 ;

. ODP 是 相对 值 ， 以 R22 为 基准 ， 其 ODP 值 定 为 1;

. GWP 值 也 是 相对 值 ， 以 CO; 为 基准 ， 其 GWP 值 定 为 1

. 混合 工 质 的 性 质 依据 相关 混合 法 则 计算 。

3. R717 .
| 氨 被 认为 是 一 种 效率 最 高 并 一 直 沿 用 至 今 的 天 然 工 质 。 氨 是 中 温 制冷 剂 ， 单 位 容积 制
冷 量 大 、 黏 度 小 、 流 动 阻 力 小 、 传 热 性 能 好 。 氨 的 绝热 指数 为 1. 31， 排 气温 度 较 高 。 因
氨 能 以 任意 比例 与 水 互 溶 ， 不 会 产生 “ 冰 堵 ”现象 ， 所 以 氨 系 统 不 必 设 立 干燥 器 。 但 水 的
存在 会 导致 制冷 系统 的 蒸发 温度 上升、 制冷 能 力 下 降 及 腐蚀 金属 材料 ， 因 此 氮 制 冷 剂 的 含
水 量 不 能 超过 0. 12% 。 氨 几乎 不 溶 于 矿物 油 ， 且 液态 氨 的 比重 比 油 小 。 氨 对 黑色 金属 无
腐蚀 作用 ， 在 有 水 分 时 ， 对 钢 和 铀 合金 ( 磷 青 铜 除外 ) 有 腐蚀 作用 。

氮 最 大 的 缺点 是 毒性 大 ， 属 高 毒 低 可 燃 制 冷 剂 ， 对 人 的 器 官 有 强烈 的 刺激 性 。 当 氨 蒸
气 在 空气 中 容积 浓度 达到 0. 5% 一 0.6%% 时 ， 人 在 其 中 滞留 约 半 小 时 就 会 中 毒 ， 当 所 蒸气
在 空气 中 的 容积 浓度 达到 11% 一 14% 时 即 可 点 燃 ( 黄 色 火 焰 ); 车 达到 15.7%~27% 时 ，
遇 明 火 即 引起 爆炸 。 再 有 ， 氮 蒸气 会 污染 食品 ， 因 此 氨 机 房 应 保持 通风 ， 使 氨 的 浓度 不 超
过 0.02mg/L。 总 之 ， 氮 制冷 站 要 作 特 殊 的 安全 考虑 。 检 查 氮 泄漏 的 方法 有 : 一 种 是 根据
氮 的 刺激 性 臭 味 ， 另 一 种 用 试纸 ， 若 泄漏 ， 会 使 酚 酌 试纸 变 成 玫瑰 红色 ， 或 使 石 蕊 试纸 变
成 蓝 色 。

当前 氨 在 商业 空调 和 工业 制冷 上 都 有 广泛 地 应 用 ， 适 用 于 燕 发 温度 高 于 一 65 心 的 大 中
型 单 级 或 双 级 活塞 式 制冷 系统 、 大 型 离心 式 制 冷 机 和 氨 吸 收 式 制冷 系统 。

4. R600a

R600a 即 异 丁 烷 ， 作 为 自然 工 质 曾 在 1920 一 1930 年 用 在 小 型 制冷 装置 中 ， 后 被 氟 利
昂 取代 ， 出 于 环境 问题 的 考虑 现在 又 重新 得 到 重视 ， 许 多 人 提议 将 它 作为 R12 的 永久 替
代 物 。

一 般 情况 下 R600a 的 压力 比 要 高 于 R12 且 容 积 制冷 量 小 于 R12。 为 了 使 制冷 系统 能
达到 与 R12 相近 的 制冷 性 能 ，R600a 制冷 压缩 机 的 排 气 量 及 压力 比 要 大 于 R12， 但 它 的 排
气温 度 比 R12 低 ， 后 者 对 压缩 机 工作 更 有 利 。R600a 与 R12 的 黏度 相差 不 大 。

R600a 为 低 毒 可 燃 物 质 ， 在 使 用 时 要 注意 防火 防爆 。R600a 能 与 矿物 油 很 好 地 互 溶 。
R600a 与 其 他 物质 的 化 学 相 容 性 很 好 ， 而 在 水 中 的 溶解 性 很 差 ， 这 对 制冷 系统 很 有 利 。 但

本

28 第 一 章 基础 知 识

为 了 防止 “ 冰 墙 ”现象 ， 制 冷 剂 允 许 含水 量 较 低 ， 对 除 水 要 求 相对 较 高 。 此 外 ，R600a 也
不 能 用 传统 的 检 漏 仪 检 漏 ， 而 需 用 专门 适合 于 它 的 检 漏 仪 。

5. R744

R744 也 就 是 CO ， 作 为 最 早 采 用 的 制冷 剂 之 一 ， 从 19 世纪 初 至 20 世纪 30 年 代 得 到
了 普遍 地 应 用 ， 后 被 氟 利 昂 取 代 ， 随 着 人 们 对 环境 问题 的 关注 ， 它 又 重新 成 为 颇具 前 景 的
制冷 剂 。

CO; 的 ODP 为 0, 且 GWP=1、 约 为 R134a 和 R22 的 千 分 之 一 。CO,，, 的 黏度 低 ，
0'C 时 其 饱和 液体 的 运动 犁 度 只 是 氨 的 5.2% 和 R12 的 23.8%。CO; 的 压缩 比较 低 ， 约 为
2. 5~3.0; 单位 容积 制冷 量 大 ，0C 时 单位 容积 制冷 量 是 氨 的 1.58 倍 ， 是 R12 和 R22 的
” 8.25 倍 和 5.12 倍 。 另 外 ，CO, 无 毒 不 燃 ， 对 常用 材料 没有 腐蚀 性 ， 能 适用 多 种 类 型 的 润
滑 油 ; 旦 来 源 广泛 ,价格 低廉 。

CO; 的 问题 在 于 其 临界 温度 低 ， 采 用 一 般 的 亚 临 界 莹 气压 缩 制冷 循 环 时 制冷 量 小 、
饱和 压力 过 高 、 压 缩 机 功 耗 大 、 循 环 效 率 低 等 缺点 。 因 此 ， 目 前 CO 多 采用 跨 临 界 循环
方式 ， 配 合 微 通道 换 热 器 ， 以 克服 亚 临 界 循环 的 缺点 并 发 挥 其 传 热 、 迁 移 性 质 好 的 优点 。
CO* 可 适用 于 各 种 常规 制冷 系统 ， 如 汽车 空调 、 船 用 空调 、 高 温 热泵 ， 特 别 适 合 于 高 居
住 密度 区 。

6. R407C .

R407C 是 替代 R22 的 一 种 三 元 非 共 沸 工 质 。R407C 的 沸点 与 R22 的 较 接 近 ， 且 与
R22 有 比较 接近 的 饱和 温度 一 压力 曲线 、 热 力 性 质 、 单 位 容积 制冷 量 及 COP， 它 不 仅 能
够 适用 于 新 设备 ， 也 特别 适用 于 现 有 R22 设备 的 灌注 式 替 代 ， 只 需 最 低 限 度 地 考虑 原
R22 系统 的 改动 ， 而 无 需 改 动 主要 部 件 。R407C 工 质 更 适合 用 在 高 除湿 量 场合 。

当 R407C 系统 使 用 满 液 式 蒸发 避 时 ， 在 蒸发 和 冷凝 过 程 中 会 产生 传 质 阻力 ， 导 致 其
传 热 系数 比 纯 工 质 或 共 沸 工 质 的 低 ， 含 油 时 微 肋 翅 片 管内 蒙 发 和 冷凝 时 相对 于 R22 的 传
热 系数 下 降 20% 一 25%， 在 满 液 式 蒸 发 器 中 则 更 是 下 降 75%。 使 用 满 液 式 燕 发 器 的
R407C 系统 ， 比 之 于 R22 系统 其 制冷 量 和 COP 分 别 下 降 36% 和 44%， 而 在 干 式 燕 发 器
中 仪 分 别 下 降 7% 和 14%。 另 外 ， 当 系统 有 气 液 分 离 器 时 ， 由 于 循环 组 成 中 R32 和 R125
浓度 增加 ， 使 R407C 的 制 热 能 力 比 R22 大 3%~8%。

7. R410A

R410A 是 蔡 代 R22 的 一 种 二 元 近 共 沸 混 合 物 。R410A 的 蒸气 不 力 比 R22 高 60% ， 故
只 能 用 于 新 设计 的 系统 而 不 能 用 于 原 有 R22 系统 的 灌注 式 蔡 代 。 它 的 热力 学 循环 效率 比
R22 及 其 他 替代 物 稍 低 ， 但 有 优越 的 运输 性 能 。 由 于 车 气压 力 高 ， 系 统 性 能 受 压 降 损 失 的
影响 不 敏感 ， 因 此 工 质 的 流速 可 以 很 大 ， 有 利于 换 热 器 的 传 热 。 在 中 低 冷 凝 温度 下 ，
R410A 系统 比 R22 系统 的 压缩 等 烂 效 率 高 。R410A 由 于 容积 制冷 量 较 大 ， 在 等 制冷 量 条
件 下 压缩 机 转速 可 比 R22 系统 低 ， 故 系统 容积 效率 高 、 摩 擦 损失 小 。

尽管 R410A 的 导热 系数 比 R22 稍 低 ， 但 其 黏度 更 低 ( 比 人 22 低 30%~36%)， 使 得 其
传 热 系数 比 R22 高 些 。 在 蒸发 器 中 ，R410A 的 蒸发 传 热 系数 比 R22 高 23%~42%。 在 冷
效 器 中 ， 传 热 系数 随 制冷 剂 干 度 的 下 降 而 下 降 ，R410A 比 R22 稍 小 。

四 、 制 冷 剂 的 发 展 及 替代
概括 地 说 ,制冷 剂 的 发 展 已 经 历 了 三 个 阶段 。 第 一 阶段 为 1830 一 1930 年 ， 考 虑 的 重 .

第 四 节制 冷 剂 与 压缩 机 29

点 在 于 哪些 物质 适合 作 制 冷 剂 (Whatever Worked)， 使 用 天 然 工 质 ; 第 二 阶段 为 1931 一
1990 年 ， 制 冷 剂 的 安全 性 和 持久 性 (Safety and Durability) 成 为 关键 问题 ，CFCs 和 HCFCs
制冷 剂 广 泛 使 用 ; 第 三 阶段 为 1990 一 2010 年 ， 此 时 保护 臭氧 层 (Ozone Protection) 是 问题
的 主要 矛盾 ，HFCs 开始 普及 且 自 然 工 质 重 新 启用 ; 一 般 认 为 2010 年 以 后 是 制冷 剂 发 展
的 第 四 阶段 ， 那 时 要 考虑 的 核心 问题 是 全 球 变 暖 (Global Warming)， 制 冷 剂 应 上 其 备 低
ODP、GWP、 短 的 大 气 寿 命 及 高 效率 。

每 一 次 制冷 剂 的 更 新 换代 ， 其 实 就 是 替代 问题 。 当 前 公认 的 蔡 代 方 案 见 表 1-6。 自
1987 年 《蒙特利尔 议定 书 》(the Montreal Protocol) 及 其 修正 案 执行 以 来 ，CFCs 淘汰 进
程 已 基本 结束 ， 全 球 进入 了 HCFCs 加 速 淘汰 阶段 。 如 德国 、 挪 威 、 英 国 、 意 大 利 等 国 于
1995 年 开始 限制 HCFCs 的 生产 ， 并 将 于 2015 年 后 不 再 提供 相关 的 维修 服务 ; 日 本 、 新
加 坡 、 澳 大 利 亚 和 委内瑞拉 等 国家 和 香港 地 区 的 政府 项 目 规 定 必须 采用 HFCs。 但 由 于
1997 年 的 《京都 议定 书 》(the Kyoto Protocol) 将 HFCs 害 为 须 限制 排放 的 六 类 温室 气体
之 一 ， 从 而 引起 了 制冷 剂 替代 方面 的 一 些 争 论 。

当前 的 制冷 剂 替代 方案 表 1-6
应 用 领域 原 制冷 剂 替代 制冷 剂
家 用 及 楼 宇 空调 系统 | HCFC-22 HEFC 混合 物 ， 如 R407C、R410A
大 型 离心 式 冷水 机 组 CFC-11、CFC-12、R500、HCFC-22 | HCFC-123、HFC-134a、HFC 混合 物
低温 冷冻 冷藏 机 组 和 冷库 | CFC-12、R502、HCFC-22、NHs HFC-134a、HFC 混合 物 、NHs
冰箱 冷柜 、 汽 车 空调 CFC-12 HFC-134a、HCs 及 其 混合 物 、HCFC 混合 物

这 些 争论 集中 体现 在 《蒙特 利 尔 议定 书 》 与 《京都 议定 书 》 之 间 。《 蒙 特 利 尔 议定 书 》
在 进一步 推进 HFCs 的 同时 限制 了 HCFC-123 和 HCFC-22 等 的 使 用 ， 而 淘汰 这 类 物质 将
会 有 很 多 工作 要 做 ; 《京都 议定 书 》 则 试图 减少 HFCs 的 使 用 ， 但 它 仅 确认 淘汰 HFCs 类
工 质 ， 并 没有 淘汰 日 期 ， 也 没有 给 出 具体 物质 的 名 称 。 在 考虑 温室 效应 时 ， 不 应 把 GWP
作为 惟一 指标 ， 应 以 TEWI、LCCP 为 指标 全 面 考虑 ， 由 此 得 到 的 结果 是 间接 效应 远大 于
直接 效应 ， 因 此 不 仅 应 着 眼 于 CGWP 值 ， 更 应 着 眼 于 提高 系统 效率 。 毫 无 疑问 ，HFCs 仍
是 主要 的 长 期 替代 物 ， 但 a 2001 年 ， 美 国 空调 制冷
协会 CCRAA) 组 织 了 包括 美 、 日 、 中 参加 的 “全 球 制 冷 剂 环境 评价 网 络 ”(Global
Refrigerant Environmental pa Network, 简称 GREEN) ， 其 目的 就 是 在 公平 的 基
础 上 ， 进 行 以 HCs 和 CO; 替代 HFCs 的 评估 试验 。 目 前 ， 在 一 些 国 家 已 经 开始 了 自然 工
质 替代 HFCs 工 质 的 实际 行动 。

五 、 制冷 剂 与 压缩 机

众所周知 ， 制 冷 剂 的 选用 是 影响 压缩 机 设计 的 诸多 因素 中 应 予以 高 度 重视 的 一 个 。 选
用 制冷 剂 时 ， 应 考虑 以 下 因素

1， 制冷 剂 的 分 子 量

在 同样 的 工 况 下 ， 分 子 量 大 的 工 质 较 难 压缩 ， 即 压缩 过 程 的 功 耗 较 大 。 对 于 离心 压缩
机 ， 为 减少 压缩 机 级 数 和 机 器 的 尺寸 ， 制 冷 剂 的 相对 分 子 量 要 大 。 例 如 R22 的 分 子 量 为
86. 47， 空 调 工 况 一 级 叶轮 压缩 就 可 达到 ， 而 氮 的 分 子 量 为 17. 02， 必 须 用 多 级 压缩 。 但

30 第 一 章 基础 知识

R22 因 声 速 低 ( 燕 发 温度 2C 时 的 声速 为 176. 96mys) 很 容易 达到 堵塞 工 况 ， 而 氮 的 声速 高
(声速 为 417. 8m/s) 则 不 可 能 出 现 堵塞 。

2. 单位 容积 制冷 量

制冷 量 不 同时 ， 应 选用 不 同 单位 容积 制冷 量 的 制冷 剂 。 例 如 ， 在 相同 工 况 下 R134a
的 单位 容积 制冷 量 要 比 R123 大 6.4 倍 。 因 此 ， 对 于 离心 压缩 机 来 说 ， 在 制冷 量 较 小 时 用
R123， 较 大 时 则 用 R134a。 若 R134a 用 于 小 制冷 量 时 会 使 机 器 尺寸 偏 小 ， 转 速 偏 高 。

3， 制 冷 剂 腐蚀 性

氮 会 腐蚀 除 磷 青铜 以 外 的 铜 合金 材料 以 及 锡 和 锌 。 氟 利 昂 会 腐蚀 镁 和 含 镁 量 超过 .2 听
的 铝 合 金 ( 若 叶轮 为 铝 合 金 制造 时 ) ， 当 有 水 和 空气 存在 时 ， 腐 蚀 还 要 加 大 。 对 于 使 用 车 发
压力 低 于 大 气压 力 的 制冷 剂 ， 如 R123 等 ， 则 存在 湿 空 气 渗入 的 可 能 ， 从 而 增加 了 机 组 的
腐蚀 性 ， 因 此 在 检修 时 应 予 重视 。 无 论 是 半 封 闭 式 还 是 全 封闭 式 制冷 压缩 机 ， 由 于 氨 含 有
水 分 时 要 腐蚀 铜 ， 因 而 铀 及 铜 合金 都 不 能 用 于 以 氨 为 工 质 的 制冷 系统 中 。 但 是 ， 也 该 看
到 ， 基 于 CFCs 和 HCFCs 的 替代 和 扩大 天 然 制 冷 剂 氨 的 使 用 的 需要 ， 采 用 能 与 氨 制 冷 剂
隔离 的 屏蔽 式 电 动机 的 半 封 闭 式 压 缩 机 已 研制 成 功 ， 并 获得 应 用 。

另外 ， 还 要 考虑 制冷 剂 安全 性 ， 尽 量 选用 无 毒性 、 无 刺激 性 臭 味 和 对 人 体 健 康 无 损害
的 制冷 剂 ， 同 时 也 要 考虑 到 制冷 压缩 机 应 用 的 生产 流程 ， 如 化 工 用 制冷 压缩 机 ， 其 制冷 剂
应 优先 选择 生产 过 程 的 产品 ， 如 甲 烧 、 乙 煤 、 丙 烷 、 丁 烧 、 乙 烯 、 丙 烯 等 。 总 之 ， 制 冷 剂
的 选择 ， 应 按压 缩 机 所 要 求 的 性 能 、 来 源 、 价 格 等 进行 综合 比较 后 确定 。

六 、 替 代 制 冷 剂 压缩 机 的 特点

为 了 开发 可 采用 替代 制冷 剂 的 新 压缩 机 ， 设 计 者 首先 遇 到 两 个 问题 ， 其 一 ， 压 缩 机 必
须 把 其 工作 容积 的 尺寸 重新 划 定 ， 以 适应 不 同 流量 和 压力 的 要 求 ; 其 二 ， 压 缩 机 中 与 制冷
剂 接触 的 各 种 材料 之 间 的 相 容 性 ， 如 合成 橡胶 和 润 清油， 必须 给 予 解决 。

在 自然 界 中 大 量 存 在 的 天 然 制冷 剂 ， 例 如 和 氨 、 碳 氢化 合 物 、 二 氧化 碳 等 。 氨 的 应 用 已
有 百 余年 的 历史 ， 至 今 还 有 许多 国家 用 在 大 型 工业 的 制冷 、 食 品 冷冻 冷藏 中 。 但 其 易 燃 、
易 爆 、 有 毒 和 具有 强烈 的 刺激 味 等 限制 了 它 的 应 用 范围 。

碳 氧化 合 物 具 有 很 好 的 热力 性 质 和 传 热 特性 ， 它 和 所 有 机 械 材料 和 油 类 完全 相 容 。 而
实际 上 ， 这 种 工 质 早 在 石油 化 学 工业 的 大 型 制冷 系统 中 已 有 使 用 。 影 响 这 类 制冷 剂 大 量 推
广 的 阻力 来 自 它 的 可 燃 性 。 在 欧洲 ， 这 种 制冷 剂 已 开始 进入 家 用 制冷 设备 的 市 场 ， 如 德国
已 在 产品 中 有 90% 的 覆盖 率 ， 我 国电 冰箱 行业 亦 已 有 使 用 异 丁 烷 R600a 的 产品 。

由 于 传统 的 适用 于 CFC-12 等 CFCs 工 质 的 矿物 油 和 合成 油 与 新 工 质 R134a 等 HFCs
的 相 容 性 差 ， 人们 研究 开发 出 新 型 的 极 性 润滑 油 ， 该 润滑 油 的 基体 有 的 是 多 元 酯 POE( 称
之 为 酯 类 油 )， 有 的 是 聚 乙 二 醇 PAG( 称 之 为 乙 二 醇 油 )， 它 们 与 HFCs 新 工 质 有 良好 的 相
容 性 ， 这 样 才 能 避免 在 换 热 器 中 聚集 润滑 油 以 及 保证 油 能 顺利 回流 到 压缩 机 中 去 。

第 五 节 冷 冻 机 油

压缩 机 润滑 油 通常 称 为 冷冻 机 油 ， 它 是 在 从 高 温 到 低温 的 大 幅度 温度 变化 下 进行 工作
的 ， 并 且 是 与 各 种 材料 共存 的 严酷 条 件 下 使 用 的 一 种 特殊 润滑 油 。 这 种 润滑 油 必 须 能 够 长 ，

第 五 节 冷冻 机 油 31

年 累 月 润滑 机 内 运动 部 件 ， 而 不 许 换 油 、 补 填 或 进行 维修 保养 。 在 制冷 系统 中 ， 冷 冻 机 油
应 起 到 以 下 作用 : (1) 冷冻 机 油 在 相对 运动 的 零件 表面 形成 一 层 油膜 ， 可 减少 摩擦 表 面 的
磨损 和 摩擦 功 耗 ;(2) 对 摩擦 表面 起 冷却 和 清洁 作用 ， 冷 冻 机 油 可 带 走 摩擦 热量 ， 使 摩擦
零件 表面 的 温度 保持 在 允许 的 范围 内 ， 还 可 带 走 磨 悄 ， 便 于 将 磨 届 由 滤 清 器 清除 ;3) 起
协助 密封 作用 ， 由 于 润滑 油膜 的 存在 ， 可 提高 活塞 环 和 轴 封 的 密封 作用 ; (4) 可 提供 液压
动力 以 控制 印 载 装置 的 工作 。

一 、 压 缩 机 对 冷冻 机 油 的 要 求

(1) 要 具有 适当 的 黏度 ， 且 受 温度 的 影响 要 小 。 番 度 过 大 ， 油 膜 承载 能 力 大 ， 易 于 保
持 液 体 润滑 ， 但 流动 阻力 大 ， 压 缩 机 的 摩擦 功 率 和 启动 阻力 增 大 ; 黏度 过 小 ， 流 动 阻力
小 、 摩 擦 热量 小 ， 但 不 易 形成 润滑 油膜 ， 油 密封 效果 差 。 良 好 的 润滑 性 是 冷冻 机 油 所 要 求
的 最 基本 的 性 能 ， 它 要 求 比 一 般 润滑 油 的 润滑 性 好 。 润 滑 性 用 FALEX 等 来 进行 评价 ,但
是 最 终 的 评价 还 是 应 该 在 压缩 机 上 进行 实 机 评价 为 好 。

(2) 冷冻 机 油 的 凝固 点 要 低 ， 至 少 比 制 冷 系 统 的 蒸发 温度 低 2. 5C ， 最 好 低 5 一 10C，
在 低温 下 具有 良好 的 流动 性 。 若 低温 流动 性 差 ， 则 冷冻 机 油 会 沉淀 在 燕 发 器 内 影响 制冷 能
力 ， 或 凝结 在 压缩 机 底部 ， 失 去 润滑 作用 而 损坏 运动 部 件 。

(3) 有 较 高 的 闪 点 温度 ， 应 比 压 缩 机 排 气 温度 高 2 一 35C ， 同 时 要 有 较 高 的 热 稳定
性 ， 在 高 温 下 不 氧化 、 不 分 解 、 不 结 胶 、 不 积 迪 ， 以 免 引 起 冷冻 机 油 的 解 焦 甚 至 燃烧 爆炸
等 危险 。

(4) 冷冻 机 油 与 制冷 剂 的 洲 解 性 能 要 好 。 若 两 者 溶解 性 差 ， 润 滑 油 就 会 聚集 在 冷凝 器
和 蒸发 器 的 底部 ， 阻 碍 制冷 剂 流动 ， 隆 低 换 热 性 能 。 若 润滑 油 不 能 随 制冷 剂 返回 压缩 机 ，
压缩 机 将 会 因 人 缺 油 而 加 剧 磨损 。 相 容 性 一 般 用 两 层 分 离 温度 来 进行 评价 。

(5) 具有 和 良好 的 化 学 稳定 性 。 以 免 与 制冷 剂 、 空 气 、 水 等 接触 时 引起 分 解 、 聚 合 和 氧
化 反应 ， 产 生 积 炭 。 化 学 稳定 性 和 耐 热 性 用 密闭 管 试验 来 进行 评价 。

(6) 冷冻 机 油 的 挥发 性 要 差 。 在 制冷 系统 中 不 应 有 结晶 状 的 石蜡 析出 ， 以 保持 良好 的
低温 流动 性 。

(7) 冷冻 机 油 的 含水 量 和 机 械 杂 质 应 尽 可 能 低 。 含 水 量 过 高 会 引起 冰 墙 、 腐 蚀 、 镀 铜
等 现象 ， 含 水 量 指标 应 小 于 20 一 40mg/Kkg。 冷 冻 本 油 中 的 机 械 杂 质 会 加 速 零 部 件 的 磨损
和 堵塞 油 路 ， 一 般 不 应 超过 0. 01%( 以 重量 计 )。 水 分 根据 Karl Fisher 方法 来 进行 测试

C8) 对 封闭 式 压缩 机 而 言 ， 冷 冻 机 油 还 应 具有 较 高 的 击 穿 电 压 。 封 闭 式 压缩 机 冷冻 机
油 和 内 置式 电机 直接 接触 ， 其 绝缘 性 能 很 重要 ， 一 般 要 求 击 穿 电 压 (25C) 在 25kV 以 上 。

二 、 冷冻 机 油 的 性 能 指标 、

冷冻 润滑 油 的 性 能 高 指标 主要 有 黏度 、 倾 点 、 闪 点 、 燃 点 、 浊 点 、 水 分 、 酸 碱 性 、 机
械 杂 质 等 。

(1) 黏度 。 冷 冻 机 油 的 黏度 用 来 衡量 润滑 油 的 黏 性 大 小 。 温 度 上 升 时 ， 其 黏度 减 小 ;
温度 下 降 时 ， 其 黏度 增 大 ， 因 此 ， 表 示 润 滑 油 的 黏度 时 ， 应 同时 指出 其 温度 值 。 黏 度 大
小 ， 可 用 各 种 单位 来 表示 。 如 动力 黏度 、 运 动 籍 度 、 相 对 黏度 、 雷 氏 和 塞 氏 秋 度 。 冷 冻 润
滑 油 常用 运动 茜 度 来 表示 ， 它 表示 润滑 油 在 重力 作用 下 流动 时 内 摩擦 力 的 度量 。

32 第 一 章 基础 知识

(2) 倾 点 。 冷 冻 机 油 在 温度 降低 时 ， 随 着 黏度 的 增 大 ， 流 动 性 会 变 差 ， 被 冷却 到 能 够
流动 的 最 低温 度 称 为 冷冻 机 油 的 倾 点 。 润 滑 油 与 制冷 剂 混合 溶解 时 ， 倾 点 会 降低 。

(3) 内 点 。 将 润滑 油 加 热 ， 直 至 所 产生 的 油 蒸气 与 火焰 接触 时 能 发 生 闪 光 ， 此 时 的 温
度 称 为 润滑 油 的 闪 点 。 通 常 要 求 R12、R22 的 润滑 油 闪 点 在 160'C 以 上 。

(4) 燃点。 润滑 油 的 燃点 比 办 点 高 ， 当 测 得 润滑 油 的 闪 点 后 ， 若 还 需 测定 其 燃点 ， 则

应 对 油 继续 加 热 ， 直 至 所 产生 的 蒸气 能 被 接触 的 火 烙 点 着 ， 并 燃烧 不 少 于 5s 时 的 最 低温

度 ， 称 为 该 冷冻 机 油 的 燃点 。

(5) 浊 点 。 当 润滑 油 温度 降低 到 一 定 值 时 ， 油 中 开始 析出 小 块 石蜡 ， 并 出 现 架 状 物 ， 这
时 的 温度 成 为 润滑 油 的 浊 点 。 由 于 油 中 析出 固体 石蜡 ,使 润滑 油 变 得 浑浊 ， 并 堵塞 过 滤器 ，
` 守 | 起 制冷 机 不 能 正常 工作 。 润 滑 油 的 浊 点 ， 应 低 于 制冷 剂 的 蒸发 温度 ， 否 则 ， 有 石蜡 析出
时 ,会 出 现 石 旱 积 存在 膨胀 阀 节 流 孔 处 造成 堵塞 现象 ， 或 积存 在 燕 发 匿 表 面 而 影响 传 热 。
C6) 酸 值 。 指 中 和 1g 油 中 的 酸性 物质 所 需 的 氧 氧 化 钾 的 mg 数 ， 用 (mgKOH/g 油 ) 来
表示 。 -

(7) 抗 氧化 性 。 表 示 润 滑 油 有 良好 的 抗 氧 化 性 和 化 学 稳定 性 ， 它 的 酸性 和 碱 性 也
很 小 。

(8) 水 分 。 润 滑 油 中 不 允许 含有 水 分 。 可 用 微量 水 分 方法 来 测定 。

(9) 机 械 杂 质 。 润 滑 油 中 不 允许 含有 机 械 杂 质 。 来 自 系 统 内 的 脏 物 在 油 内 形成 的 机 械
杂质 将 会 引起 油 路 堵塞 ， 加 速 运动 部 件 的 磨损 。

(10) 灰分 。 指 在 规定 的 条 件 下 ， 油 品 被 碳化 后 的 残留 物 经 业 烧 所 得 的 无 机 物 ， 用 质
量 百分数 表示 。

三 、 常 用 冷冻 机 油 -

冷冻 机 油 主要 分 成 两 类 : 一 类 是 矿物 润滑 油 ， 是 以 天 然 石油 为 原料 ， 经 过 减 压 蒸馏 所
得 馅 分 ， 再 经 酸 碱 精制 、 溶 剂 抽 提 、 脱 螨 、 和 白土 精制 等 工艺 过 程 而 得 到 的 润滑 油 ， 主 要 成
分 为 烃 类 化 合 物 ， 含 有 C、 互 元 素 ， 另 一 类 是 合成 润滑 油 ， 是 通过 化 学 合成 的 方法 制备 的
润滑 油 ， 其 基本 原料 是 化 学 品 或 石油 化 学 品 或 植物 油 或 来 自如 卫 、Si 之 类 的 无 机 物 ， 分 子
结构 较 复 杂 ， 除 含有 C、H 元 素 外 ， 还 含有 O、Si、P、 下 、Cl 等 元 素 。

矿物 润滑 油 CGMineral Oil， 简 称 MO) 一 般 由 烷烃 、 环 烧 烃 和 芳香 烃 组 成 ， 冷 冻 机 油 主 .
要 采用 倾 点 很 低 的 环 烷 类 。 合 成 润滑 油 常用 的 是 聚 烯烃 乙 二 醇 油 (Polyalkylene Glycol， 简
称 PAG) 、 烷 基 葵 油 (Alkyl Benzene， 简 称 AB) 、 脂 类 油 (Polyol Ester， 简 称 POE) 和 到 本
类 油 C(Polyvinyl ester， 简 称 PVE) 。 典 型 的 冷冻 机 油 特性 参数 见 表 1-7。

几 类 冷冻 机 油 的 部 分 特性 参数 表 1-7

MO
(SUNISO 4GS)

PAG AB POE
(SUN PAG 56) | (Clavus AB68) | (SUNISO T-68)| (PVE VG68)

冷冻 机 油 种 类

”密度 ， g/cm C15CG)
.， 色 度 ，ASTM 1L1.0:

运动 黏度 ，mm2/s(40C) 54..9
(100°C)

第 五 节 冷 并 机 油 33

AB
. (Glavus AB68) | (SUNISO T-68)

续 表

PVE
(PVE VG68)

MO ' PAG

. 冷 浆 机 油 种 类 (SUNISO 4GS) | (SUN PAG 56)

闪 点 ，COC C 188 234
倾 点 ，C

总 酸 值 ，mgKOHVg
水 分 ，X10-6

矿物 油性 质 稳 定 、 吸 湿性 非常 弱 、 润 滑 性 能 好 ， 而 且 生 产 技术 成 熟 、 生 产 成 本 低 ， 是
适用 于 CFCs 和 HCFCs 工 质 的 润滑 油 ， 它 的 最 大 缺点 就 是 与 HFCs 工 质 不 互 溶 。 烷 基 荆
类 润滑 油 是 合成 的 芳香 族 碳 氢化 合 物 ， 它 有 非常 高 的 抗 磨损 、 抗 污染 和 抗 水 解 性 能 ， 密 封
和 绝缘 性 能 优异 ， 但 也 不 能 与 HFCs 工 质 互 溶 。

为 了 适应 工 质 蔡 代 的 需要 ，PAG、POE 及 PVE 等 适用 于 HFCs 工 质 的 合成 润滑 油 逐
步 被 开发 出 来 。PAG 润滑 油 的 倾 点 较 低 ， 有 和 良好 的 低温 流动 性 和 润滑 性 。 由 于 它 的 极 性
较 强 ， 故 与 HFCs 工 质 互 溶性 好 ， 而 且 与 合成 橡胶 相 容 。 但 该 类 油 的 最 大 缺点 是 吸湿 性
强 ， 运 行 中 吸水 后 会 隆 低 油 与 制冷 剂 混合 物 的 电阻 率 ， 因 此 在 封闭 式 压缩 机 中 采用 PAG
油 ， 就 有 可 能 会 造成 短路 ， 甚 至 烧毁 电机 。 所 以 在 使 用 这 类 润滑 油 时 ， 对 装配 和 使 用 过 程
中 系统 的 密封 性 要 求 较 高 。 为 改善 PAG 油 的 性 质 ， 可 采用 封 头 改良 技术 ， 由 于 去 掉 了 化
学 性 质 比 较 活泼 的 羟基 ， 其 稳定 性 增强 ， 亲 水 性 显著 降低 。

聚 柄 类 POE 油 (Polyol esters) 的 种 类 很 多 ， 其 特性 因 分 子 结构 不 同 而 异 。 用 于 制冷 系
统 的 POE 油 多 是 由 多 元 醇 与 脂肪 酸 所 合成 的 ， 其 中 以 2~4 元 的 醇和 10 个 以 下 碳 原子 的
脂肪 酸 所 合成 的 POE 为 主 。 酶 类 油 的 性 质 与 参与 酯 化 反应 的 有 机 酸 和 醇 的 结构 、 种 类 密
切 相关 。 参 与 酯 化 反应 的 酸 按 所 含 矶 原子 数 的 多 少 可 分 为 长 碳 链 酸 和 短 碳 链 酸 ， 所 含 碳 原
子 数 越 多 ， 则 合成 的 酯 类 油 黏 度 越 高 ， 低 温 侧 最 高 临界 溶解 温度 也 越 低 。 按 结构 可 分 为 直
碳 链 酸 和 支 碳 链 酸 ， 直 碳 链 酸 合成 的 POE 油 润滑 性 及 与 替代 工 质 的 互 溶性 较 好 ， 但 抗 水
解 稳定 性 较 差 ， 腐 蚀 性 较 强 ， 支 碳 链 酸 合成 的 POE 油 除 了 润滑 性 能 略 差 之 外 ， 其 他 性 能
均 较 好 。 醇 的 种 类 对 合成 的 酯 类 油 的 黏度 有 很 大 的 影响 ， 常 用 的 醇 有 新 成 二 醇 NPG、 三
甲 基 丙 醇 了 TMP、 季 戊 四 醇 PE 和 二 元 季 戊 四 醇 Di-PE。 用 NPG 合成 的 POE 油 黏 度 较 低 ，
”用 PE 合成 的 POE 油 茜 度 较 高 。POE 油 的 黏度 指数 越 低 ， 压 缩 机 的 烧结 负荷 越 低 。 酯 类
油 与 HFCs 工 质 互 溶性 较 好 ， 但 对 HFCs 类 混合 工 质 ， 随 其 组 成 不 同 ， 混 合 工 质 与 POE
的 互 溶性 也 有 差异 。POE 油 的 热 稳定 性 和 润滑 性 较 矿 物 油 强 ， 但 和 HFC 类 物质 混合 后 与
R12、R22 等 和 矿物 油 混合 相 比 ， 部 件 磨损 严重 。 此 外 ，POE 油 吸湿 能 力 较 强 ， 且 易 水 解
而 产生 如 酸 、 金 属 碳化 物 等 ， 在 高 温 下 与 钢 等 金属 接触 还 可 能 发 生 热 解 而 产生 酸 、 乙 醛 、
酮 及 其 他 一 些 分 子 量 较 低 的 酯 类 化 合 物 ， 从 而 使 油 的 黏度 降低 ， 润 滑 作用 减弱 。POE 油
能 够 溶解 制冷 系统 中 的 某 些 杂质 并 析出 ， 造 成 管道 堵塞 。 此 外 ，POE 油 与 一 般 的 合成 橡
胶 也 不 相 容 。 :

PVE 油 是 近年 来 新 开发 的 制冷 润滑 油 。 在 制冷 系统 中 ，PVE 油 的 润滑 性 能 优 于 POE
油 。PVE 油 能 与 HFCs 工 质 很 好 互 溶 。 昌 然 PVE 油 的 吸湿 性 也 较 强 ， 但 由 于 醚 键 的 存在
而 不 会 水 解 ， 因 此 受 水 分 影响 较 小 ， 这 一 方面 降低 了 过 程 工序 的 难度 ， 另 一 方面 可 通过 取

34 第 一 章 基础 知 识

消 干燥 器 而 提高 系统 可 靠 性 并 降低 成 本 。 与 POE 油 相 比 ，PVE 油 密度 较 小 、 极 性 较 弱 ，
堵塞 换 热 器 管道 或 碰撞 装置 的 可 能 性 也 较 小 。PVE 为 聚合 物 ， 可 通过 改 性 来 调节 笑 度 和
互 溶性 。PVE 油 的 绝缘 性 能 要 比 POE 油 好 。PVE 油 与 金属 加 工 油 (主要 成 分 是 聚 丁 烯 及
矿物 油 ) 的 溶解 性 要 好 于 POE 油 。

为 改善 合成 制冷 润滑 油 的 性 能 ， 可 适当 使 用 添加 剂 。 添 加 剂 按 功能 可 分 为 抗 氧 化 剂 、
油性 剂 、 极 压 抗 磨 剂 以 及 金属 钝 化 剂 等 ， 按 成 分 可 分 为 极 性 化 合 物 、 聚 合 物 以 及 含 硫 、 磷
等 元 素 的 化 合 物 三 类 。 抗 氧化 剂 多 是 基于 氨 或 芬 ( 石 恢 酸 ) 的 化 合 物 ;， 油性 剂 可 用 于 运动 部
件 表面 反应 或 粘 附 于 摩擦 面 形成 润滑 性 能 极 好 的 化 合 物 ， 有 效 地 提高 整个 油膜 的 厚度 ， 减
少 金属 接触 ， 保 证 在 低 负 荷 运动 中 得 到 满意 的 润滑 。 但 是 随 着 负荷 的 提高 ， 油 膜 厚度 将 减
小 或 者 发 生物 理 转移 ， 润 滑 油 的 抗 磨 性 能 就 不 能 继续 提高 。 加 和 适量 极 压 抗 磨 添加 剂 可 减
少 材料 在 高 负荷 时 的 磨损 ， 避 免 烧 结 。 油 性 剂 和 极 压 抗 磨 剂 多 是 基于 磷酸 、 硫 酸 或 氯 族 的
化 合 物 ， 且 绝 大 多 数 极 压 抗 磨 剂 都 是 基于 磷酸 盐 / 亚 磷酸 盐 或 磷酸 的 化 合 物 。 金 属 钝 化 剂
可 与 油 品 中 的 活泼 金属 离子 ( 铜 、 铁 、 镍 、 锰 ) 形 成 聚合 物 ， 降 低 金属 离子 活性 ， 增 加 油 品
的 安全 性 ， 防 止 胶 质 产生 ， 人 金属 钝 化 剂 多 是 基于 硫酸 的 化 合 物 。

某 种 功能 的 添加 剂 能 改善 润滑 油 某 一 方面 的 性 能 ， 但 同时 又 会 对 其 他 性 能 有 不 良 影
响 ， 例 如 抗 磨 添加 剂 可 以 减少 压缩 机 摩擦 面 间 的 磨损 ， 但 与 其 他 材料 的 化 学 反应 又 将 影响
润滑 油 的 整体 稳定 性 。 有 些 彼此 相 容 的 添加 剂 同 时 使 用 则 效果 更 佳 。 对 每 种 添加 剂 而 言 ，
一 般 存 在 最 佳 添 加 量 使 其 添加 效果 最 为 显著 ， 这 一 一 最 佳 值 随 润滑 油 种 类 、 黏度 以 及 制冷 剂
种 类 不 同 而 不 同 。

四 、 冷冻 机 油 的 适用 范围 及 选择

冷冻 机 油 的 应 用 范围 及 如 何 选择 主要 根据 两 个 基本 原则 来 确定 ; 一 是 根据 压缩 机 的 结
构 参 数 和 人 性 能 参数 ;二 是 根据 制冷 系统 所 使 用 的 制冷 工 质 。

1996 年 ， 我 国 制定 了 国家 标准 GB/T 16630 一 1996《 冷 冻 机 油 》， 用 于 指导 各 个 压缩
机 厂家 对 冷冻 机 油 的 选用 。 该 标准 包括 L-DRA/A、L-DRA/B、L-DRB/A 和 IL-DRB/B 等
4 大 类 共 24 种 规格 ， 并 规定 了 29 项 油 的 技术 指标 。 标 准 规定 的 冷冻 机 油 均 为 矿物 型 或 合
成 烃 型 油 ， 适 用 于 CFCs (如 R12)、HCFCs( 如 R22) 及 氮 ， 不 适用 于 HEFCs( 如 R134a)。
显然 ， 随 着 制冷 工 质 蔡 代 步伐 的 加 快 ， 该 标准 应 及 时 修订 。 基 于 该 标准 的 冷冻 机 油 的 应 用
范围 见 表 1-8。

GB/T 16630 一 1996 规定 的 各 冷冻 机 油 品 种 的 应 用 表 1-8

GB/T 16630 一 1996
规定 的 品种

JSO 规定 的 品种 | 制冷 剂 类 型 典型 应 用

氨 开启 式 压缩

机 ， 普 通 制冷 机

深度 精制 的 矿 。 |
物 油 ， 合 成 烃 油 | > 40C | 氮 , CFCs，HCF-| ， 开 局 式 压缩
Cs， 以 HCFCs 为 主 | 机 ， 普 通 制 冷
机 ， 冷 你、 冷藏

人
的 混合 物 设备 ,空调
CFCs,，HCPGs, 以 | 开启 式 压 缩

HCFCs 为 主 的 混 | 机 ， 冷冻、 冷藏
合 物 i

L-DRA/A

L-DRA
L-DRA/B

深度 精制 的 矿
物 油 ， 合 成 烃 油

L-DRB/A

第 五 节 冷冻 机 油 35

当前 ， 世 界 上 著名 的 制冷 润滑 油 制造 商 有 太阳 SUNOCO™M、ICICUnigema™)、 科 宁
Cognis™M 、 壳 牌 Shell™M、 美 孚 Mobil、 嘉 实 多 Castrol™M、 加 德 士 Caltex、 西 匹 埃 CPI、 福
斯 Fuchs™M、 出 光 Idemitsu 等 ;我 国 的 知名 制造 商 有 中 国 石油 于 和 中 国 石化 于 。 这 些 著 名
品牌 都 得 到 了 如 开 利 (Carrier) 、 丹 佛 斯 (Danfoss) 、 特 灵 (Trane) 、 大 金 (Daikin) 、 比 泽 尔
《Bitzer) 等 知名 设备 制造 商 的 认证 。 几 类 主要 制冷 润滑 油 的 制造 商 及 适用 性 情况 归纳 于
表 1-9。 、

几 类 主要 制冷 润滑 油 的 适用 性 表 1-9

太阳 SUNOCO™.、
去 IM 二 sw|ICICUniqema™M)、 壳 有 牌
元 香 Se 、 高科 | cL、 美孚 Mobil、
多 CastrolIM、 西 匹 埃 | 一
可 嘉实 多 CastrolIM、 加 德
CFI 福 斯 FuachsIM、
中 国 石化 TM 士 Caltex、 西 匹 埃 CPI、
福 斯 FuchsIM、 中 国 石
油 mY 和 中 国 石化 IM

太阳 SUNOCOIM、 壳 | 太阳 SUNOCOTM、
牌 ShellIM、 美 孚 Mobil、| 科 宁 CognisIM、 壳 牌
嘉实 多 CastrolIM、 加 德 士 | ShellIM、 西 匹 埃 CPI、
Caltex、 福 斯 FuchsIM 、| 福 斯 FuchsIM、 中 国
中 国 石油 到 和 中 国 石化 RM | 石化 TY

出 光

Idemitsu

融 峭 巧

适
用 | 往复 式 、 旋转 式 、 涡 施 | ， 往 复式 、 斜 盘 式 、、 往复 式 、 旋 转 式 、 涡 | ， 往 复式 、 旋
缉 | 式 、 螺 和 式 、 离 心 式 | 交 藉 、 国 天 | 和 生生 下 | 旗 式 、 螺 行 式 、 离 心 式 | 名 区 汉 放
名 、 螺
明
CFCs、 HCFCs、
所 CFCs、HCFCs、 氮 、HCs| ”HFC-134a、HCs、 氨 氨 、HEC-407C HFCs 及 其 混合 物
齐

家 用 空调 、 电 冰箱 、 冷
冻 冷 藏 设备 、 中 央 空 调 、| :
汽车 空调

空调 设备 、 冷冻 | 冷冻 冷藏 设备 、 空
冷藏 设备 调 器

3

一 般 来 说 ， 选 择 制冷 润滑 油 对 制冷 剂 的 考虑 要 比 压缩 机 形式 多 一 些 。 通 常 ，MO 类 润

滑 油 可 用 于 使 用 CFCs、HCFCs、 氨 、HCs 等 制冷 剂 的 系统 ，PAG 油 多 用 于 汽车 空调 ，
POE 油 和 PVE 油 配 合 HFCs 工 质 及 其 混合 物 使 用 。 虽 然 目 前 使 用 替代 工 质 HFCs 的 系统
多 采用 POE 油 ， 但 PVE 油 在 许多 方面 的 性 能 都 优 于 POE 油 ， 故 可 预测 未 来 PVE 油 会 逐
步 普 及 。 根 据 经 验 ， 对 于 往复 式 制冷 压缩 机 ， 宣 选用 黏度 较 低 的 油 ; 对 于 回转 式 压 缩 机 宜
选用 黏度 较 高 的 油 ; 排 气 温度 较 高 的 压缩 机 选用 黏度 较 高 的 油 。 每 种 品牌 的 润滑 油 都 有 多
种 型 号 ， 部 分 制造 商 的 冷冻 机 油 牌 号 对 照 及 替换 关系 见 表 1-10。

不 同 制造 商 生产 的 部 分 冷冻 机 油 牌 号 对 照 表 “ 表 1.10

奇伟 士 Clavus@ Icematic® SUNISO®

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中 国 石油 ™
昆仑 S( 咽 龙 ®)

CapellWF32
CapelWF46

CapellaWF68
Capella WF100

DRC100

续 表
中 国 石油 ™™ 壳 Shell™ Se Mebim™ 嘉实 乡 太阳 ™ 加 德 二
昆仑 @( 翼 龙 @) 奇伟 士 Clavus@ on Icematic@ SUNISO@ Caltex™

Clavus G46

Clavus G68

DRA68 Ammon68

DRA100 Clavus G100

i

总 之 ， 在 选用 制冷 润滑 油 时 ， 可 先 根据 使 用 的 制冷 剂 和 压缩 机 类 型 确定 冷冻 机 油 的 类
别 ， 然 后 依照 制冷 剂 和 压缩 机 的 使 用 说 明 挑选 适用 品牌 的 合适 牌号 。 在 条 件 人 允许 的 情况
下 ， 直 接 选 用 设备 制造 商 推荐 的 润滑 油 。

第 六 节 原 动 机

一 、 原 动机 的 种 类 与 选用 原则

压缩 机 是 消耗 动力 的 机 器 ， 需 要 由 原 动 机 进行 驱动 。 压 缩 机 的 原 动 机 主要 有 : 〈1) 电
动机 ， 其 中 交流 异步 电动 机 和 直流 无 刷 电 动机 在 中 小 型 制冷 压缩 机 中 应 用 普遍 ; 〈2) 内 燃
机 ， 其 中 柴油 机 和 汽油 机 在 运输 式 制冷 装置 中 应 用 较 多 ， 燃 气 发 动机 常用 在 建筑 物 供暖 的
热泵 系统 中 ;(3) 涡 轮 发 动机 ; 4) 膨胀 机 。

选择 原 动 机 时 主要 考虑 :(1) 动 力 来 源 、 价 格 及 投资 费用 ， 即 初 投资 与 运行 费用 最 小 ;
(2) 原 动机 满足 转 从 ， 尤其 是 启动 转 害 加 速 的 要 求 ，(3) 工 况 改 变 时 可 能 出 现 的 过 载荷 要
求 ;4) 应 用 场合 和 对 象 的 其 他 要 求 ， 如 耐 油 、 耐 高 温 等 。

二 、 内 置 电动 机

在 封闭 式 压缩 机 中 ， 因 电动 机 装 在 机 壳 内 ， - 故 称 为 内 置 电动 机 。 内 置 电动 机 的 工作 条
件 与 一 般 的 电动 机 不 同 ， 因 而 对 它 有 一 些 特殊 要 求 。

1. 对 内 置 电动 机 的 要 求 ，

除了 应 符合 条 电动 的 基本 技术 条 件 外 ， 寺 半 式 压 芝 机 用 的 内 重 电 动 还 应 符合 下
列 要 求 :

(1) 电动 机 材料 应 有 良好 的 六 制冷 剂 性 、 耐 油性 和 耐 热 性

在 封闭 式 压缩 机 中 电动 机 处 于 与 制冷 剂 和 润滑 油 共 存 的 条 件 下 ， 而 毛利 昂 制 冷 剂 对 高
分 子 材料 有 较 强 的 侵蚀 和 溶解 作用 ， 在 含油 的 情况 下 ， 这 种 作用 更 为 严重 。 因 而 要 求 电动
机 的 横 绝缘 垫 、 定子 扎 线 、 端 部 引出 线 套 管 等 有 机 材料 具有 在 高 温 、 高 压 、 与 制冷 剂 和 润
滑 油 共 处 的 条 件 下 不 发 生 软化 、 脱 胀 、 溶 解 或 起 泡 等 现象 ， 而 且 应 不 易 氧 化 、 不 易 与 水 作
用 ,保持 足够 的 绝缘 能 力 。 一 般 可 采用 育 脂 薄膜 、 潍 纶 扎 带 、 江 纶 套 管 等 。 漆 包 线 应 满足
不 同 制 准 剂 的 要 求 。 一 般 采 用 府 乙 烯 时 本 树脂 或 由 环 氧 树 脂 ， 认 胺 基 甲 酸 乙 脂 等 数 种 树脂
合成 的 改 性 树脂 。
- ”由 于 不 同 制 冷 装置 运行 时 ， 内 办 电动 机 绕组 的 温度 水 平 不 同 ， 因而 其 绝缘 等 级 也 不

第 六 节 原 动 机 37

同 。 国 标 规定 的 绝缘 等 级 有 五 级 ， 即 A、E、B、F、H 五 级 。 其 运行 绕组 的 温度 限定 值 -
为 ， A 级 绝缘 不 超过 105C; EE 级 绝缘 不 超过 120'C;，B 级 绝缘 不 超过 130'C ;下 级 绝缘 不
超过 155'C， HH 级 绝缘 不 超过 175"C 。

(2) 对 压缩 机 负荷 变化 应 有 良好 的 适应 性
. 在 制冷 压缩 机 中 ， 电 动机 的 负 蓓 随 运转 工 沈 的 变化 发 生 较 大 幅度 的 变化 。 例 如 :从 启

动 至 稳定 运转 时 压缩 机 的 工 况 变化 ， 冷 负荷 的 又 增 或 环境 条 件 的 变化 等 。 内 置 电动 机 因 受
结构 的 限制 ， 必 须 做 到 体积 小 、 质 量 轻 。 因 此 ， 要 求 内 置 电动 机 有 较 大 的 过 载运 转 能 力 ，
以 适应 负荷 之 变化 。

(3) 耐 振动 冲击

内 置 电 动机 运转 时 受 机 械 振动 力 的 作用 ,启动 、 停车 时 受 电 磁力 的 冲击 和 惯性 冲击 负
荷 ， 使 定子 绕组 中 导线 发 生 相 互 摩擦 ， 绝 缘 薄 膜 损伤 。 防 止 的 方法 除了 将 导线 包扎 牢固
外 ， 对 输出 功率 大 于 1kW 的 电动 机 绕组 采用 浸 漆 处 理 ， 以 加 固 绕 组 。

(4) 防止 绕组 温度 过 高 ， 设 置 过 载 保护 器

- 绝 大 多 数 的 全 封闭 式 制冷 压缩 机 采用 两 级 内 置 电动 机 。 这 种 电动 机 的 结构 紧凑 ， 其 散
热 表面 较 小 ， 从 而 使 电动 机 绕组 的 温度 升 高 。 为 此 ， 除 了 加 强 冷却 和 使 用 耐 热 绝缘 材料
外 ， 宣 在 机 壳 上 或 绕组 中 间 设 置 过 载 温 度 继电器 ， 以 保护 电动 机 。

2， 内 置 电动 机 的 冷却

内 置 电 动机 常用 低温 吸 气 冷 却 ， 来 自 蒸发 器 的 低温 蒸气 经 吸 气 截止 阅 流 人 电动 机 室 ，
然后 通过 内 置 电 动机 ， 对 其 冷却 后 进入 压缩 机 气 条。 电动 机 运转 时 产生 的 热量 ， 一 部 分 被
制冷 剂 吸收 ， 另 一 部 分 通过 压缩 机 壳 体 散发 至 大 气 。

在 内 置 电动 机 用 吸入 蒸气 冷却 的 封闭 式 压 缩 机 中 ， 其 电动 机 功率 的 配置 因 与 普通 电动
机 在 温度 特性 上 的 显著 不 同 而 有 所 区 别 。 普 通电 动机 的 温度 随 负荷 的 增 太 而 上 升 ， 其 最 大
功率 为 电气 绝缘 材料 所 能 承受 的 温度 所 限制 。 内 置 电 动机 的 绕组 温度 ， 却 由 于 流 过 其 中 进
行 冷却 的 燕 气 流量 随 工 沈 的 变化 而 有 所 不 同 。 例 如 ;在 一 台 全 封闭 式 压缩 机 中 ， 当 燕 发 温
度 由 一 40 必 变 为 0'C 时 ， 制冷 剂 的 质量 流量 增加 10 倍 以 上 ， 而 所 输入 的 电功率 只 增加 1
倍 ， 结 果 是 负荷 增加 后 电动 机 获得 更 好 的 冷却 ， 绕 组 温度 降低 。 这 说 明 这 类 电动 机 名义 功
率 的 确定 与 普通 电动 机 不 一 样 . 因此 ， 对 于 高 温 封闭 式 压 缩 机 ， 由 制冷 剂 冷 却 的 内 置 电动
机 的 名 义 功率 比 具有 相同 制冷 量 的 开启 式 压缩 机 所 怒 置 的 普通 电动 机 名 尺 功率 一 般 要 小
1/3~1/2。

用 制冷 剂 冷 却 电动 机 ， 虽 有 上 述 优点 ,但 制冷 剂 吸收 热量 后 过 热度 增加 ， 对 压缩 机 的
制冷 量 不 利 。 因 此 有 些 封闭 式 压缩 机 的 吸 人 制冷 剂 并 不 经 过 电动 机 。 此 时 电动 机 产生 的 热
量 经 机 壳 向 大 气 散 发 。 为 提高 散热 效果 ， 机 过 上 和 铸 有 肪 片 。 在 有 条 件 的 场合 ， 尽 量 用 强制
通风 冷却 机 壳 ， 例 如 在 风 冷 式 冷凝 机 组 中 ,冷凝 器 使 用 的 风扇 不 仅 对 冷却 制冷 剂 起 作用 ，
而 且 对 机 壳 的 冷却 也 有 作用 。

第 二 章 活塞 压缩 机

第 一 节 ”基本 结构 与 工作 原理

一 、 基 本 结构

活塞 压缩 机 的 主要 零 部 件 及 其 组 成 如 图 2-1 所 示 。 压
缩 机 的 机 体 由 气缸 体 2 和 曲轴 箱 3 组 成 。 气 饶 体 中 装 有 活
塞 5， 曲 轴 箱 中 装 有 曲轴 1， 通 过 连 杆 4 将 曲轴 和 活塞 连接
起 来 。 在 气 负 顶部 装 有 吸 气 阀 9 和 排 气 阀 8， 通 过 吸 气 腔
10 和 排 气 腔 7 分 别 与 吸 气 管 11 和 排 气 管 6 相连 。 当 原 动 机
带动 曲轴 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 立 的 配合 下 ， 完 成 对 制冷 剂 的 吸入 、
压缩 和 输送 。

二 、 工作 过 程
如 图 2-2 所 示 ， 活塞 制冷 压缩 机 的 工作 循环 分 为 四 个
过 程 :

图 2-1 单 和 压缩 机 的 示意 结构

(1) 压缩 过 程 ”通过 压缩 过 程 将 制冷 剂 的 压力 提高 。
当 活 塞 处 于 最 下 端 位 置 1-1( 称 为 内 止 点 或 下 止 点 ) 时 ， 气 缸
内 充满 了 从 燕 发 器 吸 和 人 的 低压 蒸气 ， 吸 气 过 程 结 束 ; 活塞
在 曲轴 一 连 杆 机 构 的 带动 下 开始 向 上 移动 ， 此 时 吸 气 阀 关

1 一 曲轴 ; 2 一 气缸 体 ，3 一 曲轴 箱 ;
4 一 连 杆 ;5 一 活塞 ;6 一 排 气管 ;
7 一 排 气 腔 ; 8 一 排 气 阀 ，9 一 吸
气 闹 ; 10 一 豚 气 腔 ; 11 一 上 豚 气 管

闭 ， 气 包工 作 容积 逐渐 减 小 ， 处 于 气 包 内 的 制冷 剂 受 压缩 温度 和 压力 逐渐 升 高 。 活 塞 移
动 到 2-2 位 置 时 ， 排 气 阀 开启 ， 开 始 排 气 。 制 冷 剂 在 气缸 内 从 吸 气 时 的 低压 升 高 到 排 气压

力 的 过 程 称 为 压缩 过 程 。

图 2-2 活塞 压缩 机 的 工作 过 程

第 一 节 ”基本 结构 与 工作 原理 39

(2) 排 气 过 程 ” 通 过 排 气 过 程 ， 制 冷 剂 进入 冷凝 器 。 活 塞 继续 向 上 运动 ， 气 缸 内 制
冷 剂 的 压力 不 再 升 高 ， 制 冷 剂 不 断 地 通过 排 气管 流出 ， 直 到 活塞 运动 到 最 高 位 置 3-3
《 称 为 外 止 点 或 上 止 点 ) 时 排 气 过 程 结 束 。 制 冷 剂 从 气 氏 向 排 气 管 输出 的 过 程 称 为 排 气
过 程 。

(3) 膨胀 过 程 ” 通 过 膨胀 过 程 将 制冷 剂 的 压力 降低 。 活 塞 运动 到 上 止 点 时 ， 由 于 压缩
机 的 结构 及 制造 工艺 等 原因 ， 气 氏 中 仍 有 一 些 空间 ， 该 空间 的 容积 称 为 余 隙 容积 。 排 气 过
程 结束 时 ， 在 余 际 容积 中 的 气体 为 高 压气 体 。 活 塞 开 始 向 下 移动 时 ， 排 气 阀 关闭 ， 吸 气 腔
内 的 低压 气体 不 能 立即 进入 气 氏 ， 此 时 余 隙 容积 内 的 高 压气 体 因 容积 增加 而 压力 下 降 ， 直
至 气 包 内 气体 的 压力 降 至 稍 低 于 吸 气 腔 内 气体 的 压力 ， 即 将 开始 吸 气 过 程 时 为 止 ， 此 时 活
塞 处 于 位 置 4-4。 活 塞 从 3-3 移动 到 4-4 的 过 程 称 为 膨胀 过 程 。

(4) 吸 气 过 程 ”通过 吸 气 过 程 将 吸 气 腔 中 的 制冷 剂 吸入 气缸 。 活 塞 从 位 置 4-4 继续 向
下 移动 ， 气 仙 内 气体 的 压力 继续 降低 ， 其 与 吸 气 腔 内 气体 的 压力 差 推 开 吸 气 冰 ， 吸 气 腔 内
气体 进入 气 氏 内 ， 直 至 活塞 运动 到 下 止 点 时 吸 气 过 程 结束 。 制 冷 剂 从 吸 气 腔 被 吸 人 到 气缸
内 的 过 程 称 为 吸 气 过 程 。

三 、 特 点

在 各 种 类 型 的 制冷 压缩 机 中 ， 活 塞 压缩 机 是 问世 最 早 ， 至 今 还 广 为 应 用 的 一 种 机 型 ，
这 无 疑 是 因为 它 具 有 一 系列 其 他 类 型 压缩 机 所 不 能 及 的 优点 :

(C1) 能 适应 较 广阔 的 压力 范围 和 制冷 量 要 求 。

(2) 热效率 较 高 ， 单 位 制冷 量 耗 电量 较 少 ， 加 工 比较 容易 ， 特 别 是 在 偏离 设计 工 况 运

行 时 更 为 明显 。

(3) 对 材料 要 求 低 ， 多 用 普通 钢铁 材料 ， 加 工 比较 容易 ,造价 也 比较 低廉 。

(4) 技术 上 较为 成 熟 ， 生 产 使 用 上 积累 了 丰富 的 经 验 。 |

(5) 系统 装置 比较 简单 。 相 比 之 下 ， 螺 杆 制冷 机 系统 中 需要 装 设 大 容量 油分 离 器 ;
离心 制冷 机 系统 中 要 配置 工艺 要 求 高 的 增 速 齿轮 箱 、 复 杂 的 润滑 油 系统 和 密封 油 系
统 等 。

活塞 压缩 机 的 上 述 优 点 使 它 在 各 种 制冷 用 途 ， 特 别 是 在 中 小 制冷 量 范围 内 ， 成 为 制冷
机 中 应 用 最 广 、 生 产 批量 最 大 的 一 种 机 型 。 但 是 ， 与 此 同时 ， 也 要 看 到 活塞 压缩 机 有 其 不
足 之 处 ;

(1) 转速 受到 限制 。 单 机 输 气 量 大 时 ， 机 器 显得 很 笨重 ， 电 动机 体积 也 相应 增 大 。

(2) 结构 复杂 ， 易 损 件 多 ， 维 修 工 作 量 大 。

(3) 运转 时 有 振动 。

(4) 输 气 不 连续 ， 气 体 压 力 有 波动 等 。

随 着 路 油 螺杆 压缩 机 和 离心 压缩 机 的 迅速 发 展 ， 它 们 在 大 制冷 量 范 围 内 的 优越 性 ( 结
构 简 单 紧凑 、 振 动 小 、 易 损 件 少 和 维护 方便 等 ) 日 益 显 示 出 来 。 因 而 ， 一 般 认 为 将 活塞 压
缩 机 的 制冷 量 上 限 维持 在 350~550kW 以 下 是 较为 合适 的 ， 我国 高 速 多 氏 压 缩 机 系列 中 最
大 的 8AS17 型 氨 制 冷 压 缩 机 的 中 温 考核 工 况 制冷 量 为 512kW。

四
11
不
洲
汪
译

一 、 工作 容积

活塞 在 气 氏 内 上 下 往复 运动 时 ， 上 止 点 和 下 止 点 之 间 的 距离 称 为 活塞 行程 。 它 也 是 活
塞 向 上 或 向 下 运动 一 次 所 走 的 路 程 。 通 常用 S 表 示 。 上 、 下 止 点 之 闻 气 氏 工 作 室 的 容积
称 为 气缸 工作 容积 ， 式 (1-1) 给 出 六 的 计算 公式 。

当 活 塞 运动 到 上 止 点 位 置 时 ， 活 塞 项 (或 紧 靠 活塞 顶部 的 活塞 环 ) 与 气 阀 阀 片 之 间 的 空
隙 容积 称 为 余 隙 容积 ， 余 隙 容积 V.。 与 气 包 工作 容积 V, 之 比 ， 称 为 相对 余 辽 容积 c。

二 、 容 积 效率 ，
， 压缩 机 的 容积 效率 ， 反 映 实际 工作 过 程 中 存在 的 诸多 因素 对 压缩 机 输 气 量 的 影响 ， 常
用 容积 系数 4,、 压 力 系 数 加、 温度 系数 ++、 密 封 系数 4 的 乘积 来 表示 ， 即
办 二 AvAPATA (2-1)
(1) 容积 系数 ”反映 压缩 机 中 余 隙 容积 的 存在 对 压缩 机 输 气量 的 影响 。 由 于 余 隙 容积
的 存在 ， 工 作 过 程 中 出 现 了 膨胀 过 程 ， 占 据 一 定 的 气 氏 工作 容积 ， 使 部 分 活塞 行程 失去 了
吸 气 作用 ， 导 致 压缩 机 吸 气量 的 减少 ， 即 压缩 机 的 实际 输 气 量 的 减少 。
由 理论 分 析 和 推导 可 知 ， 容 积 系数 4, 可 以 表示 为 ; :

=1c| (2 tA)" 1] Co
式 中 一 一 相对 余 阶 容积 ;”-
mm 一 一 膨胀 过 程 指数 ，

加 一 一 排 气 压力 ，MPa;

Ap 一 一 排 气压 力 损失 ，MPa;

p: 一 一 吸 气 压力 ，MPa。

由 式 (2-2)? 可 以 看 出 ， 影 栅 4, 数值 的 因素 有 相对 余 隙 容积 c、 压 缩 比 ps/p,， 脱 胀 过 程
指数 m 及 排 气 压力 损失 Apa。 一 般 对 氨 压 缩 机 ，m 一 1. 10 一 1. 15; 对 气 利 昂 压缩 机 ，m 一
0.95~1. 05。 排 气压 为 损失 与 气 阀 结构 及 流动 阻力 有 关 ， 对 氨 压 缩 机 ， 一 般 取 Ap 一
《0. 05 一 0. 07) ps， 对 气 利 昂 压 缩 机 则 取 Aps 二 C0. 1~-0. 15) pa。

《2) 压力 系数 ”反映 吸 气 压力 损失 对 压缩 机 输 气 量 的 影响 。 在 吸 气 过 程 中 ， 由 于 吸 气
阀 开启 时 要 克服 气 阀 弹簧 力 ， 以 及 气体 流 过 气 阀 时 ， 由 于 通道 截面 较 小 ， 流 动 速度 较 高 ，
故 产生 一 定 的 流动 阻力 ， 使 吸 气 过 程 中 气 氏 内 气体 的 压力 恒 低 于 吸入 管 中 的 压力 ， 即 吸 气
压力 如， 致使 压缩 机 的 实际 吸 气量 减少 。j 可 表示 为 :

_1 /lcvAps _
As=1 ( XP ) (2-3)
式 中 Ap, 一 一 吸 气压 力 损 失 ，MPa。

通常 对 氨 压 缩 机 ，Aps/ps 取 0. 03~0. 05; 对 气 利 昂 压缩 机 ，Aps/ps 取 0.05 一 0. 1。
(3) 温度 系数 ”反映 气体 在 吸 气 过 程 中 被 加 热 温度 升 高 对 输 气量 的 影响 。 吸 入 气体 在

第 二 节 热力 性 能 4

吸 气 过 程 中 ， 不 断 地 受到 所 接触 壁面 的 加 热 作用 ， 使 吸入 气体 的 温度 升 高 ， 比 容 增 大 ， 从
而 使 吸入 气体 量 减少 。

吸入 气体 和 其 接触 壁面 的 热 交 换 过 程 是 非常 复杂 的 ， 它 与 制冷 剂 的 种 类 、 压 力 比 、 气
缸 尺 寸 、 压 缩 机 转速 及 气 低 冷 却 状况 等 因素 有 关 。xr 通常 用 经 验 公 式 计算 。 对 于 开启 式
压缩 机 有 :

MT 一

了 。
二 (2-4)
式 中 “了 T. 一 一 共 发 温度 ， 开 ;
TT 一 一 冷凝 温度 ，K。
对 于 封闭 式 制 冷 压缩 机 有 :
一 了
条 一 2 十 矶 (2-5)

式 中 《下 一 一 吸 气温 度 ， 开 ;
T 一 一 冷凝 温度 ， 开 ;
0 一 一 蒸气 在 吸 气管 道中 的 过 热度 ，0 一 个 一 人 ，K;
a 一 一 压缩 机 的 温度 随 冷 凝 温 度 而 变化 的 系数 ，a 二 1. 0 一 1. 15， 随 压缩 机 尺寸 的 减
少 ，a 值 趋 近 于 1. 15;
2 一 一 表示 容积 损失 与 压缩 机 对 周围 空气 散热 的 关系 ，2p 一 0.25 一 0.8， 制 冷 量 越
大 ， 压 缩 机 壳 体 外 空气 作 自由 运动 时 ,5 值 取 较 大 值 。

(4) 密封 系数 ”反映 压缩 机 工作 过 程 中 由 于 泄漏 而 引起 的 对 输 气量 的 影响 。 压 缩 机 的
泄漏 主要 是 由 于 活塞 环 与 气 氏 壁面 之 间 的 密封 不 严 ， 吸 排 气 阀 关 闭 不 及 时 或 不 严密 ， 造 成
制冷 剂 蒸气 从 高 压 侧 泄 漏 到 低压 侧 ， 从 而 引起 输 气量 的 下 降 。

泄漏 量 的 大 小 与 压缩 机 的 制造 质量 、 磨 损 程度 、 气 阀 设计 、 压 力 盖 大 小 等 因素 有 关 。
对 开启 式 压 缩 机 ，1 一 0. 97 一 0. 99; 对 封闭 式 压 缩 机 ， 高 温 工 况 时 ,入 二 0.95; 中 温 工 况
时 ， 丸 二 0. 90; 低温 工 况 时 ， 心 一 0. 85。

对 于 高 速 多 缸 压 缩 机 的 容积 效率 ， 可 由 上 述 4 个 系数 的 乘积 求 出 ， 也 可 由 试验 结果 整
理 出 来 的 经 验 公 式 求 出 。 例 如 ， 日 本 的 木村 亥 之 助 推 荐 的 经 验 公 式 ( 简 称 木 村 公式 ) 如 下 :

转速 大 于 720r/min，c 二 3%~4% 时

A=0. 94 一 0. 085| ( 关 ) " -1| (2-6)
三 . 功率 和 效率
” “压缩 机 实际 工作 过 程 与 理想 工作 过 程 的 区 别 ， 也 影响 到 它 的 功 耗 。 如 吸 排 气 时 的 压力
损失 、 运 动机 械 的 摩擦 、 压 缩 过 程 偏离 等 依 过 程 等 ， 均 使 压缩 机 的 功 耗 增 大 。 下 面 分 析 影
响 活塞 压缩 机 荔 耗 的 各 种 因素 ， 从 中 找 出 提高 效率 的 途径 。
1 指示 功率 与 指示 效率
影响 活塞 压缩 机 指示 功率 和 指示 效率 的 因素 有 压力 比 、 吸 排 气 过 程 的 压力 损失 、 相 对
余 隙 容积 、 吸 气 预 热 程度 及 制冷 剂 泄漏 等 。 指 示 效 率 常 通过 试验 或 经 验 公 式 求 得 。
对 于 开启 式 压 缩 机 ，z7 可 用 的 经 验 公式 为 :

=AT Tbte (2-7)
式 中 4 一 一 温度 系数 ;
te 燕 发 温度 ? °C ;
2 一 一 系数 ， 对 于 立 式 氮 压缩 机 5 二 0.001， 对 于 立 式 气 利 昂 压缩 机 0 一 0. 0025。 M
压缩 机 的 指示 效率 也 可 由 图 2-3 查 取 。

A

-5 -20 -5 -0 -S$ 0 53 10
te(C)
(a)

图 2-3 ”制冷 压缩 机 的 指示 效率
(Ca)NH3s (DR22

2. 摩擦 功率 与 机 械 效率

摩擦 功率 主要 有 往复 摩擦 功率 (活塞 、
活塞 环 与 气 饶 壁 间 的 摩擦 损失 ) 和 旋转 摩擦
功率 (轴承 、 轴 封 的 摩擦 损失 及 驱动 润滑 油
泵 的 功率 ) 组 成 ， 前 者 约 占 60%~70%， 后
者 占 30%~40%。

试验 证 明 ， 摩 擦 功率 与 压缩 机 的 结构 、
润滑 油 的 温度 及 转速 有 关 ， 几 乎 与 压缩 机 的
运行 工 况 无 关 。 摩 氛 功 率 可 以 通过 测定 空 载
下 压缩 机 的 轴 功 率 求 得 ， 也 可 以 通过 机 械 效 ”图 2-4 机 械 效 率 加 与 压力 比 s 之 间 的 关系
率 来 计算 。 制 冷 压缩 机 的 机 械 效率 一 般 在
0.75~0.9 之 间 。 图 2-4 示 出 机 械 效 率 思 与 压力 比 之 间 的 关系 曲线 。 由 图 可 见 ， 加 随 e 的
增加 而 下 降 。 这 是 因为 。 增 大 ， 指 示 功 率 减少 而 摩擦 功率 几乎 保持 不 变 ， 从 而 导致 六 下降 。

压缩 机 的 轴 效 率 办， 即 指示 效率 .y 与 机 械 效 率 加 的 乘积 ， 一 般 在 0. 6 一 0.7 之 间 。

3. 电动 机 功率

确定 制冷 压缩 机 所 配 用 的 电动 机 轴 功 率 时 ， 还 应 考虑 到 压缩 机 与 电动 机 之 间 的 连接 方
式 及 压缩 机 的 类 型 。 对 于 开启 式 压缩 机 ， 如 用 带 轮 连接 时 ， 应 考虑 传动 效率 。 如 用 联 轴 器
直接 传动 时 ， 则 不 必 考 虑 传动 效率 。 对 于 封闭 式 压 缩 机 ， 因 电动 机 与 压缩 机 共用 一 根 轴 ，
也 不 必 考 虑 传动 效率 问题 。

制冷 压缩 机 所 需要 的 轴 功 率 是 随 工 况 的 变化 而 变化 的 ， 选 配 电动 机 功率 时 应 考虑 到 这

第 二 节 热力 性 能 ”43

一 因素 。 如 果 压 缩 机 本 身 带 有 能 量 印 载 装置 ， 可 以 空 载 启 动 ， 则 电动 机 的 轴 功 率 可 按 运行
工 况 下 的 轴 功 率 ， 再 考虑 适当 裕 量 (10%~15%%) 选 配 。

四 、 双 级 压缩

当 制 冷 (热泵 ) 机 组 需要 维持 较 大 的 温度 差 ， 即 燕 发 温度 与 冷凝 温度 的 相差 较 大 时 ， 压
缩 机 承受 的 压力 比 就 比较 大 ， 这 时 需要 采用 分 级 压缩 ， 普 通 制 冷 范 围 内 多 采用 双 级 。 分 级
压缩 并 辅 以 级 间 冷 却 ， 可 以 使 整个 压缩 过 程 向 等 澶 过 程 线 靠近 ， 达 到 提高 容积 效率 、 节 省
指示 功率 、 降 低 排 气温 度 的 目的 ， 同 时 也 使 活塞 承受 的 气体 压 差 力 显著 降低 。

有 两 种 方法 实现 双 级 压缩 : (1) 双 机 双 级 压缩 (2) 单 机 双 级 压缩 。 不 同 的 方法 有 不 同
的 容积 效率 定义 。

(1) 双 机 双 级 压缩 的 容积 效率 ”其 容积 效率 的 定义 与 单 级 压缩 机 相同 。 用 双 机 完成 双
级 压缩 时 ， 中 间 压 力 有 最 佳 值 ， 或 近似 地 用 下 式 确定 ;

. pit 一 v popr (2-8)

式 中 ”pin 一 一 中 间 压 为 ，MPa;

po 蒸发 压力 ，MPa;
Prk 冷凝 压力 ，MPa。
用 中 间 温 度 计算 中 间 压 力 时 ， 采 用 的 计算 公式 为 ，
Tin = To Tx (2-9)
式 中 Twn 一 一 中 间 温 度 ，K;
To 蒸发 温度 ， K;
一 一 冷凝 温度 ，K。,.
按 Ti 确定 的 饱和 压力 即 为 中 间 压 力 。

对 于 双 级 压缩 的 每 一 级 ， 其 容积 效率 的 计算 方法 与 前 述 单 级 压缩 机 的 容积 效率 计算 方
法 相同 。 也 可 用 经 验 公 式 计 算 。 例 如 ， 对 于 高 压 级 ， 容 积 效 率 加 为 ，

了 一 0. 94 一 0. O85[ (px/pa)*—1] ， (2-10)
对 于 低压 级 ， 容 积 效率 mw 为:
1
站 加 Pint a -
m=0. 94 0.085| (元 双生 ) 1| (2-11)

式 中 fn 一 一 压缩 过 程 多 变 指 数 。 对 于 NH;，7i 二 1. 28; 对 于 R22, n= 二 1. 18。

(2) 单机 双 级 压缩 的 容积 效率 ”两 级 压缩 机 的 中 间 压 力 数值 与 压缩 机 的 结构 有 关 。 对
于 单机 双 级 压缩 的 制冷 压缩 机 ， 其 高 压 级 气缸 与 低压 级 气 饶 在 同一 台 压 缩 机 上 。 例 如 ， 一
台 有 6 个 气 征 的 两 级 压缩 机 ，4 个 气缸 用 于 低压 级 ，2 个 用 于 高 压 级 。 来 自 冷凝 器 的 部 分
制冷 剂 液体 节 流 至 中 间 压 力 后 ， 与 来 自 低 压 级 的 高 温 排 气 混合 ， 将 高 温 排 气 冷却 后 进入 高
压 级 。 对 于 单机 双 级 压缩 机 ， 在 确定 其 容积 效率 时 ， 压 缩 机 的 工作 容积 仍 按 6 缸 计 算 ， 以
便 与 具有 同样 尺寸 和 转速 的 6 饶 单 级 压缩 机 比较 时 ， 有 可 比 性 。 按 此 观点 求 得 的 单机 双 级
压缩 机 的 容积 效率 称 为 可 比 的 容积 效率 或 总 容积 效率 ， 仍 用 六 表示 。 按 此 定义 有 :

= dma/ dm (2-12)

式 中 ”am 一 一 实际 输 气 量 ，kg/s;

44 第 二 章 活塞 压缩 机

qu 一 一 按 全 部 气缸 求 得 的 理论 输 气量 ，kg/s。

试验 表明 :; 上述 单机 双 级 压缩 机 可 比 的 容积 效率 在 压力 比 上 升 时 ， 起 初 几乎 不 变 ， 至
压力 比 达 到 相当 高 的 数值 时 ， 才 开始 较 明 显 地 下 降 。 而 单 级 压缩 机 的 容积 效率 随 压 力 比 的
增加 ， 几 乎 呈 直 线 下 降 。

第 三 节 ”驱动 机 构 与 气 红 布置 方式

一 、 驱 动机 构

1. 曲柄 一 连 杆 机 构

曲柄 一 连 杆 机 构 的 作用 是 将 曲柄 的 旋转 运动 转变 成 活塞 的 往复 运动 ， 实 现 压 缩 机 的 工
作 循 环 。 曲 柄 一 连 杆 机 构 包 含 的 部 件 为 活塞 组 、 连 杆 和 曲轴 。

(1) 活塞 组 ”活塞 组 的 结构 与 压缩 机 的 结构 有 密切 的 关系 。 一 种 常见 的 活塞 组 如 图 2-5
所 示 。 活 塞 通过 活塞 销 与 连 杆 相连 ， 其 侧 向 力 直 接 作 用 在 活塞 组 上 ， 因 此 活塞 上 必须 设置
足够 的 承 压 面 ， 活 塞 有 较 长 的 轴 向 尺寸 而 呈 简 形 结构 。

a
上

LA

图 2-5 简 形 活塞 组
1 一 活塞 ; 2 一 气 环 ，3 一 油 环 ; 4 一 活塞 销 ; 5 一 弹 筑 挡 圈

(2) 连 杆 ” 连 杆 按 其 大 头 的 结构 可 分 为 剖 分 式 连 杆 和 整体 式 连 杆 两 种 (图 2-6 和 图 2-7)。
剖 分 式 连 杆 用 于 曲 拐 轴 结 构 ， 其 大 头 与 曲柄 销 装 配 时 用 连 杆 螺栓 紧 固 ， 整 体式 连 杆 用 于 偏心
曲轴 结构 。 由 于 偏心 曲轴 结构 的 行程 是 偏心 轴 绒 偏心 距 的 两 倍 ， 因 而 限制 了 整体 式 连 村 只 能
用 于 小 型 制冷 压缩 机 中 ， 否 则 会 因 偏心 轴 颈 直径 太 大 而 导致 曲轴 和 连 杆 大 头 尺寸 太 大 。 整
体式 连 杆 结构 简单 ， 便 于 安装 。 痢 分 式 连 杆 因 与 曲 换 轴 的 曲柄 销 配 合 ， 故 可 用 于 行程 较 长
的 制冷 压缩 机 ， 连 杆 大 头 中 镶 有 薄 壁 轴瓦 。 为 了 提高 其 耐 磨 性 ， 轴 瓦 上 有 一 层 耐 磨合 金 。

《3) 曲轴 原 动 机 通过 曲轴 将 力 传送 至 活塞 。 曲 轴 有 三 种 基本 形式 : 1) 曲柄 轴 ( 图 2-8
《a))。 它 由 主轴 颈 、 曲 柄 和 曲 桥 销 三 部 分 组 成 。 因 为 只 有 一 个 主轴 承 ， 因 而 曲轴 比较 短 ， 但
系 助 辟 支 承 结构 ， 只 宜 承受 很 小 的 载荷 ， 用 于 功率 很 小 的 制冷 压缩 机 。2) 偏 心 轴 ( 图 2-8
(5)、《c))。 图 2-8(O 仅 有 一 个 偏心 轴 须 ， 只 能 驱动 单 缸 压缩 机 ， 此 时 压缩 机 的 往复 惯性
力 无 法 平衡 ， 振 动 较 大 。 图 2-8Cc) 有 两 个 方位 相差 180" 的 偏心 轴 颈 ,用 于 有 两 个 气 和 的 压
缩 机 上 。 偏 心 轴 曲 轴 用 于 小 型 压缩 机 ,与 之 相配 的 连 杆 大 多 数 是 铝 合 金 连 杆 。3) 曲 拐 轴

第 三 节 ”驱动 机 构 与 气缸 布置 方式 45

< {一 一 =========<=sx< [只
NN /=

图 2-6 剖 分 式 连 杆 图 2-7 整体 式 连 杆
1 一 大 头 盖 ，2 一 连 杆 螺母 ，3 一 大 头 轴瓦 ;4 一 连 杆
螺栓 ;5 一 连 杆 体 ; 6 一 连 杆 小 头 ; 7 一 小 头 衬 套
(图 2-8(4))。 因 具有 曲 拐 ， 故 可 用 于 较 大 行程 的 压缩 机 中 ， 图 中 两 个 曲柄 销 共 用 两 个 支
承 ， 这 样 的 结构 虽 对 刚度 不 利 ， 但 可 以 缩短 曲轴 的 长 度 , 使 压缩 机 的 结构 紧凑 。

2. 曲柄 一 滑 块 机 构 ( 滑 管 式 和 滑 权 式 )

滑 管 式 压 缩 机 广泛 用 于 各 种 家 用 制冷 设备 (如 冰箱 ) 中 ， 其 优点 是 结构 简单 、 尺 寸 紧
凑 ， 但 不 能 承受 大 的 载荷 。 近 年 来 ， 按 十 字 型 布置 的 滑 槽 式 驱动 机 构 得 到 人 们 的 重视 ， 且
有 扩展 到 制冷 压缩 机 领域 以 外 ， 延 伸 到 高 压 无 油 润滑 压缩 机 之 趋势 。

(1) 滑 管 式 驱 动机 构 ” 这 种 驱动 机 构 常 见于 小 型 全 封闭 式 制冷 压缩 机 。 了 驱动 机构 中 无
连 杆 ， 曲 轴 为 曲柄 轴 ( 图 2-8(a))。 图 2-9 为 滑 管 式 驱动 机 构 的 剖 示 图 。 曲 柄 轴 旋 转 时 ， 曲
柄 销 带 动 滑 块 作 垂直 方向 和 水 平方 向 的 运动 ， 因 为 受到 滑 管 的 约束 ， 滑 块 不 能 绕 曲 柄 销 中
心 线 转 动 。 滑 块 在 垂直 方向 的 运动 传递 给 滑 管 ， 进 而 传递 给 活塞 ， 使 其 作 垂直 方向 的 往复
运动 ， 完 成 气缸 内 的 工作 过 程 。 湛 块 在 水 平方 向 的 运动 ， 通 过 滑 块 与 滑 管 之 间 的 相对 运动
使 滑 管 仍然 保持 在 水 平方 向 的 位 置 。 由 于 无 连 杆 ， 滑 管 式 驱动 机 构 结 构 简 单 、 紧 凑 ， 对 于

图 2-8 曲轴 的 基本 结构 形式 图 2-9 滑 管 式 驱动 机 构

1 一 滑 管 ，2 一 滑 块 ，3 一 曲柄 销 ;
4 一 活塞 ; 5 一 气 红 ; 6 一 曲柄 轴

46 第 二 章 活塞 压缩 机

加 工 和 装配 是 十 分 有 利 的 。

(2) 滑 槽 式 驱 动机 构 ” 滑 模式 驱动 机 构 也 是
一 种 无 连 杆 的 活塞 压缩 机 驱动 机 构 ， 其 工作 原理
如 图 2-10 所 示 。 图 中 的 止 转 框架 相当 于 滑 管 式 驱
动机 构 中 的 请 管 ， 但 止 转 框 架 上 的 滑 覃 表面 为 平
面 ， 因 而 在 滑 槽 中 滑动 的 滑 块 表面 也 是 平面 ， 而
非 滑 管 式 中 的 圆柱 表面 。 图 中 所 示 的 滑 模式 驱动
机 构 拖 动 的 活塞 有 4 个， 每 个 止 转 框架 的 两 侧 装 2
个 ， 构 成 对 置式 。 两 个 止 转 框架 相互 垂直 。

当 曲 轴 转 动 时 ， 曲 柄 销 带 动 滑 块 运动 ， 因 为
止 转 框架 与 活塞 刚性 地 连接 在 一 起 ， 只 能 在 活塞
中 心 线 的 方向 运动 ， 从 而 限制 滑 块 只 能 作 垂 直方
向 和 水 平方 向 的 运动 而 不 能 转动 ， 这 一 点 与 滑 管

图 2-10 滑 模式 驱动 机 构 示意 图
1 一 曲轴 ; .2 一 曲柄 销 ;， 3 一 滑 块 ;
4 一 止 转 框 架 ; 5 一 活塞 杆

式 驱 动机 构 中 滑 块 的 运动 是 相同 的 。 曲轴 旋转 使 活塞 往复 运动 ， 完 成 压缩 机 的 工作 循环 ，。

3. 斜 盘 式 驱动 机 构

斜 盘 压缩 机 活塞 的 往复 运动 是 靠 一 个 固定 在 主轴 上 的 斜 盘 来 驱动 ， 因 此 而 得 名 。
在 曲柄 连 杆 机 构 中 ， 活 塞 的 运动 是 沿 着 与 驱动 轴 中 心 线 垂 直方 向 进行 的 ， 而 在 斜 盘
压缩 机 中 ， 活 塞 往复 运动 的 方向 却 是 与 驱动 轴 中 心 线 平行 ， 因 而 也 称 其 为 轴 向 活塞 压

缩 机 。

斜 盘 压 缩 机 仍 属 往复 活塞 压缩 机 。 按 斜 盘 与 活塞 的 结合 方式 ， 分 为 旋转 斜 盘 式 和 摆动

斜 盘 式 两 种 。

(1) 旋转 斜 盘 式 (Swash Plate) 简称 斜 盘 式 ， 如 图 2-11(4) 所 示 。 旋 转 斜 盘 2 固定 在 主
轴 1 上 ， 双 向 作用 的 活 赛 3 通过 滑 履 4 及 钢珠 骨 在 斜 盘 的 四 周 。 当 主轴 带动 斜 盘旋 转 时 ，
滑 履 沿 固定 的 轨迹 在 斜 盘 上 滑动 ， 随 着 滑 履 在 斜 盘 上 位 置 的 改变 ， 通 过 钢 球 推动 活塞 在 气

氏 内 作 往复 运动 ， 从 而 完成 压缩 机 的 工作 过 程 。

图 2-11 斜 盘 式 驱动 机 构 示 意
(a) 旋 转 斜 盘 ; (5) 控 动 斜 盘 ;〈c)Z 形 轴 结构
1 一 主轴 ; 2 一 斜 盘 ，3 一 活塞 ; 4 一 滑 履 ; 5 一 斜 转 体 ，6 一 双 球 头 连 杆 ;

7 一 定位 钢 球 ; 8 一 摆 盘 ;9 一 Z 形 轴 ; 10 一 连 杆

(2) 摆动 斜 盘 式 (Wobble Plate) 简称 摆 盘 式 ， 如 图 2-11(b 所 示 。 带 有 斜面 的 斜 转 体 5
固定 在 主轴 1 上 ， 摆 盘 8 靠 在 斜 转 体 的 斜面 上 ， 形 成 一 定 的 倾角 ， 且 通过 双 球 头 连 杆 6 与

第 三 节 驱动 机 构 与 气 红 布置 方式 47

活塞 3 贸 接 ， 气 氏 均 布 在 摆 盘 的 同一 侧 ， 原 动机 驱动 主轴 及 斜 转 体 推动 摆 盘 摆动 ， 通 过 连
杆 带 动 活塞 在 气 包 内 运动 ， 从 而 完成 了 压缩 机 的 工作 过 程 。

作为 轴 向 活塞 压缩 机 还 有 如 图 2-11(c) 所 示 的 Z 形 轴 结 构 。Z 形 轴 9 作 回 转运 动 ， 带
动 连 杆 10 左右 摆动 ， 从 而 驱动 活塞 作 往 复 运 动 ， 但 这 种 结构 目前 很 少 使 用 。

二 、 气 和 布置 方式

由 于 压缩 机 的 工作 条 件 不 同 ， 因 而 产
生 了 各 种 不 同 的 压缩 机 气缸 布置 方式 。 每
种 布置 方式 有 其 合理 的 应 用 场合 。 按 气缸
所 处 的 位 置 ， 可 将 其 布置 方式 分 为 卧 式 和
立 式 、 角 度 式 、 十 字 式 三 大 类 。

(1) 卧 式 和 立 式 布置 ”此 时 气 纸 处 于

平 卧 状态 (图 2-12(a)、(5)) 和 直立 状态

(图 2-12Cc))。 图 2-12(a) 所 示 的 卧 式 布 置

， 称 为 对 称 平衡 式 ， 用 于 大 型 制冷 压缩 机 。

卧 式 布置 的 另 一 种 形式 (图 2-12(2))
在 小 型 全 封闭 式 制冷 压缩 机 中 应 用 广泛 。
小 型 全 封闭 式 制冷 压缩 机 的 曲轴 也 是 电动
机 的 主轴 。 电 动机 与 曲轴 的 这 一 配合 方式
使 气缸 中 心 线 必须 与 电动 机 的 中 心 线 相 重
直 。 当 电动 机 垂直 安置 时 ， 气 缸 处 于 水 平
位 置 ， 即 气缸 为 卧 式 布置 。

立 式 布置 的 气 氏 主要 为 两 红 立 式 布置

图 2-12 ” 卧 式 和 立 式 的 气缸 布置
(a) 对 称 平衡 式 ; (六 滑 管 卧 式 ;(c) 两 缸 立 式
1 一 曲轴 ; 2 一 连 杆 ，3 一 滑 块 ; 4 一 活塞 ，5 一 气缸

(图 2-12(c))。 因 为 单 红 立 式 压 缩 机 的 往复 惯性 力 不 能 平衡 ,使 压缩 机 振动 较 大 ， 因 而 除
少数 场合 (如 要 求 压缩 机 尺寸 很 小 ) 外 ， 已 不 被 采用 。 两 生 立 式 布置 的 压缩 机 因 其 两 个 曲柄
销 相 差 180 ， 改 往复 惯性 力 得 到 较 好 的 平衡 。 但 因 两 个 气缸 并 列 ， 两 根 连 杆 不 可 能 共用
一 个 曲柄 销 ， 所 以 曲轴 的 刚度 较 差 ， 只 适用 于 制冷 量 较 小 的 压缩 机 。 例 如 : 半 封 闭 式 制冷

压 第 机 中 ， 立 式 两 条 布置 用 的 很 多 。

(2) 角度 式 布置 ”多 红 压 缩 机 的 气 包 采用 图 2-13 所 示 的 布置 方式 。 分 别 取 名 为 V 形

(5)
图 2-13 角度 式 布置
(a) 对 称 平衡 式 ; (5) 滑 管 外 式 ;(c) 两 饶 立 式

1 一 曲轴 ; 2 一 连 杆 ; 3 一 活塞

48 第 二 章 活塞 压缩 机

(2 负 )、W 形 (3 饶 ) 和 扇形 (4 饶 S 形 )。 图 2-13 中 ， 各 种 形式 的 压缩 机 ， 其 连 杆 共 用 一 个
曲柄 销 ， 因 而 减少 了 沿 曲轴 轴 向 的 长 度 和 相应 的 机 器 长 度 。 和 气缸 的 角度 式 布置 也 使 机 器 的
高 度 尺寸 和 宽度 尺寸 均 比 较 合理 ， 不 致 出 现 垂直 方向 尺寸 与 水 平方 向 尺寸 不 协调 的 缺点 。
只 要 适当 地 配置 平衡 重 ， 即 可 使 惯性 力 基 本 平衡 ， 如 果 曲 轴 上 有 两 个 方向 相差 180" 的 曲柄
销 ，V 形 、W 形 和 S 形 讨 缩 机 的 气缸 数 就 能 增加 一 倍 ， 成 为 4 氏 、6 和 和 8 饶 的 压缩 机 ， 因
而 角度 式 布置 的 压缩 机 特别 适宜 于 高 转速 、 多 气缸 的 结
构 ， 在 制冷 装置 中 广泛 应 用 。

(3) 十 字形 布置 ”压缩 机 的 四 个 气缸 沿 曲轴 轴 颈 径
向 星 十 字形 分 布 ， 且 采用 滑 槽 式 驱动 机 构 ( 图 2-14) 。
上 述 角 度 式 压缩 机 也 可 以 将 4 气 生 结构 压缩 机 的 4 个 气
饶 布置 成 十 字形 ,但 角度 式 压缩 机 需要 用 连 杆 将 曲轴
的 旋转 运动 转变 为 活塞 的 往复 运动 ， 而 这 里 所 说 的 十 。
字形 布置 (图 2-14) 是 不 需要 连 杆 的 ， 因 而 结构 简单 、
紧凑 。 再 加 上 在 分 析 十 字形 布置 所 用 的 滑 模 式 驱动 机
构 时 指出 的 一 系列 优点 ， 使 图 2-14 所 示 的 十 字形 布置 图 2-14 气缸 的 十 字形 布置
受到 人 们 的 重视 ， 已 开发 出 一 些 性 能 很 好 的 产品 。 1 一 偏心 轴 颈 ;2 清 块 ! 3 一 滑 槽 ; 4 活塞

第 四 节 ”运行 界限 和 运行 的 平衡 点

一 、 运 行 特性 曲线 HT
制冷 压缩 机 的 运行 特性 是 指 在 规定 的 工作 2HEE22 ， 十 |
、 、 转速 : 960r/min [TH
范围 内 运行 时 ， 压 缩 机 的 制冷 量 和 功率 随 工 况 ty
变化 的 关系 。 从 制冷 循环 分 析 可 知 ， 制 冷 基 "He
天 高 而 降低 ， 答 和 功率 卫 准 颖 温度 的 升 高 而 逢 3 mE
高 ， 随 燕 发 温度 变化 而 变化 的 规律 则 比较 员 上 HH 有
复杂 。 对 30
对 于 蘑 一 冷凝 压力 (或 冷凝 温度 ) ， 理 论 特 十 才 枚 二
环 的 指示 功率 P。 随 蒸发 压力 (或 燕 发 温度 ) 的 wR
变化 ， 首 先是 随 车 发 压 为 的 降低 而 升 高 ， 以 后 A soc | 几 二
、 [网 人 TI 站
随 蒸 发 压力 的 降低 而 降低 。 羡 可 了 4 严 忆 画面 画 时 醒 到 韦 三 王 吾 天
_ CHA | [i
按 运行 特性 绘制 的 曲线 称 为 运行 特性 曲 了 竺 伴 站 30 气
线 。 每 张 运 行 曲线 图 上 有 两 组 曲线 ， 一 组 为 输 2 so
入 功率 (Ps 或 P。 或 P;), 另 一 组 为 制冷 量 ， 据 十 十 十 中 了

此 可 求 得 不 同 工 况 下 的 制冷 量 和 输入 功率 。 图
2-15 表示 一 台 制 冷 压 缩 机 的 运行 曲线 。 冷 凝 a

器 的 排 热 量 等 于 制冷 量 和 指示 功率 之 和 (忽略 |

压缩 机 壳 体 及 连接 管道 与 外 界 的 热 交 换 ); 性 ”图 2-15 单 级 制冷 压缩 机 的 运行 特性 曲线

第 四 节 ”运行 界限 和 运行 的 平衡 点 49

能 系数 为 制冷 量 与 输入 功率 比值 。 二 者 均 可 从 相应 的 运行 特性 曲线 求 得

二 、 运行 界限

运行 界限 是 压缩 机 运行 时 燕 发 温度 和 冷凝 温度 的 界限 ， 图 2-16 示 出 制冷 剂 为 R22、
R134a 和 R404A( 或 R507) 的 单 级 半 封 闭 式 压缩 机 的 运行 界限 。 采 用 1 型 电动 机 的 制冷 压
缩 机 有 更 宽广 的 运行 界限 。 由 于 制冷 剂 的 热 物 理性 质 的 区 别 ， 运 行 界限 中 的 冷凝 温度 和 蒸
发 温度 的 范围 也 不 相同 ， 以 R134a 的 冷凝 温度 为 最 高 (80'C)，R22 次 之 (63'C)R404A 和
R507 最 低 (55C) 。 但 就 最 低 蒸发 温度 而 言 ，R404A、R507 和 R22 的 最 低 蒸 发 温度 又 低
于 Rl34a。

S20
20
10 7
0 -0 D0 0 0 0 0 30 N00 0 10 20356
to(C) w(C)
(a) (5)

夺目 弄 电动 机
0 0 30 0 -0 0 1
to(C)
(ce)
图 2-16 单 级 半 封 闭 式 制冷 压缩 机 的 运行 界限
(a)R22 工 质 ; (5)R134a 工 质 (ce)R404A 和 R507 工 质

受 单 级 压缩 机 运行 界限 的 限制 ， 为 达到 更 低 的 蒸发 温度 ， 需 要 用 双 级 压缩 机 或 复 友 式
压缩 机 。

三 、 制冷 系统 中 压缩 机 的 运行 平衡 点

压缩 机 运行 特性 曲线 给 出 了 不 同 冷 凝 温 度 和 不 同 燕 发 温度 时 压缩 机 的 制冷 量 和 输入 功
率 。 在 画 出 运行 特性 曲线 时 ， 认 为 蒸发 器 、 冷 凝 器 以 及 节 流 元 件 能 保证 压缩 机 在 规定 的 冷
族 温 度 和 蒸发 温度 范围 内 ， 以 任意 的 六 设 定 值 和 设 定 值 运行 。 但 在 制冷 装置 中 ， 受 燕
发 右 、 冷 凝 器 的 结构 、 尺 寸 及 工作 条 件 ( 如 风 温 、 风 速 ) 的 制约 ，& 和 如 并 不 能 任意 设 定 。
例如 :对 于 一 台 制 冷 装置 ， 当 用 于 冷却 冷凝 器 中 制冷 剂 的 流体 和 人口 温度 t 及 蒸发 器 中 被
冷却 流体 的 人 口 温度 和 已 定时 ， 冷 凝 温度 和 车 发 温度 即 被 确定 。 此 时 制冷 装置 达到 了 运
行 的 平衡 点 ， 其 制冷 量 和 压缩 机 输入 功率 可 按 该 运行 平衡 点 以 及 对 应 的 丸和 加 从 压缩 机

50 ”第 二 章 活塞 压缩 机

运行 曲线 求 得 。

制冷 装置 的 运行 平衡 点 同时 也 是 该 装置 中 压缩 机 的 运行 平衡 点 。 该 平衡 点 需要 描述 压
缩 机 、 冷 凝 器 和 燕 发 器 的 热力 学 特性 的 一 组 公式 联 立 求解 确定 ， 也 可 用 图 解 的 方法 联 立
求解 。

1, 冷凝 器 一 压缩 机 组 的 压缩 机 运行 平衡 点

将 冷凝 器 一 压缩 机 组 的 制冷 量 平衡 线 族 秋 加 到 压缩 机 运行 特性 曲线 中 的 Q, 曲线
上 (图 2-172， 给 定 训 和 加 后 即 可 确定 Qu 、 友 ， 再 根据 压缩 机 运行 特性 曲线 求 出 Q
和 P,;。

当 流 体 人 口 温 度 六 = 如， 营 发 温度 二 加 时， 其 压缩 机 运行 平衡 点 由 点 a 表示 (图
2-17)， 从 图 上 求 得 的 冷凝 温度 二 一 如 ， 制 冷 量 Q 一 Q@&1。 再 结合 压缩 机 的 运行 特性 曲
线 ， 求 得 对 应 于 点 a 的 压缩 机 排 热量 Q 和 压缩 机 输入 功率 P。

2. 制冷 系统 中 压缩 机 运行 平衡 点 的 确定

图 2-18 为 制冷 系统 的 制冷 量 平衡 图 ， 用 于 求 制冷 系统 中 压缩 机 的 运行 平衡 点 。 图 中
包括 冷凝 器 一 压缩 机 组 的 制冷 量 平衡 线 族 ， 压 缩 机 运行 特性 曲线 中 的 制冷 量 曲线 族 和 车 发
器 的 制冷 量 曲线 族 。 若 已 知 蒸发 温度 如 一 如 ， 营 发 器 中 被 冷却 流体 的 人 口 温度 六 一 tm，
则 制冷 系统 中 压缩 机 的 运行 平衡 点 为 pb， 相 应 于 该 平衡 点 的 其 他 参数 为 ， 制冷 量 Q 二 Qo，
冷凝 温度 太一 各， 冷凝 器 的 冷却 流体 人 口 温度 二 fz。 压缩 机 的 输入 功率 和 排 热 量 均 按 上
面 求 得 的 蒸发 温度 和 冷凝 温度 在 压缩 机 运行 特性 曲线 中 查 取 。

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一 一 冷凝 器 一 压缩 机 的 制冷 量 平衡 线 0 "
一 一 压缩 机 的 制冷 量 运行 特性 曲线 ib(C)
图 2-17 冷凝 器 一 压缩 机 组 的 压缩 机 运行 平衡 点 图 2-18 制冷 系统 中 的 压缩 机 运行 平衡 点

第 五 节 “ 输 气量 调节 、 润 滑 系 统 和 安全 保护

一 、 输 气量 调节
压缩 机 制冷 量 的 大 小 与 运转 情况 有 关 。 当 外 界 条 件 或 被 冷却 对 象 的 负荷 发 生变 化 时 ，
为 了 既 保 持 室 ( 库 ) 内 所 需要 的 低温 ， 又 要 实现 经 济 运行 ， 就 必须 根据 外 界 条 件 的 变化 调

ee hee dvr

2

第 五 节 输 气 量 调节 、 润 滑 系统 和 安全 保护 。 51

节 压 缩 机 的 产 冷 量 ， 也 就 是 调节 压缩 机 的 输 气 量 ， 使 其 和 当时 的 外 界 负 荷 相 适应 。 采
用 不 同 的 调节 方法 ， 它 所 获得 的 经 济 效果 是 不 一 样 的 ， 下面 介 绍 目前 常用 的 几 种 调节
方法 。

1. 压缩 机 的 间 歌 运行

在 小 型 制冷 机 中 ， 经 常 采用 使 压缩 机 间 软 运行 的 方法 来 实现 调节 室 ( 库 ) 温 的 目的 。 当
室 ( 库 ) 温 降 到 规定 温度 的 下 限时 ， 通 过 温度 继电器 或 低压 压力 继电器 ， 使 压缩 机 停止 运
行 ， 室 ( 库 ) 内 温度 开始 回升 ， 当 温度 升 高 到 超过 规定 温度 的 上 限 值 时 ， 上 述 控制 器 又 将 压
缩 机 的 电路 接 通 ， 压 缩 机 重新 启动 运行 。 这 样 ， 使 压缩 机 在 一 个 开 、 停 周期 内 的 平均 输 气
量 ( 制 冷 量 ) 和 室 ( 库 ) 内 的 负荷 相 适 应 。 这 种 能 量 调节 方法 只 用 于 功率 小 于 10kW 的 小 型 制
冷 设 备 中 ， 如 家 用 冰箱 、 窗 式 空调 器 、 厨 房 冰 箱 等 。 对 于 容量 较 大 的 压缩 机 ， 机 器 的 频繁
开 停 不 仅 能 量 损失 较 大 ， 而 且 影响 机 器 的 寿命 和 供电 回路 中 电压 的 波动 ， 影 响 其 他 设备 的
正常 工作 。

2. 顶 开 吸 气 阀 片 调节 输 气 量

目前 我 国生 径 在 70mm 以 上 的 高 速 多 饶 制 冷 压 缩 机 ， 广 泛 采用 顶 开 吸 气 阀 片 的 办 法
来 调节 输 气量

它 的 工作 原理 是 : 调节 机 构 将 压缩 机 的 吸 气 阀 片 强制 顶 离 阀 座 ， 使 吸 气 阀 始终 处 于 开
户 状 态 。 压 缩 机 吸 气 过 程 中 ， 低 压 蒸气 从 吸 气 阀 吸入 ， 压 缩 过 程 中 因 压 力 无 法 升 高， 排 气
阀 始终 处 于 关闭 状态 ， 低 压 蒸气 又 通过 吸 气 阀 重 新 回 到 吸 气 腔 ， 因而 使 该 气缸 的 输 气量 为
零 ， 达 到 答 气量 调节 的 目的 ，

3. 利用 多 台 压 缩 机 的 台数 调节

机 组 中 装 有 多 台 (2~8 人 台 或 更 多 ) 压 缩 机 ， 根 据 室 ( 库 )? 温 或 冷水 机 组 中 冷水 出 口 温度 ，
调节 压缩 机 的 运行 台数 ， 达 到 制冷 量 调节 的 目的 。 这 种 调节 方式 简单 、 故 障 率 低 、 运 行经
济 ， 也 可 达到 备用 压缩 机 的 目的 。 在 全 封闭 式 或 半 封 闭 式 压缩 机 中 得 到 广泛 应 用 。

4. 变速 调节

可 分 为 有 级 变速 调节 和 无 级 变速 调节 两 种 调节 方法 。 有 级 变速 通过 改变 电动 机 的 极 对
数 实现 。 无 级 变速 的 压缩 机 ， 它 的 电动 机 转速 通过 改变 输入 电动 机 的 频率 而 改变 。 变 转速
压缩 机 采用 变频 的 方法 后 ， 其 输 气 量 调节 更 适应 用 户 的 需要 。 但 是 变 转速 压缩 机 产生 的 技
术 问 题 较 多 ， 如 润滑 问题 、 气 立 问 题 、 变 频 器 的 生产 和 成 本 等 ， 均 需 妥 善 解决 。

压缩 机 的 输 气 量 调 节 除 上 述 几 种 方法 外 ， 尚 有 输 气量 旁 通 调节 、 吸 气节 流 调节 等
方法 。

了

二 、 润滑 系统
1. 润滑 的 作用
润滑 是 压缩 机 中 的 重要 问题 之 一 ， 它 不 仅 影 响 到 压缩 机 的 性 能 指标 ， 而 且 与 压缩 机 的

寿命 、 可 靠 性 、 安 全 性 也 直接 相关 。 润 滑 的 作用 如 下 :
(1) 使 摩擦 表面 被 油膜 分 隔 ， 形 成 液体 摩擦 或 半 干 摩擦 ， 从 而 降低 压缩 机 的 摩擦 功 、

摩擦 热 和 零件 的 磨损 ， 提 高 压缩 机 的 机 械 效率 ， 增 加 压缩 机 的 可 靠 性 和 耐久 性 ，; |
(2) 带 走 摩 擦 热 ， 使 摩擦 表面 温度 不 致 过 高 ; |
(3) 润滑 油 充满 活塞 与 气 包 的 间隙 和 轴 封 的 摩擦 表面 之 间 ， 增 强 了 密封 作用 ;

52 第 二 章 活塞 压缩 机

(4) 带 走 磨 导 ， 改 善 摩擦 表面 的 工作 情况 。

2. 润滑 方式 及 润滑 系统

制冷 压缩 机 的 润滑 方式 可 分 为 飞溅 润滑
和 压力 润滑 两 种 类 型 。 飞 溅 润滑 是 利用 运动
零件 的 击 溅 作用 ， 将 润滑 油 送 至 需要 的 摩 所
表面 。 在 某 些小 型 立 式 开启 式 压缩 机 中 ， 飞
溅 润滑 仅 依靠 曲柄 连 杆 机 构 的 运动 来 实现 。

图 2-19 所 示 的 是 一 台 小 型 开启 式 压 缩 机 。
两 个 连 杆 大 头 交替 浸 人 润滑 油 中 ， 使 油 飞溅 。
飞 减 的 润滑 油 达 到 币 壁 和 活塞 表面 ， 对 它们
进行 润滑 。 从 连 杆 表面 流 到 连 杆 大 头 的 润滑

油 以 及 直接 溅 在 连 杆 大 头 和 曲柄 上 的 一 部 分 EG
润滑 油 进入 大 头 和 曲柄 销 之 间 的 间 辽 ,对 它 Ni
们 润滑 。 该 压缩 机 的 主轴 承 和 副 轴 承 座 的 上 BN

部 开 有 油 孔 ， 从 壁面 上 流下 的 润滑 油 通过 油 GG
孔 流入 轴 颈 和 轴瓦 之 间 ， 实 现 润滑 。 因 压缩 人
机 右 侧 的 轴承 为 主轴 承 ， 承受 相 当 大 的 载 ”图 2-19 采用 飞溅 润滑 的 小 型 开启 式 压缩 机
荷 ， 且 在 右 侧 有 轴 封 ， 轴 封 的 径 向 动 密封 面
必须 润滑 以 降低 摩擦 和 改善 动 密封 ， 故 必须 供应 丰富 的 润滑 油 。 为 此 在 右 侧 轴 承 座 上 有 一
个 凹 槽 ， 从 壁面 流下 的 润滑 油 流 和 人 四 槽 中， 使 右 侧 有 充分 的 润滑 油 。

飞溅 润滑 因 洞 滑 油 循环 量 少 ， 又 难以 控制 ， 润 滑 效 果 较 差 。 另 外 ， 因 飞溅 润滑 的 油 压
低 ， 无 法 装 设 过 滤器 ， 所 以 润滑 油 容易 污 胜 ， 加 剧 摩擦 零件 的 磨损 。 但 由 于 没有 油泵 ， 系
统 简单 ， 故 仍 被 小 型 开启 式 和 半 封 闭 式 压缩 机 广泛 采用 。 .

压力 润滑 是 利用 油泵 产生 一 定 的 油 压 ， 通 过 输 油 通道 将 润滑 油 送 到 各 摩擦 表面 。 由 于
油 压 稳定 ， 不 仅 可 对 润滑 油 进 行 过 滤 。 而 且 油 量 充足 ， 可 保证 摩擦 表面 更 好 地 冷却 ; 可 降
低压 缩 机 的 工作 噪声 ( 因 飞 溅 润滑 系统 中 ， 当 旋转 机 构 在 击 油 时 要 产生 噪声 ); 提高 机 器 的
寿命 和 可 靠 性 。 故 我 国 中 小 型 制冷 压缩 机 系列 中 ， 广 泛 采 用 压力 润滑 方式 。 根 据 油 泵 作用
力 的 方式 ， 压 力 润滑 有 离心 供 油 和 液压 泵 供 油 两 种 方式 。

液压 泵 供 油 的 润滑 系统 见 图 2-20。 内 齿轮 液压 泵 11 将 经 过 粗 滤 油 器 10 过 滤 的 润滑
油 吸 入 ， 提 高 油 压 后 输入 细 滤 油 器 12。 从 细 滤 油 器 输出 的 润滑 油分 成 两 路 ， 一 路 向 左
流向 曲轴 ， 并 通过 曲轴 上 的 油 孔 到 达 曲 轴 左 侧 的 轴承 及 连 杆 大 头 进 行 润滑 。 另 一 路 向
右 到 达 轴 封 室 4， 此 时 一 部 分 润滑 油 用 于 润滑 曲轴 的 主轴 颈 ， 一 部 分 油 用 于 润滑 轴 封 的
径 向 动 密封 面 ， 其 余 的 润滑 油 进入 输 气量 控制 阀 1 ， 抵 达 外 载 油缸 。 因 图 2-20 所 示 的 连
杆 大 头 上 无 连接 连 杆 小 头 的 中 心 油 孔 ， 故 连 杆 小 头 的 润滑 以 及 气 佐 壁面 的 润滑 均 以 飞溅 方
式 供 油 。 图 中 的 油分 离 器 用 于 分 离 排 气 中 夹带 的 润滑 油 ， 分 离 出 来 的 润滑 油 经 自动 回 油 阀
7 或 手动 回 油 闪 6 回 到 曲轴 箱 ， 吸 收 了 摩擦 表面 热量 的 润滑 油 用 油 冷却 器 冷却 降温 后 继 继
使 用 。

曲轴 箱 ( 或 全 封闭 式 压 缩 机 壳 ) 内 的 润滑 油 ， 在 低 的 环境 温度 下 溶 人 较 多 的 制冷 剂 ， 压
缩 机 启动 时 将 发 生 液 击 ， 为 此 在 曲轴 箱 中 安装 油 加 热 器 9， 在 压缩 机 启动 前 先 加 热 一 定 的

第 五 节 “” 输 气 量 调节 、 润 滑 系 统 和 安全 保护 53

图 2-20 油茶 供 油 润 滑 系统
1 一 输 气量 控制 阀 ，2 一 印 载 油 负 ;3 一 活塞 ，4 一 轴 封 室 ，5 一 油分 离 器 ;
6 一 手动 回 油 阐 ; 7 一 自动 回 油 阅 ，8 一 油 冷却 器 ;, 9 一 油 加 热 器 ;
10 一 粗 滤 油 器 ，11 一 液压 系 ; 12 一 细 滤 油 器 :13 一 油 压 调节 阀 ;
14 一 油 压 压 差 控 制 器 ; 15 一 低压 表 ;， 16 一 油 压 表

时 间 ， 减少 溶 在 润滑 油 中 的 制冷 剂 。

离心 供 油 的 润滑 方式 常见 于 封闭 压缩 机 。 图
2-21 表 示 一 种 离心 供 油 机 构 ， 曲 轴 的 一 端 淄 人 润滑
油 中 。 曲 轴 上 有 两 条 偏心 油 道 ， 一 条 通 向 曲柄 销 ，
另 一 条 通 向 曲轴 的 主轴 颈 。 曲 轴 旋 转 时 ， 润 滑 油
在 离心 力 的 作用 下 流向 各 轴承 ， 从 轴承 间 队 处 流
出 的 一 部 分 油 沿 连 杆 表面 流 至 (或 直接 飞溅 至 ) 气
缸 壁面 和 连 杆 小 头 。

若 全 封闭 式 压缩 机 的 电动 机 位 于 压缩 机 下 部 ，
需要 在 轴 的 下 端 装 延伸 管 。 为 排除 从 油 中 释放 出
的 气体 ， 设 放 气管 ， 集 中 在 延伸 管 中 心 线 附近 的
气体 从 放 气 管 排出 而 不 会 进入 油 道 (图 2-22) 。

半 封 闭 制冷 压缩 机 的 离心 供给 机 构 见 图
2-23。 甩 油 盘 的 下 部 浸 在 曲轴 箱 (或 电动 机 室 ) 的
润滑 油 中 ， 曲 办 转动 时 不 断 地 将 油 带 出 ， 并 通过
端 盖 使 润滑 油 收集 于 集 油 杯 中 。 集 油 杯 与 偏心 轴 的 中 心 孔 连通 ， 通 过 此 中 心 孔 将 油 送
至 各 润滑 面 。 曲 轴 旋 转 时 ， 曲 轴 上 通 向 各 润滑 表面 的 径 向 油 孔 中 有 润滑 油 ， 这 些 润滑
油 产生 的 离心 力 一 方面 将 油 注入 各 润滑 面 ， 另 一 方面 将 润滑 油 从 油 杯 吸 人 曲轴 的 油 道 ，
因此 油 杯 中 润滑 油 的 液 位 不 必 很 高 。

离心 供 油 机 构 结 构 简 单 ， 工 作 可 靠 ， 但 供 油 量 和 供 油 压力 均 较 小 ， 不 宜 用 于 负载 较 大
的 压缩 机 中 。

图 2-21 具有 偏心 油 道 的 离心 供 油 机 构

ANNNNNNN

总
\

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ss ENS
PS N

图 2-22 ”延伸 油管 和 放 气 管
] 一 延伸 管 ， 2 一 放 气 管 ， 3 一 油 道

三 、 安 全 保护

压缩 机 运转 时 ， 可 能 出 现 一 些 异 常 的 情况 ， 如 : 排 气 压力 过 高 、

图 2-23 半 封 闭 压缩 机 的 离心 供 油 机构
1 一 忆 油 转盘 2 一 集 油 杯 ; 3 一 偏心 轴

吸 气压 力 太 低 、 油 压

不 是、 电动 机 过 热 、 过 量 液 体 进入 气 生 等 。 出 现 异常 情况 时 ， 若 没有 保护 措施 ， 压 缩 机 将
会 损坏 。 对 压缩 机 采取 的 保护 措施 可 分 为 防止 液 击 、 压 力 保护 、 内 置 电动 机 保护 及 温度 保

护 等 4 类 。
1. 防止 液 击

当 进 入 气缸 的 液体 太 多 ， 来 不 及 从 排 气 闪 排 出 时 ， 气 人 缸 内 将 出 现 液 击 。 液 击 时 产生 的

很 高 的 压力 使 气缸 、 活 塞 、 连 杆 等 零件 损
坏 ， 因 此 需 采 取 一 系列 保护 措施 。

(1) 假 盖 将 气 阀 组 件 用 一 弹 筑 紧 压 在
气 红 端 部 ， 形 成 假 盖 。 缸 内 压力 过 高 时 ， 将
排 气 阀 项 起 ， 液 体 汇 出 ,入 内 压力 迅速
降低 。

图 2-24 所 示 假 盖 用 于 全 封闭 式 压缩 机 。
条 形 排 气 簧 片 阀 的 升 程 限制 器 用 释 压 弹簧 压
在 阀 板 上 。 包 内 压力 因 液 击 升 高 时 ， 升 程 限
制 器 被 顶 起 ， 使 缸 内 压力 下 降 。 液 击 消失
后 ， 释 压 弹 簧 将 升 程 限 制 器 压 在 阀 板 上 ， 压
缩 机 继续 运转 。

(2) 油 加 热 器 ”曲轴 箱 的 润滑 油 洲 有 制
冷 剂 ， 环 境 温度 低 时 溶 人 量 增 加 。 压 缩 机 局
动 时 ， 曲 轴 箱 内 压力 突然 降低 ， 大 量 制冷 剂
气 化 ， 润 滑 油 呈 泡沫 状 并 被 吸入 气缸 ， 引 起

图 2-24 带 有 释 压 作用 的 条 形 立
] 一 阀 板 ; 2 一 释 压 弹 稀 ，3 一 升 程 限制 赋 ，;
4 一 条 形 排 气 阀 片

第 五 节 输 气量 调节 、 润 滑 系统 和 安全 保护 55

液 击 。 用 油 加 热 器 在 启动 前 对 润滑 油 加 热 ， 降 低 溶 在 润滑 油 中 的 制冷 剂量 是 避免 液 击 的 有
效 措施 。
(3) 气 液 分 离 器
图 2-25 所 示 的 气 液 分 离 器 又 称 集 液 器 。 来 自 燕 发 器 的 气 液 混合 。 gi
物 在 气 液 分 离 器 内 分 离 ， 气 体 从 出 口 管 的 上 部 进入 ， 从 下 部 流出 。
分 离 出 来 的 液体 积存 于 分 离 器 底部 ， 其 中 的 液体 制冷 剂 受热 气 化 后 |
进入 出 口 管 上 部 ， 不 能 气 化 的 润滑 油 从 回流 孔 流 和 出口 管 再 进入 压
缩 机 。
2. 压力 保护
(1) 吸 、 排 气压 力 的 控制 ”压缩 机 运转 时 ， 因 系统 的 原因 或 压
缩 机 本 身 的 原因 ， 可 能 出 现 排 气压 力 过 高 或 吸 气压 力 过 低 的 情况 ， SE
2

为 此 需 控制 吸 、 排 气压 力 。 常 见 的 控制 器 为 高 、 低 压 压力 控制 器 ，
它 由 高 压 控制 部 分 和 低压 控制 部 分 组 成 。 当 排 气 压力 超过 给 定 值
时 ， 高 压 控 制 部 分 动作 ， 切 断 压缩 机 电源 ， 压 缩 机 停机 ; 吸 气压 力
低 于 给 定 值 时 ， 低 压 控 制 部 分 动作 ， 切 断 压 缩 机 电源 ， 使 其 停机 。 |
压缩 机 停机 时 ， 还 会 同时 发 出 声 、 光 报警 信号 。

(2) 安全 阀 ”为 防止 制冷 剂 泄漏 至 大 气 ， 采 用 闭 式 安全 阀 ( 图
2-26) 。 阀 盘 3 的 上 侧 承受 排 气压 力 ， 下 侧 承受 吸 气压 力 和 弹簧 4 的 图 225 气 液 分 离 器
弹力 。, 排 气压 力 过 高 时 ， 阅 盘 3 向 下 运动 ， 打 开阔 座 下 部 的 侧 向 孔 ，， 人
高 压气 体 经 此 侧 孔 及 阔 体 5 上 的 侧 向 孔 流入 吸 气 腔 。 排 气压 力 低 于
规定 值 时 ， 效 盘 3 在 吸 气压 力 和 弹簧 4 的 弹力 作用 下 向 上 ， 关 闭 排 气管 。 安 全 阀 的 开启 压
力 用 螺栓 7 调节 。

(3) 安全 膜 ”在 吸 、 排 气 腔 之 间 安装 安全 膜 片 (图 2-27)。 吸 排 气 讨 力 差 超过 规定 值
时 ， 膜 片 破裂 ， 排 气压 力 降低 。 滤 网 6 用 于 捕 提 破碎 膜 片 ， 以 保护 压缩 机 。

接 排 气管 | |

去 压缩 机

2
~ 全

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J NAANN STE N

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用

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图 2-26 闭 式 安全 内 图 2-27 安全 膜
一 阀 座 ; 2 一 密封 垫 ; 3 一 闪 盘 ; 4 一 弹 筑 ，5 一 阀 体 ; 1] 一 垫 片 ，2 一 安全 膜 片 ，3 一 垫圈 ;

6 一 外 单 ; 7 一 调节 螺栓 ，8 一 缩 紧 螺母 4 一 盖 板 : 5 一 执 片 ，6 一 滤 网

56 第 二 章 活塞 压缩 机

(4) 润滑 油 压 差 控 制 器 ”润滑 油 压 差 系 油泵 出 口 处 油 压 与 曲轴 箱 内 油 压 之 差 。 为 保证 _
压缩 机 运动 部 件 的 良好 润滑 ， 并 保证 有 些 压缩 机 输 气 量 控 制 机 构 ( 如 液压 缸 一 拉杆 控制 机
构 ) 的 正常 动作 ， 必 须 控制 润滑 油 压 差 。 为 此 ， 液 压 泵 人口 与 液压 泵 出 口 分 别 与 润滑 油 控
制 器 上 的 低压 人 口 和 高 压 出 口 接 通 。 当 液压 泵 出 、 入 口 之 间 的 压力 差 过 高 或 过 低 时 ， 控 制
器 动作 ， 切 断 压缩 机 电源 ， 电 动机 停止 转动 。

3. 内 置 电动 机 的 保护

(1) 过 热 ” 设 计 良 好 并 在 规定 条 件 下 运转 的 电动 机 ， 内 部 温度 不 会 超过 人 允许 值 ， 但 电
动机 在 过 高 或 过 低 的 电压 下 运转 ， 或 在 高 温 环境 下 运转 时 ， 电 动机 内 部 温度 会 超过 多 许
值 ， 在 频繁 启动 时 ， 更 会 因 启动 电流 过 大 使 温度 过 高 。 为 了 使 电动 机 不 过 热 ， 除 了 正确 使
用 ， 注 意 维修 外 ， 还 可 以 安装 过 热 继电器 。 过 热 继电器 可 安装 在 绕组 内 部 (图 2-28(a))，
称 为 内 置 温度 继电器 ,或 装 在 电动 机 外 部 (图 2-28(6))， 称 为 外 置 温 度 一 电流 继电器 。 电
动机 内 部 温度 超过 规定 值 时 ， 内 置 温度 继电器 的 双 金 属 片 因 变 形 而 使 触 点 跳 开 ， 电 动机 停
止 运 转 。 电 动机 内 的 温度 降 到 规定 值 以 下 时 ， 触 点 复位 ， 电 路 重新 接 通 。

外 置 温度 一 电流 继电器 两 个 端子 之 间 串 联 碟 形 双人 金属 片 和 发 热 器 。 电 动机 内 电流 过 大
时 ， 发 热 器 对 双人 金属 片 的 加 热 使 它 处 于 图 中 虚线 位 置 (图 2-28(5))， 触 点 跳 开 ， 电 动机 停
止 转动 。 外 置 温度 一 电流 继电器 保护 电动 机 ， 使 它 不 会 因 电 流 过 大 而 过 热 。 但 有 些 场合 ，
电动 机 的 过 热 不 是 起 因 于 电流 过 大 ， 而 是 起 因 于 流 经 电动 机 的 低温 气体 不 够 。 例 如 ， 因 制
冷 系 统 受 堵 制 冷 剂 循环 量 很 小 ， 电 动机 冷却 极 差 导 致 内 部 过 热 ， 内 置 温度 继电器 在 此 处 起
保护 电动 机 的 作用 。

UL
[LA

图 2-28 温度 继电器
(ca) 内 置 温度 继电器 ; ( 纪 外 置 温 度 一 电流 继电器
1 一 双人 金属 片 ，2 一 外 和 完 ，3 一 触 点 ; 4 一 绝缘 体 ，5 一 端子 ; 6 一 发 热 体

(2) 缺 相 ”三 相 电 动机 缺 相 将 导致 电动 机 无 法 启动 或 过 载 。 为 使 电动 机 免 遭 缺 相 之 损 .
害 ， 采 用 过 载 继电器 (图 2-29)， 它 由 机 械 运动 部 分 和 电磁 开关 部 分 组 成 。 机 械 运 动 部 分
《图 2-29(a)) 有 4 个 端子 ， 两 个 在 上 、 两 个 在 下 。 圭 下 端子 间 装 有 发 热 器 3。 缺 相 时 ， 其
他 相 的 绕组 超载 电流 流 过 发 热 器 ， 双 金属 圆 盘 2 受热 变形 ， 推 动 压板 ， 进 而 使 电磁 开关 上
的 过 负荷 继电器 触 点 8( 图 2-29C5)) 跳 开 ， 励磁 线圈 7 中 无 电流 ， 磁 性 接触 器 不 再 闭合 ，
电动 机 停止 转动 。 过 载 继电器 也 用 于 正常 的 三 相 电 动机 ， 在 电流 过 大 时 保护 电动 机 。

《3) 相间 不 平衡 ”相间 不 平衡 电压 导致 三 相 不 平衡 电流 。 在 电流 最 大 的 相 中 ， 温 升 增
加 的 比例 约 为 电压 不 平衡 比例 平方 的 两 倍 。 例 如 3% 的 电压 不 平衡 约 产 生 18% 的 温 升 。

图 2-29 ”过载 继电器
《ac) 机 械 运动 部 分 ;〈 刀 继电器 触 点
1 一 上 端子 ，2 一 双人 金属 圆 盘 ; 3 一 发 热 器 ; 4 一 下 端子 ;5 一 压板 ;
6 一 磁性 接触 器 :7 一 励磁 线圈 ;8 一 触 点

保护 电动 机 不 出 现 相 同 不 平衡 的 措施 与 缺 相 时 采取 的 措施 相同 。

4. 温度 保护

此 处 所 说 的 温度 是 指 排 气温 度 和 壳 体 温度 。

(1) 排 气 温度 ” 排 气 温度 过 高 导致 制冷 剂 分 解 、 绝 缘 材 料 老化 、 润 滑 油 结 碳 、 气 阀 损
坏 ， 还 会 使 毛细 管 和 干燥 过 滤器 堵塞 。 保 护 方法 主要 是 用 温 控 器 感应 排 气 温度 ， 温 控 器 应
安装 在 靠近 排 气 口 处 ， 排 气温 度 过 高 时 ， 温 控 器 动作 ， 切 断 电 路 。

若 排 气温 度 过 高 由 热气 旁 通 引起 ， 则 不 应 采用 停机 的 方法 ， 应 采用 喷 液 冷却 。

(2) 机 壳 温 度 ”机 帝 温 度 会 影响 压缩 机 的 寿命 。 机 壳 温度 过 高 可 能 起 因 于 冷凝 器 的 换
热能 力 不 足 ， 所 以 应 检查 冷凝 器 的 风量 或 水 量 ， 水 温 是 否 合适 ， 制 冷 系统 内 混 人 空气 或 其
他 不 凝 性 气体 ， 冷 凝 压力 就 会 上 升 ， 机 碗 过 热 ; 吸 气温 度 过 高 ， 机 壳 容 易 过 热 ， 此 外 ， 电
动机 过 热 也 会 使 机 壳 过 热 。 ，

避免 机 壳 过 热 ， 保 护 压缩 机 的 根本 方法 是 正确 处 理 上 述 各 种 问题 ， 同 时 在 机 壳 上 安装
温度 保护 器 。 最 常 使 用 的 机 壳 温 度 保护 器 ， 即 图 2-28C5) 所 示 的 外 置 温 度 一 电流 保护 器 。
将 它 安 装 在 机 壳 上 合适 的 地 方 ， 机 壳 温 度 过 高 时 ， 矶 形 双 金 属 片 感受 机 壳 温 度 而 变形 ， 使
电路 中 的 触 点 跳 开 ,压缩 机 停机 。

第 六 节 气 疼

一 、 气 阀 的 作用 及 布置

1. 任务 和 要 求

气 闪 是 往复 压 式 缩 机 的 重要 部 件 之 一 ， 它 控制 着 压缩 机 的 吸 气 、 压 缩 、 排 气 和 膨胀 四
个 过 程 。 往 复式 制冷 压缩 机 所 使 用 的 气 阀 都 是 受 阀 片 两 侧 气 体 压 力 差 控 制 而 自行 启 闭 的 自
动 痢 ， 它 主要 由 阀 座 1、 阀 片 ?、 气 阀 弹 筑 3 和 升 程 限制 器 4 等 4 个 主要 零件 组 成 (图
2-30)。 阀 座 上 开 有 各 种 形状 的 通道 ， 其 流通 面积 称 为 阀 座 通 道 (或 通 流 ) 面 积 (图 2-30 中

58 第 二 章 活塞 压缩 机

Ab)。 周 围 设 有 凸 出 的 密封 边缘 5( 或 称 阀 线 ) ， 气

阀 就 是 利用 闪 片 落座 时 与 阀 线 端面 的 紧密 贴 合 实

现 其 封闭 作用 。 气 阀 开 启 时 ， 阀 片 升 程 形成 的 气
流通 道 面积 称 为 气 阀 的 阀 孙 面 积 (图 2-30 中 A)。

通常 ， 气 立 的 最 大 闪 隙 面积 ( 气 阐 全 开 时 ) 总 要 小 五
于 立 座 通道 (或 通 流 ) 面 积 。

在 吸 气 过程 中 ， 活 塞 向 内 止 点 运动 ， 气 和 中 6
的 压力 因 气 体 脱 胀 而 降低 ， 直 到 低 于 吸 气管 道中 图 2-30 气 效 组 成 和 阀 片 的 受 力
的 压力 。 当 阀 片 前 、 后 的 压力 差 超 过 了 作用 在 闪 1 闪 座 ; 2 一 闪 片 :3 一 气 阅 弹 得 ，
片上 的 弹簧 预 紧 力 时 ， 阀 片 打开 ， 气 体 被 吸 和 人生 4 一 升 程 限制 器 ;5 一 闪 线 ;6 一 闹 座 通道
内 。 此 后 ， 阐 片 继续 开 启 并 贴 在 升 程 限制 器 上 ，
气体 不 断 进 入 气缸 。 当 活塞 接近 内 止 点 时 ， 活 塞 速度 较 低 ， 使 阀 片 前 、 后 的 气体 压力 差 降
低 ， 阀 片 在 弹簧 力作 用 下 逐渐 关闭 ， 完 成 了 吸 气 过 程 。

在 压缩 过 程 中 ， 吸 气 闪 是 关闭 的 。 人 所内 气体 虽 被 压缩 ， 但 压力 还 不 足以 顶 开 排 气 阀
片 ， 因 而 排 气 阀 亦 处 于 关闭 状态 。

排 气 过 程 是 在 排 气 阀 片 前 、 后 的 气体 压力 差 超 过 排 气 阀 弹 得 预 紧 力 时 开始 的 。 此 后 ，
排 气 阀 片 的 情况 类 似 于 吸 气 阀 片 的 启 闭 过 程 。

当 余 阶 容 积 中 的 气体 膨胀 时 ， 吸 、 排 气 阀 同时 处 于 关闭 状态 。

气 阀 工作 的 好 坏 影响 到 压缩 机 运转 的 经 济 性 和 可 靠 性 。 为 此 对 气 闪 提 出 下 述 几 项 最 基
本 的 要 求 : (1) 气 体 流 过 气 阀 的 阻力 损失 小 。 经 验 表明 ， 气 体 流 过 气 阀 时 的 流动 阻力 损失
约 占 指示 功率 的 10% ~20%， 其 大 小 与 气 闪 的 通 流 面积 以 及 闹 片 运动 规律 有 关 。 因 此 ，
在 设计 气 阀 时 必须 合理 地 解决 这 些 问 题 ， 尽 量 减少 阻力 损失 。(2) 使 用 寿命 长 。 气 阀 中 的
阀 片 和 弹簧 是 压缩 机 的 易 损 零 件 ， 因 此 ， 提 高 这 些 零 件 的 寿命 对 提高 压缩 机 的 运转 率 有 显
著 影 响 。 阀 片 和 弹 答 的 寿命 不 仅 和 所 用 材料 、 加 工 工 艺 有 关 ， 还 与 阀 片 对 升 程 限制 器 和 疾
座 的 撞击 速度 有 关 。 气 阀 寿 命 也 与 压缩 机 转速 有 关 ， 高 转速 压缩 机 的 气 阀 寿命 要 短 些 。
(3) 气 阀 形成 的 余 隙 容积 要 小 。(4) 气 阀 关 闭 时 有 良好 的 气 密 性 。(5) 结 构 简 单 、 制 造 方 便 、
易于 维修 、 零 件 的 标准 化 、 通 用 化 程度 高 。

2. 布置 方式

压缩 机 气 阀 的 不 同 布置 使 制冷 剂 进出 气 饶 的 流动 方向 不 同 。 据 此 ， 可 分 为 顺 流 式 布置
和 逆流 式 布 置 两 类 (图 2-31)。

图 2-31 气 阔 的 顺 流 式 布置 和 逆流 式 布置

《1) 顺 流 式 布 置 ”此 时 吸 气 阁 安装 在 活塞 顶部 (图 2-31(e))， 排 气 阀 安装 在 气缸 顶部
的 阀 板 上 。 这 样 气体 吸入 和 排出 气缸 时 ， 其 流动 方向 是 一 致 的 。 顺 流 式 布置 使 气 阀 的 安装
面积 加 大 ， 从 而 增 大 了 气 阀 的 尺寸 及 相应 的 气 闪 流 通 面 积 ， 减 少 了 对 吸入 蒸气 的 加 热 ， 有
利于 提高 压缩 机 的 热力 性 能 ， 但 增加 了 活塞 的 高 度 、 质 量 和 结构 复杂 性 。 .

《2) 逆流 式 布置 ”采用 逆流 式 布置 时 ， 吸 、 排 气 阀 均 安装 在 气 氏 顶 部 (图 2-31(5))。 此
时 吸 、 排 气 阀 安装 在 同一 块 阀 板 上 ， 结 构 简 单 、 维 修 方便 。 气 体 进 、 出 气缸 时 的 流动 方向 相
反 ， 因 而 称 为 着 流 布置 。 这 种 气 阀 布置 方式 是 应 用 最 广泛 的 方式 ， 随 着 新 型 气 阀 的 出 现 ， 其
气 阐 流通 面积 也 显著 地 加 大 。 图 2-31(C) 的 气 阀 都 安装 在 气 负 顶部 ， 但 并 不 同 在 一 块 阀 板 上 ，
吸 气 闪 位 于 气缸 套 端 部 的 法 兰 上 ， 排 气 闪 安 装 在 气缸 顶部 的 阀 板 上 。 吸 气 闪 的 这 种 布置 方式
便于 采用 顶 开 吸 气 阀 片 以 调节 输 气 量 的 措施 ， 在 中 型 以 上 的 压缩 机 中 广泛 应 用 。

二 、 气 饥 的 主要 结构

正在 使 用 的 气 阀 结构 形式 很 多 ， 此 处 只 介绍 几 种 典型 的 气 阀 构造 。

1. 刚性 环 片 阔

刚性 环 片 阀 是 往复 式 压缩 机 中 应 用
很 广泛 的 一 种 气 阀 。 我 国生 产 的 中 、 大
型 往复 式 制冷 压缩 机 系列 产品 均 采 用 这
种 气 阀 ， 图 2-32 是 刚性 环 片 阀 的 典型
构造 。

吸 气 阀 座 1 和 气 和 饶 套 顶 部 的 法 兰 是 一
个 整体 。 法 兰 的 顶部 端面 上 有 两 圈 凸 起 的 \
吸 气 阔 线 13。 环 状 吸 气 闪 片 3 在 吸 气 闽 关 所作 SP pIN
闭 时 贴 合 在 这 两 圈 阀 线 上 。 两 圈 阀 线 之 间 NA ZN
有 一 环 状 浅 槽 ， 槽 中 有 许多 均匀 分 布 的 吸
气 阀 座 孔 14。 吸 气 阀 片上 压 着 几 个 周 向
均 布 的 吸 气 阀 弹 往 4。 这些 弹 答 放置 在 吸
气 阀 的 升 程 限制 器 ( 即 排 气 阀 外 阀 座 11)
的 弹簧 座 孔 中 。 吸 气 阐 升 程 限制 器 还 利
用 其 内 圆柱 面 对 吸 气 阀 片 起 上 下 运动 的 图 2-32 制冷 压缩 机 的 刚性 环 片 阀

NN | NT

导向 作用 ， 以 保证 阀 片 的 准确 落座 。 ] 一 吸 气 阀 座 ， 2 螺栓 ，3 一 吸 气 阀 片 ，4 一 吸 气 阀 弹簧 ;， 5 一 导

排 气 阔 的 浆 座 为 内 外 分 座 式 结构 。 向 环 ; 6 一 排 气 阐 弹 移 ，7 一 中 心 螺 栓 ，8 一 排 气 阀 内 阀 座 ;

网 > 、 、 9 一 假 盖 ; 10 一 排 气 阀 片 ，11 一 排 气 阀 外 闪 座 ;， 12 一 螺
排 飞 网 由 阅 座 8 用 中 心 妮 栓 写 假 盖 9 连 栓 ; 13 一 吸 气 闹 线 :! 14 一 吸 气 间 座 孔 ，15 一 排 所
接 ， 排 气 立 外 立 座 11 则 由 螺栓 2 与 导向 阅 线 ，16 一 小 通 孔 ; 17 一 导向 面
环 5 和气 饶 套 紧 连 在 一 起 ， 并 用 螺栓 12
疾 定 在 机 体 的 气缸 铀 孔 周 围 。 环 状 排 气 阀 片 10 由 几 个 均 布 的 排 气 阀 弹簧 6 压 向 分 别 设 在
' 内 外 阀 座 上 的 两 圈 排 气 阀 线 15 上， 弹 得 座 孔 位 于 兼作 排 气 阀 片 升 程 限制 器 的 假 盖 9 上 。
在 弹簧 座 孔 中 具有 小 通 孔 16， 以 便 排除 积聚 的 润滑 油 ， 防 止 阀 片 粘 附 在 升 程 限制 关上。
假 盖 9 上 还 有 几 处 弧 长 较 短 的 导向 面 17， 引 导 排 气 阀 的 上 下 运动 。

吸 气 阀 弹 答 座 孔 和 气 仙 套 法 兰 上 的 环形 空间 都 是 气缸 余 隙 容积 的 一 部 分 。 为 了 减少 相

对 余 队 容积 ， 把 排 气 阀 内 外 阔 座 形成 的
环形 通道 的 形状 做 得 与 活塞 顶部 形状 吻
合 ， 使 活塞 到 达 外 止 点 时 ， 活 塞 顶部 深
和 环形 通道 内 ， 从 而 缩小 了 余 隙 容积 。

这 种 气 阀 结构 中 的 吸 、 排 气 阔 各 有
一 片 阔 片 。 吸 气 阀 阅 阶 处 的 气流 流速 较
高 ， 压 力 损失 大 。 此 外 ， 位 于 吸 气 冰片 HR

顶部 的 余 隙 空间 也 比较 大 ， 降低 了 压缩 2

机 的 容积 效率 及 压缩 机 的 能 效 比 。 :
图 2-33 是 一 台 顺 流 氨 压 缩 机 的 吸 、 ph ,

排 气 阀 结构 图 。 其 特点 是 : (1) 吸 、 排 ENEE

2 TN

气 阀 各 有 两 片 同心 安装 的 环 状 阀 片 ， 增

大 了 阀 阶 流 通 面 积 。(2) 位 于 活塞 顶部

的 吸 气 阀 不 用 气 阀 弹 稀 ， 立 片 的 启 闭 由

阀 片 的 惯性 力 和 了 阀 片 前 后 的 气体 压 差 控

制 (在 内 正点 处 ， 阀 片 由 于 自身 惯性 力

的 作用 向 上 运动 ， 使 豚 气 冰片 开启 )， 图 2-33 ”上 顺 流 氨 压缩 机 的 吸 、 排 气 阔 结 构图

使 结构 简化 。

刚性 环 片 阀 的 阁 片 形状 简单 、 易 于 制造 、 工 作 可 靠 ， 因 而 得 到 广泛 应 用 。 但 是 这 种 阁
片 的 质量 较 大 ， 阀 片 与 导向 面 摩擦 ， 因 而 阀 片 不 易 及 时 、 迅 速 地 启 闭 ， 特 别 是 在 转速 提高
时 ， 此 缺点 更 加 突出 。 在 多 环 片 结构 中 ， 因 每 个 阁 片 的 面积 不 同 ， 所 受气 体力 和 弹 筑 力 等
的 分 配 比例 也 不 相同 ， 各 阀 片 的 启 闭 时 间 不 可 能 完全 一 致 ， 使 气体 在 气 阀 中 容易 产生 涡
流 ， 增 大 损失 。

2. 簧 片 交

竹 片 阐 又 称 舌 形 阀 或 经 形 阀 。 阀 片 用 弹性 薄 钢 片 制 成 。 阀 片 的 一 端 固 定 在 阀 座 上 ， 另
一 端 是 自由 的 。 气 疮 启 闲 时 ， 阀 片 像 乐器 中 的 纂 片 那样 运动 ， 故 称 簧 片 阀 。

自 片 阀 工 作 时 ， 阀 片 在 气体 力 的 作用 下 ， 被 推 离 阀 座 ， 气 体 从 气 阀 中 通过 。 当 阀 片 两
侧 压力 善 消失 时 ， 阀 片 在 本 身 弹力 的 作用 下 ， 回 到 关闭 位 置 。 了 冰片 的 开启 度 ， 在 没有 升 程
限制 器 的 情况 下 ， 由 阀 片 所 受 的 作用 力 和 阀 片 的 刚度 决定 。

簧 片 阀 正 常 工作 时 ， 在 一 次 工作 循环 中 完成 一 次 启 闭 过 程 ， 但 当 设 计 不 当 或 制造 不 当
时 ， 簧 片 可 能 在 开启 过 程 中 发 生 弹 跳 ， 因 而 形成 多 次 启 闭 ， 这 对 压缩 机 的 工作 过 程 带 来 能
量 损 失 ， 阀 片 因 多 次 冲击 而 降低 了 寿命 ， 甚 至 早期 损坏 。 正 常 关闭 时 ， 阀 片 回 到 阀 座 不 应
发 生 反 跳 。

一 般 簧 片 阀 由 闪 板 、 阀 片 和 升 程 限制 器 组 成 。 有 时 在 阀 片 和 升 程 限制 器 之 间 还 有 弹性
缓 辛 片 ， 其 作用 是 减轻 阀 片 开 启 过 程 中 对 升 程 限制 器 的 撞击 。 在 制冷 压缩 机 中 ， 吸 气 阀 常
常 不 用 升 程 限 制 器 ， 阀 片 的 自由 端 在 气 包 一定 深度 的 档 中 活动 ， 此 权限 制 闹 片 自由 端的 运
动 ， 起 升 程 限制 器 的 作用 。 图 2-34 为 我 国 半 封 闭 式 制 冷 压 缩 机 采用 的 吸 、 排 气 移 片 阀 的
一 种 。 左 图 为 排 气 腔 里 的 排 气 疮 视图 ; 右 图 为 气 氏 内 的 吸 气 阀 视图 。 排 气 阐 呈 马蹄 形 ， 两
端 用 螺栓 5 将 缓冲 弹簧 片 6、 升 程 限制 器 3 和 排 气 阀 片 2 一 起 固 紧 在 阀 板 1 上。 排 气 通 道

” 气 阀 的 形状 见 图 2-36 的 下 部 和 上 部 ， 吸

第 六 节气 阀 61

为 四 个 按 弧 形 分 布 的 小 孔 。 吸 气 阀 为 一 端 固定 ， 男 一 端 自由 的 自 片 。 簧 片 用 两 个 定位 销 钉
8 与 阀 座 定位 并 夹 紧 在 阀 板 和 气 条 之 间 。 自 由 端的 凸 出 部 分 仲 在 气 包 和 阐 板 之 间 的 槽 中 ，
以 限制 吸 气 阀 片 ? 的 开 度 。 吸 气孔 为 4 个 按 菱形 布置 的 小 孔 。 阀 片 在 固定 端 一 侧 有 两 个 长
孔 ， 作 为 排 气 通道 并 减 小 阀 片 刚度 之 用 。

， 图 2-34 压缩 机 的 吸 、 排 气 答 片 阀
] 一 阀 板 ; 2 一 排 气 阐 片 ，3 一 升 程 限制 器 ;4 一 弹 纂 垫圈;
5 一 螺栓 ，6 一 缓冲 弹簧 片 ，7 一 吸 气 立 片 ，8 一 销 钉

图 2-35 为 吸 、 排 气 阀 片 的 几 种 结构
形状 。 图 中 1 一 9 为 吸 气 阀 片 ，10 一 13
为 排 气 阀 片 。

簧 片 阀 的 结构 简单 、 余 隙 容积 小 、
阀 片 质量 轻 、 启 闭 迅速 ， 因 此 ， 适 用 于
小 型 高 转速 压缩 机 。 我 国 小 型 全 封闭 压
缩 机 中 大 都 采用 这 种 结构 。 但 是 簧 片 阀
的 阀 际 通道 面积 较 小 ， 而 且 不 宜 采 用 顶
开 吸 气 阀 片 调节 输 气量 ， 这 是 此 种 结构
形式 的 不 足 之 处 。

3. 柔性 环 片 阀

这 种 环 片 阀 开 启 时 阀 片 变形 ， 产 生
弹力 ， 见 图 2-36。 它 是 全 封闭 式 制 冷 压
缩 机 中 采用 的 气 阐 种 类 之 一 。 其 级 、 排

气 阀 片 厚 0. 6mm， 排 气 阀 片 厚 0. 3mm，
材料 为 瑞典 阀 片 钢 。 吸 气 阀 片 支承 于 左 、 图 2-35 簧 片 阔 的 几 种 阀 片 形状
右 两 侧 的 经 上 ， 利 用 气 氏 上 相应 的 导 横
滑动 定位 。 阀 片 本 身 具 有 弹性 ， 因 而 取消 了 吸 气 阀 弹簧 。

工作 时 吸 气 立 片 受气 体力 的 推动 而 弯曲 ， 周 期 性 地 打开 所 覆盖 的 吸 气 阀 座 通道 并 进行
吸 气 。 阀 片 的 咨 曲 程度 受到 阀 片 外 圆 上 相对 的 两 个 凸 舌 (在 图 2-36 下 图 的 阀 片 上 ) 位 移 的
限制 。 排 气 阀 是 一 种 带 辟 的 柔性 环 状 片 阀 (这 种 带 辟 的 柔性 环 状 片 阀 也 用 于 吸 气 阀 )。 图

62 第 二 章 活塞 压缩 机

2-37(a) 即 为 一 个 例子 。 其 吸 、 排 气 带 臂 柔 性 环 状 阀 片 (图 2-37(2) 和 (c7) 在 中 心 处 用 希 钉
与 阀 板 、 排 气 阀 升 程 限制 器 锯 在 一 起 ， 工 作 时 受气 体力 推动 分 别 向 下 或 向 上 弯曲 ， 打 开 相
应 的 阀 座 通道 。 吸 气 阀 片 外 圆 上 的 凸 天 亦 是 用 于 限制 阀 片 的 弯曲 程度 的 。

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图 2-36 柔性 环 片 阀 图 2-37 带 辟 的 柔性 环 片 立

这 类 气 闪 的 阀 板 往往 为 了 尽量 扩大 其 上 的 阀 座 通 道 面 积 而 令 吸 气 通道 具有 曲折 的 途径 。
图 2-38(a) 表 示 气 流 有 90 转折 ;图 2-38( 纪 是 由 三 块 冲 制 成 型 的 钢板 钙 焊 而 成 的 阀 板 ， 图 2-38
CO) 所 示 则 是 用 铁 基 粉末 冶金 制造 的 阀 板 ， 制 造 时 分 别 将 板 体 和 环 加 工 成 形 ， 然 后 倒 合 、 烧
结 、 浸 铜 ， 以 保持 阀 板材 料 的 密封 性 。 这 类 气 阀 的 结构 和 工艺 都 比较 复杂 ， 成 本 较 高 。

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图 2-38 柔性 环 片 阀 的 阀 板 及 吸 气流 向

4. 塞 状 阀

谷 轮 公司 在 20 世纪 80 年 代 研 制 出 一 种 用 于 半 封 闭 式 制冷 压缩 机 的 高 效 气 阀 。 其 中 吸
气 阀 为 柔性 环 片 阅 ， 排 气 阀 制 成 有 塞 子 形状 的 塞 状 闪 ( 图 2-39)。

这 种 气 立 的 优点 是 ，(1) 减 小 了 余 队 容积 。 环 状 排 气 阀 和 舌 得 排 气 阀 在 阀 板 上 的 排 气 通
道 构成 的 余 隙 容积 是 较 大 的 。 采 用 塞 状 排 气 阀 后 ， 这 一 部 分 的 余 阶 容积 被 消除 。 加 之 柔性 环
状 吸 气 阀 与 活塞 顶部 几何 形状 相配 合 ， 使 整 台 压缩 机 因 气 阀 形成 的 余 阶 容积 减 至 很 小 ， 从 而
提高 了 容积 效率 。 试 验 表明 ， 在 高 压力 比 的 低温 工 况 下 , 输 气 量 约 增加 20%; 低压 力 比 的

第 七 节 机 体 部 件 及 振动 、 骂 声 63

空调 工 况 下 ， 输 气量 增加 5%。(2) 吸 、 排 气
阅 的 通道 面积 增加 ， 使 流动 阻力 下 降 。 采 用
吸 、 排 气 阀 的 这 种 组 合 后 ， 吸 气 通 道 面积 增
加 了 24%， 排 气 通道 面积 增加 了 56%%。

塞 状 阐 的 缺点 是 阀 体 的 体积 大 ， 为 此 必
须 采 用 很 轻 的 材料 以 降低 排 气 阀 体 的 质量 。
现 有 的 塞 状 排 气 阀 体 用 耐 高 温 的 聚合 物 制 成 。

三 、 阀 片 材料

对 阀 片 材料 的 要 求 是 :《〈17 高 疲劳 强度 。
因 阀 片 的 断裂 主要 是 疲劳 破坏 ， 故 阀 片 必须 图 2.39 讲 状 六
ne 1 一 排 气 阀 弹簧 ，2 一 排 气 闪 体 ，3 一 吸 气 冰片 ;4 一 活塞
产生 的 地 方 ， 在 工作 状态 下 ， 表 面 处 应 力 最 大 ， 因 此 应 提高 冰片 表面 强度 。 提 高 表面 强度
不 但 可 强化 表面 层 ， 提 高 疲劳 极限 ， 还 由 于 强化 层 的 存在 ， 改 变 表面 的 内 应 力 分 布 ， 使 表
面 产生 残余 应 力 ， 从 而 降低 交 变 负荷 下 的 拉 应 力 ， 使 疲劳 裂纹 不 易 产 生 和 扩展 ,得 片 阀 阀
片 冲 裁 时 ， 应 使 阀 片 工作 时 的 弯曲 应 力 方向 与 弹簧 带 钢 的 纵向 相 平行 。 若 与 滚 轧 方向 成 直
角 ， 其 强度 约 减少 8% 左 右 。 得 片 阀 阀 片 溃 裁 加 工 后 ， 其 边缘 上 一 切 容易 产生 应 力 集中 的
微小 伤痕 都 要 彻底 清除 。 采 用 滚 抛 工艺 可 以 去 除 毛 边 ， 形 成 圆 角 边缘 ,并 对 表面 进行 冷却
硬化 ， 提 高 疲劳 强度 。(2) 非 金属 夹杂 物 含量 和 带 状 组 织 级 别 要 低 。 阀 片 中 的 非 金属 夹杂
物 主要 是 氧化 物 和 硫化 物 。 常 见 的 氧化 物 是 细小 难 溶 高 硬度 的 脆性 夹杂 物 ， 它 将 产生 高 的
应 力 集中 效应 ， 降 低 疲 劳 强度 ， 带 状 组 织 使 钢 的 力学 性 能 成 各 向 异性 ， 并 降低 冲击 韧 度 ，
是 引起 阀 片 热 处 理 后 疾 曲 变形 和 形成 早期 破损 的 原因 之 一 。

阀 片 的 材料 大 体 上 可 分 为 4 类 : 高 强度 合金 调 质 结构 钢 、 不 锈 钢 、 优 质 高 碳 钢 、 其 他
钢 料 ( 如 铁合金 )。 自 片 冰 阀 片 如 采用 已 经 热处理 过 的 瑞典 钢 带 ， 阀 片 制造 厂 无 需 深 火 回
火 ， 只 需要 做 消除 应 力 热处理 及 滚 磨 加 工 ， 质 量 较 自行 溢 火 者 好 。

气 闹 弹 得 承受 剪 切 、 冲 击 、 摩 擦 、 腐 蚀 等 因素 的 作用 。 弹 簧 用 合金 钢丝 制造 ， 热 处 理
后 进行 晓 丸 或 喷 砂 处 理 可 提高 其 疲劳 强度 。

闪 座 材料 视 气 阀 两 侧 的 压力 差 选 择 。 低 压 差 用 灰 铸 铁 ， 中 压 差 用 灰 铸 铁 、 稀 土 球墨 铸
铁 或 中 碳 钢 。 其 密封 表面 应 有 细密 的 金 相 组 织 。

升 程 限 制 器 用 以 限制 阀 片 的 升 程 。 刚 性 环 片 阀 的 升 程 限制 器 中 有 弹簧 孔 ， 以 安装 气 阀
弹簧 。 升 程 限制 器 材料 与 阅 座 相同 。

第 七 节 ” 机 体 部 件 及 振动 、 品 声

一 、 机 体 、 气 缸 套 和 机 壳 .
1. 机 体
机 体 是 整 台 压缩 机 的 支架 ， 用 以 支承 压缩 机 的 主要 有 零 部 件 。 机 体 由 气缸 体 和 曲轴 箱 两

64 第 二 章 活塞 压缩 机

部 分 组 成 ， 两 者 可 以 不 做 成 整体 而 用 螺栓 连接 。 这 样 虽然 有 利于 铸造 工艺 的 简化 ， 但 造成
机 器 质量 、 斥 才 以 及 结构 等 方面 的 一 系列 问题 。 为 了 克服 这 些 缺 点 ， 现 已 普遍 采用 气缸 和
曲轴 箱 做 成 整体 的 结构 。 图 2-40 所 示 机 体 是 一 台 立 式 两 饶 制 冷 压缩 机 的 机 体 。 机 体 的 上
半 部 分 为 气 氏 人体 ， 两 个 气 饶 在 气 饶 体 上 直接 加 工 而 成 。 纪 体 上 还 有 吸 、 排 气 通道 ， 引 导 气
体 的 吸入 (箭头 向 上 ) 和 排出 (箭头 向 下 ) 。 机 体 的 下 半 部 分 为 曲轴 箱 ， 曲 轴 箱 内 的 空间 ， 一
方面 是 曲轴 、 连 杆 运动 必须 具有 的 空间 ， 另 一 方面 是 盛装 润滑 油 的 容器 ， 装 有 一 定数 量 的
润滑 油 。 曲 轴 旋 转 时 ， 连 杆 大 头 盖 上 的 溅 油 杆 不 断 接触 润滑 油 ， 将 油 飞溅 到 各 摩擦 表面 。

制冷 量 较 大 的 压缩 机 ， 采 用 多 缸 结构 。 图 2-41 所 示 的 压缩 机 是 一 台 气 缸 角度 式 布置
的 多 缸 压 缩 机 的 机 体 ， 它 与 图 2-40 所 示 的 机 体 有 很 大 的 区 别 。 图 2-41 所 示 的 机 体 上 并 无
气 氏 ， 只 是 为 授信 气 氏 套 设置 了 相应 的 支承 和 定位 面 ， 另 一 个 区 别 是 这 台 压 缩 机 采用 强制
润滑 。 因 为 压缩 机 的 气缸 数量 多 ， 各 摩擦 面 上 的 压力 又 相当 大 ， 所 以 采用 强制 润滑 的 方
式 ， 以 保证 各 摩擦 表面 之 间 可 靠 润滑 。 输 送 润 滑 油 的 一 部 分 油 道 在 机 体 上 (图 上 未 画 出 )。
机 体 上 有 许多 筋 ， 用 以 增加 机 体 的 刚度 。

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图 2-40 ”小 型 立 式 制冷 压缩 机 的 机 体 图 2-41 多 和 缸 角 度 式 压缩 机 的 机 体

2. 气 甜 套

因 小 型 制冷 压缩 机 的 活塞 侧 向 力 较 小 ， 活 塞 运动 速度 也 较 小 ， 所 以 气缸 壁 的 磨损 较
少 。 另 外 ， 机 器 小 、 加 工 容 易 、 价 格 低 、 压 缩 机 报废 的 损失 不 大 。 大 、 中 型 压缩 机 的 情况
不 同 于 小 型 压缩 机 ， 大 、 中 型 压缩 机 的 结构 复杂 、
加 工 不 易 、 成 本 高 、 活 塞 与 气缸 壁 之 间 的 磨损 比较
严重 ， 为 了 延长 机 体 的 使 用 寿命 ， 采 用 气缸 套 ， 人 缸
套 磨 损 后 可 以 更 换 ， 机 体 仍 可 继续 应 用 。 若 机 体 材
料 为 铝 合金 ， 则 必须 使 用 氏 套 。 饶 套 材 料 为 优质 耐
” 磨 铸 铁 。 其 形状 如 图 2-42 所 示 。 一 种 缸 套 上 无 吸 气
圆 孔 及 凸 缘 ( 图 2-42Ca))， 另 一 种 饶 套 上 有 了 吸 气 圆 孔
及 凸 缘 (图 2-42(5))。 图 2-42(4) 的 角 套 仅 起 解决 磨 图 2-42 ”后 套
损 问题 的 作用 ， 饶 套 风 入 机 体 时 ， 其 轴 向 定位 依靠 1 一 密封 圈 环 槽 ，2 一 挡 环 模 ;
饶 套 顶部 法 兰 的 下 平面 ， 其 径 向 定位 由 久 套 的 上 、 3 一 凸 缘 ，4 一 吸 气 圆 孔

第 七 节 ”机 体 部 件 及 振动 、 唆 声 “65

下 两 个 圆 弧 定位 面 保证 ， 上 面 一 个 圆 形 定位 面 的 直径 略 大 于 下 面 一 个 圆 形 定位 面 的 直径 ，
以 利于 和 缸 套 的 压 人 或 拉 出 。 图 2-42(65) 的 氏 套 增加 了 两 个 功能 ，(1) 红 大 ,顶部 的 法 兰 提 供 了
吸 气 通道 和 吸 气 涂 闪 座 ， 成 为 压缩 机 气 闪 的 一 部 分 。(2) 生 套 上 的 凸 缘 及 挡 环 模 用 于 项 开
吸 气 阀 片 的 印 载 机 构 ， 成 为 压缩 机 输 气 量 调节 机 构 的 一 部 分 。

压缩 机 运转 时 ， 机 体 受 高 温 气体 的 加 热 ， 在 气缸 附近 (包括 缸 套 ) 及 排 气 通过 部 分 产生
较 高 的 温度 ; 半 封 闭 式 制 冷 压缩 机 安置 电动 机 的 机 体 受 电动 机 产生 热量 的 加 热 ， 温 度 也 会
升 高 ， 因 而 需 采取 措施 ， 对 氏 套 和 机 体 的 部 分 区 域 加 以 冷却 。 在 冷水 供应 方便 的 压缩 机
站 ， 用 冷却 水 冷却 高 温 的 排 气 腔 是 合理 的 。 图 2-43 所 示 的 压缩 机 即 为 水 冷却 的 例子 。 在
排 气 腔 外 部 设置 水 夹层 ， 夹 层 内 通 以 冷却 水 使 相应 部 分 冷却 降温 ， 更 多 的 制冷 压缩 宙 机 体
用 空气 冷却 。 为 了 加 强 冷却 ， 有 些 压缩 机 的 顶部 设 有 风扇 。 半 封闭 压缩 机 冷凝 机 组 还 利用
通过 冷凝 器 的 空气 对 机 体 强制 流动 冷却 。 为 了 提高 冷却 效果 ， 安 置 内 置式 电动 机 壳 部 分 设
置 翅 片 1( 图 2-44) ， 徊 体 的 表面 上 也 设 有 起 片 。 当 小 型 开局 式 压 缩 机 曲轴 上 安装 带 轮 时 ，
通常 将 连接 轮 缘 与 轮 中 心 部 分 的 辐 条 设计 成 与 飞轮 端面 有 一 个 夹 角 ， 便 具有 风扇 的 作用 ，
将 空气 吹 送 到 压缩 机 机 体 表 面 ， 进 行 冷却 。

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图 2-43 ”压缩 机 用 水 冷却 图 2-44 用 空气 冷却 的 半 封 闭 式 压缩 机
1 一 电动 机 机 之 外 的 起 片 ，2 一 生体 表面 的 起 片

带 吸 气 圆 孔 的 负 套 ， 其 外 表面 与 流入 气 红 的 低温 吸入 气体 接触 ， 受 低温 吸入 气体 的 冷
却 ， 降 低 了 红 套 内 表面 的 温度 ， 改 善 了 气 氏 与 活塞 摩 擦 面 上 的 润滑 条 件 。

3. 全 封闭 式 压 缩 机 的 机 党

全 封闭 式 制 冷 压 缩 机 机 体 和 内 署 电 动机 连 成 一 个 整体 后 ， 需 支承 和 悬挂 在 机 壳 上 。 机
壳 的 下 部 迪 有 润滑 油 。 位 于 润滑 油 上 部 的 空隙 通常 充满 吸 和 人 的 气体 ， 吸 人 气体 在 此 空隙 中
分 离 出 所 含 液 滴 并 对 内 置 电动 机 适当 地 冷却 。 机 壳 的 焊接 结构 确保 压缩 机 内 的 制冷 剂 不 会
泄漏 到 大 气 中 ， 全 封闭 式 压缩 机 由 此 得 各 。 机 壳 也 是 阻止 噪声 外 传 的 重要 屏障 。

机 壳 用 钢板 冲压 成 型 (图 2-45)， 壳 体 的 形状 不 仅 与 壳 体 的 刚度 有 关 ， 而 且 对 减少 品
声 的 传递 有 重要 作用 。 通 过 仔细 分 析 壳 体 各 部 分 的 振动 求 得 降 噪 效 果 良 好 的 壳 体 形状 ， 已
成 为 机 壳 设 计 中 的 重要 措施 之 一 。

图 2-46 表示 了 机 壳 中 的 一 些 弹 签 支 承 装 置 。 因 为 这 些 支 承 装置 与 压缩 机 的 机 体 连 接 ，

66 第 二 章 活塞 压缩 机

所 以 当 压 缩 机 的 内 置 电动 机 位 于 机 体 上 部 时 ， 采
用 承 压 弹簧 的 结构 。 因 弹 答 支 承 装置 与 压缩 机 机
体 、 内 置 电动 机 构成 一 个 振动 系统 ， 故 正确 选择
弹簧 的 刚度 以 避免 剧烈 的 振动 是 十 分 必要 的 。

机 过 上 装 有 密封 接线 柱 ( 图 2-47)。 其 密封 材
料 必须 能 承受 高 温和 压力 ， 且 能 承受 制冷 剂 的 侵
蚀 。 图 中 有 三 个 电极 ， 用 陶 次 绝缘体 烧 结 在 柱 体
上 ， 柱 体 与 压缩 机 之 间 用 焊 机 焊接 。 若 压缩 机 的
内 置 电动 机 中 埋 有 过 热 保护 器 ， 密 封 接线 柱 的 电
极为 5 根 ， 其 中 3 根 为 电动 机 引 柱 ，2 根 为 埋 入
式 过 热 保护 的 引 柱 。 使 用 时 应 正确 判别 这 5 根 引
柱 ， 电 动机 的 3 根 引 柱 间 有 电阻 值 ， 连 接 过 热 保
护 器 的 2 根 引 柱 在 电动 机 运转 前 ( 冷 态 ) ， 引 柱 间
几乎 无 电阻 值 。 电 动机 过 热 时， 过 热 保护 器 动 oe
作 ， 切 断 电路 ，3 根 电动 机 引 柱 与 2 根 过 热 保护 。。 。 充 波 管 ， 5 过 者 护 上装 年 ，5_ 六
引 柱 之 间 不 应 导 通 。 一 旦 发 现 导 通 ， 表明 已 有 弹 先 ; 7 一 底 脚 8 一 消 声 板 ; 9 一 排 气 管
故障 。

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图 2-46 “机 壳 中 的 弹 答 支撑 装置 图 2-47 密封 接线 柱
1 一 电极 ; 2 一 绝缘 体 ; 3 一 柱 体
二 、 轴 封装 置
开局 式 压 缩 机 的 曲轴 穿 过 机 体 与 外 置 电动 机 的 转轴 连接 。 电动 机 通过 联 册 节 或 带 办 了
动 曲轴 旋转 。

曲轴 与 机 体 之 间 的 间隙 是 制冷 系统 中 制冷 剂 泄漏 的 最 主要 通道 。 对 此 间隙 进行 密封 以
阻止 制冷 剂 泄漏 (或 空气 漏 人 ) 的 结构 称 为 轴 封 结构 ， 其 密封 原理 如 图 2-48 所 了 示 。 两 种 密
封 材料 与 曲轴 、 机 体 构成 三 个 密封 面 : (1) 径 向 动 密封 面 3; (2) 径 向 静 密 封面 2; 〈3) 轴 向
静 密 封面 1。 保 证 这 三 个 密封 面 的 密封 ， 即 可 将 制冷 剂 封闭 在 曲轴 箱 内 。 因 曲轴 转动 时 ，
密封 材料 7 与 曲轴 4 之 间 无 相对 运动 ， 密 封 材料 7 与 密封 材料 6 之 间 也 无 相对 运动 ， 所 以
构成 的 密封 面 1 和 2 称 为 静 密封 面 ， 密封 材 料 6 和 机 体 5 之 间 有 相对 运动 ， 因 而 密封 面 3

第 七 节 机 体 部 件 及 振动 、 骂 声 67

被 称 为 动 密封 面 。

图 2-49 展示 了 开启 式 压缩 机 的 轴 封 结构 。 转 动 摩擦 环 6 与 压 盖 7 之 间 构 成 径 向 动 密
` 封面 ; 波纹 状 密封 橡胶 图 4 与 轴 绒 8 之 间 构 成 轴 向 静 密 封面 ; 波纹 状 密封 橡胶 圈 4 与 转动
摩擦 环 6 之 间 构 成 径 向 静 密 封面 。

图 2-48 轴 封 原理 图 图 2-49 开启 式 压缩 机 的 轴 封 结构
一 轴 向 静 密 封面 ，2 一 径 向 更 密 封面 ，3 一 径 向 动 1 一 弹簧 座 ; 2 一 弹 筑 ，3 一 压 紧 圈 ; 4 一 波纹 状 密封 橡胶 图 ;
密封 面 ; 4 一 曲轴 ; 5 一 机 体 ; 6、7 一 密封 材料 5 一 钢 圈 ;6 一 转动 摩擦 环 ，7 一 压 盖 ; 8 一 轴 绒

弹簧 2 通过 钢 圈 5、 波 纹 状 密封 橡胶 圈 4 将 转动 摩擦 环 6 的 端面 紧 贴 在 压 盖 7 上， 两
者 接触 的 平面 上 有 充足 的 润滑 油 ， 使 摩擦 表面 的 摩擦 力 降低 、 密 封 性 改善 。 波 纹 形 密封 橡
胶 圈 的 右 端 在 弹 签 2 的 压力 下 与 转动 摩擦 环 紧 贴 ， 橡 胶 圈 的 波纹 状 结构 使 它 可 以 在 轴 向 作
小 量 的 变形 ， 以 适应 曲轴 转动 时 可 能 产生 的 轴 向 跳动 以 及 摩擦 环 与 压 盖 接 触 面 的 磨损 ， 始
终 维持 摩擦 环 与 压 盖 紧 贴 。 压 紧 圈 3 将 橡胶 圈 4 的 左 端 圆柱 面 紧 紧 地 抱 住 ， 确 保 轴 向 的 密
封 。 摩 擦 环 材料 通常 为 磷 青 铜 和 浸 汪 石墨 的 铸铁 ， 密 封 橡胶 圈 的 材料 为 毛 醇 橡胶 和 丁 且
橡胶 。

三 、 振 动 | -

往复 式 制冷 压缩 机 的 振动 主要 起 因 于 压缩 机 曲柄 一 连 杆 机 构 运 动 时 形成 的 惯性 力 。 由
于 气流 脉动 引起 的 管 系 振动 ， 也 受到 人 们 的 关注 。

当 压 缩 机 工作 时 ， 作 用 于 其 运动 机 构 上 的 力主 要 有 惯性 力 和 气体 力 。 惯 性 力 是 运动
机 构 加 速度 产生 的 虚 力 ， 而 气体 力 是 气缸 内 气体 压力 作用 于 运动 件 上 产生 的 压 差 力 。 惯 性
力 及 其 产生 的 力矩 在 压缩 机 运转 时 都 是 周期 性 变化 的 ， 会 使 压缩 机 产生 上 下 左右 的 跳动 和
摇摆 的 振动 ， 这 是 引起 压缩 机 振动 的 根源 。 在 压缩 机 设计 中 ， 要 求 压 缩 机 选用 合适 的 平衡
措施 ， 如 多 和 亿 错开 布置 、 安 装 平衡 块 等 ， 使 其 惯性 力 和 惯性 力矩 得 到 应 有 的 平衡 ， 这 是 压
缩 机 减 振 所 必需 的 ， 也 是 压缩 机 减 振 的 最 有 效 手段 。

压缩 机 的 惯性 力 和 惯性 力矩 不 可 能 完全 平衡 ， 因 而 除了 尽量 平衡 惯性 力 和 力矩 外 ， 尚

68 第 二 章 活塞 压缩 机

需 采 取 一 些 其 他 的 减 振 措 施 。 常 用 的 措施 有 两 种 : 用 土壤 减 振 (图 2-50(a)); 用 各 种 减 振
器 (图 2-50(B)、(c)、(d)、(e))。

用 土壤 减 振 的 方法 ， 适 用 于 固定 式 压缩 机 。 在 土壤 上 建立 足够 大 的 混凝土 基础 ， 压 缩
机 安装 在 此 基础 上 ， 人 和 凭借 土壤 的 弹性 及 必要 的 承 压 面积 限制 机 器 的 振幅 。 许 多 小 型 制冷 压
缩 机 并 无 混凝土 基础 作 支 撑 ， 必 须 使 用 橡胶 热 和 弹 繁 减 振 器 减 振 。 图 2-50(6) 、(c) 采 用 内
减 振 支撑 装置 ， 它 们 装 在 壳 体 内 ， 压 缩 机 的 振动 经 内 减 振 支撑 装置 减 振 后 ， 传 到 机 壳 外 面
的 振动 已 明显 减弱 。 图 2-50(d) 、(e) 为 外 减 振 装 置 。 它 们 设 在 机 壳 外 面 ， 以 减少 对 装置
的 冲击 。 由 压缩 机 和 各 种 减 振 设施 构成 有 阻尼 的 强制 振动 系统 ， 该 系统 的 无 阻尼 自由 振动
频率 与 系统 的 运动 质量 及 支撑 刚度 有 关 。 必 须 使 作用 在 系统 上 的 激 振 力 的 频率 与 系统 的 无
阻尼 自由 振动 频率 有 较 大 的 差 值 ， 以 避免 接近 共振 范围 。 :

图 2-50 一 些 减 振 方法
(4a) 用 土壤 减 振 ; 〈 刀 内 消 振 支 持 装置 (上 、 下 橡胶 垫 限 位 )， (e) 内 消 振 支持 装置 (无 保护 图 ， 上 、 下
橡胶 垫 限 位 ); (d) 外 防 振 结 构 ( 用 橡胶 垫 减 振 );(e) 外 防 振 结 构 ( 用 橡胶 垫 、 弹 簧 组 合 件 )
1 一 橡胶 垫 ，2 一 弹 自 ; 3 一 保护 圈

四 、 噪 声

噪声 指标 已 成 为 与 制冷 量 、 能 耗 、 可 靠 性 等 指标 同样 重要 的 评价 因素 ， 在 压缩 机 设计
和 制造 时 ， 应 充分 考虑 噪声 问题 。

1. 嗓 声 源

压缩 机 的 噪声 声 源 大 体 上 可 分 为 三 类 : 机 械 噪 声 、 流 体 噪 声 和 电磁 噪声 。

机 械 噪声 来 自 ， 相 对 运动 零件 之 间 的 间隙 产生 的 撞击 ， 机 体 、 管 路 、 支 撑 件 振动 发 出
的 噪声 ， 阀 片 撞击 升 程 限制 器 和 阐 座 时 产生 的 噪声 。

流体 噪声 起 因 于 吸 、 排 气 时 气体 的 压力 脉动 、 气 体 流 经 电动 机 时 产生 的 噪声 以 及 气体

第 八 节 典型 产品 及 其 特性 69

在 壳 体 内 振荡 引起 的 共鸣 声 。

电磁 噪声 为 内 置 电动 机 运转 时 发 出 的 电磁 声 。

这 些 噪 声 通 过 机 壳 问 外 传 布 ， 造 成 对 人 体 的 危害 。

2. 降低 噪声 的 措施

针对 不 同 的 噪声 源 采 用 不 同 的 措施 。 如 : 提高 零件 的 加 工 精度 和 装配 精度 ， 以 降低 零
件 相互 撞击 的 噪声 ;适当 控制 阁 片 升 程 ， 改 善 阀 片 的 运动 规律 ， 以 减少 阀 片 冲击 升 程 限制
器 和 立 座 时 的 冲击 声 ， 合 理 设计 减 振 装置 ， 从 而 在 减 振 的 同时 也 降低 噪声 ;改进 壳 体形
状 ， 提 高 其 刚度 及 自 振 频 率 ; 适当 改变 壳 体 尺寸 ， 防 止 壳 内 气 柱 的 共鸣 ; 适当 加 厚 钢板 厚
度 ; 改变 内 部 排 气管 道 的 弯曲 形状 和 支撑 。 :

由 于 气流 脉动 是 重要 的 噪声 源 ， 且 对 压缩 机 性 能 有 重要 影响 ， 因 而 降低 气流 脉动 以 降
低 噪 声 ， 改 善 压 缩 机 性 能 是 十 分 重要 的 。 降 低 气流 脉动 的 有 效 方法 之 一 是 在 压缩 机 吸 、 排
气 口 处 设置 消声器 。 图 2-51(a) 为 一 侧 进 气 分 置式 扩大 型 消声器 ， 两 侧 同 时 进 气 分 置式 扩
大 型 消声器 见 图 2-51(2) ;整体 式 扩大 型 消声器 如 图 2-51(c) 所 示 ， 此 时 消声器 与 气 饶 和 链 在
一 起 ， 用 于 制冷 量 很 小 的 压缩 机 ， 如 冰箱 用 压缩 机 。 脉 动 气流 在 扩大 型 消声器 内 多 次 扩大
减 压 ， 降 低 了 噪声 。 共 鸣 型 消声器 的 体腔 内 开 有 一 些小 孔 ， 使 气流 发 生 共鸣 音频 率 来 衰减
气流 声 。 如 图 2-51Cd) 所 示 的 共鸣 型 消声器 适用 于 较 大 的 机 组 ， 消 声 器 用 的 材料 应 当 厚

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图 2-51 扩大 型 消声器 和 共鸣 型 消声器

第 八 节 ”典型 产品 及 其 特性

制冷 压缩 机 的 结构 形式 很 多 ， 这 里 仅 介绍 开启 式 、 半 开启 式 、 全 封闭 式 三 种 典型

70 第 二 章 活塞 压缩 机

一 、 开 启 式 制冷 压缩 机

开启 式 压 缩 机 曲轴 的 功率 输入 端 伸 出 机 体外 ， 通 过 传动 装置 与 原 动 机 连接 。 曲 轴 伸 出
部 位 装 有 轴 封 装置 ， 防 止 泄漏 。 由 于 轴 封 装置 不 可 能 绝对 可 靠 地 密封 ， 故 制冷 剂 的 泄 出 和
空气 的 渗入 是 不 可 避免 的 。 ,

开启 式 压缩 机 的 原 动 机 独立 于 制冷 系统 之 外 ， 不 与 制冷 剂 和 润滑 剂 接触 ， 因 而 不 需要
采用 耐 油 和 耐 制冷 剂 的 措施 。 如果 原 动 机 为 电动 机 ， 只 需 使 用 普通 的 电动 机 。 开 启 式 压缩
机 的 这 一 优点 ， 使 它 在 有 些 场 合成 为 惟一 的 选择 。 例 如 : 在 以 氨 为 制冷 剂 的 制冷 系统 中 ，
因 氨 对 铀 有 腐蚀 性 ， 故 不 可 能 将 电动 机 包含 在 制冷 系统 中 ， 以 免 电 动机 受 氨 的 破坏 。 即 使
在 以 氟 利 昂 为 制冷 剂 的 制冷 系统 中 ， 欲 以 普通 电动 机 驱动 压缩 机 ， 也 只 能 用 开启 式 压 缩
机 ， 和 否则 电动 机 的 绝缘 会 因 氟 利 昂 的 侵蚀 而 损坏 。

既然 开启 式 压 缩 机 的 原 动 机 独立 于 制冷 系统 之 外 ， 原 动机 的 种 类 就 不 局 限于 电动 机 ，
内 燃 机 也 可 用 作 原 动机 。 这 一 特点 使 开启 式 压缩 机 在 汽车 等 移动 式 运载 工具 上 得 到 十 分 广
泛 的 应 用 。

开启 式 压缩 机 的 制冷 量 ， 可 以 通过 改变 传动 机 构 的 传动 比 的 方法 予以 调节 。 例 如 : 改
变 带 轮 直 径 调 节制 冷 量 。 因 吸入 制冷 剂 是 蒸气 ， 不 经 过 电动 机 ， 故 提高 了 压缩 机 的 容积
率 和 输 气 量 。 开 启 式 压 缩 机 容易 拆 印 修 理 ， 但 原 动 机 的 更 换 对 制冷 系统 无 影响 ， 这 一 特点
对 用 户 是 有 利 的 。

开启 式 压缩 机 除了 制冷 剂 和 润滑 油 比 较 容易 汇 漏 这 一 最 大 的 缺点 外 ， 尚 有 重量 大 、 占
地 面积 多 等 不 足 之 处 。

1， 和 氨 压 缩 机

图 2-52 示 出 8AS12. 5 型 压缩 机 的 总 体 结构 剖面 图 。

曲轴 箱 和 气 缸 体 是 一 个 整体 铸件 ， 结 构 形 式 为 扇形 ， 相 邻 气缸 中 心 线 夹 角 为 45"，
吸 、 排 气 腔 设置 其 中 ， 形 成 一 个 坚固 的 机 体 ， 用 来 承 装 各 个 零 部 件 ， 底 部 用 来 存放 润滑
油 。 曲 轴 箱 两 侧 开 有 和 孔 口 ， 用 于 压缩 机 内 部 零件 的 装配 和 拆 检 ， 并 用 侧 盖 封 闭 ， 一 只 侧 盖
上 还 装 有 油 面 指示 器 和 油 冷 却 器 ， 分 别 用 来 检查 油 面 的 高 低 及 冷却 润滑 油 。 压 缩 机 的 曲轴
用 球墨 铸铁 整体 铸造 ， 两 曲 拐 夹 角 为 180"， 用 两 个 滑动 轴承 支承 。 每 个 曲 拐 上 装 有 4 个 工
字形 连 杆 ， 每 个 连 杆 通过 活塞 销 带 动 一 个 铝 合金 的 简 形 活塞 ， 使 活塞 在 气 氏 套 内 作 往复 运
动 。 活 塞 上 面 装 有 3 道 气 环 和 1 道 油 环 。 气 氏 中 装 有 气 饶 套 ， 吸 气 阀 布置 在 气 负 套 上 部 的
凸 缘 处 ， 排 气 阀 布置 在 气 饶 套 的 顶部 。 吸 入 的 氨 气 经 进 气 管 和 过 滤 网 进入 吸 气 腔 ( 气 氏 套
周围 的 空 腔 )， 然 后 经 吸 气 阐 进 入 气 氏 中 。 排 气 阀 通过 缓冲 弹簧 被 气 负 盖 压 紧 ， 在 气 饶 盖
与 排 气 阀 之 间 形 成 一 个 排 气 腔 。 排 气 立 与 缓冲 弹簧 组 成 一 个 安全 假 盖 ， 在 发 生 液 击 、 气 饶
内 压力 过 度 升 高 时 ， 假 盖 自 动 开启 ( 抬 起 ) ， 排 走 液体 ， 不 使 压缩 机 零件 受到 损坏 。 吸 、 排
气 阀 均 采用 环 状 阅 结 构 形 式 ， 排 气 阀 座 的 环形 通道 与 活塞 顶部 的 凹陷 形 相 吻合 ， 当 活塞 运
动 到 上 止 点 时 ， 活 塞 项 部 伸 到 内 环形 通道 内 ， 以 减少 压缩 机 的 余 隙 容积 。 压 缩 后 的 氨 气 经
排 气 闪 先 排 人 排 气 腔 中 ， 再 经 排 气管 排出 。 在 排 气 腔 与 吸 气 腔 之 间 装 有 安全 闪 ， 当 排 气压
力 超 过 规定 值 时 ， 安 全 阀 自动 打开 ， 部 分 氨 气 经 安全 阀 流 和 人 吸 气 腔 中 。 在 曲轴 伸 出 机 体 的
部 位 装 有 摩擦 环 式 轴 封 ， 以 防 制冷 剂 泄漏 。

第 八 节 ”典型 产品 及 其 特性 71]

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图 2-52 8AS12.5 型 压缩 机 的 总 体 结构
1 一 轴 封 ，2 一 进 气 腔 ，3 一 油 压 推 杆 机 构 ; 4 一 排 气管 ，5- -气缸 套 及 进 排 气 阀 组 合 件 ，6 一 缓冲 弹 答 ;
7 一 水 套 ，8 一 气缸 盖 ; 9 一 进 气管 ; 10 一 油泵 ;11 一 曲轴 箱 ; 12 一 连 杆 ;13 一 活塞 ;14 一 曲轴

压缩 机 采用 压力 润滑 ， 油 泵 为 转子 式 ， 与 曲轴 的 自由 端 装 在 一 起 ， 由 曲轴 直接 带动 。
曲轴 箱 中 的 润滑 油 经 粗 滤 油 网 及 吸油 管 ， 被 油泵 吸入 ， 升 压 后 经 精 过 滤器 后 从 曲轴 两 端 进
入 ， 送 至 各 需要 润滑 的 部 位 ， 然 后 落 人 曲轴 中 ， 供 循环 使 用 。
8AS12. 5 型 压缩 机 带 有 钊 载 装置 。 在 它 的 气缸 套 周围 装 有 顶 开 吸 气 阀 片 的 顶 杆 、 转
动 环 及 油 压 推 杆 机 构 等 ， 由 油 包 一 推 杆 机 构 控 制 ， 起 到 调节 压缩 机 输 气量 (制冷 量 ) 及 压缩
机 空 载 启 动 的 目的 。 油 氏 中 的 压力 油 由 油泵 供给 。 压 缩 机 采用 直接 传动 方式 ， 通 过 联 轴 器
由 电动 机 直接 传动 。
， 这 种 币 径 的 系列 有 2、4、6、8 氏 ， 行程 有 100mm、110mm 两 种 ， 按 氮 、R12、R22
三 种 工 质 通用 要 求 设计 ， 使 用 不 同 的 制冷 剂 时 ， 只 需 更 换 相应 的 安全 阀 及 气 阀 弹 得 等 。
2.， 单机 双 级 压缩 机
当 燕 发 温度 很 低 时 ， 单 级 压缩 机 不 能 满足 要 求 ， 普 遍 采 用 的 解决 方法 是 使 用 单机 双 级
压缩 机 (图 2-53)。 这 是 一 台 八 包 压 缩 机 ， 含 六 个 低 太 短 和 两 个 高 压 氏 。 因 压力 不 间 ， 故
低压 饶 的 吸 、 排 气 腔 及 与 其 相连 通 的 空间 与 高 压 腔 的 吸 、 排 气 腔 及 与 其 相连 通 的 空间 隔
离 。 低 压 级 和 高 压 级 应 分 别 配 置 安全 阀 、 截 止 浆 。 因 高 压 级 活塞 、 连 杆 承 受 的 载荷 大 ， 故
需要 采取 措施 (如 : 连 杆 小 头 用 滚 针 轴 承 ) ， 以 确保 其 可 靠 性 。

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图 2-53 单机 双 级 的 开启 式 压 缩 机

3， 二氧化碳 压缩 机
开启 式 CO: 制冷 压缩 机 ， 如 图 2-54 所 示 。CO。 曾经 是 最 早 被 应 用 的 重要 制冷 工 质 ，
现在 它 又 受到 了 广泛 的 重视 。 压 缩 机 为 单 级 、 单 作用 、 立 式 、 双 列 机 构 ， 工 作 压力 相当

第 八 节 典型 产品 及 其 特性 73

高 、 进 气压 力 为 2~3MPa， 排 气压 力 达
8 一 9MPa。 机 髓 与 气缸 连 成 一 体 ， 机 身
与 气 仙 壁 显得 很 厚实 ， 机 身 中 在 压缩 机
不 工作 时 可 承受 高 达 7.5 一 8.0MPa 的
压 为 。 曲 轴 一 端 支 承 为 滑动 轴承 ， 男 一
端 为 滚动 轴承 ， 其 优点 是 滚动 轴承 可 用
具有 自动 调 心 功能 ， 缺 点 是 两 种 轴承 的
间隙 不 易 达 到 一 致 ， 因 此 这 样 的 设计 很
少 应 用 。 轴 端 密封 结构 较 简 单 ， 由 于 机
身 中 具有 很 高 的 压力 ， 动 环 将 依靠 此 压
力 紧 紧 压 在 静 环 上 ， 润 滑 油 泵 由 曲轴 端
部 直接 驱动 ， 通 过 机 身上 的 通道 、 盖 板 .
直接 进入 曲轴 的 销 孔 中 (图 中 未 表示
出 )。 进 、 排 气 阀 为 组 合 结构 ， 外 圈 要
承受 很 大 的 压力 差 ， 阀 片 显得 很 厚 。 这
种 压缩 机 根据 需要 也 可 制 成 V 形 或 W

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4， 斜 盘 压 缩 机 N |
图 2-55 是 三 列 六 饶 旋转 和 斜 盘 压 缩 <

机 的 剖面 图 。 斜 盘 6 固定 在 主轴 1 上 ， 图 2-54 开启 式 CO; 制冷 压缩 机

双向 作用 的 活塞 2 夹 贬 在 斜 盘 周围 ， 通

过 钢 球 3 和 滑 履 4 与 活塞 联系 在 一 起 。 由 于 活塞 是 双向 作用 ， 所 以 两 侧 气 缸 同 时 工作 ， 当

一 侧 处 于 吸 气 过 程 时 ， 则 另 一 侧 就 处 于 压缩 或 排 气 过 程 。 两 侧 气 抵 的 缸 头 部 均 装 有 阀 板

13 和 气 仙 盖 。 气 负 体 上 有 进 排 气 通道 ， 分 别 沟 通 两 端 气 仙 的 进 气 腔 和 排 气 腑 。

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图 2-55 ”六 伍 旋 转 斜 盘 压 缩 机 的 剖面 图
1 一 主轴 ; 2 一 活 赛 ; 3 一 钢 球 ; 4 一 滑 履 ，5 一 饶 体 ; 6 一 斜 盘 ; 7 一 轴 封 ;
8 一 前 缸 盖 ，9 一 弹 筑 10 一 油 池 ;，11 一 后 缸 盖 ; 12 一 油泵 ; 13 一 阀 板

74 第 二 章 活塞 压缩 机

(1) 主轴 和 和 斜 盘 ”主轴 和 和 斜 盘 是 压缩 机 的 运动 转换 机 构 和 主要 的 受 力 部 件 。 斜 盘 上 承
受 活塞 力 和 自身 的 旋转 惯性 力 ， 并 承受 这 些 力 产生 的 力矩 。 主 轴承 担 着 为 压缩 机 提供 动力
的 任务 ， 为 确保 旋转 斜 盘 固 定 在 主轴 上 ， 和 斜 盘 采用 过 盈 配 合 热 套 在 主轴 上 ， 分 别 由 径 向 轴
承 和 推力 轴承 承担 主轴 和 斜 盘 的 作用 力 。 通 常 主轴 采用 优质 碳 素 钢 制作 ， 斜 盘 用 特殊 铸铁
或 粉 来 治 金 压 铸 而 成 。 近 年 来 也 有 用 高 强度 铝 合金 材料 制作 的 斜 盘 。 主 轴 和 和 僚 盘 的 加 工 精

度 和 表面 粗糙 度 要 求 较 高 。

(2) 活塞 组 件 活塞 组 件 包括 活塞 、 活 塞 环 、 G2 滚珠
钢 球 和 请 履 。 活塞 是 双向 作用 式 。 活 塞 常用 高 蕉

铝 合 金 材料 。 为 提高 其 耐 磨 性， 活塞 表面 涂 有 一

层 耐 磨 聚 四 氟 乙 烯 膜 ， 它 还 能 适当 减 小 活塞 和 和气 (9
向 的 配合 间隙 ， 以 减少 泄漏 。 活 塞 两 端的 头 部 各 =

设置 一 活塞 环 ， 活 塞 环 常 由 铸铁 或 聚 四 氟 乙 烯 制

作 。 滑 履 如 图 2-56C4a) 所 示 ， 采 用 高 硅 铝 合金 。 也 © 人
有 将 滑 履 和 钢 球 作 成 一 体 的 全 钢 结构 ， 如 图 2-56 图 2-56 滑 履
《0 所 示 。 (a) 分 体 结构 ; 〈 纪 整体 结构

(3) 气 负 和 气 包 盖 ” 气 氏 均 匀 布 置 在 气 包 的 分
布 圆 上 ， 常 见 旋转 斜 盘 压缩 机 有 六 氏 和 十 氏 两 种 ， 均 为 双向 作用 式 。 六 包机 ( 斜 盘 两 侧 各
三 饶 ) 气 氏 等 间隔 120 分 布 ， 十 缸 机 ( 斜 盘 两 侧 各 五 缸 ) 气 缸 等 间隔 72" 分 布 。

气 氏 体 结构 如 图 2-57 所 示 ， 有 整体 式 和 分 体式 。 和 氏 体 均 用 高 硅 铝 合金 制作 ， 有 些 还
在 生 孔 内 压 人 铸铁 包 套 。 在 气 饶 体 的 两 侧 装 有 氏 盖 ， 和 所 盖 有 不 规则 形状 空 腔 ， 分 别 和 阔 板
配合 ， 形 成 压缩 机 的 吸 气 室 和 排 气 室 。 红 体 和 氏 盖 的 形状 比较 复杂 ， 因 此 常用 铝 合 金 压铸
而 成 ， 以 减少 机 加 工 量 。 由 于 压铸 出 的 组 织 仍 比较 朴 松 ， 而 和 仙 体 和 和 佐 盖 又 要 承受 一 定 的 压
力 ， 为 确保 无 制冷 剂 渗 漏 ， 故 压铸 件 加 工 完 后 ， 尚 需 进 行 填充 剂 涂 入 处 理工 序 。 填 充 剂 可
采用 水 玻璃 之 类 的 物体 。 .

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4 Se < 二

(a) (6)
图 2-57 气 氏 体
(a) 整 体式; (5) 分 体式

六 和 代 机 的 气 阀 是 簧 片 阔 结 构 ， 排 气 阀 孔 分 布 在 外 圈 的 圆周 上 ， 吸 气 阀 孔 分 布 在 中 部 ，
两 者 均 为 三 个 阀 筷 ，。

旋转 斜 盘 压缩 机 通常 采用 制冷 剂 带 油 的 方式 润滑 。 旋 盘 压 缩 机 需要 润滑 的 主要 部 位 是

第 八 节 典型 产品 及 其 特性 75

轴承 、 轴 封 、 斜 盘 及 气缸 。 氟 里 昂 类 制冷 剂 都 有 较 好 的 溶 油性 ， 润 滑 油 会 随 制 冷 剂 流动 ，
到 达 上 述 需 要 润滑 的 部 位 。 另 外 ， 斜 盘 的 高 速 旋 转 会 使 斜 盘 箱 内 压力 变化 ， 使 润滑 油 起
泡 ， 加 之 斜 盘 对 润滑 油 的 搅拌 作用 ， 使 压缩 机 润滑 部 位 得 以 很 好 地 润滑 。 润 清 后 的 油 又 流
回 到 压缩 机 底部 的 油 池 内 。

多 数 压缩 机 轴 封 由 两 个 主要 零件 组 成 : (1) 装 在 轴 上 的 碳 环 ; (2) 静 下 的 陶瓷 座 或 钢 座 。
碳 环 也 称 碳 封 ， 钢 座 也 称 钢 封 。 配合 表面 间 的 冷冻 机 油 ， 起 良好 的 密封 作用 。 碳 封 上 有 弹
簧 ， 以 便 对 密封 表面 产生 一 定 的 压力 ， 即 使 轴 发 生 搁 性 变形 或 有 轻微 偏执 ， 也 不 致 泄漏 。

六 人 缸 机 经 过 多 次 改进 ， 产 品 性 能 已 比较 完善 ， 世 界 多 家 大 公司 都 在 大 规模 生产 ， 最 些
型 的 结构 为 美国 通用 公司 A-6 和 DA-6 型 。 为 了 进一步 提高 汽车 空调 的 舒适 性 和 运行 的 经
济 性 ， 日 本 丰田 汽车 公司 和 电 装 公司 以 传统 的 旋转 斜 盘 压 缩 机 为 基础 ， 联 合 开发 出 了 10
饶 变 容量 旋转 和 斜 盘 压 缩 机 。

摆动 斜 盘 压缩 机 主要 用 于 汽车 空调 系统 ， 有 SD-5(5 缸 ) 和 SD-7(7 氏 ) 两 大 系列 ， 其
主要 型 号 及 参数 见 表 2-1 及 表 2-2。SD-7 系列 压缩 机 是 20 世纪 80 年 代 中 后 期 由 三 电 公 司
相继 开发 完成 的 ， 它 综合 考虑 了 排 量 和 工作 平稳 性 ， 使 机 器 的 综合 性 能 有 较 大 提高 。

SD-5 系列 压缩 机 标准 型 号 及 参数 表 2-1
气缸 直径 (mmy) 35 36
行程 (mm) 18.1
摆 盘 倾角 (”) 23
理论 排 量 (cm /rev》 87 108 161
最 大 连续 转速 (r/min) 6500 6000
最 大 转速 (r/min) 7500 7000 7000
质量 ( 带 离合 器 ) (kg)

SD-7 系列 压缩 机 标准 型 号 及 参数 表 2-2

开导 Se | Sm | Sm | Sp
Am 3
行程 (mm) 22.2 28.1 27. 4 32.8
摆 盘 倾角 ( ) 24 24 24 24
理论 排 量 (cm3 /rev) 79 99.8 129 155
最 大 连续 转速 (r/min) 6500 | 6500 6000 6000
最 大 转速 (r/min) 7800 9300 7000 7000
质量 ( 带 离合 器 ) (kg) 3.8 6.8

摆动 斜 盘 压缩 机 也 有 变 容 量 机 型 ， 变 上 容量 机 构 由 摇头 摆 盘 、 转 动 枢 板 、 滑 动 轴 套 及 驱
动 推 盘 等 部 件 组 成 。 压 缩 机 能 够 根据 空调 负荷 的 变化 调节 摆 盘 箱 与 气缸 进 气 间 的 压力 差 ，
迫使 变 容量 机 构 发 生 运 动 ， 通 过 改变 摆动 斜 盘 倾 角 ， 致 使 活塞 行程 改变 ， 达 到 调节 压缩 机
容量 的 目的 。

图 2-58 为 日 本 三 电 公司 生产 的 五 缸 摆 动 斜 盘 压缩 机 前 面 图 。 气 全 围 绕 转轴 中 心 线 均
匀 地 分 布 在 摆 盘 15 的 同一 侧 ， 由 摆动 斜 盘 机 构 推 动 活塞 6 做 往复 运动 。 斜 转 体 3 与 主轴

76 第 二 章 活塞 压缩 机

销 成 一 体 ， 支 撑 在 前 端 盖 16 中 心 的 滚 针 轴 承 2 上 ， 斜 转 体 呈 槐 形 ， 两 端 各 有 支承 面 ， 以
便 安 装 轴承 座 ， 通 过 推力 轴承 ， 左 端面 支撑 在 前 端 盖 1 上 ， 右 端面 (为 一 斜面 ) 支 撑 着 摆
盘 15， 起 着 端面 凸轮 的 作用 ， 和 随 动 件 摆 盘 之 间 构 成 了 运动 传动 关系 ， 斜 转 体 3 转动 时 ，
就 驱动 摆 盘 15 沿 圆周 方向 的 摆动 ， 从 而 带动 活塞 做 往复 运动 。

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17 16 15 14 \ 12 11
图 2-58 五 缸 摆 动 斜 盘 压 缩 机 的 前 面 图
1 一 电磁 离合 器 ;2 一 滚 针 轴承 ;3 一 斜 转 体 ;4 一 气 仙 套 ;5 一 连 杆 ;6 一 活塞 ，7 一 活塞 环 ;
8 一 吸 气 腔 ; 9 一 排 气 腔 ; 10 一 气 氏 盖 ，11 一 阀 板 ，12 一 气 饶 体 :13 一 锥 齿轮 ;14 一 控盘 箱 ;
15 一 摆 盘 ; 16 一 前 端 盖 ;17 一 内 平衡 块 ，18 一 轴 封 ，19 一 主轴 ; 20 一 衡 铁 板

摆 盘 安装 一 个 锥 齿轮 ， 它 与 安装 在 气缸 体 中 心 孔 (用 键 与 气缸 体 联接 ) 另 一 齿 数 相同 的
锥 齿轮 相 路 合 ， 以 防止 摆 盘 摆动 时 发 生 转 动 。 放 在 两 锥 此 轮 中 心 的 钢 球 用 来 确定 摆 盘 的 摆
动 中 心 ， 并 通过 此 钢 球 实现 摆 盘 的 轴 向 定位 。

如 图 2-59 所 示 ， 摆 盘 5 由 铝 合金 压 模 铸造 而 成 ， 通 过 双 球 头 连 杆 3 与 活塞 连接 。 用
弹性 定位 器 2 将 连 杆 头 分 别 与 活塞 1 和 摆 盘 5 连接 起 来 ， 这 个 弹性 定位 器 使 活塞 通过 连 杆
至 摆 盘 槽 之 间 保 持 一 定 的 预 压力 ， 防 止 间隙 配合 处 产生 运行 噪声 。

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图 2-59 摆动 斜 盘 压缩 机 连 杆 组 件
1 一 活塞 ;2 一 弹性 定位 器 :3 一 双 球 头 连 杆 ，4 一 铅 青 铜 轴承 ，5 一 摆 盘

第 八 节 ”典型 产品 及 其 特性 ”77

气 饶 体 由 铝 合金 挤 压 成 形 ， 为 了 减轻 重量 ， 可
在 其 圆周 上 切 成 知 干 纵向 半圆 槽 。 气 引 孔 沿 引 体 中 心
线 均匀 布置 在 四 周 ， 孔 内 压 有 铸铁 衬 套 ， 增 加 其 耐 磨
性 。 气 红 盖 为 铝 质 ， 内 环形 腔 为 吸 气 室 ， 外 环形 腔 为
排 气 室 。 包 体 与 和 氏 盖 之 间 装 有 阔 板 ， 气 阀 为 簧 片 阀 ，
阀 片 采 用 整体 结构 ， 如 图 2-60 所 示 。
防止 摆 盘 转动 的 机 构 除 上 面 介绍 的 齿轮 对 外 ， 还
有 如 图 2-61 所 示 的 导向 销 14 防 转动 机 构 ， 导 向 销 与
摆 盘 是 刚性 连接 ， 摆 盘 沿 圆周 方向 的 摆动 时 ， 因 导向 销 只 能 在 轴 向 滑 档 中 左右 滑动 ， 阻 止
了 摆 盘 的 转动 。 靠 球 承 4 与 安装 在 气缸 体 中 心 孔 的 支撑 销 7 进行 摆 盘 的 轴 向 定位 。 摆 动 斜
盘 压 缩 机 靠 运动 件 飞 溅 起 的 油 及 工 质 带 油 进行 润滑 。
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图 2-60 ”五 缸 机 整体 吸 气 签 片 阀

图 2-61 带 导向 销 防 转动 机 构 的 摆动 斜 盘 压缩 机

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9 一 活塞 ;10 一气 红 盖 ;， 11 一 闪 板 ，12 一 气 饶 体 ，13 一 导轨 柳 ; 14 一 导向 销 ; 15 一 端 盖

5. 大 客车 空调 用 往复 式 压缩 机

大 型 客车 ， 即 7. 5 一 20m 的 客车 ， 主 要 包括 公交 客车 (城市 客车 、 大 型 铵 接 容 车 、
双 层 客车 ); 旅游 客车 ; 长 途 客运 汽车 ;机 场 摆渡 车 等 。 大 型 客车 空调 常用 的 压缩 机 是
外 伸 传 动 轴 的 曲柄 连 杆 式 活 塞 压缩 机 ， 表 2-3 是 常用 的 四 人 缸 和 六 缸 系 列 压缩 机 的 主要 技
术 参 数 ， 图 2-62 是 这 类 压缩 机 典型 的 结构 剖面 图 。 在 设计 方面 ， 采 用 全 错 质 结构 的 机
体 ， 最 大 限度 地 减轻 压缩 机 的 重量 。 工 作 转 速 为 500 一 3500r/min， 保 证 制冷 量变 化 范围
宽 ， 以 适应 不 同 的 空调 负荷 要 求 。 采 用 较 小 的 活塞 行程 与 缸径 比值 ， 使 压缩 机 中 具有 最 小
的 外 形 尺寸 ， 以 及 更 好 的 转速 适应 性 和 可 靠 性 。 内 置 压力 平衡 阐 和 释 压 阀 ， 提 高 调节 和 安
全 保护 能 力 。 吸 气 阀 位 置 可 调 ， 同 系列 压缩 机 采用 相同 外 形 的 机 体 ， 方 便 机 器 的 安装 和
更 换 。

78 第 二 章 活塞 压缩 机

四 和 和 六 纪 系 列 大 型 客车 空调 用 活塞 压缩 机 表 2-3
型 号 min. max.
(r/min) | (r/min) (mm) Cy
4UFC 400 34.7 35 2.5 | 22

475 41. 3 34. 7 2.5 3500 28

558 48.7 34 2.5 500 3500 35 28

4TFC
4PFC

4NFC 647 56. 2 33 2.5 500 3500 35 35

6UFC 600 52.1 43 2.5 500 3500 35 35

6TFC 713 62.0 42.5 2.5 | 500 3500 35 .35

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F600 | | 582 50.6 27 1.0 500 | 3500 35

6PFC 836 72.9 41.5 2.5 500 3500 35 35

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图 2-62 大 型 客车 空调 用 开启 式 活塞 压缩 机
1 一 偏心 轴 ; 2 一 轴 封 ，3 一 毛 秸 条 ， 4 一 活塞 / 连 杆 ，5 一 压力 平衡 阀 ; 6 一 释 压 阀 ;
7 一 排 气 截止 阅 ，8 一 吸 气 过 滤 网 ; 9 一 吸 气 截止 阐 ，10 一 油 压 针 阀 ; 11 一 轴承 盖 ，
12 一 油 友 13 一 油 于 燥 回 ;14 一 磁 堵 ;15 一 油 过 滤 网 ; 16 一 安装 电磁 离合 器 的 螺 孔

气缸 的 吸 气 通道 装 有 伺服 活塞 安装 在 气缸 盖 上 的 电磁 阀 操纵 伺服 活塞 ， 温 度 或 压力
开关 等 继电器 控制 电磁 闪 供 电 的 通 断 。 在 正常 运行 时 ， 电 磁 阀 不 通电 ， 阀 板 和 气缸 盖 上 的

第 八 节 ”典型 产品 及 其 特性 79

吸 气 通道 开启 ， 所 有 气 包 都 投入 工作 ; 在 钟 载运 行 时 ， 电 磁 阐 通电 ， 吸 气 通道 被 伺服 阀 关
闭 ， 气缸 内 的 活塞 在 无 吸 气 的 情况 下 空 裁 运 行 ， 对 于 四 生机， 可 实现 50% 排 气量 的 运行 ，
对 于 六 包机 ， 可 实现 66% 或 33% 排 气量 的 运行 。

使 用 R134a 的 大 客车 空调 压缩 机 运行 范围 如 图 2-63 所 示 ， 其 最 大 吸 气温 度 为 20C。
如 果 压 缩 机 在 阴影 区 域 工作 时 ， 需 要 采取 附加 冷却 或 限制 吸 气 过 热度 的 措施 。

tC)

in ” 吸 气 温度 (C);

0 蒸发 温度 (CC) ;

冷凝 温度 (C);

多 于 需要 附加 冷却 或 限制 吸 气 过 热度
(Anh=max. 20k)

图 2-63 ”应 用 范围

该 类 压缩 机 在 安装 使 用 时 ， 应 注意 如 下 事项 ，

(1) 润滑 油 Ra34a 制冷 采 用 素 基 泣 济 浪 ， 生 机 弘 汉人 非 党 强 ， 在 空气 和 浊 气
渗入 时 存在 极 大 的 水 化 风险 ， 会 造成 压缩 机 的 损坏 。 因 此 ， 必 须 使 用 大 尺寸 的 干燥 过 滤
蒂 ， 而 且 分 子 得 孔隙 尺寸 要 经 专门 设计 ， 以 保证 系统 的 干燥 度 和 化 学 稳定 性 。 尽 可 能 避免
使 用 软 管 ， 如 果 一 定 要 使 用 软 管 ， 则 应 使 用 渗透 性 小 的 高 质量 软 管 。

2) 驱动 系统 ”在 汽车 上 应 用 ， 尤 其 是 直接 采用 汽车 发 动机 皮带 传动 时 ， 要 有 针对 特
定 应 用 情况 的 具体 设计 方案 ， 该 方案 同时 取决 于 压缩 机 是 安装 在 发 动机 旁 还 是 安装 在 汽车
底盘 上 。 如 果 压 缩 机 的 减 振 不 是 特别 好 ， 则 负荷 的 变化 、 发 动机 转速 的 快速 变化 而 导致 发
动机 持 动 以 及 可 能 出 现 的 共振 ， 都 会 导致 皮带 的 振 额 、 扭 矩 峰值 的 传递 和 对 压缩 机 轴 的 径
向 力 。 这 样 会 导致 皮带 磨损 、 轴 封 处 的 泄漏 增加 ， 甚至 会 出 现 压缩 机 的 严重 损坏 ， 如 轴 断
裂 等 。

图 2-64 给 出 了 上 述 应 用 方式 的 简化 范例 。 如 果 斥 缩 机 安装 在 发 动机 上 ， 通 常安 装 一
张 紧 轮 在 皮带 的 松弛 侧 就 已 足够 了 。 另 一 方面 ， 如 果 压 缩 机 安装 在 汽车 底盘 上 ， 则 压缩 机
应 柔性 安装 ， 以 便 补偿 由 于 发 动机 柔性 安装 而 产生 的 移动 。

(3) 制冷 系统 ”汽车 空 = 调用 开启 式 活塞 压缩 机 ， 配 套 制冷 系统 的 内 容积 和 制冷 剂 充 注
量 尽量 小 。 应 用 时 特别 注意 以 下 几 方 面 :

1) 系统 及 管 路 的 设计 。 管 路 及 系统 的 布置 必须 要 确保 压缩 机 在 停机 时 不 充斥 液态 制
冷 剂 。 应 采取 适当 措施 ， 如 抬 高 燕 发 器 后 的 吸 气 管 、 安 装 气 液 分 离 器 等 ， 防 止 压缩 机 启动
时 发 生 液 击 。 其 他 防 液 击 的 措施 还 有 直接 在 膨胀 阔 前 安装 电磁 阀 ， 防 止 停机 时 制冷 剂 过 多
地 流 到 低压 侧 ;或 在 排 气管 路 上 安装 止 回 阅 ， 以 避免 液态 制冷 剂 凝结 回流 至 气缸 盖 内 。

吸 气 管 和 排 气管 应 有 足够 的 柔性 以 避免 压缩 机 上 受到 应 力作 用 。 临 界 管 长 取决 于 运行
工 沉 和 制冷 剂 的 种 类 ， 应 避免 因为 临界 管 长 而 导致 共振 的 危险 。 对 于 柔性 安装 的 压缩 机 ，

(a) (Bb):
图 2-64 压缩 机 安装 示例
《a) 压 缩 机 刚性 安装 在 发 动机 .上 ; (5) 压 缩 机 柔性 安装 在 底盘 上
1] 一 播 摆 座 ; 2 一 底盘 ; 3 一 液压 /气压 张 紧 抽 ; 4 一 张 紧 皮带 轮 ; 5 一 张 紧 皮 带 轮 ( 较 大 轴 间 有 距 时 》

例如 安装 在 摇摆 座 或 发 动机 机 架 上 ， 仍 有 另行 安装 管 路 补偿 器 或 柔性 软 管 的 必要 。 为 避免
压缩 机 上 的 管 路 有 大 角度 运动 ， 管 路 应 选择 平行 和 接近 平行 于 轴 的 方向 布置 。

2) 异常 振动 的 检测 。 在 汽车 上 使 用 的 制冷 系统 和 压缩 机 有 和 较 大 的 冲击 振动 ， 机 组 及
配 管 配置 和 皮带 驱动 装置 都 必须 在 整个 转速 范围 和 应 用 范围 内 进行 异常 振动 检查 。

3) 上 豚 气 侧 过 滤器 。 压 缩 机 内 部 装 有 了 吸 气 过 滤器 ， 另 外 还 可 在 吸 气 侧 安 装 吸 气 过 滤器 ，
尤其 当 管 路 较 长 时 建议 安装 ， 以 避免 系统 污染 物 对 压缩 机 的 损坏 。

二 、 半 封闭 式 制冷 压缩 机

半 封 闭 式 制冷 压缩 机 的 电动 机 和 压缩 机 装 在 同一 机 体内 并 共用 同一 根 主轴 ， 因 而 不 需
要 轴 封 装置 ， 避 免 了 轴 封 处 的 制冷 剂 泄 漏 。 半 封闭 式 制冷 压缩 机 的 机 体 在 维修 时 仍 可 拆
印 ， 其 密封 面 以 法 兰 连接 ， 用 垫 片 或 垫圈 密封 ， 这 些 密封 面 昌 系 静 密 封面 ， 但 难免 会 产生
泄漏 ， 因 而 称 之 为 半 封 闭 式 压 缩 机 。

由 于 封闭 式 压缩 机 无 法 从 机 外 观察 到 压缩 机 的 转向 ， 因 此 要 求 采 用 强制 润滑 的 润滑 油
村 ,在 正 、 反 转 时 都 能 正常 供 油 。 另 外 ， 由 于 封闭 式 压 缩 机 中 的 电动 机 绕组 和 油 及 制冷 剂
直接 接触 ， 因 此 它 不 仅 不 适用 于 氨 制 冷 机 ， 而 且 绕 组 的 绝缘 材料 必须 耐 油 及 耐 气 利 昂 的
侵蚀 。

图 2-65 为 8FS7B 型 压缩 机 的 结构 总 图 。 由 图 2-65 可 以 看 出 ， 它 除了 机 体 和 电动 机 外
这 铸 成 一 体 、 没 有 轴 封 装置 、 吸 入 蒸气 经 过 电动 机 后 再 被 压缩 机 吸入 外 ， 其 他 的 结构 形式
与 8AS12. 5 开启 式 压 缩 机 相似 ， 曲 轴 为 双 曲 拐 型 ， 夹 角 为 180"， 由 球墨 铸铁 整体 铸造 ，
每 个 曲 拐 上 配 有 4 个 工 字 形 连 杆 ， 连 杆 大 头 为 剖 分 式 ， 活 塞 为 铝 合 金 制 造 ， 顶 部 呈 凹 陷
形 ， 气 缸 中 装 有 红 套 ， 气 阀 的 结构 与 布置 与 8AS12. 5 压缩 机 相同 ， 也 设 有 能 量 调节 机 构 。
润滑 系统 采用 压力 供 油 方式 ， 用 正 、 反 转 均 能 供 油 的 月 牙 形 内 齿轮 油泵 。

图 2-66 所 示 压 缩 机 用 于 中 、 低 温 场 合 。 机 中 设 有 压力 平衡 管 3。 启 动 时 ， 平 衡 管 使 电动
机 室内 的 压力 提高 ， 润 滑 油 迅速 流入 曲轴 箱 ， 不 会 有 过 多 的 润滑 油 进 入 气缸 。 特 大 的 油 池 使
局 动 时 曲柄 箱 中 的 油 位 不 会 明显 下 降 。 压 缩 机 上 的 吸 气 通道 也 很 大 ， 以 改善 气体 流动 的 条
件 。 吸 、 排 气 阀 片 材料 为 瑞典 钢 。 机 上 所 设 油 加 热 器 用 以 减少 停机 时 溶 人 油 中 的 制冷 剂 。

第 八 节 ”典型 产品 及 其 特性 81

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图 2-65 8FS7B 型 压缩 机 总 体 结构 图
1 一 吸 气 滤 网 ，2 一 吸 气 阀 ;， 3 一 假 盖 弹簧 ，4 一 活塞 ;5 一 印 载 装置 ;6 一 连 杆 ;
7 一 排 气 阐 ， 8 一 饶 套 ; 9 一 曲轴 ; 10 一 油泵 ; 11 一 过 滤器 ; 12 一 电动 机

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图 2-66 06DR 型 半 封 闭 式 制冷 压缩 机 …
] 一 电动 机 ; 2 一 吸 气 通道 ，3 一 曲轴 箱 压 力 平衡 管 ，4 一 吸 气 滤 网 ;5 一 油 道 ;
6 一 主轴 承 ; 7 一 润滑 油 加 热 器 ;8 一 单 向 阀 ，9 一 油 池 ; 10 一 液压 泵 ; 11 一 气 赣

为 了 增 大 制冷 量 而 又 不 增加 许多 新 的 零 部 件 ， 将 两 台 同 样 的 压缩 机 对 接 在 一 起 (图
2-67)， 它 的 中 间 有 公用 的 吸 气 管 ， 两 端 为 排 气管 ， 构 成 双 机 并 联 的 压缩 机 。

对 于 小 功率 (二 5kW) 的 半 封 闭 式 压缩 机 ， 常 用 离心 式 供 油 或 飞溅 式 供 油 。 此 举 使 压

缩 机 结构 简化 ,易于 修理 。 图 2-68 所 示 压 缩 机 为 离心 式 供 油 ， 用 甩 油 盘 1 将 润滑 油 带 出 ，

收集 在 曲轴 左 侧 的 油槽 中 ， 再 用 四 加 旋转 时 产生 的 离心 力 将 润滑 油 输 送 到 各 麻 摩 控 表 面 。 因
吸 气 不 经 过 电动 机 ， 故 容积 效率 比较 高 。

82 第 二 章 活塞 压缩 机

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1397(1270)
1490(1400)

图 2-67 双 机 对 接 的 66] 型 半 封 闭 式 制冷 压缩 机
] 一 吸 气 口 ; 2 一 右 侧 排 气 口 ， 3 一 左 侧 排 气 口

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图 2-68 用 甩 油 盘 的 半 封 闭 式 制冷 压缩 机
1 一 甩 油 盘 ; .2 一 偏心 轴 ， 3 一 活塞 连 杆 组 ，4 一 阔 板 组 ;5 一 电动 机 ; 6 一 接线 柱 ;
7 一 接线 盒 ，8 一 排 气 截止 阁 ，9 一 吸 气 滤 网 ，10 一 吸 气 截止 阀

有 的 压缩 机 上 设 有 溅 油 杆 ， 供 飞溅 润滑 用 (图 2-69) 。 曲 轴 旋 转 时 ， 溅 油 杆 2 不 断
浸 和 人 润滑 油 中 ， 使 其 飞溅 。 此 压缩 机 的 曲轴 箱 空间 很 小 ， 飞 溅 方式 能 保证 各 处 所 需 润
滑 油 。 因 溅 油 杆 由 一 块 平 的 钢板 制 成 ， 曲 轴 正 转 和 反 转 时 其 飞溅 能 力 完全 相同 ， 故 称
为 可 逆 式 飞溅 。 进 入 吸 气 腔 的 部 分 润滑 油 经 回 油 器 返回 曲轴 箱 ， 减 少 了 进 人 制冷 系统
的 润滑 油 。
与 开启 式 压 缩 机 相同 ， 半 封闭 式 制冷 压缩 机 也 有 单机 两 级 的 产品 (图 2-70)。 此 即 有 4
个 低压 包 和 2 个 高 压 缸 。 来 自 蒸发 器 的 制冷 剂 经 吸 气 管 过 滤 进 和 低压 缸 ， 压 缩 后 与 具有 中
闻 压 力 的 低温 制冷 剂 两 相 流 混合 ， 低 压 缸 排 气 降温 。 混 合 后 的 制冷 剂 流 经 电动 机 ， 对 它 进
人 压缩 后 排 人 油分 离 器 中 ， 分 离 出 来 的 润滑 油 从 回 油管 返回 曲轴 箱 ，
气体 流向 冷凝 器 。 如 前 所 述 ， 这 种 压缩 机 可 在 很 低 的 燕 发 温度 下 工作 ， 并 在 压力 比 达
到 一 定 的 数 人 后 其 容 拓 率直 这 时 让 压缩 机 的 容积 效率 。

第 八 节 典型 产品 及 其 特性

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图 2-69 ”S51-C 半 封 闲 式 制冷 压缩 机
1 一 曲轴 ; 2 一 溅 油 杆 ，3 一 加 热 器 ;4 一 轴 环 ; 5 一 回 油 器 :6 一 活塞 销 ;，?7 一 冰片 ;
8 一 气 环 ; 9 一 油 环 ，10 一 接线 板 ; 11 一 电动 机 ，12 一 吸 气 滤 网

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图 2-70 单机 两 级 半 封 闭 式 制冷 压缩 机 的 制冷 剂 流向
1 一 低压 缸 ; 2 一 吸 气管 ，3 一 高 压 负 ;4 一 回 油管 : 5 一 油分 离 器 6 一 制冷 剂 两 相 流 管道

三 、 全 封闭 式 制冷 压缩 机

全 封闭 式 制冷 压缩 机 的 电动 机 与 压缩 机 装配 在 一 起 后 ， 放 人 机 充 中 ， 上 、 下 机 过 接合
处 焊 封 。 全 封闭 式 制冷 压缩 机 密封 性 好 ， 但 维修 时 需 谢 开机 壳 ， 维 修 后 又 要 重新 焊接 ， 为

此 要 求 它 有 10~15 年 的 使 用 期 间 ， 在 此 期 限 内 不 必 拆 修 。

绝 大 多 数 的 全 封闭 式 制冷 压缩 机 采用 立轴 式 布置 ， 这 样 就 可 以 采用 简单 的 离心 式 供 …
油 。 在 立轴 式 压缩 机 中 ， 有 的 电动 机 位 于 下 部 。GL 系列 压缩 机 的 电动 机 位 于 上 部 (图
2-71)。 从 吸 气管 吸 人 的 制冷 剂 穿 过 电动 机 外 壳 ， 再 经 过 转子 和 定子 之 间 的 间隙 进入 气 饶

684 第 二 章 活塞 压缩 机

蒸气 在 气 负 内 压缩 后 ， 经 排 气 消声器 流出 机 壳 。 由 于 吸 气 充 分 冷却 电机 ， 使 压缩 机 能 在 更
大 的 运行 界限 内 运转 。 部 分 气 和 浸 在 润滑 油 中 ， 有 利于 气 饶 的 冷却 。 电 动机 上 部 的 空间 起
第 一 吸 气 消 声 室 的 作用 ， 电 动机 下 部 与 机 体 之 间 的 空间 起 第 二 吸 气 消 声 室 的 作用 。 电 动机
位 于 上 部 有 利于 压缩 机 的 润滑 。"

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图 2-71 GL 系列 全 封闭 式 制冷 压缩 机
1 一 吸 气 管 ! 2 一 上 过; 3 一 排 气管 ;4 一 下 壳 ; 5 一 支撑 弹 答 ;6 一 曲轴 箱 ;
7 一 固定 座 ; 8 一 下 轴承 ， 9 一 油 冷 却 器 ;10 一 活 赛 ，11 一 闪 板 ; 12 一 气 饶 盖 ，13 一 上
轴承 ; 14 一 排 气 消声器 :15 一 接线 柱 ，16 一 定子 ; 17 一 转子 ;18 一 电动 机 外 过 ;19 一 曲轴

GL 系列 压缩 机 的 燕 发 温度 范围 是 一 30~ 一 5'C ， 用 于 冷冻 和 冷藏 。

与 GL 系列 压缩 机 类 似 ，MT 系列 压缩 机 的 电动 机 也 在 上 部 ， 见 图 2-72。 吸 气 经 电动
机 、 气 和 、 排 气 消声器 后 流 人 罩 于 润滑 油 中 的 排 气 管 ， 从 压缩 机 底部 排出 。

在 MT 系列 压缩 机 中 ， 电 动机 外 装 有 护 套 1， 它 一 方面 阻止 制冷 剂 直接 冲击 电动 机 线
组 ， 使 它 免 遭 损坏 ， 另 一 方面 引导 制冷 剂 从 电动 机 顶部 进入 ， 电 动机 绕组 的 温度 因此 降低
205 左 右 。

MT 系列 压缩 机 的 其 他 特点 是 : 吸入 气 体 所 含 液 滴 的 大 部 分 在 进入 电动 机 上 端 时 已 被
分 离 ， 在 进入 电动 机 后 又 受到 电动 机 的 加 热 使 液态 制冷 剂 气 化 ， 因 而 对 避免 液 击 有 利 ， 大
部 分 排 气管 浸 在 润滑 油 中 ， 经 过 排 气 消声器 的 高 温 气 体 先 在 排 气管 内 与 润滑 油 进行 热 交
换 ， 再 流出 压缩 机 。

这 两 个 特点 使 它 特 别 适 用 于 热泵 系统 。 系 统 作 热泵 运动 时 ， 室 外 机 表面 可 能 结 需 ， 使
吸入 压缩 机 的 回流 气 中 大 量 带 液 ， 此 时 MT 系列 压缩 机 的 分 离 液 滴 功 能 可 确保 压缩 机 免
遭 液 击 。 冬 天 室外 机 中 润滑 油 温度 太 低 是 热泵 运行 的 一 大 障碍 ， 利 用 排 气 加 热 涧 滑 油 使 问

。 题 能 较 好 地 解决 。

由 于 电动 机 用 吸 气 冷却 ， 壳 体 散热 已 不 起 多 大 作用 ， 因 此 在 一 些 对 噪声 限制 特别 严格
的 场合 ，MT 系列 压缩 机 的 外 壳 用 隔 声 材料 包 起 来 。

第 八 节 ”典型 产品 及 其 特性 85

瑟

77

图 2-72 MT 系列 全 封闭 式 制冷 压缩 机
] 一 护 套 ; 2 一 电动 机 ，3 一 排 气 消 声 器 ;4 一 气缸 ; 5 一 排 气管 : 6 一 润滑 油

采用 吸 气 流 经 电动 机 的 结构 ， 其 缺点
之 一 是 增加 了 吸 气 过 热度 ， 降 低 了 容积 效
率 和 能 效 比 。 因 而 ,在 一 些 压缩 机 中 ， 将
电动 机 置 于 下 部 ， 如 TL 系列 产品 (图
2-73) 。 吸 气 在 机 壳 内 转向 后 ， 经 吸 气 消 声
器 、 气 氏 、 排 气 消声器 、 排 气管 道 流 出 机

这。 电动 机 和 压缩 机 组 合 后 用 3 个 设 于 这

体 上 部 的 弹 筑 悬 挂 。 为 防止 油 温 过 高 ， 设
油 冷 却 器 。 吸 和 气 进 入 机 壳 后 因 转 向 使 大 部
分 液 滴 分 离 ， 分 离 后 的 液态 制冷 剂 流入 壳
底 时 对 润滑 油 也 有 一 些 冷却 作用 。 压 缩 机
曲轴 的 轴承 座 与 机 体 分 别 制造 后 装配 在 一
起 ， 便 于 铸造 。TL 系列 压缩 机 用 于 冷冻
和 冷藏 。

TL 系列 压缩 机 用 连 杆 带动 活塞 ， 在
制冷 量 很 小 时 ， 更 多 的 压缩 机 采用 滑 管 机
构 ( 图 2-74) 。 滑 管 压 缩 机 对 曲轴 中 心 线 与
活塞 中 心 线 的 垂 线 要 求 比 曲柄 一 连 杆 机 构

图 2-73 TL 系列 全 封闭 式 制冷 压缩 机

1 一 吸 气管 ;2 一 轴承 ; 3 一 定子 ;4 一 转子 ; 5 一 绕组 ; 6 一 固
定 座 ; ?7 一 油 冷 却 器 ;8 一 排 气管 ;9 一 排 气 消声器 ;10 一 下 壳 ;
11 一 上 党 ， 12 一 气 饶 盖 ， 13 一 痊 板 ，14 一 活 赛 ;15 一 气 饶 ;
16 一 连 杆 ; 17 一 吸 气 消声器 ，18 一 曲轴 ;， 19 一 悬挂 弹 纂

86 第 二 章 活塞 压缩 机

低 ， 且 顶部 的 间隙 可 以 自由 调节 ， 因 而 加 工 、 装 配 容 易 ， 适 合 大 批量 生产 ， 是 用 在 冰箱 上
的 主要 压缩 机 机 型 。 滑 管 压缩 机 为 了 减少 活塞 和 气 纪 之 间 的 侧 向 力 ， 其 气 仙 中 心 线 与 曲轴
中 心 有 一 个 偏心 距 ， 数 值 为 0.75~4mm。 压 缩 机 的 吸 、 排 气 立 采用 余 隙 容积 小 的 舌 得 阀 ，
以 适应 冰箱 压 纠 机 燕 发 温度 低 的 需要 。 压 缩 机 的 润滑 系统 为 离心 供 油 管 和 螺旋 供 油槽 的 组
合 。 吸 油管 浸 在 润滑 油 中 ,借助 于 离心 力 将 油 送 至 曲轴 中 的 油 道 ， 再 沿 螺旋 槽 到 达 被 润滑
表面 。

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图 2-74 QF21-93 型 全 封闭 滑 管 制冷 压缩 机

1 一 气缸 ; 2 一 活塞 ，3 一 曲轴 ; 4 一 定子 ; 5 一 转子 ; 6 一 吸油 管 ，7 一 润滑 油 ;
8 一 排 气管 ，9 一 悬挂 弹 筑 ，10 一 滑 管 ，11 一 管 式 消声器

在 机 体 上 铸 有 降低 吸 气 噪 声 和 排 气 噪声 的 空 腔 膨胀 式 消声器 ， 它 由 一 个 或 几 个 有 狭小
孔道 连通 的 空 腔 组 成 。 此 外 ， 还 有 管 式 消声器 ， 用 管子 容 曲 而 成 ， 既 有 降低 排 气 噪声 的 作
用 ,也 有 减少 因 气 流 脉 动 引起 的 振动 的 作用 。 管 式 消声器 弯 弯 曲 曲 的 形状 使 它 有 最 好 的 变
形 性 能 ， 以 适应 排 气 段 温度 反复 变化 导致 的 热 变形 ， 且 有 利于 安装 。

一 种 采用 滑 槽 驱动 机 构 的 全 封闭 式 制冷 压缩 机 (Q--F 制冷 压缩 机 ) 是 性 能 优良 的 热泵
用 压缩 机 (图 2-75) 。 压 缩 机 上 有 两 个 按 90* 角 度 布置 的 滑 槽 ， 带 动 4 个 活塞 。 吸 气 阀 装 在
活塞 项 部 ， 排 气 阅 装 在 气缸 盖 上 ， 构 成 压缩 机 的 顺 流 吸 、 排 气 。

Q 一 制冷 压缩 机 的 优点 是 ，(1) 作 用 于 气 氏 上 的 侧 向 力 小 ， 活塞 与 气 负 的 摩擦 损失
也 小 。(2) 顺 流 布置 吸 、 排 气 阅 有 利于 增加 气 阀 的 通 流 面 积 。(3) 吸 气 阔 在 低 蒸发 温度 下 仍
有 良好 的 性 能 。(4) 十 字 型 布置 的 四 个 气缸 使 机 器 紧凑 、 尺 寸 小 。 这 些 优 点 的 综合 效果 是 ;
输 气量 大 、 能 效 比 高 、 振 动 小 。

试验 表明 ， 一 般 的 往复 压缩 机 在 供 热 时 ， 相 对 于 高 蒸发 温度 的 供 热 能 力 与 回转 压缩 机

第 八 节 典型 产品 及 其 特性 87

图 2-75 采用 滑 模 驱动 机 构 的 Q 一 F 制冷 压缩 机
1 一 定子 ，2 一 转子 ，3 一 主轴 承 ; 4 一 曲轴 ; 5 一 滑 块 ;6 一 活塞 一 滑 槽 一 框架 组 合 件

和 涡 旋 压缩 机 相当 ， 但 在 低 蒸发 温度 时 ， 其 供 热能 力 低 于 回转 压缩 机 和 涡 旋 压缩 机 ， 但
Q 一 上 压缩 机 在 高 燕 发 温度 和 低 燕 发 温度 时 ， 其 供 热能 力 均 与 回转 压缩 机 相当 。

第 三 章 ”滚动 活塞 压缩 机

滚动 活塞 压缩 机 原 称 为 “转子 压缩 机 ?”， 在 原来 偏心 轮 外 加 上 一 个 套图 后 称 为 滚动 活
塞 压缩 机 或 滚动 转子 压缩 机 ， 在 我 国 还 简称 为 浪子 压缩 机 、 定 片 压 缩 机 或 旋转 式 压 缩 机 。
早 在 1857 年 就 考虑 过 用 回转 机 构 制 造 液 汞 。 作 为 电 永 箱 用 压缩 机 ， 美 国 在 20 世纪 初 就 开
始 使 用 。 从 1920 年 起 ， 欧 洲 也 开始 生产 使 用 这 种 压缩 机 。 由 于 受 当 时 的 机 械 加 工 水 平 限
制 ， 与 往复 式 活塞 压缩 机 相 比 ， 它 并 无 明显 的 竞争 力 。20 世纪 60 年 代 开始 ， 精 密 加 工 技
术 迅 速 发 展 ，20 世纪 70 年 代 以 后 ， 滚 动 活塞 压缩 机 在 小 型 全 封闭 式 制冷 压缩 机 中 所 占 比
例 越 来 越 大 ， 并 广泛 用 于 房间 空调 、 电 冰箱 及 小 型 商用 制冷 设备 中 。

第 一 节 工作 原理 及 特点

一 、 工作 原理

图 3-1 示 出 了 滚动 活塞 压缩 机 的 基本 构成 和 工作 原理 。 它 由 滚动 活塞 、 气 仙 体 、 滑 板
及 其 背部 的 弹 答 、 偏 心 轮 轴 和 和 气缸 两 端 盖 等 。
主要 零件 组 成 。 从 图 中 可 以 看 出 ， 气 氏 2 的
内 孔 与 滚动 活塞 8 均 呈 圆 形 ， 气 缸 体 上 开 有
吸 、 排 气孔 口 ， 排 气孔 口 3 上 装 有 簧 上 乒 排 气
司 4， 气 征 内 装 有 偏心 轮轴 1 压缩 机 的 主
轴 ) ， 偏 心 轮轴 的 旋转 中 心 与 气 红 内 孔 的 圆
心 重合 ， 滚 动 活塞 安装 在 偏心 轮 上 ， 即 滚动
活塞 与 偏心 轮 同 心 ， 使 得 滚动 活塞 外 表面 与
气 仙 内 表面 相 切 ， 气 红 内 表面 与 滚动 活塞 外
表面 之 间 形 成 一 个 月 牙 形 空间 ， 构 成 了 压缩
机 的 工作 腔 。 在 气 纪 的 吸 、 排 气孔 口 之 间 开
一 个 径 向 枢 ， 槽 内 装 有 能 来 回 滑动 的 挡 板 5
(简称 滑板 ) ， 滑 板 背 部 装 有 弹簧 6， 靠 弹簧
力 C 有 时 还 作用 有 和 气体 或 润滑 油 的 压力 ) 滑 板
端 部 紧 压 在 滚动 活塞 外 表面 上 ， 将 月 牙 形 空 “位 | 。 | 6 | 。 | 4 | 。
间 分 成 两 部 分 ， 与 吸 气 孔 口 相通 的 部 分 称 为 。” 左 侧 | 叹气 叹气 结束
吸 气 腔 ， 在 排 气孔 口 一 侧 的 部 分 称 为 压缩 _S 出 压缩 | 压缩 | 开始 排 气 | 排 气 结束 二 左 侧 连通
腔 。 但 在 图 3-1(e) 的 位 置 两 腔 相 通 。 因 此 ， 图 3-1 滚动 活塞 压缩 机 的 基本 结构 和 工作 原理
滚动 活塞 压缩 机 必须 设 排 气 阀 。 1 一 偏心 轮轴 ;2 一 气 红 ;3 一 排 气孔 口 ; 4 一 排 气 冰 ;

图 3-2 示 出 滚动 活塞 压缩 机 的 工作 过 程 。 5 一 滑板 ;6 一 弹簧 ;7 一 吸 气孔 口 ;8 一 滚动 活塞

第 一 节 ”工作 原理 及 特点 89

用 气缸 与 转子 的 切 点 工 和 气缸 中 心 O 的 连 线 OT
(和 气缸 与 转子 的 连 心 线 OO 重合 ) 表 示 转 子 所 处 的
位 置 ，OT 与 滑板 中 心 线 重合 时 作为 转角 始点 9 二 0，
随 着 转子 按 图 示 方 向 旋转 ,在 0 二 0~a 的 范围
内 ， 新 生成 的 气 腔 不 断 扩大 而 不 与 任何 孔 口 相通 ，
此 时 的 气 腔 称 为 吸 气 封闭 容积 ， 其 内 的 气体 压力 有
可 能 膨胀 到 低 于 吸 气 压力 ; 当 0==a 时 (图 3-1(a))，
气 腔 与 吸 气孔 口 连通 ， 开 始 吸 气 ; 在 0 一 ax 一 2r 的
范围 内 ， 随 着 容积 增 大 ， 和 气 腔 通过 吸 气 孔 口 不 断 吸
人 气体 ; 在 0 一 2x 时 ， 气 腔 容积 最 大 ， 整 个 月 牙 形
空间 充满 吸 人 的 气体 ; 在 转子 刚 转 过 第 二 转 (0>
2r) 时 ， 因 气 腔 容积 缩小 ， 上 一 转 吸入 的 气体 又 部
分 个 流 回 吸 气管 ; 在 0 一 2x 十 8 时 (图 3-1(6))， 气 腔 与 吸 气孔 口 断 开 ， 压缩 过 程 开始 ; 在
0 二 2x 十 B~2x 十 qalas 为 排 气 开始 位 置 与 滑板 中 心 线 的 夹 角 ) 的 范围 内 ， 气 腔 容积 不 断 缩
小 ， 其 内 气体 的 压力 不 断 升 高 ， 在 6 一 2x 十 as 时 ， 气 腔 内 的 压力 足以 使 排 气 阀 打 开 ， 内 压
缩 结束 ， 排 气 开 始 ; 当 6 一 2rx 十 oa 一 4r 一 y 时， 为 排 气 过 程 ; 在 9 一 4x 一 7 时 (图 3-1(c))，
气 腔 通 过 排 气 孔 口 与 其 后 面 处 于 吸 气 过 程 的 另 一 个 气 腔 连 通 ， 其 内 高 压气 体 向 后 一 个 气 腔
的 膨胀 瞬间 完成 ， 排 气 结束 ， 此 时 气 腔 的 容积 即 为 余 阶 容积 :在 9==4x 一 7~4x 一 6 的 范围
内 ， 气 腔 容积 的 缩小 ， 引 起 气 腔 内 部 分 气体 回流 到 后 一 个 基 元 ; 在 96 二 4x 一 6 时 (图 3-1
(4))， 气 腔 与 排 气 孔 口 断 开 ， 形 成 排 气 封闭 容积 ; 在 9 一 4r 一 9 一 4 的 范围 内 ， 排 气 封闭
容积 内 残留 的 气体 再 次 受到 压缩 ， 理 论 上 其 压力 要 达到 无 穷 大 ， 实 际 上 由 于 间隙 的 存在 和 采
取 一 些 适当 措施 ， 排 气 封闭 容积 的 影响 大 为 组 和; 在 9 二 4x 时 ， 气 腔 在 完成 一 个 完整 的 工
作 循 环 后 瞬时 消失 ， 当 工 稍 微 转 过 此 位 置 时 ， 气 腔 再 次 出 现 ， 新 的 工作 过 程 又 重新 开始 。

图 3-2 工作 过 程 与 特征 角

二 、 特点

滚动 活塞 压缩 机 具有 下 列 特点 ，

(1) 针对 一 个 工作 腔 来 说 ， 气 体 的 吸入 、 压 缩 和 排出 是 在 偏心 轮轴 转动 两 周 中 完成
的 。 但 吸 气 、 压 缩 及 排 气 过 程 是 在 滚动 活塞 及 滑板 两 侧 的 工作 腔 中 同时 进行 的 。 因 此 ， 对
整个 压缩 机 而 言 ， 偏 心 轮轴 每 转 中 仍然 完成 一 个 工作 循环 。 这 样 ， 不 仅 运转 平稳 ， 而 且 使
气体 在 进 气孔 口 及 排 气 阀 中 的 流速 也 比较 低 ， 约 比 往复 式 活塞 压缩 机 低 一 半 。

(2) 滚动 活塞 压缩 机 的 工作 过 程 中 ， 存 在 一 些 特征 角 ， 相 应 的 角度 为 a、B、Y 和 6( 见
图 3-2)。 它 们 对 压缩 机 性 能 和 工作 寿命 都 产生 十 分 不 利 的 影响 。 因 此 ， 在 结构 设计 可 能
的 前 提 下 ， 各 特征 角 应 尽 可 能 小 ， 当 然 还 要 考 虚 到 气体 流 经 进 气 、 排 气孔 口 的 能 量 损失 及
排 气 阀 的 安装 。

(3) 滚动 活塞 压缩 机 不 需 进 气 阀 ， 也 没有 另 设 的 吸 、 排 气 消声器 ， 从 而 降低 了 进 气 、
排 气 过 程 中 的 流动 阻力 损失 。 由 于 直接 吸 气 ， 因 而 吸 气 过 热 小 ， 另 外 其 余 隙 容积 也 小 ， 故
其 容积 效率 高 。

(4) 滚动 活塞 压缩 机 由 圆 简 形 气缸 和 作 回 转运 动 的 滚动 活塞 相互 配合 而 直接 进行 旋转

压缩 ， 因 而 它 不 需要 将 旋转 运动 转化 为 往复 运动 的 运动 转换 机 构 ， 所 以 滚动 活塞 压缩 机 的

90 第 三 章 滚动 活塞 压缩 机

零 部 件 少 ， 特 别 是 易 损 件 少 、 结 构 简 单 、 体 积 小 、 重 量 轻 。 据 统计 ， 用 于 制冷 的 滚动 活塞
压缩 机 比 往复 式 活 塞 压缩 机 的 零件 少 1/3， 体 积 小 40%~50%， 重 量 约 轻 一 半 。

(5) 滚动 活塞 压缩 机 仅 滑 板 有 较 小 的 往复 惯性 力 ， 而 旋转 惯性 力 可 以 从 结构 设计 中 完
全 平衡 。 因 此 ， 这 种 机 器 振动 小 ， 运 转 平稳 。

《6) 滚动 活塞 压缩 机 大 部 分 零件 的 几何 形状 都 是 圆 形 或 平面 ， 便 于 机 械 加 工 。

《7) 深 动 活塞 压缩 机 内 部 有 相对 运动 的 零件 之 间 必须 有 一 定 的 间 阶 ， 间 隙 必须 进行 严
格 控制 ， 因 而 零 部 件 的 加 工 要 求 高 、 装 配 比较 复杂 ， 同 时 检修 也 不 大 方便 。

三 、 适 用 范围

滚动 活塞 压缩 机 有 全 封闭 式 和 开启 式 两 大 类 ; 从 气缸 布置 方式 来 看 ， 滚 动 活塞 压缩 机
可 分 为 立 式 和 卧 式 两 大 类 ;， 从 气缸 数目 来 看 ， 滚 动 活塞 压缩 机 有 单 缸 结构 和 双全 结 构 ，

滚动 活塞 压缩 机 主要 适用 于 批量 大 的 专用 制冷 机 组 。 单 生 全 封闭 立 式 深 动 活塞 压缩 机
主要 用 于 房间 空调 器 和 除湿 机 ， 其 容量 范围 为 2. 2kW(3HP) 以 下 ; 双 包 全 封闭 立 式 深 动
活塞 压缩 机 主要 用 于 单元 式 空调 机 ， 其 容量 范围 为 4. 5KW(6HP) 以 下 ， 小 型 全 封闭 卧 式
滚动 活塞 压缩 机 主要 用 于 以 电 冰 箱 为 代表 的 小 型 低温 制冷 设备 ， 其 容量 范围 为 375W
《0.5HP)7 以下。

第 二 节 热力 性 能

一 、 工 作 容 积 .
当 9 二 2x， 即 滚动 活塞 将 滑板 全 部 推出 气 氏 之 外 时 ， 整 个 气 腔 充满 了 吸入 的 气体 ， 此
时 的 气 腔 容积 称 为 压缩 机 的 气 包工 作 容 积 V,， 于 是 ，
V,=xC(R—7)H (3-1)
式 中 民 一 一 气 包 半径 ，mi;
一 滚动 活塞 半径 ，m

二 、 容 积 效率

滚动 活塞 压缩 机 引起 容积 损失 的 原因 与 活塞 压缩 机 基本 相同 ， 因此 容积 效率 也 可 表示
为 容积 系数 1,、 压 力 系数 %,、 温 度 系数 Mr 和 密封 系数 和 的 乘积

1. 容积 系数

分 析 容 积 系数 时 ， 应 把 结构 容积 损失 及 余 隙 容积 损失 分 开 来 考虑 。

如 图 3-2 所 示 ， 滚 动 活塞 转 过 最 初 8 角 时 ， 由 于 压缩 腔 与 吸 气管 道 尚未 隔断 ， 使 上 一
转 吸 人 的 气体 又 回流 到 吸 气管 道 而 不 对 气体 产生 压缩 ， 此 现象 称 为 回流 。 回 流 造成 的 容积
损失 称 为 结构 容积 损失 ， 可 用 回流 系数 Xp 来 衡量 。)* 定义 为 ，

Ap=Va/V, (3-2)
式 中 VV 一 一 结构 容积 损失 ，m
于 是 ， 容 积 系数 为 :

X=1—e[ ps/p)* —1]—y (3-3)
式 中 ”cc 一 一 滚动 活塞 压缩 机 的 相对 余 隙 容积 ， 一 般 不 超过 1.5%，c 二 V/V,;
V. 一 一 余 际 容积 苑 9==2x 一 y 时 的 压缩 腔 容积 ;
m' 一 一 残余 气体 膨胀 的 过 程 指数 ， 可 近似 认为 mx 等 于 工 质 的 绝热 指数 &。
值得 说 明 的 是 ， 滚 动 活塞 压缩 机 余 辽 内 的 气体 膨胀 是 在 瞬间 完成 的 ， 即 相当 于 被 压缩
了 的 气体 向 吸 气 管 倒 流 。
2， 压 力 系数

2 一人 (3-4)

46 主要 取决 于 相对 吸 气压 力 损失 Ap,/p,， 对 于 滚动 活塞 压缩 机 这 一 值 很 小 ， 大 约 只
有 0.5% 左 右 ， 因 此 可 以 近似 认为 入 二 1。

3， 温度 系数 .

根据 机 壳 承 受 的 压力 ， 全 封闭 滚动 活塞 压缩 机 分 为 低 背 压 式 和 高 背 压 式 两 种 结构 。 低
背 压 式 结构 即 机 壳 内 为 压缩 机 要 吸入 的 气体 ， 其 吸 气 加 热机 理 与 全 封闭 活塞 压缩 机 相同 ，
Mr 可 用 全 封闭 式 活塞 压缩 机 的 经 验 公 式 (2-5) 计 算 。

高 背 压 式 结构 即 机 壳 内 为 压缩 机 排出 的 气体 ， 以 及 开启 式 结构 ， 其 吸 气 加 热机 理 与 小
型 开启 式 活塞 压缩 机 类 似 ， 可 参考 同类 机 型 选取 ， 亦 可 用 下 面 的 经 验 公式 计算 。

MT 一 AT 人 一 BT 一 了 To) (3-5)
式 中 ”也 一 一 压缩 机 吸 气 温度 ， 开 ;
A、B 一 一 经 验 系数 ， 当 了 =30 一 50 时 ， 按 表 3-1 选取 。
工 质 的 经 验 系数 值 表 3-1

ACX10-3)
B (X1073)

通常 ， 当 压力 比 为 2~8 时 ， Ar 二 0. 82 一 0. 95。

4. 密封 系数

滚动 活塞 压缩 机 中 ， 汇 漏 是 影响 容积 效率 的 重要 因素 。》 随 间隙 的 大 小 、 润 滑 状 况 及
转速 等 因素 变化 而 不 同 。 当 精心 设计 选用 较 小 间隙 值 时 ，》 约 在 0. 92 一 0. 98 之 间 ;， 在 设
计时 对 于 标准 工作 状况 ， 可 近似 取 . 丸 二 或 者 当 压 缩 机 转速 4 二 3000r/min 时 ， 思 一 0. 82 一
0. 92; 转速 n= 二 1500r/min 时 ， 必 一 0. 75 一 0. 88。

三 、 功 率 与 效率
1. 功率

绝热 指示 功率 为 :
Pu 一 86hv 加 区 HR? 5 if{[rG1 二 9] 号 一 1 (3-6)

式 中 K 一 一 气 饶 容积 利用 系数 ，K 二 (2 一 六
人 一 相对 偏心 距 ，y 一 e/R;

92 第 三 章 滚动 活塞 压缩 机

& 一 一 工 质 的 绝热 指数 ;
t= pa/p,;

2 一 一 吸 、 排 气 过程 的 相对 压力 损失 (68.、6) 之 和 ， 即 5, 二 6, 十 64。
指示 功率 为 :

Pp, = 协和 p,KHRin {[r(CI 十 上 )] 呈 一 1) (3-7)

ni

轴 功 率 为 ，

| 卫 。 一 已 /7 加 (3-8)
式 中 “加 一 一 机 械 效率 。

对 于 封闭 式 滚动 活塞 压缩 机 ， 电 功率 为 ，

Pe = P;/ (yp pro) : (3-9)

式 中 ”加 一 一 电动 机 效率 ， 内 置 电动 机 在 名 义工 况 下 工作 时 ， 通 常 yo 一 0. 60~0. 95。

2. 效率

加 一 Pa/P。 (3-10)
电 效率 为 :
加 二 Pa/P。 (3-11)
四 、 排 气温 度
Ts=T.(pa/ pe) (3-12)

座 芭 法式 让 编 机 的 永 弟 过 和 与 吸 气 过 程 在 一 一 转 内 是 同时 进行 的 ， 故 气 饶 与 外 界 热 交
换 时 间 较 长 ， 这 有 利于 降低 排 气 温度 。

第 三 节 结构 参数 与 结构 设计

RS

一 、 结 构 参数

1， 相 对 偏心 距

相对 偏心 距 % 为 偏心 距 e 与 气缸 半径 尺 之 比 ， 即 jy 一 e/R。 它 对 压缩 机 的 结构 尺寸 及
气 包 容积 的 利用 率 都 有 很 大 的 影响 。

把 式 (3-1) 进 一 步 变 形 为 ;

V,=xR: Hy(2—y) (3-13)
I
K— HS RE 一 以 2 一 内 (3-14)

它 反映 气缸 容积 的 有 效 利 用 程度 。 丽 值 越 大 ， 气 氏 容 积 利用 率 越 高 ， 反 之 气 氏 容 积
利用 率 就 越 低 。 在 通常 的 结构 中 ， 开 一 0. 15~-0. 36。
在 y 值 为 0~1 范围 内 ，K 随 少 增加 按 抛物 线 规律 单调 增加 ， 因 此 少 越 大 ， 和 气缸 容积

第 三 节 ”结构 参数 与 结构 设计 93

利用 率 就 越 高 ， 在 相同 的 外 形 尺寸 下 CR、 瑟 一 定 )， 压 缩 机 的 工作 容积 就 越 大 ， 反 之 y 越
小 ， 气 包容 积 的 利用 率 就 越 低 ， 相 应 地 减 小 了 压缩 机 的 工作 容积 。

综 上 所 述 ， 从 提高 气 饶 容积 利用 率 和 减少 压缩 机 体积 和 重量 的 角度 出 发 ， 相 对 偏心 距
上 宜 选 择 较 大 的 值 。 但 是 yy 取得 过 大 ， 随 着 偏心 距 加 大 ， 不 但 压缩 机 在 结构 设计 上 有 困
难 ， 同 时 使 滑板 与 深 动 活塞 间 的 接触 力 和 摩擦 磨损 增加 ， 引 起 压缩 机 的 功 耗 增 大 ， 可 靠 性
降低 。 因 此 ，y 比较 适宜 的 取 值 范 为 0.08 一 0. 20。 在 移动 式 等 特殊 用 途 ( 如 汽车 空调 ) 的 压
缩 机 中 ， 为 了 减 小 外 形 尺寸 和 重量 ，y 可 取 到 0. 25。

2. 气缸 相对 高 度

气缸 相对 高 度 1 为 气缸 高 度 与 气缸 直径 之 比 ， 即 一 互 /D。) 增 大 致使 压缩 机 径 向 尺
才 (D)? 缩 小 ， 给 进 气管 、 排 气 阀 的 安装 带 来 一 定 的 困难 ; 另外 ,4 增 大 必然 引起 y 减 小 ，
使 气缸 容积 利用 率 减 小 。

参数 jy 及 4 的 变化 还 对 压缩 机 的 受 力 特 性 及 性 能 指标 产生 影响 。 这 些 影 响 具 体 表 现 为
滚动 活塞 、 滑 板 受 力 的 变化 及 从 压缩 腔 向 吸 气 腔 泄 漏 量 的 变化 。

如 果 4 值 越 大 ， 滚 动 活塞 与 滑板 的 受 力 就 越 大 ， 泄 漏 间隙 长 度 及 滚动 活塞 与 滑板 的 摩
擦 面积 增加 ， 从 而 恶化 了 压缩 机 的 受 力 状 况 ， 使 泄漏 量 及 摩擦 功率 增加 。 但 4 也 不 宜 过
小 , 人 过 小 则 使 气缸 直径 有 较 大 的 增加 ， 即
径 向 尺寸 过 大 ， 结 构 上 显得 不 合理 。 一 般 推

荐 ) 一 0.25 一 1.0。 在 大 型 开启 式 机 器 中 ，A SSsssssS
可 取 到 2 0。 2

图 3-3 是 在 压缩 机 工作 容积 相同 的 情况 昌 z 果 用 ee
下 设计 出 的 三 种 典型 形状 的 滚动 活塞 ， 滑 板 SA
端 部 与 滚动 活塞 之 间 的 滑动 速度 、 接 触 力 及 四
产生 的 摩擦 损失 的 预测 结果 见 表 3-2。 从 降低
摩擦 损失 的 角度 来 看 ， 相 对 高 度 接近 于 1 的 图 .3 演 动 活 守 剖面 示意 图
简 形 活塞 结构 比较 合理 ， 这 与 上 述 分 析 结 果 (ao) 鼓 形 活塞 (一 0. 4); (5) 简 形 活塞 (1 二 0..9);
是 一 致 的 。 (0) 盘 形 活塞 A 二 0. 15)

滑板 与 滚动 活塞 之 间 的 接触 情况 表 3-2

最 大 滑动 速度 (m/s)
最 大 接触 力 (N)
摩擦 损失 CW)

3， 转速
提高 转速 ”是 促进 压缩 机 小 型 轻 量化 的 有 效 措施 。 尽 管 提高 转速 会 缩短 气 阀 的 使 用 寿
命 、 增 大 机 械 损失 、 气 闪 流 动 损失 、 机 器 载荷 和 噪声 等 ， 但 是 由 于 高 转速 带 来 的 优越 性 远

大 于 其 带 来 的 不 利 影响 ， 目 前 除了 容量 较 大 的 开启 式 机 器 外 ， 全 封闭 滚动 活塞 压缩 机 几乎
都 采用 同步 转速 与 电源 频率 相等 的 二 极 电动 机 ， 并 朝 着 使 用 变频 器 调节 电源 频率 来 改变 压
缩 机 转速 的 方向 发 展 。

从 结构 上 看 ， 小 型 全 封闭 式 压 缩 机 自身 无 容量 调节 机 构 。 变 频 器 的 应 用 ， 缩 短 了 制冷
装置 的 启动 时 间 ， 省 去 了 开 / 关 调节 机 构 ， 才 使 全 封闭 式 压 缩 机 容量 调节 有 了 可 能 ， 并 使

94 第 三 章 滚动 活塞 压缩 机

冷冻 空调 产品 变 得 小 巧 玲珑 。

与 变频 器 配套 使 用 的 变频 压缩 机 ， 在 结构 上 应 做 相应 的 变化 。 对 于 滚动 活塞 压缩 机 来
说 ， 为 了 防止 高 转速 运转 时 润滑 油 大 量 带 出 机 壳 ， 应 在 压缩 机 内 部 设 一 阻 油 盘 ， 使 润滑 油
与 制冷 剂 迅速 分 离 后 返回 压缩 机 。 应 相应 提高 阀 片 的 抗 疲劳 强度 ， 并 适当 增 大 阅 座 面积 ，
以 免 高 转速 时 间 片 损坏 。 可 采用 制冷 剂 液体 注入 的 办 法 进行 冷却 ， 以 防止 高 转速 时 压缩 机
过 热 。 变 频 滚动 活塞 压缩 机 应 用 的 容量 为 3. 5kW( 对 应 于 电网 频率 的 名 义 容 量 ) 以 下 ， 目
前 频率 的 最 大 调节 范围 为 15 一 180Hz。

二 、 主 要 结构 尺寸
滚动 活塞 压缩 机 容积 流量 9,, 和 工作 容积 之 间 的 关系 为 ;

V,=60ga/ (mn) (3-15)
对 于 单 氏 机 ， 气 氏 的 半径 为 ，

R= (未 ) (3-16)
对 于 双 饶 压缩 机 ， 气 饶 半径 为 : |

R= (a ) (3-17)
滚动 活塞 压缩 机 的 其 他 主要 结构 尺寸 见 表 3-3。

滚动 活塞 压缩 机 主要 结构 尺寸 及 其 相对 关系 表 3-3

气缸 直径 D D=2R
偏心 距 e e =(0.08~0, 20)R
滚动 活塞 半 径 r r=R—e

滑板 厚度 B, B,=(0. 6 一 1.0)e
滑板 径 向 高 度 bo l=(5~10)e
气缸 轴 疝 高 度 H H= (0. 25~1. 0)D

三 、 主 要 零件 结构

1. 气 红

气 饶 是 滚动 活塞 压缩 机 的 骨架 ， 它 的 尺寸 决定 了 整个 压缩 机 的 大 小 ， 其 上 安装 着 压缩
机 的 主要 零 部 件 。 气 缸 的 作用 是 :

(1) 支撑 偏心 轮轴 转动 机 构 ， 保 证 运动 件 之 间 的 准确 相互 位 置 。

(2) 支撑 着 主 、 副 轴承 等 固定 件 ， 形 成 密封 的 高 、 低 压气 腔 和 气流 通道 ， 组 织 工 质 的
合理 流动 。 | .

(3) 承受 着 大 小 、 方 向 不 断 变化 的 气体 力 、 惯 性 力 及 其 力矩 的 作用 。

为 完成 上 述 功能 ， 设 计 中 必须 合理 构 形 和 决定 尺寸 ， 既 要 保证 具有 足够 的 强度 和 刚
度 ， 又 要 尽 可 能 减 小 其 质量 和 整 机 尺寸 。

空调 用 滚动 活塞 压缩 机 目前 主要 有 贺 形 和 扇形 两 种 结构 的 气 仙 。 圆 形 气缸 强度 高 、 刚
性 好 ， 气 人 纸 直接 焊 到 机 器 外 过 上， 功率 较 大 的 压缩 机 多 采用 圆 形 气缸 ， 焊 接 后 滑板 槽 变形
量 较 扇 形 气 缸 小 。 缺 点 是 费 材 料 ， 增 加 重量 和 成 本 。 功 率 小 的 压缩 机 ， 非 直接 焊 在 外 壳 上

图 3-4 ”典型 的 气 饶 结 构
(a) 圆 形 气缸 ; 〈 思 扇形 气缸
气 红 上 加 工 有 吸 气孔 、 排 气 月 牙 槽 、 滑 板 槽 、 弹 簧 安装 孔 、 固 定 主 、 副 轴承 的 螺 终
孔 。 双 饶 压 缩 机 气 氏 上 通常 还 有 两 拭 连 通 的 排 气 通 道 ， 进 气 通道 则 根据 吸 气管 是 一 个 还 是
两 个 而 有 所 不 同 。 .
为 减少 泄漏 ， 气 拭 内 孔 、 上 下 两 端面 、 滑 板 横 的 加 工 精度 很 高 ， 孔 径 和 饶 高 尺寸 公差
一 般 不 大 于 20m， 了 和 孔径 和 端面 的 表面 粗 烽 度 Ra 不 大 于 0. 4xm， 形 状 和 位 置 公 差 小 于
7pm。 滑 板 槽 很 窗 ， 多 用 拉 刀 拉 出 ， 加 工 困 难 ， 费 用 亦 高 ， 精 度 应 选 得 低 些 。
这 样 高 的 精度 对 滚动 活塞 压缩 机 来 说 ， 仍 然 因 泄漏 量 太 大 而 难以 达到 高 的 容积 效率 ，
实际 生产 中 是 通过 对 零 部 件 进行 尺寸 分 组 装配 来 保证 配套 间隙 的 。
2， 滚动 活塞 和 滑板
这 两 个 零件 的 作用 是 将 气缸 内 孔 分 成 两 个 独立 的 月 牙 形 空 间 ， 活 塞 滚动 时 这 两 个 空间
相继 扩大 和 缩小 而 完成 压缩 机 的 功能 。
滚动 活塞 、 滑 板 和 气缸 、 偏 心 轮轴 、 上 下 轴承 端面 都 保持 间 陂 配合 ， 且 应 具有 良好 的
密封 性 ， 但 不 能 安装 任何 密封 填料 ， 全 靠 精 加 工 后 金属 件 自身 和 摩擦 面 上 保持 有 8~-
25pm 的 油膜 来 润滑 和 密封 ， 因 此 要 有 非常 高 的 加 工 精度 。 图 3-5 和 图 3-6. 分 别 给 出 了 深

y . [>|10.002
7
©|¢0.002

5603 加
ojo.002] 0.

图 3-5 滚动 活塞

96 第 三 章 ”滚动 活塞 压缩 机 .

动 活塞 和 滑板 典型 的 形 位 公差 及 表面 粗糙 度 值 ， 这 样 高 的 精度 ， 其 加 工 测量 都 要 通过 专用
设备 来 完成 。

滚动 活塞 的 尺寸 主要 由 所 需 的 排 气 容积 决定 ， 滑 板 的 尺寸 应 充分 考虑 其 受 力 的 复杂 性 ，
运动 时 的 跟随 性 。 滑 板 厚度 的 选 定 要 兼顾 容积 效率 和 强度 、 刚 性 ， 太 厚 则 影响 容积 效率 ， 太
薄 则 受 力 变 形 大 ， 摩 擦 功率 增加 ， 有 日 易 卡 死 。 取 值 范围 对 于 制冷 剂 R22， 一 般 为 3 一 5mm。

3， 端 盖 与 主轴 承

端 盖 上 设 有 主轴 承 ， 用 来 支撑 主轴 的 旋转 运动 ， 同 时 还 安装 有 排 气 阀 组 件 ( 图 3-7)，
其 内 孔 和 端面 与 其 他 零件 构成 运动 融 。 对 于 滚动 活塞 压缩 机 ， 在 主轴 一 转 内 轴承 载荷 变化

较 大 ， 因 此 其 偏心 率 也 变化 很 大 ， 在 某 些 转角 ， 其 油膜 厚度 很 小 ， 轴 承 润滑 状态 除 流体 动 -

压 润滑 外 ， 还 会 出 现 混合 润滑 和 边界 润滑 。 这 就 要 求 轴承 不 但 要 有 足够 的 强度 和 刚度 ， 而
且 还 要 有 较 高 的 尺寸 精度 和 形 位 公差 ， 以 及 较 低 的 表面 粗糙 度 。 精 度 等 级 和 滚动 活塞 类
似 。 考 虑 到 润滑 ， 轴 承 内 表面 上 设 有 螺旋 油槽 ， 副 轴承 较 短 ， 有 时 开 成 直 槽 ,油槽 应 避 开
负荷 侧 ， 这 样 有 利于 完全 润滑 。

8 一 8 放大 旋转

3-7， 端 盖 与 主轴 承

4. 排 气 阀

滚动 活塞 压缩 机 主要 采用 两 种 结构 的 排 气 阅 。

(1) 簧 片 阀 ”如 图 3-8Ca) 所 示 ， 其 阀 片 多 为 带 圆 尖 的 条 形 ， 升 程 限制 器 多 为 圆 弧 形 或
斜面 。 容 量 较 大 的 机 器 ， 在 饶 体 上 并 排 安 装 若 干 个 闪 片 ， 容 量 较 小 的 机 器 或 单个 阀 片 的 气
阀 ， 一 般 安 装 在 气 饶 端 盖 上 ， 排 气 阀 座 常 加 工 有 环形 冲模 ， 减 少 与 排 气 阀 片 的 接触 面积 ，

且 要 有 高 的 平面 度 和 低 的 表面 粗糙 度 ，
以 保证 气 密 性 。 为 了 气体 流动 顺畅 ， 排
气 槽 一 侧 一 般 加 工 成 斜面 。 这 种 阀 工作
可 靠 、 性 能 稳定 、 加 工 简 单 ， 它 在 电 冰
箱 和 空调 器 用 全 封闭 滚动 活塞 压缩 机 中 13
应 用 最 为 普遍 。 NG

(2) 弧 面 闪 汽车 空调 用 滚动 活塞 压
缩 机 中 曾经 采用 过 的 弧 面 阅 。 图 3-8(6) 为

HA

弧 面 六 的 结构 示意 图 ， 贺 简 状 的 立 片 与 加 es
柱 形 的 升 程 限制 器 装 成 一 体 ， 阀 座 即 为 气 1 一气 条 ，2_ 深 到 活 峙 3 一 开 程 限制 器 ，

饶 体 上 靠近 排 气 孔 口 处 销 出 的 圆 形 孔 ， 阀 4 一 阀 片 ，5 一 排 气孔 口 ; 6 一 滑板

第 三 节 ”结构 参数 与 结构 设计 97

片 与 升 程 限制 咒 一 起 装 入 其 内 。 这 种 闪 具 有 良好 的 密封 性 能 ， 同 时 还 可 以 使 气 阀 形成 的 余 际
容积 减 至 最 小 ， 但 其 安装 加 工 较 为 复杂 ， 成 本 较 高 ， 目 前 应 用 较 少 。

5. 偏心 轮轴

图 3-9 是 典型 的 单 生 和 双生 深 动 活塞 压缩 机
所 用 的 偏心 轮轴 ， 它 也 适用 于 变频 压缩 机 使 用 。
未 见 资料 介绍 有 3 个 偏心 轮 以 上 的 偏心 轮轴 。

偏心 轮轴 的 润滑 一 般 是 沿 办 向 开 有 较 大 的
油 孔 ， 孔 中 装 有 吸油 片 ， 主 、 副 轴 颈 和 偏心 轮
表面 上 开 有 径 向 油 筷 ， 靠 离心 力 泵 油 润滑 。

主轴 和 轴承 的 配合 间隙 依 轴 颈 的 大 小 不 同

SN

zzz
-NSS
(2b)

而 有 所 区 别 ， 轴 腊 粗 的 配合 间隙 大 些 ， 一 般 在 图 3-9 典型 的 偏心 轮轴 结构
15~30um 之 间 。 (e) 单 缸 压缩 机 用 ; (5) 双 氏 压缩 机 用
四 、 主 要 零件 材料

表 3-4 列 出 了 普通 型 和 变频 型 滚动 活塞 压缩 机 主要 零件 常用 的 材料 。 滚 动 活塞 压缩 机
高 速 运转 时 ， 随 着 运动 件 惯性 力 和 轴承 运动 速度 的 增加 ， 滑 板 有 可 能 追随 不 上 滚动 活塞 的
运动 ， 使 二 者 出 现 短 时 脱离 ， 还 会 使 摩擦 、 磨 损 和 了 曝 声 增 大 。 采 用 轻 质 材料 的 运动 件 是 解
决 这 些 问 题 最 有 效 的 办 法 之 一 ， 所 以 变频 型 滚动 活塞 压缩 机 采用 质 轻 、 耐 磨 及 热膨胀 系数
小 的 石墨 浸渍 铝 合金 作为 滑板 材料 。

主要 零件 的 常用 材料 表 3-4
ER 加

50/60Hz | 个 钢 合 金针 铁 馈 钱 外

合金 铸铁
D 型 石墨
连 铸 型 材

瑞典 钢 带
变频 |D 型 石墨 铸铁 |

对 于 功率 较 大 、 转 速 较 高 的 滚动 活塞 压缩 机 ， 当 机 器 启动 阶段 发 生 液 击 时 ， 石 墨 滑板
的 强度 就 显得 不 够 。 表 3-5 给 出 了 大 功率 、 高 转速 压缩 机 滑板 的 材料 要 求 。 为 此 近年 来 又
开发 使 用 了 纤维 增强 铝 合金 ， 经 过 筛选 比较 ， 由 体积 分 数 为 30% 的 SiC 晶 须 预制 体 (增强
纤维 ) 及 含 硅 质量 分 数 为 17%% 的 铝 合 金 经 压铸 而 成 的 纤维 增强 馈 合 金 ， 具 有 强度 高 、 重 量
轻 、 耐 磨 性 好 及 化 学 性 能 稳定 等 特点 ， 是 比较 理想 的 滑板 材料 。 实 验 表明 ， 纤 维 增强 铝 合
金 滑板 不 仅 能 在 高 转速 时 很 好 地 跟随 深 动 活塞 的 运动 ， 而 且 还 减 小 了 压缩 机 的 轴承 载 葆 。

滚动 活塞 压缩 机 运动 件 的 材料 要 求 表 3-5

最 小
300 超过 石墨

体 膨胀 系数
(X10~47K)

摆 锤 冲击 强度 CMPa)

11~13
(20~100°C)

98 ”第 三 章 滚动 活塞 压缩 机

五 、 附 件 结构 设计

1. 气 液 分 离 器

全 封闭 滚动 活塞 压缩 机 的 吸 气 管 直接 捅 在 气缸 体 上 和 吸 气 腔 相通 ， 为 了 防止 吸 人 气体
含 液 量 过 多 ， 都 在 吸 气管 进 人 机 壳 之 前 配置 气 液 分 离 器 ， 或 称 贮 液 简 。 气 液 分 离 器 是 滚动
活塞 压缩 机 的 一 个 重要 部 件 ， 其 主要 功能 是 将 液 相 和 气相 制冷 剂 分 离开 ， 并 将 液 相 制冷 剂
收集 存储 于 其 底部 ， 此 外 ， 它 还 具有 过 滤 功 能 ， 与 压缩 机 机 过 和 周围 介质 的 热 交 换 功 能 ，
对 于 某 些 频率 段 的 噪声 具有 消 声 功能 ， 同 时
它 又 产生 新 的 噪声 。

气 液 分 离 器 的 尺寸 大 小 取决 于 制冷 系统
内 制冷 剂 的 充 注 量 。 冷 冻 机 油 和 充 注 的 制冷
剂 重量 比 的 推荐 值 ， 对 于 单 冷 系统 为 0. 4 一
0. 5， 对 于 热泵 系统 为 0.6 一 0.7。 分 离 器 内
的 出 气管 上 应 开 有 回 油 孔 ， 回 油 孔 的 直径 为
0.8 一 2. 0mm。 回 油 孔 太 小 则 回 油 不 充分 ，
回 油 孔 太 大 则 制冷 剂 液体 会 进入 气 伍 。

图 3-10 示 出 气 液 分 离 器 的 两 种 常见 结
构 ， 图 3-10(c) 的 结构 适合 卧 式 压缩 机 采用 ，
图 3-10(67 的 结构 适合 立 式 压缩 机 采用 。 卧

图 3-10 和 气 液 分 离 器 的 结构
(a) 卧 式 结 构 ，(5) 立 式 结构

式 气 液 分 离 器 除了 降低 自身 高 度 外 ， 并 不 影 1 一 缺口 4，2 一 摧 口 及 3 隔 板 ，
响 液 体 的 分 离 功能 。 4 一 上 标 状 体 ; 5 一 下 杯 状 体 ; 6 一 出 口 管
2. 滑板 弹簧

压缩 机 运转 过 程 中 ， 滑 板 应 始终 紧 压 在 滚动 活塞 外 表面 上 ， 即 沿 着 滑板 中 心 线 朝 滚动
注 塞 方向 上 始终 都 应 保证 有 正 力 的 作用 ， 因 此 弹簧 力 应 满足 下 式 。

Fi>3HB, (p+p.—2po) +ma, (3-18)

、 车 吉 十 p. 一 2po<0 时 ， 为 保证 压缩 机 初始 工 况 建立 和 正常 工作 ， 这 时 弹簧 力 应
满足 ，
FL >mva, (3-19)
但 Fi 也 不 应 过 大 ， 因 为 弹簧 的 弹力 过 大 ， 会 造成 滑板 与 滚动 活塞 接触 处 出 现 干 摩
擦 ， 加 大 该 部 位 的 损失 和 磨损 。
常见 的 滑板 弹簧 有 柱 形 弹 答 和 直接 用 钢丝 弯 成 “C” 形 的 弹 答 两 种 。 柱 形 弹 簧 主要 用
于 空调 压缩 机 中 ， 它 可 以 单个 或 若干 个 直接 压 在 滑板 背部 ， 也 可 以 在 滑板 背部 的 压条 两 端
和 气 包 体 之 间 分 别 挂 两 个 拉 筑 ;“C” 形 弹 筑 主 要 用 于 冰箱 压缩 机 中 ， 其 一 端 钧 在 气 饶 体
上 ， 另 一 端 在 “C” 形 的 垂直 方向 伸 出 一 段 压 在 滑板 背部 。
3. 吸 、 排 气孔 口
滚动 活塞 压缩 机 吸 、 排 气孔 口 的 设计 主要 考虑 ;
(1) 形成 的 吸 、 排 气 封闭 容积 ， 你 际 容积 以 及 造成 叹气 回流 损失 要 小 。
《2) 气体 流 经 孔 口 的 阻力 要 小 。

第 四 节 典型 产品 及 其 特性 ”99

(3) 有 足够 的 气 阀 等 零 部 件 安装 位 置
和 必 和 需 的 加 工 空间 。

图 3-11 是 滚动 活塞 压缩 机 气 腔 容 积 随
转角 的 变化 情况 ， 从 图 中 可 以 看 出 ， 在 滑
板 (0 一 0) 两 侧 附 近 的 转角 范围 内 ， 气 腔 容
积 随 转角 的 变化 比较 缓慢 ， 当 吸 、 排 气孔 0 一

量 钢 为 1 的 气 腔 容 积

60 120 180 240 300 360

口 开 在 滑板 两 侧 35 的 转角 范围 内 ， 即 特征 0/(°)
角 B、Y 小 于 35" 时 ， 对 吸 气 回流 、 余 隙 容
积 和 吸 、 排 气 封闭 容积 的 影响 均 不 大 。 图 3-11 气 腔 容积 随 转 角 的 变化

第 四 节 ”典型 产品 及 其 特性

一 、 全 封闭 滚动 活塞 压缩 机

1. 房间 空调 器 用 滚动 活塞 压缩 机

用 于 制冷 的 滚动 活塞 压缩 机 都 是 为 特定 应 用 场合 开发 的 ， 因 此 其 结构 形式 与 用 途 密 切
相关 。 房 间 空调 器 中 使 用 最 早 且 最 普遍 的 滚动 活塞 压缩 机 是 单 缸 立 式 结构 ， 即 压缩 机 只 有
一 组 滚动 活塞/ 气缸 机 构 ， 主 轴 中 心 线 垂直 于 水 平面 。 这 种 结构 在 水 平面 上 占用 的 面积 小 ，
受 力 状况 较 好 ， 润 滑 容易 实现 。 此 机 型 于 1965 年 初 已 开始 在 日 本 应 用 。 由 于 其 优点 显著 ，
普及 速度 很 快 ， 目前， 包括 日 本 、 中 国 在 内 的 许多 国家 生产 的 空调 器 及 除湿 机 ， 基 本 全 部
采用 此 机 型 。

图 3-12 为 房间 空调 器 用 立 式 单 红 滚动 活塞 压缩 机 ， 其 上 部 为 内 置 电 动机 ， 下 部 为 压
缩 机 。 压 缩 机 部 分 由 气 氏 ， 主 、 辅 轴承 、 排 气 阀 、 消 声 器 、 偏 心 轮轴 、 深 动 活塞 、 滑 板 及
其 背部 弹簧 等 组 成 。 由 于 无 吸 气 闪 ， 吸
气管 通过 机 壳 直 接 插 人 气缸 体 上 的 吸 气
孔 口 中 。

从 蒸发 器 出 来 的 气体 通过 气 液 分 离
器 后 进入 气 氏 ， 在 氏 内 受到 压缩 后 ， 通
过 排 气 阀 排 人 消声器 ， 经 过 电动 机 周转
的 空间 冷却 电动 机 后 ， 从 排 气 管 排出 压
缩 机 机 壳 ， 进 入 冷凝 器 。 机 这 内 充满 排
出 气体 ， 呈 高 压 状态 。 润 滑 油 积存 在 机
过 下部， 压缩 机 机 体 部 分 埋 于 油 中 。 这
样 ， 一 方面 润滑 油 靠 机 壳 与 工作 腔 内 的
压力 差 ， 通过 滑板 / 槽 间隙 及 辅 轴承 间
隙 等 流 到 工作 腔 内 的 各 润滑 部 位 ， 以 满
足 润 滑 与 密封 的 需要 ; 另 一 方面 ， 偏 心
轮轴 下 端 埋 于 机 过 底部 的 润滑 油 中 ， 偏
心 轮轴 转动 时 ， 润 滑 油 靠 轴 下 端的 孔 和 图 3-12， 立 式 单 缸 滚动 活塞 压缩 机

贮 液 简

J00 第 三 章 滚动 活塞 压缩 机

扭曲 叶片 的 离心 力 ， 通 过 轴 内 部 的 油 道 流 到 主轴 承 等 润滑 部 位 。

装配 时 ， 先 将 压缩 机 部 分 装 成 一 体 ， 然 后 再 整体 安装 到 预先 在 机 过 内 焊 好 的 支撑 架
上 。 或 者 靠 气 红 凸 缘 定 位 将 机 体 压 人 机 壳 ， 再 把 气 负 凸 缘 焊 接 到 机 壳 上 ， 最 后 把 电动
机 定子 压 和 机 壳 ， 用 热 套 法 将 电动 机 转子 装 在 偏心 轴 上 ， 将 机 壳 封 头 与 机 这 焊接
起 来 。

房间 空调 器 用 滚动 活塞 压缩 机 立 式 结构 最 流行 ， 但 是 这 种 结构 由 于 垂直 方向 的 尺寸 较
大 ， 不 适合 高 度 较 低 的 窗 式 空调 器 使 用 。 为 了 满足 这 种 要 求 ，20 世纪 80 年 代 中 后 期 日 本
研制 出 一 种 新 型 的 卧 式 滚动 活塞 压缩 机 ， 如 图 3-13 所 示 。 与 传统 的 立 式 结构 相 比 ， 这 种
新 型 卧 式 结构 进行 两 方面 的 改进 : (1) 泵 油 系统 。 由 于 传统 的 立 式 机 器 卧 置 时 润滑 油 池 底
部 距 主轴 中 心 线 的 距离 较 大 ， 故 立 式 结构 的 润滑 方式 不 能 直接 用 于 卧 式 。 这 种 新 型 结构 利
用 滑板 的 往复 运动 ， 改 变 其 背部 空 腑 容积 的 大 小 来 实现 供 油 。 滑 板 背部 空 腔 与 油 池 和 润滑
部 位 都 有 油 路 相通 ， 油 路 上 都 装 有 止 回 阅 ， 滑 板 向 工作 腔 内 运动 时 空 腑 容积 增 大 ， 将 油 池
中 的 油 吸 入 ， 当 滑板 被 转子 推出 工作 腔 时 ， 滑 板 将 空 腔 内 的 油 挤 出 送 到 润滑 部 位 。(2) 排
气 的 气 路 系统 。 如 果 排 气流 动 路 线 设 计 成 与 立 式 结构 相同 ， 会 造成 排 气管 下 部 机 帝 空 腔 中
的 油 位 在 电动 机 前 后 压力 差 的 作用 下 逐渐 升 高 ， 致 使 电动 机 转子 旋转 时 溅 起 大 量 润滑 油 ，
被 排 气 带 人 换 热 器 中 ， 另 一 方面 又 使 压缩 机 下 部 机 壳 空 腔 中 的 油 位 降低 ， 恶 化 了 运动 部 位
的 润滑 状况 。 这 种 新 型 结构 设计 既 能 稳定 油 位 又 能 很 好 冷却 电动 机 的 排 气 管 路 ， 机 过 被 隔
板 分 为 油泵 腔 A 和 电动 机 腔 。 压 缩 后 的 制冷 剂 气 体 输送 至 B 腔 以 冷却 电动 机 ， 然 后 经
主轴 中 心 上 的 气孔 流 到 A 腔 ， 这 样 气流 在 A 腔 与 B 腔 之 间 建 立 了 压力 差 , 使 A 腔 的 油 位
升 高 。

[ET
4 本
[

此 时

图 3-13 窗 式 空调 用 卧 式 滚动 活塞 压缩 机
] 一 进 气 管 ; 2 一 停机 油 位 ; 3 一 运行 油 位 ; 4 一 排 气 盖 ;
5 一 A 腔 ; 6 一 排 气 管 ; 7 一 B 腔 ， 8 一 隔 板

经 过 以 上 改进 和 仔细 设计 ， 这 种 新 型 卧 式 滚动 活塞 压缩 机 的 高 度 只 是 相同 容量 立 式 机
”器 的 1/2 左右 ， 实 际 运转 表明 ， 其 可 靠 性 很 高 。

2. 单元 式 空 调 机 用 滚动 活塞 压缩 机 |

滚动 活塞 压缩 机 拓宽 应 用 之 一 ， 是 向 以 单元 式 空调 机 为 代表 的 大 型 领域 发 展 。 传 统 的
单 缸 滚动 活塞 压缩 机 如 果 输 出 功率 增 大 ， 则 压缩 载荷 变化 所 引起 的 振动 加 剧 ， 例 如 ，
3677W(5 马力 ) 的 单 缸 机 ， 振 动 较 大 ， 安 装 在 空调 机 组 上 时 ， 尽 管 防 振 和 管 路 设计 方面 都
采取 了 必要 的 措施 ， 但 是 使 用 仍 很 困难 。 因 此 ， 滚 动 活塞 压缩 机 实现 大 型 化 的 关键 在 于 降
低 振 动 。 解 决 这 一 问题 的 措施 ， 一 是 采用 多 气 答 ， 以 分 散 压 缩 载荷 并 使 得 转 矩 变化 平缓 ，

第 四 节 典型 产品 及 其 特性 。 101

二 是 增加 回转 体 的 质量 ， 以 增 大 惯性 力矩 。 前 者 更 具有 实用 价值 。

双 饶 滚动 活塞 压缩 机 两 饶 的 偏心 部 件 采用 错开 180" 对 置 ， 使 其 转 矩 变化 幅度 小 于 往
复式 ,振动 低 于 全 封闭 往复 压缩 机 。 这 种 振动 级 完全 能 够 达到 实用 要 求 ， 因 此 双 氏 机 是 深
动 活塞 压缩 机 在 大 型 应 用 领域 中 的 代表 机 型 ， 作 为 实际 产品 ， 已 经 应 用 到 2942 一 4413WW
(4 一 6 马力 ) 的 单元 式 空调 机 上 。 .

下 面具 体 说 明 双 饶 滚 动 活塞 压缩 机 的 结构 。 图 3-14 是 立 式 双 缸 变频 滚动 活塞 压缩 机
的 截面 图 。 压 缩 机 的 机 体 部 分 由 第 一 、 第 二 气缸 、 上 、 下 轴承 、 中 间隔 板 、 排 气 消声器 、
主轴 、 滚 动 活塞 、 滑 板 及 其 背部 弹 答 等 组 成 。 主 轴 的 两 个 偏心 拐 呈 180" 对 称 配 置 ， 安 装
在 偏心 拐 上 的 滚动 活塞 ， 以 相对 转角 互 成 180* 的 相位 差 进行 运动 。

SS
TANNR

图 3-14” 双 缸 滚动 活塞 压缩 机

压缩 机 工作 时 ， 制 冷 剂 燕 气 从 燕 发 器 进入 上 、 下 气 包 上 的 吸 气管 ， 在 各 个 气 氏 内 压缩
后 ,汇流 于 排 气 消声器 ， 经 过 电动 机 周围 的 空间 ， 从 排 气 管 排 到 压缩 机 外 。 因 此 ， 压 缩 机
封闭 壳 体 内 部 呈 高 压 状态 。

润滑 油 由 设置 在 主轴 下 部 的 吸油 器 (作用 相当 于 离心 泵 ) 吸 上 来 ， 润 滑 各 个 滑动 部 位 ，
然后 流 回 壳 体 底部 。 滚 动 活塞 内 表面 的 润滑 油 ， 有 一 部 分 流 到 滚动 活塞 端面 和 轴承 端面 之
间 ， 以 形成 气 饶 室 的 密封 (滚动 活塞 和 轴承 的 端面 密封 )。 流 人 气缸 内 的 润滑 油 ， 一 部 分 留
在 气 和 内 ， 以 形成 压缩 腔 的 密封 (气缸 和 滚动 活塞 间 的 密封 )， 还 有 一 部 分 则 随同 排出 气体
从 排 气 阀 排 出 ， 通 过 电动 机 上 下 空间 与 气体 分 离 ， 并 流 回 到 机 过 底部 。 有 极 少 一 部 分 油 未
与 气体 分 离 而 直接 排 到 压缩 机 外 ， 排 出 的 油 随 吸 入 气体 进入 气 氏 ， 供 于 缩 腔 密 封 使 用 。

装配 时 ， 先 将 上 气缸 和 电动 机 定子 热 套 在 外 壳 上 ， 并 将 气缸 和 外 壳 用 定位 填 孔 焊 固
定 ， 然 后 用 热 套 法 将 电动 机 转子 固定 到 轴 上 。

为 了 调节 方便 ,在 上 气 氏 上 装 有 制冷 量 调节 阔 ， 即 在 气 氏 的 压缩 过 程 中 ， 使 气体 向 吸
气 侧 旁 通 ， 即 可 形成 相对 于 总 负荷 15% 的 制冷 量 和 输入 功率 的 减负 荷 运行 。

双 缸 滚动 活塞 压缩 机 的 两 个 气缸 通过 中 间隔 板 隔 开 ， 机 体 与 壳 体 间 的 3 种 典型 固定 形

102 第 三 章 滚动 活塞 压缩 机
式 如 表 3-6 所 示 。 实 际 使 用 的 双 包 机 多 采用 结构 3， 因 为 结构 3 轴 的 变形 和 轴承 间距 都 小 ，
有 利于 提高 压缩 机 的 性 能 和 可 靠 性 ， 便 于 批量 生产 。

双生 机 机 体 与 壳 体 的 固定 形式 表 3-6
结构 1 结构 2 结构 3

主 框架 固定 中 间隔 板 固定 气 红 体 固 定

构造

1. 气缸 不 易 变形 术语 的 并 1. 轴承 间距 小 ， 训 体 结构
特点 2， 消 声 器 结构 复杂 可 ， 紧凑

3. 总 高 度 略 有 增加 2. 气 包容 易 变形

3 总 高 度 增加

滚动 活塞 压缩 机 正在 逐步 小 型 化 ， 以 适应 带 变频 器 压缩 机 在 宽广 转速 范围 内 具有
放 理 、 低 噪声 和 低 振 动 的 要 求 ， 用 于 房间 空调 器 。
3. 制冷 用 滚动 活塞 压缩 机
滚动 活塞 压缩 机 拓宽 应 用 的 另 一 领域 就 是 向 过 去 一 向 采用 往复 压缩 机 、 以 电 冰 箱 为 代表
的 小 型 低温 领域 发 展 。20 世纪 80 年 代 初 ， 成 功 开发 出 的 卧 式 全 封闭 滚动 活塞 压缩 机 为 这 一
领域 的 代表 机 型 。 卧 式 结构 的 高 度 较 低 ， 采 用 下 式 机 后 ， 可 以 增加 电 冰 箱 的 有 效 贮藏 容
积 ， 同 时 运转 噪声 也 降低 到 十 分 满意 的 程度 。 自 1980 年 装 有 卧 式 全 封闭 滚动 活塞 压缩 机
的 电 冰 箱 在 日 本 投放 市 场 以 来 ， 滚 动 活塞 压缩 机 已 发 展 成 为 冰箱 压缩 机 的 主要 机 型 之 一 。
卧 式 全 封闭 滚动 活塞 压缩 机 如 图 3-15 所 示 ， 其 结构 和 工作 原理 都 与 立 式 相同 。 这 种 结

第 一 排 气 室

图 3-15 电 冰 箱 用 围 式 滚动 活塞 压缩 机

1 一 气缸 盖 ; 2 一 轴承 ，3 一 电动 机 ; 4 一 机 壳 ，5 一 偏心 轮轴 ; 6 一 滚动 活塞 ;
7 一 气 红 ; 8 一 油泵; 9 一 吸 气管 ; 10 一 排 气管 ，11 一 排 气 室 盖

第 四 节 典型 产品 及 其 特性 103

构 主 要 用 于 电 冰 箱 。 与 立 式 结构 相 比 ， 其 最 大 特点 在 于 供 油 机 构 。 冰 箱 用 卧 式 滚动 活塞 压
缩 机 多 采用 离心 供 油 机 构 ， 润 滑 油 通过 轴 端 的 弯曲 延伸 吸油 管 ， 在 离心 力 的 作用 下 达到 各
个 润滑 部 位 。 与 立 式 结构 类 似 ， 卧 式 滚动 活塞 压缩 机 也 是 直接 安装 在 机 壳 上 ， 压 缩 机 部 分
通过 主轴 承 或 气 饶 体 固 定 在 机 壳 上 。 与 立 式 结构 不 同 的 是 ， 卧 式 结构 多 采用 主轴 承 固定 ，
因为 在 卧 式 压 缩 机 中 ， 装 在 偏心 轮轴 上 零件 的 重量 ， 即 为 作用 在 轴 上 的 横向 载荷 ， 采 用 主
轴承 固定 ， 可 使 电动 机 转子 重心 与 支撑 间 的 距离 最 得。 另外， 排 气 室 被 隔 板 分 为 两 部 分 ，
旨 在 降低 排 气 产 生 的 噪声 。

二 、 开启 式 滚动 活塞 压缩 机

开启 式 结构 既 具有 维修 方便 、 吸 气 过 热 损失 小 及 可 在 无 电力 供应 的 场合 应 用 等 优点 ，
又 具有 尺寸 大 、 重 量 大 、 容 易 泄漏 及 噪声 大 等 严重 缺点 ， 因 此 其 应 用 受到 很 大 限制 。 开 启
式 滚动 活塞 压缩 机 目前 只 在 少数 中 迎 制 冷 系统 和 一 些 特殊 场合 (如 汽车 空调 ) 使 用 。 开 启 式
滚动 活塞 压缩 机 多 采用 卧 式 结构 。

汽车 空调 系统 一 般 都 是 非 独 立 机 组 ， 其 运转 动力 直接 取 自 汽车 发 动机 ， 因 此 汽车 空调
压缩 机 只 能 采用 开启 式 结构 ， 通 过 传动 装置 直接 由 发 动机 驱动 ， 压 缩 机 运行 与 否 由 装 在 压
缩 机 主轴 与 传动 装置 间 的 离合 器 控制 。 汽 车 空调 用 深 动 活塞 压缩 机 有 单 红 、 双 饶 和 双生 变
容量 3 种 结构 。

图 3-16 所 示 是 汽车 空调 用 单 缸 滚 动 活塞 压缩 机 。 电 磁 离合 器 的 衔 铁 用 半圆 键 连接 到
装 有 滚动 活塞 的 偏心 轮轴 上 ， 功 率 通过 电磁 离合 器 的 带 轮 输入 到 压缩 机 。 离 合 器 线圈 通电
时 ， 带 轮 的 外 端面 吸 合 街 铁 ， 压 缩 机 工作 ;反之 带 轮空 转 。 偏 心 轮轴 由 设置 在 气缸 端 盖 上
的 两 个 滚 针 轴 承 支撑 ， 平 稀 重 加 在 偏心 轮轴 的 端面 上 ， 排 气 阀 装 在 排 气孔 上 方 ， 滑 板 靠 3
个 弹簧 压 在 滚动 活塞 上 。 润 滑 油 贮存 于 机 过 的 底部 ， 在 离合 器 侧 的 壳 体 上 有 给 油 孔 ， 利 用
高 压气 体 的 压力 将 润滑 油 送 到 主轴 承 及 滚动 活塞 内 侧 、 主 轴承 座 、 轴 封 等 处 。

22 23 1 2 3 4 5 排 气 吸 气

有
Ere ca
| 型 时 让、

16 15 14 13 12 ll1 10

图 3-16 汽车 空调 用 单 仙 滚动 活塞 压缩 机
1 一 进 气 接头 ，2 一 排 气 接头 ; 3 一 接头 ; 4 一 机 脚 ; 5 一 机 过 ;6 一 轴 向 止 动 螺钉 ; 7 一 平衡 块 ，8 一 后 深 针 轴
承 ; 9 一 后 端 盖 ; 10 一 吸油 孔 ; 11 一 偏心 轮轴 ; 12 一 滑板 弹簧 ; 13 一 前 端 益 ; 14 一 前 滚 针 轴承 ，15 一 轴 封 ，
16 一 带 轮 ，17 一 〇 形 环 ，18 一 离合 器 衡 铁 ; 19 一 弹簧 卡 圈 ; 20 一 油封 ，21 一 弹簧 卡 圈 ，22 一 离合 器 线圈 ;
23 一 止 推 密封 ，24 一 滑板 ，25 一 气 氏 ;26 一 排 气 阀 ，27 一 排 气 阀 ，28 一 防 者 装置 29 一 滚动 活塞

104 第 三 章 滚动 活塞 压缩 宙

排 气 阐 采 用 圆柱 形 阀 ， 如 图 '3-16 所 示 。 在 相同 的 条 件 下 ,圆柱 形 阀 比 平板 形 阀 优越 ，

气缸 的 刚性 好 、 结 构 紧 次 、 体 积 减 小 。

双生 汽车 空调 用 滚动 活塞 压缩 机 的 运动 机 构 与 立 式 双 和 包机 相同 ， 其 构造 类 似 于 单 拭 汽

车 空调 用 滚动 活塞 压缩 机 。

压缩 机 的 容量 调节 有 利于 节能 ，
汽车 空调 用 滚动 活塞 压缩 机 是 通过 博
塞 吸 气孔 口 进行 吸 气 节 流 ， 达 到 容量
调节 的 目的 。 图 3-17 为 双 负 容量 调

节 型 滚动 活塞 压缩 机 ， 串 联 在 同一 偏

心 轮轴 上 的 两 个 气 氏 。 其 中 一 个 气 纪
的 容量 是 固定 不 变 的 ， 对 应 于 基本 空

调 负 荷 ; 另 一 个 气 馆 的 吸 气孔 口 下

部 ， 装 有 由 钊 载 弹簧 和 外 载 阀门 组 成
的 容量 调节 机 构 ， 印 载 阀 体 一 端 作用
吸 气 压力 和 弹簧 力 ， 另 一 端 作 用 排 气
压力 ， 阀 体 的 位 置 由 其 感受 到 的 压力
来 决定 ， 从 而 实现 了 吸 气节 流 和 改变
压缩 机 容量 的 目的 。

DA SS
a Pt

上 i ZAM
:

图 3-17 双 氏 容量 调节 型 滚动 活塞 压缩 机

1 一 吸 气 口 ; 2 一 深 动 活塞 ，3 一 前 气 包 ; 4 一 隔 板 ;5 一 排 气 口 ;
6 一 后 气 饶 ; 7 一 机 壳 ，8 一 吸 气 孔 ， 9 一 油 挡 板 ;10 一 控制 阀 ，
jl 一 连接 管 ，12 一 仙 盖 ;13 一 印 载 几 ，14 一 印 载 弹簧 ;15 一 前
端 盖 ; 16 一 带 轮 ; 17 一 离合 器 ; 18 一 轴 封 ; 19 一 偏心 轮轴

第 四 章 涡 旋 压缩 机

第 一 节 工作 原理 及 其 特点

涡 旋 压缩 机 是 20 世纪 80 年 代 才 发 展 起 来 的 一 种 新 型 容积 型 压缩 机 ， 其 机 理 最 旱 由
法 国人 寇 克 斯 (Leon Creux) 提出 并 于 1905 年 在 美国 取得 专利 ， 由 于 涡 旋 体 加 工 困难 、
轴 向 力 不 能 稳定 平衡 、 防 自转 机 构 不 灵活 、 轴 向 和 径 向 密封 机 构 不 完善 等 原因 ， 在 当时
没有 得 以 实用 化 。 直 至 20 世纪 70 年 代 美 国 才 研 制 出 一 台 氨 气 涡 旋 压缩 机 用 于 潜水 艇 推进
实验 系统 上 ， 后 来 日 本 三 电 公 司 购买 该 专利 ， 于 1982 年 生产 出 汽车 空调 用 渴 旋 压缩 机 。
当前 它 已 经 成 为 功率 在 1 一 15kW 范围 内 甚 受 青睐 的 制冷 压缩 机 ， 并 逐步 向 大 容量 机 型
拓展 。

一 、 基 本 构成 和 工作 原理

涡 旋 压缩 机 的 结构 如 图 4-1 所 示 。 它 由 运动 涡 旋 盘 ( 动 盘 )、 固 定 涡 旋 盘 ( 静 盘 )、 机 体
防 自转 环 、 偏 心 轴 等 零 部 件 组 成 。 动 盘 1 和 静 盘 2 的 涡 线 呈 渐 开 线形 状 ， 安 装 时 使 两 者 中
心 线 距离 一 个 回转 半径 e， 相 位 差 180 。 这 样 ， 两 盘 路 合 时 ， 与 端 板 配合 形成 一 系列 月 牙
形 柱 体 工作 容积 。 静 盘 2 固定 在 机 体 3 上 ， 涡 线 外 侧 设 有 吸 气 室 ， 端 板 中 心 设 有 排 气 孔 。
动 盘 1 由 一 个 偏心 轴 5 带动 ， 使 之 绕 静 盘 的 轴线 摆动 。 为 了 防止 动 盘 的 自转 ， 结 构 中 设置
了 防 自转 环 4。 该 环 的 上 下 端面 上 具有 两 对 相互 垂直 的 键 状 突 肋 ， 分别 嵌入 动 盘 的 背部 刍
槽 肉 。 制 冷 剂 蒸气 由 涡 旋 体 的 外 边缘 吸入 到 月 牙 形 工作 容积 中 ， 随 着 动 盘 的 摆动 ， 工 作 容
积 逐 渐 向 中 心 移动 ， 容 积 逐 渐 缩 小 ， 使 气体 受到 压缩 ， 最 后 由 静 盘 中 心 部 位 的 排 气 孔 轴 向
排出 。

涡 旋 压缩 机 的 工作 过 程 如 图 4-2 所 示 。 当 动 盘 位 置 处 于 0"( 图 4-2(a) )， 涡 旋 体 的 路
合 线 在 左右 两 人 出， 由 哮 合 线 组 成 了 封闭 空间 ， 此 时 完成 了 吸 气 过 程 ， 当 动 盘 顺 时 针 方 向
公转 90" 时 ， 密 封 呈 合 线 也 移动 90"， 人 处 于 上 下 位 置 ， 如 图 4-2(5) 所 示 ， 封 闭 空间 的 气体
被 压缩 ， 与 此 同时 ， 涡 旋 体 的 外 侧 进行 吸 气 过 程 ， 内 侧 进 行 排 气 过 程 ， 当 动 盘 公转 180"
时 (图 4-2C(c))， 涡 旋 体 的 外 、 中 、 内 侧 分 别 继续 进行 吸 气 、 压 缩 、 排 气 过 程 ， 动 盘 继 续
公转 至 270" 时 (图 2(4))， 内 侧 排 气 过 程 结束 ， 中 间 部 分 的 气体 压缩 过 程 也 结束 ， 外 侧
吸 气 过 程 仍 在 继续 进行 ， 当 动 盘 转 至 原来 如 图 4-2Ca) 所 示 位 置 时 ， 外 侧 吸 气 过程 结 束 ，
内 侧 排 气 过 程 仍 在 进行 。 如 此 反复 循环 。 由 以 上 分 析 可 以 看 出 ， 涡 旋 压缩 机 的 工作 过 程 仅
有 进 气 、 压 缩 、 排 气 三 个 过 程 ， 而 且 是 在 主轴 旋转 一 周 内 同时 进行 的 ， 外 侧 空间 与 吸 气 口
相通 ， 始 终 处 于 吸 气 过 程 ， 内 侧 空间 与 排 气 口 相 通 ， 始 终 处 于 排 气 过 程 ， 而 上 述 两 个 空间
之 间 的 月 牙 形 封闭 空间 内 ， 则 一 直 处 于 压缩 过 程 。 因 而 可 以 认为 吸 气 和 排 气 过 程 都 是 连
续 的 。

J06 第 四 章 涡 旋 压缩 机

图 4-1 涡 旋 压缩 机 的 结构 图 4-2 涡 旋 压缩 机 的 工作 过 程
1 一 动 盘 ; 2 一 静 盘 ; 3 一 机 体 ; 4 一 防 自转 环 ; (a) 转 角 0"; (6) 转角 90";(c) 转 角 180"; (qd) 转 角 270*
5 一 偏心 轴 ; 6 一 进 气 口 ; 7 一 排 气 口 1 一 压缩 室 ; 2 一 进 气 口 ; 3 一 动 盘 ; 4 一 静 盘 ，5 一 排 气 口 ;

6 一 吸 气 室 ; 7 一 排 气 室 ; 8 一 压缩 室

二 :特点

(1) 效率 高 ” 涡 旋 式 压缩 机 的 吸 气 、 压 缩 、 排 气 过 程 连续 单 向 进行 ， 因 而 吸入 气体 的
有 害 过 热 小 ; 相 邻 工作 腔 间 的 压 差 小 ， 气 体 泄漏 少 ; 没有 余 隙 容积 中 气体 向 吸 气 腔 的 膨胀
过 程 ， 容 积 效 率 就 高 ， 通 常 高 达 95% 以 上 ; 动 涡 旋 体 上 的 所 有 点 均 以 几 豪 米 的 回转 半径
做 同步 转动 ， 所 以 运动 速度 低 ， 摩 擦 损失 小 ; 没有 吸 气 阀 ， 也 可 以 不 设置 排 气 阅 ， 所 以 气
流 的 流动 损失 小 。 涡 旋 式 压缩 机 的 效率 比 往复 式 约 高 10%。

(2) 力矩 变化 小 、 振 动 小 、 噪 声 低 ” 涡 旋 式 压 缩 机 的 压缩 过 程 较 慢 ， 因 一 对 涡 旋 体 中
几 个 月 政 形 空 间 可 同时 进行 压缩 过 程 ， 故 使 曲轴 转 矩 变化 小 ， 涡 旋 式 转 矩 仅 为 滚动 转子 式
和 往复 式 的 1/10， 压 缩 机 运转 平稳 ; 又 因为 涡 旋 式 压 缩 机 吸 气 、 压 缩 、 排 气 是 连续 进行
的 ， 所 以 进 排 气 的 压力 脉动 很 小 ， 于 是 振动 和 噪声 都 小 。

(3) 结构 简单 、 体 积 小 、 质 量 轻 、 可 靠 性 高 ” 涡 旋 式 压缩 机 构成 压缩 室 的 零件 数目
与 滚动 转子 式 以 及 往复 式 的 零件 数目 之 比 为 1 : 3 : 7， 所 以 涡 旋 式 的 体积 比 往复 式 小
40%， 质 量 轻 15%; 又 由 于 没有 吸 气 阀 和 排 气 阀 ， 易 损 零件 少 ， 加 之 有 轴 向 、 和 向 间
隙 可 调 的 柔性 机 构 ， 能 避免 液 击 造成 的 损失 及 破坏 ， 故 涡 旋 式 压 缩 机 的 运行 可 靠 性 高 。 因
此 ， 澳 旋 式 压缩 机 即使 在 高 转速 下 运行 也 保持 高 效率 和 高 可 靠 性 ， 其 最 高 转速 可 达
13000r/min 。

尽管 涡 旋 式 压 缩 机 的 优点 多 ， 但 是 需要 高 精度 的 加 工 设备 和 精确 的 装配 技术 ， 限 制 了
它 的 普遍 制造 和 应 用 ， 目 前 还 仅 限于 功率 在 1~15kW 的 空调 器 中 应 用 。

第 二 节 ” 涡 旋 体型 线 与 工作 容积 4107

第 二 节 ” 涡 旋 体 型 线 与 工作 容积

一 、 涡 旋 体型 线

涡 旋 体型 线 通 常 采 用 圆 的 渐 开 线 。

1. 圆 的 渐 开 线 方程 .

图 4-3 示 出 圆 的 渐 开 线 。 直 线 工 沿 某 圆周 作 纯 滚动 时 ， 直 线 上 任 一 点 A 的 轨迹 AK，
被 称 为 圆 的 渐 开 线 ， 称 该 圆 为 基 圆 ， 直 线 是 发 生 线 ，7 为 基 圆 半径 ，p8 为 渐 开 线 展 角 ， 风
为 渐 开 角 ，eu 为 渐 开 线 初始 角 ， 渐 开 线 方程 为 :

Z 一 了 Lecos(g 二 oa) 十 gsinCgHoa)]
y=Zx|sin($+a)—$cos($++a) ]
2. 涡 旋 体 的 渐 开 线 方 程
由 于 涡 旋 体 应 有 一 定 的 壁 厚 ， 涡 旋 内 外 壁 是 由 不 同 初始 角 十 c 和 一 a 的 渐 开 线 构成 ，
如 图 4-4 所 示 。 根 据 式 (4-1) 可 写 出 渴 旋 体内 外 壁 渐 开 线 方程 。

II
了

(4-1)

图 4-3 圆 的 渐 开 线 图 4-4 渴 旋 体 的 内 外 渐 开 线
内 壁 渐 开 线 方程 为 :
Ti—=rL cos($;Tao) psin(g; a) | 四
(4-2)
Yi =r|L sin($, 二 ea) —#cos($. 十 a) ]
外 壁 渐 开 线 方程 为 :
zo=r[cos($o—a) +$osinCgo —a)] (4.3) |

yo =rLsin(go —a)—#ocos(#o—a) |

了 05 第 四 章 涡 旋 压缩 机

3. 涡 旋 参数 a
涡 旋 压缩 机 涡 旋 体 的 主要 参数 可 归纳 有 ，

基 圆 半径 ~;

渐 开 线 起 始 角 a;

涡 旋 体 壁 厚 ;二 2ra;
涡 旋 体 节 距 P==2xr;
涡 旋 体 高 h，;
压缩 腔 室 对 数 N;

涡 旋 圈 数 m= 二 NN 十 1/4。

二 、 工作 容积
当 涡 旋 转子 与 涡 旋 定子 的 最 外 圈 闭 合 时 ， 一 对 涡 旋 体内 的 容积 即 为 行程 容积 V, Cm )，

友 一 27xP H(Ps—2t) (2N—1—0 /x) (4-4)

式 中 “五 一 一 涡 旋 体育 度 ，mi
i 一 一 涡 旋 体 壁 厚 ，m;
Pt 涡 旋 节 距 ，P, 一 2xr，m;
一 一 其 圆 半径 ，m:;
NN 一 一 澳 旋转 子 和 定子 所 形成 的 小 室 数 ;
0 一 一 形成 最 外 圈 小 室 时 的 回转 角 ，rad。

三 、 容 积 效 率 及 等 粹 效率

涡 旋 压缩 机 由 于 采用 了 超 精 加 工 工艺 及 和 柔性 的 密封 结构 ， 又 由 于 涡 旋 压缩 机 不 存在 余
隙 容积 ， 因 此 在 较 大 压力 比 范围 内 都 具有 较 高 的 容积 效率 。 图 4-5 为 涡 旋 压缩 机 与 活塞 压
缩 机 在 压力 比 为 2~8 范围 内 的 比较 。 由 图 可 见 ， 涡 旋 压 缩 机 具有 较 高 的 容积 效率 。 一 般
压力 比 在 3.5~5.5 的 范围 内 ， 其 容积 效率 要 比 活塞 式 高 20%~24%，。

渴 旋 压缩 机 由 于 吸 气 、 压 缩 过 程 缓 慢 ， 气 体 的 流动 损失 较 小 ， 因 此 具有 上 比 活 塞 式 压缩
机 较 高 的 等 炉 效 率 ( 图 4-6) 。

-2
Le

容积 效率 (94)
等 炉 效 率 (0%)
S

Da
[em]

上
心

压力 比

图 4-5 容积 效率 与 压力 比 之 间 的 关系 (R22) 图 4-6 等 炉 效 率 与 压力 比 之 间 的 关系
(冷凝 温度 50°C) (冷凝 温度 50'C)

第 三 节 密封 、 防 自转 机 构 与 容量 调节 109

第 三 节 密封 、 防 自转 机 构 与 容量 调节

一 、 密 封 机 构

涡 旋 压缩 机 的 涡 旋 定子 与 涡 旋 转子 之 间 的 密封 ， 是 提高 涡 旋 压缩 机 性 能 的 关键 所
在 。 涡 旋 压 缩 机 采用 了 专门 的 轴 向 柔性 密封 与 径 向 柔性 密封 装置 ， 取 得 良好 的 密封
效果 。

1， 轴 向 乘 性 密封 ，

轴 向 密封 方法 之 一 是 在 涡 旋 体 的 背 侧 施加 一 定 的 气体 压力 ， 使 涡 旋 体 顶 端面 与 其 相对
的 涡 旋 体 的 底 槽 紧密 接触 ， 防 止 相 邻 小 室 中 的 气体 通过 顶端 和 底 模 之 间 的 泄漏 ， 但 要 尽量
减少 其 间 的 压力 ， 以 降低 其 摩擦 损失 。 图 4-7 是 利用 作用 在 涡 旋 定子 上 的 气体 压力 来 提供
涡 旋 定子 和 转子 的 顶端 与 转子 和 定子 底 槽 之 间 的 密封 力 。 涡 旋 定 子 采用 轴 向 柔性 导 销 来 柔
性 固定 ， 它 只 允许 在 轴 向 作 微 小 位 移 ， 并 非 刚性 定位 在 轴 向 的 某 一 位 置 。 这 样 能 保证 涡 旋
体 的 轴 向 密封 ， 在 气体 力 消失 时 ， 轴 向 密封 力也 随 之 消失 ， 此 时 涡 旋 体 项 端 与 底 槽 会 有 分
离 的 现象 ， 这 就 是 轴 向 柔性 密封 。

排 气压 力
中 间 压力 TY TY 中 间 压力
IIT

图 4-7 轴 向 柔性 密封
(o) 泽 动 密封 装置 (6) 固定 涡 旋 盘 受 力图
1 一 密封 面 ， 2 一 浮动 密封 装置 ，3 一 低压 腔 ;! 4 一 中 间 压 力 腔 ，
5 一 中 间 压 力 通 道 ，6 一 排 气 口 ， ?一 轴 向 柔性 导 销 ; 8 一 固定 涡 旋 埠

为 了 在 涡 旋 定子 顶部 提供 适当 的 气体 压力 ， 在 涡 旋 定子 上 的 中 间 压 缩 室 处 开 一 中 间 压
力 通道 5 图 4-7C4a))， 以 提供 适当 的 中 间 压 力 。 在 中 间 压 力 腔 4 的 上 部 作用 有 排 气压 力 及
中 间 压 力 ( 图 4-7(5))， 除 了 平衡 涡 旋 内 部 的 压缩 气体 压力 外 ， 还 提供 了 顶端 和 底 槽 的 密封
压力 。 轴 向 柔性 导 销 7 是 用 以 实现 涡 旋 定 子 的 轴 向 位 移 和 承受 倾覆 力矩 而 设置 的 。

2， 径 向 柔性 密封

涡 旋 转子 与 涡 旋 定子 的 径 向 密封 是 指 渴 旋 体 侧面 路 合 点 处 的 密封 。 径 向 柔性 密封 是 利
用 涡 旋转 子 的 回转 离心 力 的 作用 来 提供 所 需 的 侧面 密封 力 。 在 偏心 曲轴 销 2 和 涡 旋 转子 的
中 间 设 有 游 动 衬 套 5( 图 4-8)， 并 有 足够 的 游 阶 ， 使 涡 旋 转子 能 在 径 向 有 微小 位 移 ， 以 提

JJ0 第 四 章 涡 旋 压缩 机

供 有 限 的 柔性 。 对 涡 旋 转子 离心 力 的 大 小 ， 可 通过 加 径 向 移动 1
平衡 块 的 大 小 和 位 置 来 调整 ， 以 防止 离心 力 过 大 而 增 “
加 摩擦 损失 和 磨损 。 离 心力 过 小 时 ， 则 不 能 产生 足够
的 侧面 密封 力 ， 使 泄漏 增加 ， 从 而 增加 了 噪声 和 使 压
缩 机 性 能 恶化 。 径 向 与 轴 向 柔性 密封 同时 具有 排出 固
体 杂 质 或 液体 工 质 的 能 力 ， 有 具有 很 好 的 抗 湿 行 程 的
能 力 。

对 于 轴 向 和 径 向 的 柔性 密封 ， 不 仅 有 效 地 防止 了
泄漏 ， 并 且 在 特别 恶劣 的 带 液 工 况 下 ， 能 维持 运转 ，
同时 给 吸 气 喷 液 冷却 也 创造 了 有 利 条 件 。 此 外 ， 在 停 图 4.8 径 向 柔性 结构
车 时 由 于 压力 得 到 平衡 ， 两 涡 旋 体 间 可 以 稍 有 脱离 ， ] 偏心 轴 中 心 ， 2 一 偏心 纳 销 ; 3 一 固定 涡
使 压缩 机 启动 时 具有 较 小 的 启动 力矩 ， 有 利于 启动 。 ” 旋 盘 中 心 ，4 一 运动 涡 旋 盘 ，5 一 游 动 衬 套

二 、 防 自转 机 构

在 渴 旋 压缩 机 中 ， 只 允许 涡 旋转 子 绕 涡 旋 定子 以 偏心 距 e 公转 ， 不 能 自转 。 为 此 在 机
构 上 必须 设 有 防 自转 机 构 。 一 般 常用 的 有 十 字 联 接 环 和 球形 联 轴 器 。

1， 十字 联接 环

图 4-9 示 出 了 一 种 得 到 广泛 应 用 的 十 字 联 接 环 ， 底 面 的 一 对 滑 块 D、C 与 机 座 上 的 一
对 滑 档 G、 五 配合， 上面 的 一 对 滑 权 A、B 与 动 涡 旋 体 底面 的 一 对 滑 块 玉 、 下 配合 ， 共 形
成 4 对 摩擦 副 。 图 4-9(5) 是 十 字 连 接 环 机 构 运 动 简 图 ，O1 是 曲轴 中 心 ，O; 是 曲柄 销 中
心 ，O; 绕 O; 旋转，O. 与 0; 间 的 距离 是 旋转 半径 尽 ， 机 座 为 静坐 标 系 XOLY， 十 字 联 接
环 为 动 坐标 系 XOY ，O1 是 两 对 滑 块 中 心 线 交点 。 动 涡 旋 体 的 牵连 运动 即 是 十 字 联 接 环
相对 于 机 座 的 运动 ， 是 沿 了 轴 方 向 的 往复 直线 运动 ， 动 涡 旋 体 的 相对 运动 是 动 涡 旋 体 相
对 于 十 字 联 接 环 的 运动 ， 为 沿 X' 轴 方向 的 往复 直线 运动 ， 因 此 动 涡 旋 体 不 能 自转 ， 而 只
能 相对 于 静 涡 旋 体 作 平 动 。 根 据 刚体 平 动 的 性 质 ， 动 涡 旋 体 上 的 任 一 点 都 与 O 有 形状 相

Vi ,p ,

十

字 联 接 环

图 4-9 十 字 联 接 环
(a) 结 构 示 意图 : (6) 运动 简 图

第 三 节 ”密封 、 防 自转 机 构 与 容量 调节 ”JJ1

同 的 运动 轨迹 (轨迹 是 旋转 半径 为 尺 的 圆 ) 和 相等 的 速度 及 加 速度 。 该 机 构 的 缺点 是 ， 对 十
字 滑 块 和 十 字 滑 槽 的 垂直 度 要 求 很 高 ， 又 因 存 在 4 对 滑动 摩擦 副 ， 摩 擦 力 和 磨损 也 较 大 。

2. 球形 联 轴 器

球形 联 轴 器 (图 4-10) 是 由 两 块 几何 参数 完全 相同 的 环形 扎 板 ， 以 一 定 的 偏心 距 e， 将
钢 球 卡 嵌 其 中 组 合 而 成 ， 其 中 一 块 为 动 环 ， 固 定 在 涡 旋转 子 的 背 侧 ， 而 另 一 块 为 定 环 ， 国
定 在 机 座 上 保持 不 动 ， 使 涡 旋转 子 可 作 偏 心 e 的 平移 转动 运动 。 球 形 联 轴 器 不 仅 具 有 防 自
转 的 作用 ， 同 时 还 可 兼 有 平衡 轴 向 力 的 止 推 作用 。 图 4-11 所 示 为 一 装 有 球形 联 轴 器 的 车
用 空调 涡 旋 式 压缩 机 。

LA

中
中

1
a

图 4-10 ”环形 联 轴 器 图 4-11 采用 球形 联 轴 器 和 气体 回流 式
调节 机 构 的 车 用 渴 旋 压缩 机
1 一 活塞 式 控制 阅 ，2 一 波纹 管 ; 3 一 导向 球阀 ;4 一 再 循
环 气体 流量 调节 孔 ，5 一 中 间 压 力 室 ;6 一 节 流 孔 ，7 一 滤 网 ;
8 一 涡 旋 排 气孔 ; 9 一 排 气 室 ; 10 一 耐 磨 板 ;11 一 回流 孔 ;
12 一 天 簧 阀 ，13 一 弹簧 ;14 一 再 循环 气体 流 ; 15 一 通气 孔

三 、 容 量 调节 .

涡 旋 压缩 机 可 采用 变频 调节 的 方法 来 调节 输 气量 。 对 于 一 些 非 电动 机 驱动 的 涡 旋 压缩
机 ， 可 采用 旁 通 回流 式 调节 机 构 。 它 是 在 涡 旋 定子 的 背 侧 端面 上 ， 在 某 一 中 间 压 缩 室 处 开
设 一 对 回流 孔 11( 图 4-11)。 在 要 求 调节 时 ， 使 气体 只 经 微小 压缩 而 回流 至 吸 气 侧 ， 从 而
实现 其 能 量 调 节 ， 气 体 的 回流 出 活塞 式 控制 闪 1 来 控制 。 当 涡 旋 压缩 机 停机 时 ， 活 塞 式 控
制 阀 由 弹簧 13 顶 开 ， 使 回流 孔 全 开 。 这 样 在 启动 时 ， 可 保证 涡 旋 压缩 机 处 于 印 载 状态 。

输 气量 调节 方面 ， 值 得 一 提 的 是 还 有 一 种 双 涡 旋 式 压缩 机 。 它 是 将 两 个 涡 旋 式 压缩 机
封装 在 同一 个 机 壳 中 ， 其 中 一 个 为 常规 的 固定 转速 的 渴 旋 压缩 机 ， 另 一 个 为 可 以 进行 调频
无 级 调 速 的 涡 旋 压缩 机 。 此 机 是 根据 超级 多 联 窒 调 机 的 需要 而 研制 的 。 这 是 因为 多 联机 具
有 很 长 的 管道 ， 压 头 要 求 高 ， 系 统 分 支 多 。 这 就 需要 大 大 增加 制冷 剂 和 润滑 油 量 ， 将 两 个
涡 旋 压缩 机 并 置 在 同一 机 党 中 ， 则 在 机 壳 中 所 允许 贮存 的 制冷 剂 和 润滑 油 量 可 以 增 大 ， 以

了 J2 第 四 章 涡 旋 压缩 机

保证 压缩 机 运行 的 更 大 可 靠 性 。 此 机 的 特点 有 :功率 范围 为 0.75 一 7. 5kW， 可 实现 无 级
调节 。 它 与 单个 渴 旋 压缩 机 采用 变频 调节 相 比 ， 所 用 变频 装置 的 容量 可 以 较 小 ， 不 仅 使 成
本 降低 ， 而 且 使 得 部 分 负荷 时 效率 下 降 少 。

第 四 节 典型 产品 及 其 特性

” 涡 旋 压缩 机 的 结构 形式 与 其 用 途 有 关 ， 尽 管 它们 的 核心 部 分 均 为 一 对 动 、 静 涡 旋 盘 ，
但 总 体 结构 上 部 可 能 有 很 大 差别 。 全 封闭 式 结构 主要 用 于 空调 与 制冷 ; 开启 式 结构 主要 用
于 汽车 空调 。 由 于 结构 形式 不 同 ， 更 由 于 各 生产 厂家 不 希望 重复 彼此 的 结构 ， 因 此 在 零 部
件 结构 方面 各 有 特点 。 .

一 、 全 封闭 式 结构 涡 旋 压缩 机

全 封闭 式 结构 目前 有 图 4-12 所 示 的 两 种 设计 方案 。 图 4-12(a) 为 高 压 腔 结构 ， 即 压缩
机 直接 排 气 于 简体 内 ， 简 内 充斥 排出 的 高 压气 体 ， 然 后 通过 接管 排 至 简 外 ， 进 气 则 有 导管
直接 通 到 压缩 机 吸 气 室 。. 图 4-12(5) 为 低压 腔 结构 ， 即 压缩 机 吸 气 时 ， 低 压 的 气体 先进 入
简体 内 ， 然 后 被 压缩 机 所 吸入 ， 排 出 的 气体 经 简体 上 方 的 盖 腔 ， 再 通过 导管 排出 。 这 种 结
构 的 简体 内 腔 实 际 上 由 隔 板 分 割 成 高 、 低 两 个 空间 。

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(a) (2)
图 4-12 全 封闭 涡 旋 压 缩 机 的 两 种 基本 形式
Ca) 高 压 腔 结构 ;(5) 低 压 腔 结 构
高 压 腔 结构 有 如 下 特点 :
(1) 一 般 动 涡 旋 盘 背 面 均 设置 平衡 其 轴 向 气体 力 的 中 间 压 力 腔 ， 动 、 静 涡 旋 盘 涡 圈 顶
端 可 不 设置 密封 条 ， 并 且 机 器 愈 工作 ， 顶 端 配合 愈 紧密 。
(2) 电动 机 由 排 气 进行 一 定 程度 的 冷却 ( 排 气温 度 低 于 电动 机 温度 ) 。

第 四 节 ”典型 产品 及 其 特性 “了 13

C3) 排出 气体 中 油 的 分 离 比 较 方便 ， 并 且 易 于 回 至 贮 油 池 。

(4) 润滑 油 可 利用 压 差 导 至 各 摩擦 面 。

(5) 进 气 被 加 热 程度 较 小 。

(6) 壳 体 温度 较 高 ， 润 滑 油 冷却 情况 较 差 。

(7) 为 防止 机 器 在 停止 运行 瞬时 产生 逆转 ， 以 及 润滑 油 可 能 充满 涡 盘 工作 腔 并 进入 吸
气管 道 系统 ， 因 此 进 气 口 应 设 止 回 阅 。

低压 腔 结 构 特 点 如 下 :

(1) 电动 机 由 进 气 及 外 界 空气 进行 一 定 程度 的 冷却 。

(2) 进 气 被 加 热 的 程度 较 大 。

《3) 排 气 中 油分 离 较 困 难 ， 通 常 在 高 、 低 压 腔 隔 板 上 设 一 小 孔 来 回 油 。

(4) 需 用 专用 的 油泵 或 由 主轴 中 的 偏心 孔 ， 在 工作 时 产生 的 离心 力 来 将 润滑 油 输 至 各
摩擦 面 。

(5) 壳 体 温度 较 低 ， 润 滑 油 冷却 情况 较 好 。

《6) 为 防止 机 器 在 停止 运行 瞬时 产生 逆转 ， 排 气 口 应 设 止 回 立 。

以 上 两 种 结构 形式 对 机 器 的 热力 性 能 无 明显 的 影响 ， 故 在 实际 的 机 器 中 两 种 结构 都 有

应 用 。
1， 涡 旋 压 缩 机 高 压 腔 典型 结构

图 4-13 为 AH 系列 5000DH-80C1 型 空调 用 澳 旋 压缩 机 剖面 图 。 全 封闭 立 式 结构 ， 机
器 简体 内 均 为 高 压 腔 ， 机 架 7 紧 固 在 简体 内 壁 ， 静 涡 盘 2 用 螺钉 26 与 机 架 固 接 。 动 涡 盘
3 构 于 静 涡 盘 与 机 架 之 间 ， 动 涡 盘 与 曲柄 轴 颈 之 间 为 滑动 轴承 4， 主 轴承 上 部 为 圆柱 滚动
轴承 8、 下 部 为 滑动 轴承 11。 电 动机 转子 13 呈 悬 臂 式 紧 固 在 主轴 上 ， 电 动机 定子 14 固定
在 简体 内 壁 。 平 衡 重 5 为 单独 制造 ， 然 后 热 套 在 主轴 上 。

当 机 器 工作 时 ， 制 冷 剂 气体 自 进 气管 30 克服 弹 答 27 的 作用 力 ， 推 开 止 回 阀 活塞 28，
进入 静 涡 旋 擅 吸 气 室 ， 经 压缩 后 自 静 涡 旋 盘 中 心 的 排 气 孔 排 人 党 腔 内 ， 然 后 通过 静 涡 旋 盘
及 机 架 侧 面 与 简体 之 间 特 设 的 孔道 ， 排 至 下 部 简体 内 ， 在 经 过 适当 的 油气 分 离 后 由 排 气 接
管 6 排 人 制冷 系统 ， 润 滑 油 通过 主轴 上 的 上 油管 22， 在 压力 差 的 作用 下 被 送 到 各 个 润滑
表面 。 动 涡 旋 盘 下 面 是 一 个 中 间 压 力 腔 ， 所 形成 的 力 应 保证 动 涡 旋 盘 向 上 贴 紧 在 静 涡 旋 盘
上 ， 并 保证 涡 圈 项 端面 的 间隙 密封 。 在 本 结构 中 ， 中 间 压 力 腔 的 压力 来 自动 涡 旋 盘 一 对 第
二 压缩 腔 室 范围 内 端 板 上 的 三 个 小 孔 。 主 轴 与 电动 机 转子 的 重量 由 圆柱 滚动 轴承 内 圈 端 面
与 垫 片 9 支撑 ， 并 起 中 、 高 压 腔 之 间 的 密封 作用 。 为 了 保持 润滑 油 的 清洁 ， 简 体 下 部 设 有
一 道 滤 网 16 与 低 部 的 电磁 铁 19， 用 于 除去 回 油 中 的 杂质 与 铁 导 等 。

进 气管 中 止 回 阀 的 弹 短 刚性 较 小 ， 活 塞 一 旦 开启 后 ， 运 行 过 程 中 便 不 会 关闭 。 但 刚性
也 不 可 能 太 小 ， 因 为 压缩 机 一 旦 停止 工作 ， 应 使 活塞 尽快 将 气体 管 切 断 ， 不 然 润滑 油 会 在
压 差 作用 下 大 量 涌 人 中 间 压 力 腔 ， 进 而 进入 工作 腔 并 喷 人 入 进 气管 。 此 外 ， 润 滑 油 若 大 量 灌
留 在 工作 腔 内 ， 压 缩 机 便 无 法 再 启动 ， 甚 至 因此 而 烧毁 电动 机 或 损坏 涡 旋 盘 。 |

该 压缩 机 主轴 下 端 不 设 轴承 ， 涡 图 顶端 不 设 密封 条 ， 也 无 专门 的 涡 旋 盘 径 向 补偿 机
构 ， 故 结构 极 简单 ， 但 制造 精度 要 求 更 高 。

图 4-14 为 卧 式 全 封闭 高 压 腔 涡 旋 压缩 机 剖面 图 。 在 电动 机 转子 两 端 均 设 有 轴承 ， 排
气 全 部 经 过 电动 机 后 再 通过 两 次 分 离 ， 然 后 由 接管 排出 沉 体 。 润 滑 油 依靠 油泵 或 由 接管 或 .

114 第 四 章 涡 旋 压缩 机

机 架 辟 上 钻 孔 ， 依 靠 压 差 将 油 导入 主轴 中 心 ， 进 而 分 配 至 各 润滑 表面 。 卧 式 结构 宜 用 于 小
型 、 动 涡 旋 盘 质量 较 小 时 或 者 高 度 受 限 制 的 场合 ， 如 列车 空调 等 。

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图 4-13 ”500DH-80C1 .型 涡 旋 压缩 机 痢 面 图
1 一 吊环 ;2 一 静 涡 盘 ;3 一 动 涡 盘 ; 4 一 滑动 轴承 ;5 一 主 平衡 重 ;6 一 排 气 接管 ;7 一 机 架 ; 8 一 圆柱 滚动 轴承 ;
9 一 轴 向 垫 片 ; 10 一 主轴 ， 11 一 下 主轴 承 ( 滑 动 );12 一 简体 ;13--- 电 动机 转子 ，14 一 电动 机 定子 ;
15 一 辅 平 衡 重 ，16 一 滤 网 ，17 一 下 简 盖 ，18 一 底座 ，19 一 电磁 铁 ;，20 一 磁铁 架 ; 21 一 贮 油 池 ;
22 一 上 油管 ，23 一 电动 机 接线 柱 ; 24 一 接线 柱 单 壳 ，25 一 十 字 滑 环 ; 26 一 紧 固 螺钉 ;
27 一 弹 筑 ; 28 一 止 回 阀 活 寒 ; 29 一 进 气 管 密 封 轿 ，30 一 - 进 气管

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图 4-14 卧 式 全 封闭 涡 旋 压 缩 机 结构
1 一 静 涡 盘 ， 2 一 动 涡 盘 ; 3 一 机 架 : 4 一 主轴 ; 5 一 电动 机 定子 ;6 一 电动 机 转子 ;7 一 油分 离 器 ;
8 一 排 气 接管 ，9 一 润滑 油泵 ; 10 一 后 端 盖 ; 11 一 贮 油 池 ; 12 一 简体 ，13 一 动 涡 盘 轴承 ;

14 一 主轴 承 ; 15 一 十 字 滑 环 ，16 一 支架 ; 17 一 进 气管 ，18 一 止 回 阀 ，19 一 前 端 盖

第 四 节 典型 产品 及 其 特性 115

2. 涡 旋 压缩 机 低压 腔 典 型 结构 |

图 4-15 为 ZR 系列 柔性 涡 旋 压缩 机 的 剖面 图 。 从 蒸发 器 过 来 的 工 质 气体 经 吸 气管 4 进
和 人 压缩 机 机 壳 ， 通 过 处 于 机 壳 上 部 的 涡 旋 转子 3 和 涡 旋 定子 2 来 压缩 ， 由 涡 旋 定子 中 心 筷
排出 ， 并 经 由 高 低压 分 隔音 24 进入 顶部 排 气 腔 25。 在 分 隔 罩 与 江 旋 定子 间 设 有 密封 面 。
在 机 壳 体 出 口 1 处 装 有 止 回 阀 26。 在 涡 旋 定子 的 中 心 排 气 孔 口 附近 ， 设 有 旁 通 管 道 20，
通道 口 由 双 金 属 温 控 片 23 控制 。 当 排 气 温度 过 高 时 ， 温 控 片 打开 通道 口 使 高 低压 旁 通 ，
排 气 腔 压 力 降 低 ， 止 回 竟 关 闭 ， 压 缩 机 运转 在 印 载 状态 ， 避 免 压 缩 机 过 热 。 用 这 种 方式 ，
压缩 机 排 气温 度 可 控制 在 150C 以 下 ， 从 而 避免 压缩 机 的 损坏 。 偏 心 轴 7 对 涡 旋转 子 的 传
动 ， 通 过 十 字 连 接 环 18 相连 ， 使 涡 旋转 子 仅 能 绕 涡 旋 定子 公转 ， 防 止 了 涡 旋 转子 的 自转 。
涡 旋转 子 盘 与 偏心 销 之 间 装 有 游 动 衬 套 17。 压 缩 机 的 润滑 是 借助 于 偏心 轴 运 转 时 的 离心
抽 力 ,将 壳 体 下 部 油 池 中 的 润滑 油 ， 沿 着 偏心 轴 中 的 油 道 送 到 主轴 承 、 偏 心 销 、 游 动 衬 套
进行 润 消 。 内 置 电 动机 处 于 机 壳 的 下 部 ， 其 定子 紧 配 在 机 壳 上 ， 使 机 过 成 为 电动 机 的 散热
面 。 在 电动 机 转子 的 上 下 端 设 有 平衡 块 6 和 14， 以 平衡 涡 旋 转子 所 产生 的 惯性 力矩 。

图 4-15 所 示 的 涡 旋 压缩 机 润滑 系统 ， 是 依靠 曲轴 旋转 时 的 离心 抽 吸 ， 将 润滑 油 输送
到 各 润滑 部 位 ， 此 时 压缩 机 、 电 动机 是 处 于 低压 壳 体 中 。 但 也 有 一 种 利用 吸 排 气压 差 来 供
油 的 润滑 系统 (图 4-16)。 压 缩 机 通过 涡 旋 定子 中 心 孔 21 排 气 , 气体 越过 涡 旋 定 子 3， 经 由

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图 4-15 ”全 封闭 式 涡 旋 压 缩 机 的 剖面 图 图 4-16 涡 旋 式 压 缩 机
1 一 排 气管 ，2 一 涡 旋 定子 ; 3 一 涡 旋转 子 ; 4 一 吸 气 管 ， ”1 外 这; 2 一 排 气 室 ( 高 压 )，3 一 涡 旋 定 子 ; 4 一 排 气 通路 ;
5、10 一 油 孔 ，6、14 一 上 、 下 平衡 块 ; 7 一 偏心 轴 ; 8 一 电 。 ”5 一 涡 旋 转子 ，6 一 中 间 压 力 腔 ; 7 一 电动 机 宣 ( 高 压 );
动机 转子 ，9 一 电动 机 定子 ;11 一 甩 油 盘 ;，12 一 润滑 油 池 ; 8 一 机 座 ; 9 一 主轴 承 ; 10 一 内 置 电动 机 ;11 一 润滑 油 ;
13 一 下 主轴 承 ; 15 一 润滑 油 道 ; 16 一 上 主轴 承 ; 17 一 游 动 12 一 曲轴 ; 13 一 曲轴 兼 密封 ，14 一 密封 ，15 一 游 动
衬 套 18 一 十 字 连 接 环 ，19 一 轴 向 柔性 导 销 ; 20 一 气体 衬 套 ; 16 一 中 间 压 力 孔 ; 17 一 十 字 联 轴 节 ，18 一 排
旁 通 管 ;21 一 中 间 压 力 阐 ，22 一 浮动 密封 ; 23 一 双 金 属 气管 : 19 一 吸 气 室 ; 20 一 吸 气 管 ，21 一 排 气 口
温 控 片 ，24 一 高 低压 分 隔 蛙 ，25 一 排 气 腔 ; 26 一 止 回 疼

了 716 第 四 章 涡 旋 压缩 机

压缩 机 和 完 体 间 的 缺口 通道 ， 流 向 电动 机 侧 。 由 于 气流 速度 减 慢 ， 使 气体 中 含油 分 离 ， 并
通过 焊 于 壳 体 内 壁 的 油 捕 集 网 使 油 进 一 步 分 离 。 与 此 同时 ， 排 气 也 冷却 了 电动 机 。 这 样 ，
压缩 机 、 电 动机 处 于 高 压 沉 体 中 ， 在 壳 体 底部 油 池 中 的 润滑 油 ， 在 压力 差 的 作用 下 通过 滤
网 、 曲 轴 中 心 的 油 孔 ， 将 油 送 到 各 润滑 点 。

值得 一 提 的 是 ， 在 此 涡 旋 压缩 机 中 ， 两 个 涡 旋 体 轴 向 密封 所 需要 的 轴 向 气体 力 ， 是
由 中 间 压 力 腔 6 的 中 间 压 力作 用 于 涡 旋 转子 底部 而 实现 的 。 中 间 压 力 由 中 间 压 力 孔 16
获得 。

图 4-17 为 一 个 圆 简 形 壳 体 内 同时 安排 两 台 涡 旋 压缩 机 的 结构 。 其 中 一 台 涡 圈 高 度 较
低 ， 采 用 变频 电动 机 ， 转 速 可 调 ， 为 1 号 机 ， 另 一 台 涡 圈 高 度 较 高 ， 电 动机 转速 固定 ， 为
2 号 机 。 它 们 的 工作 方式 如 图 4-18 所 示 。 其 优点 是 与 相同 冷 量 的 一 台 涡 旋 压 缩 机 相 比 ，
在 较 宽 的 冷 量 范围 内 有 较 高 的 COP 值 。 其 缺点 是 结构 复杂 ， 制 造成 本 也 增加 。

制冷 量 (%)

图 4-17 ”一 个 壳 体 内 两 台 压 缩 机 的 结构 图 4-18 工作 方式 与 范围

二 、 开启 式 涡 旋 压 缩 机

图 4-19 所 示 为 汽车 空调 用 涡 旋 压缩 机 ， 由 发 动机 通过 带 轮 直接 驱动 。 为 防止 工 质 泄
漏 ， 其 涡 旋 盘 与 驱动 机 构 均 封闭 于 单 壳 1 与 机 架 11 之 中 ， 仅 主轴 13 伸 出 机 架 ， 并 由 轴 封
16 进行 密封 。 该 压缩 机 的 特点 是 : 单 壳 、 静 涡 旋 盘 、 动 涡 旋 盘 及 机 架 、 带 轮 均 由 铝 合金
制 成 ， 故 重量 较 轻 ， 防 自转 机 构 是 球形 联 轴 器 机 构 ， 由 滚珠 7、 两 端 板 6、23 与 两 个 挡 轿
8 所 构成 。 球 形 联 轴 器 防 自转 机 构 还 将 机 架 11 上 螺栓 紧 固 产生 的 轴 向 背 力 ， 传 递 到 动 涡
旋 盘 上 ， 克 服 轴 向 气体 力 ， 产 生 轴 向 密封 力 ， 偏 心 盘 10 是 套 在 主轴 柄 销 上 的 另 一 个 零件 ，
其 长 度 较 短 以 减少 机 器 轴 向 尺寸 ,直径 较 大 ， 以 保证 足够 的 承 压 面 ， 偏 心 盘 与 动 盘 的 轴 和 孔
之 间 为 滚动 轴承 9。 带 轮 14 支撑 于 机 架 上 ， 内 有 电磁 线圈 15， 当 压缩 机 不 工作 时 ， 带 轮
由 发 动机 带 着 空转 ， 当 需要 压缩 机 工作 时 ， 带 轮 中 的 电磁 线圈 中 通过 直流 电 产 生 磁 场 ， 进
而 吸 住 分 别 固定 于 主轴 端 部 和 带 轮 顶部 由 衔 铁 构成 的 一 对 摩擦 片 ， 主 轴 即 跟着 一 起 旋转 。
该 压缩 机 还 有 一 个 特点 是 静 涡 旋 盘 涡 圈 的 底部 腻 有 不 锈 钢 垫 片 3， 其 目的 是 借以 保证 底部
的 平面 度 、 涡 图 与 底面 的 直角 及 增加 耐 磨 性 。

第 四 节 ”典型 产品 及 其 特性 。 117

1 2 3 4 5678 9 101112

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图 4-19 汽车 空调 用 涡 旋 压缩 机

1 一 单 过 ，2 一 静 涡 盘 ，3 一 不 锈 钢 垫 片 ; 4 一动 涡 盘 ，5 一 轴 向 密封 图 ，6、23 一 端 板 ; 7 一 滚珠 ;8 一 挡 圈 ;9 一 滚 针
轴承 ; 10 一 偏心 盘 ; 11 一 机 架 ; 12 一 主 滚珠 轴承 ; 13 一 主轴 ;14 一带 轮 ; 15 一 电磁 线 图 ; 16 一 轴 封 ，17 一 带

轮轴 承 ; 18 一 主轴 辅 轴 承 ; 19 一 弹簧 片 ，20 一 摩 氛 片 ; 21、22 一 平衡 重 ; 24 一 销 钉 ; 25 一 止 回 网

涡 旋 压缩 机 用 于 汽车 空调 有 其 独特 的 优点 ， 最 主要 的 是 正常 工作 转速 可 较 其 他 压缩 机
高 ， 其 发 动机 的 传动 比 高 于 一 般 压 缩 机 的 传动 比 ( 约 1.4 倍 )， 并 且 转 速 最 高 可 超过
.10000r/min， 因 此 对 相同 制冷 量 所 要 求 的 工作 容积 ( 排 量 ) 也 较 其 他 压缩 机 小 ， 例 如 涡 旋 压
缩 机 工作 容积 为 69. 5cms/r， 即 相当 于 其 他 压缩 机 工作 容积 (110 一 50cmsy/r) ， 而 且 在 正常
转速 或 变 转速 ， 人 性 能 都 较 优良 。 。

汽车 空调 压缩 机 需要 解决 一 个 矛盾 ， 即 不 论 发 动机 高 速 运行
提供 稳定 的 制冷 量 。 因 此 ， 涡 旋 压 缩 机 需要 设置 气量 调节 机 构 。

还 是 低速 运行 ， 汽 车 要 求

第 五 章 螺杆 压缩 机

螺杆 压缩 机 最 早 由 德国 人 H. Krigar 在 1878 年 提出 ， 直 到 1930 年 瑞典 工程 师 AlfLy-
sholm 及 其 所 在 的 SRM 公司 对 螺杆 压缩 机 深入 研究 后 ， 才 开始 在 工业 上 应 用 。1950 年 就
有 了 喷 油 螺杆 压缩 机 用 于 制冷 装置 ，1970 年 初 开始 用 于 热泵 空调 装置 ， 目 前 螺杆 压缩 机 已
经 得 到 比较 广泛 的 应 用 。 除 了 由 两 个 转子 组 成 的 典型 螺杆 压缩 机 结构 外 ， 后 来 又 设计 出 由
一 个 转子 和 两 个 星 轮 组 成 的 另 一 类 结构 形式 ， 为 了 便于 区 别 ， 经 常 称 前 者 为 双 螺杆 压缩
机 ， 后 者 为 单 螺 杆 压 缩 机 。

第 一 节 ”基本 结构 及 工作 原理

一 、 基 本 结构
螺杆 压缩 机 也 是 依靠 容积 的 改变 来 压缩 气体 的 ， 开 启 式 结构 如 图 5-1 所 示 。 它 由 机 体
( 气 生体 )、 一 对 阴阳 转子 、 吸 排 气 端 座 、 平 衡 活塞 、 能 量 调节 机 构 、 轴 承 、 联 轴 器 等 零
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图 5-1 螺杆 式 制 冷 压缩 机 剖面 图
1] 一 机 体 ，2 一 阴 、 阳 转子 ;3 一 吸 气 端 座 ， 4 一 平衡 活塞 ; 5 一 滑 阀 ;
6 一 排 气 端 座 ， 7 一 主轴 承 ; 8 一 推力 圆柱 滚 子 轴 承 ; 9 一 轴 封 ， 10~- 联 轴 器

第 一 节 基本 结构 及 工作 原理 。 119

部 件 组 成 。 在 “co” 字 形 的 气 饶 体 1 的 内 部 ， 平 行 配置 着 两 个 螺旋 形 阴阳 转子 2。 转 子 型
线 多 为 单 边 、 非 对 称 摆 线 一 圆 缴 此 形 ， 其 中 具有 凸 齿 的 转子 叫 阳 转 子 ， 它 的 轴 外 伸 ， 通 过
联 轴 器 10 与 原 动 机 相连 ， 功 率 由 此 端 输入 ， 因 此 又 叫 主动 转子 ; 具有 四 齿 的 转子 叫 阴 转
子 ， 又 称 从 动 转 子 。 两 转子 按 一 定 的 传动 比 ( 阳 转子 与 阴 转 子 的 齿 数 一 般 为 4: 6) 反 向 转
动 。 在 主动 转子 和 从 动 转 子 的 两 端 部 ， 分 别 装 有 主轴 承 7( 滑 动 轴承 )， 用 来 承受 径 向 力 。
在 排 气 端 装 有 一 对 推力 圆柱 滚 子 轴 承 8， 用 于 承受 轴 向 推力 。 主 动 转子 的 吸 气 端 还 装 有 平
衡 活 塞 4， 用 来 减轻 由 于 排 气 侧 和 吸 气 侧 之 间 的 压力 差 所 引起 的 轴 向 推力 ， 从 而 减轻 推力
画 柱 深 子 轴承 所 承受 的 轴 向 力 。 气 饶 体 的 前 后 设 有 吸 排 气 端 座 。 吸 气孔 口 开 在 吸 气 端 座 3
的 上 方 ， 排 气孔 口 开 在 排 气 端 座 6 的 下 方 ， 制 冷 剂 按 对 角 线 方向 流动 。 阳 转子 伸 出 端的 端
盖 处 设置 有 摩擦 环 式 轴 封 装置 9， 以 防 制冷 剂 的 外 汇 或 外 界 空气 漏 入 系统 。 在 转子 底部 装
有 输 气量 调节 机 构 一 滑 阀 5， 通 过 油 佐 、 活 塞 、 传 动 杆 ， 使 滑 阅 能 够 轴 向 移动 ， 在 滑 闪 上
还 开 有 向 气 饶 内 喷 油 的 喷 油 孔 。 .

二 、 工作 原理 .

螺杆 制冷 压缩 机 的 主要 运动 部 件 是 装 于 机 体内 的 相互 吗 合 的 一 对 转子 。 转 子 的 齿 模 与
机 体内 圆柱 面 及 端 壁面 之 间 的 空间 容积 ， 构 成 了 压缩 机 的 工作 容积 ， 称 为 基 元 容积 。

阳 转 子 的 齿 周期 性 地 侵入 阴 转 子 的 齿 权 ， 并 且 随 着 转子 的 旋转 ， 空 间接 触 线 不 断 地
”向 排 气 端 推移 ， 致 使 转子 的 基 元 容积 逐渐 缩小 ， 基 元 容积 内 的 气体 的 压力 不 断 提 高 ，
达到 压缩 气体 的 目的 。 它 的 整个 工作 过 程 可 分 为 吸 气 、 压 缩 、 排 气 三 个 阶段 ， 如 图 5-2
所 示 。

图 5-2 ”螺杆 式 制冷 压缩 机 工作 过 程
《a) 吸 气 过 程 ，() 压 缩 过 程 开 始 ;(c) 开 始 排 气 ;4d) 排 气 过 程

1. 吸 气 过 程

阴 、 阳 转子 各 有 一 个 基 元 容积 共同 组 成 一 对 基 元 容积 。 当 该 基 元 容积 与 吸入 口 相通
时 ， 气 体 经 吸入 口 进入 该 基 元 容积 对 。 因 转子 的 旋转 ,转子 的 齿 连 续 地 脱离 另 一 转子 的 齿
槽 ,使 齿 闻 基 元 容积 逐渐 扩大 ， 气 体 不 断 地 被 吸入， 这 一 过 程 称 为 吸 气 过 程 ， 如 图 5-2
(a) 所 示 。 当 转子 旋转 一 定 角 度 后 ， 齿 间 基 元 容积 达 最 大 值 ， 并 超过 吸入 筷 口 位 置 ， 与 吸
人 和 孔 口 断 开 ， 吸 气 过 程 结束 (压缩 过 程 开始 )， 如 图 5-2C(5) 所 示 。 此 时 阴 、 阳 转子 的 上 仑 间 容
积 彼此 并 未 相通 。 :

2. 压缩 过 程

转子 继续 转动 ， 两 个 孤立 的 齿 间 基 元 容积 相互 联通 ， 随 着 两 转子 的 相互 路 合 ， 基 元 容
积 不 断 缩 小 ， 气 体 受 到 压缩 ， 该 压缩 过 程 直 到 转子 旋转 到 使 基 元 容积 与 排 气 孔 口 相 通 的 一
瞬间 为 止 ， 如 图 5-2(c) 所 示 。

120 第 五 章 螺杆 压缩 机

3. 排 气 过 程 ，

当 基 元 容积 和 排 气孔 口 相通 时 ， 排 气 过程 开 始 ， 该 过 程 一 直 进 行 到 两 个 齿 完全 喘 合 、
基 元 容积 对 的 容积 值 为 零 时 为 止 ， 如 图 5-2Cq) 所 示 。

一 对 转子 可 以 组 成 多 个 基 元 容积 对 ， 彼 此 由 空间 封闭 的 哮 合 接触 线 隔 开 。 每 一 对 基 元
容积 内 的 压力 不 同 ， 各 自 完 成 自己 的 吸 气 、 压 缩 、 排 气 过 程 ， 如 此 循环 不 息 ， 由 于 螺杆 压
缩 机 的 转速 较 高 ， 因 此 它 的 工作 过 程 可 近似 看 作 连 续 的 工作 过 程 。

为 了 实现 吸 气 、 压 缩 、 排 气 过 程 ， 转 子 是 不 允许 倒转 的 ， 从 吸 人 端 来 看 ， 转 子 的 转向
必须 与 转子 螺旋 面 的 转向 相反 ， 因 此 ， 在 装配 时 必须 注意 到 原 动 机 的 转向 。

三 、 特 点

就 压缩 气体 的 原理 而 言 ， 螺 杆 压缩 机 与 活塞 压缩 机 同属 容积 型 压缩 机 ， 但 就 其 运动 形
式 来 看 ， 它 又 与 离心 压缩 机 类 似 ， 转 子 作 高 速 旋 转运 动 ， 所 以 螺杆 压缩 机 兼 有 活塞 式 和 离
心 式 两 类 压缩 机 的 特点 。

(1) 具有 较 高 转速 (3000 一 4400r/min)， 可 与 原 动 机 直 连 。 因 此 ， 它 的 单位 制冷 量 的
体积 小 、 重 量 经 、 占 地 面积 小 、 输 气 脉动 小 。

(2) 没有 吸 、 排 气 阀 和 活塞 环 等 易 损 件 ， 故 结构 简单 、 运 行 可 靠 、 寿 命 长 。

3) 因 办 气 红 中 喷 油 ， 油 起 到 冷却 、 密 封 、 润 滑 的 作用 ， 因 而 排 气温 度 低 ( 不 超过 90"C ) 。

(4) 没有 往复 运动 部 件 ， 故 不 存在 不 平衡 质量 惯性 力 和 力矩 ， 对 基础 要 求 低 ， 可 提高 转速 。

(5) 具有 强制 输 气 的 特点 ， 输 气量 几乎 不 受 排 气压 力 的 影响 。

《6) 对 湿 行程 不 敏感 ， 易 于 操作 管理 。

(7) 没有 余 隙 容积 ， 也 不 存在 吸 气 阀 片 及 弹 答 等 阻力 ， 因 此 容积 效率 较 高 。

(8) 输 气量 调节 范围 宽 ， 且 经 济 性 较 好 ， 小 流量 时 也 不 会 出 现 像 离心 压缩 机 那样 的 喘
振 现 象 。

《9) 油泵 供 油 时 ， 油 路 系统 复杂 。

《10) 内 压力 比 固定 ， 存 在 压缩 不 足 或 过 压缩 的 可 能 性 ，。

(11) 转子 加 工 精度 高 。

(12) 泄漏 量 大 ，
第 二 节 ”结构 参数 与 工作 容积

一 、 结 构 参数

1， 螺 村 型 线

螺杆 型 线 直 接 影响 螺杆 压缩 机 输 气量 、 效 率 和 噪声 。20 世纪 60 年 代 的 SRM 双边 对
称 型 线 ， 在 转子 相互 路 合 时 有 一 个 较 大 的 泄漏 三 角形 ， 使 相 邻 基 元 容积 联通 ， 引 起 较 高 压
力 基 元 容积 气体 向 较 低压 力 基 元 容积 的 内 泄漏 ， 使 内 压力 升 高 。20 世纪 70 年 代 初 期 出 现
了 单 边 非 对 称 齿 型 ， 基 本 上 消除 了 可 泄漏 三 角形 ， 而 转子 之 间 的 接触 线 较 长 又 使 泄漏 增
加 ， 但 总 的 结果 使 容积 效率 得 到 了 提高 。 为 了 使 螺杆 在 相同 端面 面积 和 相同 的 转子 长 度 下

第 二 节 结构 参数 与 工作 容积 。 121

有 较 大 的 输 气量 ， 必 须 增 大 型 线 的 面积 利用 系数 C。
C=(fot fo)Z1/D (5-1)

式 中 for、fos 一 一 阳 、 明 转 子 齿 间 面积 ，m ;

如 一 一 阳 转 子 齿 数 ( 当 阳 转 子 为 主动 转子 时 );

也 一 一 阴 、 阳 转子 的 算术 平均 直径 。

随 着 螺杆 压缩 机 的 发 展 ， 先 后 出 现 X 型 线 (图 5-34)、GHH 公司 的 CF 型 线 ( 图 5-30)、

德国 Kaeser 公司 的 西格玛 (Sigma) 型 线 (图 5-3c)、 日 本 日 立 的 a 型 线 、 神 户 8 型 线 、 瑞 典
斯 达尔 (Stal) 型 线 ， 极 大 地 提高 了 螺杆 压缩 机 的 性 能 。

(9

图 5-3 几 种 转子 齿 型
(a)X 型 线 ; (5)GHH 公司 CF 型 线 ; 《c) 西格玛 (Sigma) 型 线

2. 螺杆 转子 上 元 数

通常 转子 齿 数 愈 少 ， 在 相同 的 转子 长 度 和 端面 面积 时 ， 压 缩 机 有 较 大 的 输 气 量 。 增 加
齿 数 ， 可 加 强 转 子 的 刚度 和 强度 ， 同 时 使 相 邻 耸 模 间 的 压 差 减 小 ， 从 而 减 小 了 泄 涯 ， 提 高
了 容积 效率 。 一 般 制冷 螺杆 压缩 机 的 阴阳 转子 齿 数 比 ， 过 去 常 采 用 6 : 4。 以 后 逐渐 出 现
如 Sigma 、 CF 等 齿 型 的 6 : 5 齿 数 比 。 日 立 公 司 通过 阴阳 转子 的 齿 数 比 为 5 :4、6:4、
6 : 5、8 :6 的 对 比 研究 ， 并 经 过 试验 及 计算 机 模拟 计算 ,证 明 6 : 5 时 有 较 高 的 效率 。 但 目
前 又 出 现 瑞典 斯 达尔 S80 型 压缩 机 采用 7 : 5 和 美国 开 利 (Carrier) 的 06T 型 压缩 机 采用
7 :5 齿 数 比 。 所 以 ， 齿 数 比 研究 还 在 深入 下 去 。 值 得 指出 的 是 齿 数 比 多 少 为 好 ， 是 与 型
线 、 内 压 比 、 排 气压 力 等 密切 相关 的 ， 对 泄漏 少 的 型 线 ， 并 非 齿 数 愈 多 愈 好。

122 第 五 意 螺杆 压缩 机

3. 螺杆 转子 长 径 比 -

螺杆 转子 长 度 工 与 其 公称 直径 Dv 之 比 ， 称 为 长 径 比 4(4 二 L/Dy)。 当 输 气量 不 变 时 ，
降低 长 径 比 1， 则 转子 公称 直径 Dy 变 大 ， 提 高 了 转子 刚度 和 强度 ， 而 且 轴 向 吸 、 排 气孔 口
的 面积 变 大 ,减少 了 吸 、 排 气流 动 损失 ， 提 高 了 效率 。 增 大 长 径 比 4， 则 转子 直径 Ph 变 小 ，
可 以 减少 气体 作用 在 转子 上 的 轴 向 力 ， 改 善 了 受 力 情况 。 一 般 4 什 取 1 一 2. 5 之 间 。

4 螺杆 转子 的 扭 角 和 捏 角 系 数

转子 的 扭转 角 表 示 转 子 上 的 一 个 齿 从 吸 气 端 到 排 气 端 所 扭转 的 角度 ， 它 表示 转子 上 具
的 扭曲 程度 。 当 转子 的 凸 齿 和 和 目 齿 的 扭转 角 较 大 时 ， 基 元 容积 的 一 对 相 吵 合 的 齿 在 排 气 端
还 未 完全 脱 开 ， 而 在 进 气 端 却 已 开始 与 吸 气 口 隔断 ， 结 果 引 起 理论 基 元 容积 充气 不 足 的 现
象 ， 造 成 螺杆 压缩 机 的 输 气量 减少 。

扭 角 系 数 Ce 就 是 用 来 衡量 由 于 扭转 角 大 小 造成 输 气 量 减少 程度 的 参数 。 当 阳 转 子 捏
转角 为 300"、270° 时 ，C, 值 分 别 为 0. 97 和 0. 985。

二 、 工作 容积
1. 工作 容积
V.=—C,C, D3Ln (5-2)
式 中 CG 一 一 面积 利用 系数 ;
Co 一 一 扭 角 系 数 ;
Do 一 一 阴阳 转子 的 平均 直径 ，m;
二 一 一 阴 、 阳 转子 的 长 度 ，m。
2. 容积 效率
影响 螺杆 压缩 机 容积 效率 的 因素 主要 有 压力 损失 、 温 度 损失 和 泄漏 损失 。 对 于 螺杆 压
缩 机 ， 由 于 没有 吸 、 排 气 阅 ， 因 此 由 实测 可 知 ， 其 压力 损失 极 小 。 一 般 喷 油 螺杆 压缩 机 ，
其 被 压缩 气体 在 压缩 过 程 中 得 到 油 的 冷却 ， 排 气温 度 一 般 在 90C 以 下 ， 使 整 机 的 温度 水
平 很 低 ， 故 吸 人 气体 被 加 热 程 度 也 较 小 。 至 于 泄漏 损失 则 决定 于 螺杆 型 线 的 特点 、 阴 阳 转
子 间 的 间隙 、 转 子 与 气 仙 及 端 盖 间 的 间隙 等 ， 随 着 吸 、 排 气压 力 差 的 增加 而 增加 ， 喷 油 还
可 以 起 到 密封 作用 。
图 54 示 出 了 使 用 R22 、R717 工 质 的 螺杆 压缩 机 ， 在 不 同 内 容积 比 V; 时 ， 容积 效率

效率 《9

图 5-4 螺杆 压缩 机 的 效率 曲线
' (a)R22; (6)R717
一 一 -一 可 变 内 容积 比 ” 一 一 周 定 内 容积 比

第 三 节 容量 调节 与 内 容积 比 调节 123

家 与 压力 比 x 之 间 的 关系 。

第 三 节 容量 调节 与 内 容积 比 调节

一 、 容 量 调节

螺杆 压缩 机 最 常用 的 输 气量 调节 方法 是 在 两 转子 之 间 设置 一 个 轴 疝 可 以 移动 的 滑 阀
(图 5-5)。 当 滑 阀 作 轴 向 移动 时 ， 则 在 转子 的 径 向 形成 了 一 旁 通 孔 ， 使 已 吸入 螺杆 的 气体
不 经 压缩 而 通过 旁 通 孔 回流 到 吸 气 腔 ， 这 相当 于 减 小 了 转子 的 有 效 长 度 。 滑 阀 轴 向 移动 距
离 越 大 ， 旁 通 孔 越 大 ， 气 体 的 回流 量 也 越 大 ， 这 样 压缩 机 的 输 气量 就 相应 的 减 小 得 越 多 。

Ph 9
I
|
| ps
1 pg
1 V 1
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吸 吸
和 十 1 入 MA
1 T
|
3 ~ 3
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图 5-5 滑 阀 调节 输 气 量 的 原理 图
1 一 转子 :2 一 滑冰 ; 3 一 滑 六 固定 部 分 ;4 一 旁 通 口

滑 阀 调节 输 气量 几乎 可 在 10%~100% 的 范围 内 连续 地 进行 。 调 节 过 程 中 ， 功 率 与 输

气量 在 50% 以 上 ,负荷 运行 几乎 是 正比 例 关 系 ; 50% 以 下 ， 性 能 系数 则 相应 会 大 幅度 下
降 ， 显 得 经 济 性 较 差 。 滑 阀 的 移动 由 油泵 供 油 推动 油 活塞 来 带动 控制 。

必 一 种 调 忆 螺杆 压缩 机 输 气量 的 方法 是 采用 多 个 塞 柱 阀 调节。 图 5-6 中 有 3 个 塞 柱 阀 ，
当 需 要 减少 输 气量 时 ， 将 塞 柱 闪 1 打开 ， 基 元 容积 内 一 部 分 制冷 剂 气 体 就 旁 通 到 吸 气 口 。 当
需要 输 气 量 继续 减少 ， 则 将 塞 柱 阀 2 再 打开 。 利 用 塞 柱 阀 的 启 闭 实现 输 气量 的 有 级 调节 。 塞
柱 阀 的 局 闭 可 用 油 压 通过 电磁 阀 来 实现 。 塞 柱 阀 调节
输 气量 的 调节 负荷 为 75%、50%、 25% 等 。 这 种 调
节 方 法 在 小 型 、 紧 次 型 螺杆 压缩 机 中 可 以 看 到 。

采用 滑 阀 或 塞 柱 阀 机 构 ， 除 了 能 调节 输 气量
大 小 外 ， 还 具有 外 载 启动 的 功能 ， 使 压缩 机 在 空
载 或 低 负荷 下 启动 ， 改 善 了 启动 条 件 。

通常 用 户 总 是 根据 既定 工 况 下 的 最 大 制冷 量
来 选 定 压缩 机 的 容量 。 然 而 在 使 用 过 程 中 ， 会 因
种 种 原因 要 求 改 变 压 缩 机 的 输 气量 ， 使 之 与 实际
耗 冷 量 相 适应 ， 从 而 达到 使 蒸发 温度 在 要 求 范围 图 5-6” 塞 柱 阅 的 输 气 量 调节 原理
内 波动 并 经 济 运行 的 目的 。 1、2、3 一 塞 柱 阀 : 4 一 转子 ，5 一 回流 通道

124 第 五 章 螺杆 压缩 机

二 、 内 容 比 调节

由 于 工 况 的 改变 ， 螺 杆 压缩 机 内 压缩 终了 的 内 压力 ps 往往 同 排 气 腔 内 的 压力 ps 不
等 ， 造 成 了 等 容 压 缩 或 等 容 膨胀 的 额外 功 耗 。 为 了 节约 能 源 ， 减 少 损失 ， 就 有 必要 对 容积
比 进行 调节 ， 使 得 ps 等 于 ps， 以 适应 螺杆 压缩 机 在 不 同 工 况 下 的 高 效 运行 。

内 容积 比 的 调节 种 类 很 多 ， 早 期 生产 厂商 根据 压缩 机 应 用 中 的 常用 工 况 要 求 ， 提 供 不
同 内 容积 比 的 机 器 供 选择 ， 即 通过 更 换 大 小 不 同 的 径 向 排 气孔 口 的 滑 阔 ， 以 适应 不 同 的 内
容积 比 的 要 求 。 但 是 ， 对 于 工 况 变化 频繁 的 系统 ， 就 必须 采用 内 容积 比 随 工 况 变化 而 进行
无 级 自动 调节 。 图 5-7 是 德国 寇 尔 奥 托 马 塔 (Kabhlautomat) 公 司 采 用 滑 阀 无 级 调节 内 容积
比 的 机 构 ， 图 中 输 气量 调节 滑 闪 1 和 内 容积 比 调 节 滑 阀 2 都 能 左右 独立 移动 。 滑 阀 1 同 油
活塞 6 连 成 一 体 ， 通 过 油 孔 5 和 7 进出 油 推动 油 活塞 6， 实 现 滑 阀 1 左右 移动 而 控制 油 孔
4 的 排 油 出 油 ， 使 作用 在 油 活塞 3 上 的 油 压力 与 气体 加 弹簧 力 的 合力 差 ， 推 动 滑 阀 2 左右
移动 。 在 进行 内 容积 比 调节 时 ， 内 容积 比 调节 滑 阀 2 被 推 向 左边 移动 ， 使 紧 靠 着 它 的 滑冰
1 也 向 左边 移动 ， 则 排 气孔 缩小 ， 内 容积 比 增 大 ， 反 之， 向 右 移动 ， 则 内 容积 比 缩小 。 进
行 输 气量 调节 时 ， 滑 阀 1 向 左 移动 ， 滑 闪 2 不 动 ， 两 滑 阀 间 形 成 一 个 旁 通 孔 ， 制 冷 剂 气体
通过 旁 通 孔 回流 至 压缩 机 吸 气 腔 ， 使 输 气量 减少 ，

图 5-8 是 瑞典 Stal-mini-S20 型 螺杆 压缩 机 的 内 容积 比 调节 机 构 ， 调 节 系统 将 内 容积 比
分 高 低 两 档 。 它 与 滑 阀 连续 容积 调节 相 比 ， 理 论 上 效率 有 所 降低 ， 但 由 于 系统 简单 可 靠 ，
不 受 输 气 量 调节 影响 ， 该 两 档 调 节 在 实际 运行 中 的 总 效率 比 滑 阀 连 续 调节 高 。 调 节 装 置 由
一 个 控制 活塞 机 构 1 、 油 活塞 2 和 内 容积 比 调节 滑 阀 3 组 成 。 控 制 活塞 机 构 与 压缩 机 高 、
低压 腔 分 别 相连 ， 并 受 其 作用 而 根据 工 况 参数 所 对 应 的 压力 变化 ， 打 开 或 关闭 控制 油 活塞
位 置 的 液压 油 路 。 当 需要 在 高 内 容积 比 下 工作 时 ， 高 压 油 路 作用 ， 将 使 内 容积 比 调 节 滑冰
推 上 (图 5-8Ca)), 缩小 了 排 气 道口 ， 即 使 压缩 气体 推迟 了 与 排 气 通道 联通 的 位 置 ， 形 成 了

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图 5-7 螺杆 压缩 机 的 内 容积 比 调节 机 构 图 5-8 ”Stal-mini-S20 型 螺杆 压缩 机 的 内
1 一 输 气量 调节 滑 阀 ;2 一 内 容积 比 调节 滑 阀 ; 容积 比 调节 机 构
3、6 一 油 活 塞 ;， 4、5、7 一 进出 油 孔 (4) 调节 滑 阀 推 上 ; (B) 调 节 滑 阀 退 下

1 一 控制 活塞 机 构 ; 2 一 油 活 塞 ;3 一 内 容积 比 调节 滑 阀

第 四 节 机 组 系统 与 经 济 器 流程 了 4125

高 内 容积 比 ; 反之 ， 高压 油 排出 ， 使 内 容积 比 调节 滑 阀 退 下 (图 5-8(5))， 提 早 了 压缩 气
与 排 气 通道 联通 的 位 置 ， 实 现 了 低 内 容积 比 运行 。

第 四 书 ”机 组 系统 与 经 济 颖 流程

2

一 、 机 组 系统

目前 螺杆 制冷 压缩 机 绝 大 多 数 采用 喷 油 式 ， 即 在 工作 过 程 中 ， 向 气 负 内 喷 人 一 定数 量
的 冷冻 油 。 喷 油 具 有 冷却 、 密 封 、 润 滑 、 降 噪 等 作用 。

距 油 式 螺杆 制冷 机 的 油 路 系统 见 图 5-9。 由 压缩 机 排出 的 汽油 混合 物 进 入 一 次 油分 离
器 8， 经 油分 离 后 油 从 底部 流出 ， 经 油 粗 过 滤器 9 滤 去 杂质 后 ， 被 油泵 10 吸入 ， 排 至 油
冷却 器 12， 在 其 中 被 冷却 水 冷却 后 ， 经 油 精 过 滤器 13 送 至 油分 配 总 管 14， 分 别 送 入 轴 封
装置 、 滑 阀 喷 油 孔 、 前 后 主轴 承 、 平 衡 活 塞 和 四 通电 磁 换 向 阀 (能 量 调节 机 构 的 一 部 分 ) 。
送 入 轴 封装 置 、 前 后 主轴 承 、 四 通电 磁 换 向 阀 的 油 ， 经 机 体内 油 孔 返回 到 低压 侧 。 进 入 气
负 内 的 油 ( 滑 阐 喷 油 )， 与 蒸气 混合 排 至 一 次 油分 离 器 8 后 ， 分 离 出 来 的 油 供 再 次 循环 使
用 。 从 一 次 油分 离 器 8 出 来 的 汽油 混合 物 ， 再 经 过 二 次 油分 离 器 5 后 ， 气 体 排 向 制冷 系统
的 冷凝 器 ， 而 油 则 经 过 回 油 过 滤器 7 过 滤 ， 节 流 后 返回 压缩 机 的 低压 侧 。

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油 路 一 -一 电路
一 一 所 路 一 一 一 一 温度

图 5-9 喷 油 式 螺 杆 制 冷 机 油 路 系统
1 一 吸 气 过 滤 ; 2 一 吸 气 止 北 闹 ，3 一 螺杆 压缩 机 ; 4 一 旁 通 管 ，5 一 二 次 油分 离 器 ;6 一 排 气 止 逆 阀 ; 7 一 回 油 过 滤器 ;
3 一 一 次 油分 离 器 ;9 一 油 粗 过 滤器 ; 10 一 油泵 ; 11 一 油 压 调节 器 ，12 一 油 冷却 器 ;13 一 油 精 过 滤器 ;14 一 油分 配
总 管 ; 15 一 油缸 ; 五 、G 一 压 差 控 制 器 ;下 一 压力 控制 器 ， 五 一 温度 继电器 : 4、B8、C、D 一 四 通电 磁 换 向 阔

126 第 五 章 螺杆 压缩 机

喷 油 式 螺杆 制冷 压缩 机 ， 由 于 喷 油 量 较 大 ， 给 系统 带 来 了 一 定 的 复杂 性 ， 系 统 中 必须
增设 一 套 庞大 的 油 处 理 设备 ， 另 外 还 需要 增设 油 压 及 油 温 保护 等 自控 元 件 ， 使 整个 机 组 显
得 较为 笨重 。 为 了 简化 油 处 理 系统 的 结构 和 斥 寸 ， 可 采用 距 液 体制 冷 剂 的 方式 来 部 分 取代
向 气缸 内 距 油 ， 即 在 压缩 机 的 某 一 中 间 孔 口 位 置 ， 将 制冷 剂 液体 和 油 以 一 定 比 例 混 合 后 ，
喷 人 压缩 机 的 转子 中 ， 以 减少 向 压缩 机 气缸 中 的 喷 油 量 ， 使 处 理 系统 得 以 简化 和 缩小 处 理
设备 的 尺寸 。

近年 来 开发 的 半 封 闲 和 全 封闭 式 螺 杆 制冷 压缩 机 ， 采 用 吸 、 排 气 腔 之 间 的 压 差 润滑 系
统 ， 由 压 差 供 油 进 行 润 消 、 噶 油 冷 却 和 了 驱动 滑 阀 ， 取 消 了 油泵 和 油 冷却 器 等 设备 ， 在 排 气
孔 口 的 下 部 ， 设 有 得 网 式 的 多 层 油 过 滤器 和 挡 油 板 ， 使 制冷 剂 中 夹带 的 油 及 时 分 离 出 来 ，
分 油 效 率 高 达 99. 5%。 分 离 出 来 的 油 滴 排 入 油 模 。 由 于 压 差 润滑 系统 大 为 简化 ， 因 而 获
得 广泛 应 用 。

二 、 经济 器 系统

螺杆 压缩 机 具有 单 向 压缩 的 特点 ， 因 此 在 吸 气 结束 后 ， 在 气缸 的 适当 位 置 上 可 以 开设
补 气 孔 ， 而 不 影响 螺杆 压缩 机 原来 的 吸 气 量 ， 补 气 口 可 与 经 济 器 相连 ， 组 成 带 经 济 器 的 制
冷 循环 。 图 5-10 示 出 带 经 济 器 的 螺杆 一 级 节 流 制冷 循环 流程 。 高 压 汽油 混合 物 由 压缩 机 1
排出 ， 经 油分 离 器 2 将 油分 离 后 ， 制 冷 剂 燕 气 进入 冷凝 器 3 冷凝 成 液体 后 ， 流 人 贮 液 器
4。 从 贮 液 器 出 来 的 液体 分 成 两 路 : 一 路 在 中 间 冷 却 器 6 的 盘 管内 过 冷 ， 然 后 经 节 流 阀 7
节 流 隆 压 后 ， 进 入 蒸发 右 8， 在 蒸发 器 中 蒸发 (制冷 )， 产 生 的 落 气 由 压缩 机 1 的 吸入 口 吸
人 ; 另 一 路 经 节 流 闪 5 节 流 到 中 间 压 力 后 ， 进 入 中 间 冷 却 器 6， 在 其 内 蒸发 ， 使 盘 管内 的
高 压 液体 制冷 剂 过 冷 ， 落 发 产生 的 蒸气 进入 压缩 机 的 中 间 孔 口 ， 流 进 接触 线 已 封闭 的 基 元
容积 内 ， 继 续 被 压缩 ， 然 后 从 压缩 机 排出 。 这 样 ， 由 于 液体 过 冷 而 使 循环 的 单位 制冷 量 增
加 ， 而 进入 已 封闭 的 基 元 容积 内 的 气体 ， 并 不 影响 压缩 机 的 吸 气 量 ， 因 此 它 可 使 循环 的 总
制冷 量 增加 。 当 然 带 经 济 器 后 ， 压 缩 机 的 耗 功 也 有 所 增加 。 试 验证 明 ， 制 冷 量 增加 的 速率 =
高 于 耗 功 增 加 的 速率 ， 因 此 提高 了 带 经 济 器 的 螺杆 压缩 机 的 制冷 系数 ( 见 图 5-11)。

增加 率

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蒸发 温度 (QO
图 5-10 ” 带 经 济 器 螺杆 一 级 节 流 制 冷 循环 流程 图
5-11 经 丁 与 单 乡

5、7 一 节 流 益 ，6 一 中 间 冷 却 器 ，8 一 蒸发 器 ; 9 一 油 冷 却 器

第 五 节 ”典型 产品 及 其 特性 “1127

第 五 节 ”典型 产品 及 其 特性

一 、 开 启 式 结构

双 螺 杆 压缩 机 于 1960 年 左右 被 引入 到 制冷 空调 领域 ， 其 最 初 的 主要 结构 保留 了 空气
压缩 机 的 结构 ， 即 采用 开启 式 结构 。 压 缩 机 部 分 与 电机 部 分 通过 联 轴 器 连接 ， 主 动 转子 轴
伸 出 压缩 机 ， 采 用 机 械 密封 ， 防 止 制冷 剂 和 润滑 油 的 泄漏 。

图 5-12 为 开启 式 压缩 机 的 外 形 图 ， 其 左 侧 为 主动 阳 转子 的 轴 ， 用 于 与 电动 机 连接 ， 右
侧 伸 出 部 分 为 能 量 调节 与 指示 装置 。 开 启 式 压缩 机 的 具体 结构 可 以 参见 图 5-13 的 剖 视 图 。

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图 5-13 开启 式 螺 杆 压缩 机 剖面 图
1 一 油 活塞 ，2 一 吸 气 过 滤 网 ，3 一 滑 阀 ; 4 一 联 轴 器 ;5 一 阳 转 子 ，6 一 机 体 ;7 一 平衡 活塞 8 一 能 量 测定 装置 ，9 一 阴 转 子

128 第 五 章 螺杆 压缩 机

开启 式 压缩 机 目前 在 中 央 空 调 领 域 应 用 较 少 ， 主 要 是 考虑 到 轴 封 处 的 密封 问题 无 法 根
本 和 解决， 维护 工作 量 较 大 。 有 目前 开启 式 压缩 机 主要 应 用 在 工业 冷冻 领域 。 冷 冻 产 品 的 蒸发
温度 很 低 ， 所 需 的 冷 量 较 大 ， 需 要 大 型 的 螺杆 压缩 机 。 随 着 压缩 机 负荷 和 排 气量 的 增 大 ，
深 动 轴承 无 法 从 结构 上 满足 承载 的 需要 ， 故 多 采用 承载 能 力 大 的 滑动 轴承 或 与 滚动 轴承 相
结合 的 方式 ， 有 时 还 需要 配备 平衡 活塞 ， 以 满足 压缩 机 安全 可 靠 地 运行 。 根 据 流体 动 压 理
论 ， 使 用 滑动 轴承 必须 保证 有 足够 的 油 压 和 流量 ， 以 建立 合适 的 动 压 油 膜 ， 保 证 压缩 机 安
全 运行 ， 故 在 使 用 开启 式 螺杆 压缩 机 时 ， 一 般 必 须 配备 油泵 系统 和 油 冷却 系统 。

图 5-14 为 研制 的 单机 两 级 开启 式 螺 杆 压 缩 机 ， 用 电动 机 直接 驱动 低压 级 的 阳 转 子 ，
通过 它 再 驱动 高 压 级 的 阳 转 子 。 一 般 冷冻 冷藏 用 的 机 器 ， 高、 低压 级 容量 比 为 1 : 3， 也
可 以 为 1: 2， 当 然 ， 根 据 工 况 运转 要 求 ， 还 可 以 有 多 种 容积 比 组 合 。

图 5-14 单机 双 级 螺杆 压缩 机 的 结构

二 、 半 封闭 式 结构

由 于 螺杆 压缩 机 在 中 小 冷 量 时 具有 良好 的 热力 性 能 ， 且 又 能 适合 苛刻 的 工 况 变化 ， 运
行 可 靠 。 随 着 耐 所 电机 技术 的 发 展 ， 将 电机 内 置 在 压缩 机 内 ， 电 机 共用 主动 转子 轴 以 解决
轴 封 可 能 存在 的 泄漏 ， 这 就 产生 了 半 封 闭 式 螺杆 压缩 机 。 半 封闭 式 螺 杆 压 缩 机 的 额定 功率
一 般 在 10 一 LO00KW 之 间 。

半 封 闭 式 结构 根据 油分 离 是 否 内置 又 可 分 为 两 种 。 将 油分 离 器 内 置 的 半 封 闭 式 压缩
机 ， 通 常 是 三 段 式 结构 ， 即 电机 部 分 、 压 缩 机 部 分 、 油 分 离 器 部 分 ， 三 部 分 之 间 通 过 带 法
兰 的 铸铁 机 体 连 接 ， 其 机 体 密封 面 通过 O 型 圈 进 行 密封 。 图 5-15 和 图 5-16 所 示 即 为 带 内
置 油分 离 器 的 半 封 团 式 螺杆 压缩 机 。

图 5-17 和 图 5-18 所 示 为 不 带 内 置 油分 离 器 的 半 封 闭 式 螺杆 压缩 机 。 图 5-17 是 开 利 公
司 23XL 半 封 闭 式 螺杆 压缩 机 的 剖面 图 。 它 使 用 了 两 种 形式 的 滚动 轴承 ， 即 圆柱 滚 子 轴 承
和 和 角 接 触 球 轴承 ， 其 中 圆柱 滚 子 轴承 承受 径 向 力 ， 角 接触 球 轴承 承受 轴 向 力 和 径 向 力 。 阳 转

第 五 节 ”典型 产品 及 其 特性 了 129

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图 5-15 带 内 置 油分 离 器 半 封 闭 式 螺杆 压缩 机 的 立体 图

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图 5-16， 带 内 置 油分 离 器 的 半 封 闭 式 螺杆 压缩 机 结构 图
1 一 油分 离 器 ; 2 一 排 气管 ，3 一 排 气 端 盖 ;， 4 一 排 气 连接 法 兰 ;，5 一 容量 调节 活塞 组 件 ; 6 一 容量 调节 滑 块 组 件 ;
7 一 容量 调节 电磁 阀 ; 8 一 接线 盒 ; 9 一 电动 机 ; 10 一 进 气 过 滤器 ; 11 一 进 气 连接 法 兰 ; 12 一 电动 机 转子 固定 挡 块 ;
13 一 阳 转 子 电动 机 端 间隙 环 ; 14 一 吸 气 端 轴承 ;15 一 加 热 器 ，16 一 阳 转 子 ; 17 一 排 气 端 轴承 ; 18 一 轴承 螺母 ;，19 一 滤 网

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图 5-17 开 利 23XL 半 封 闭 式 螺杆 压缩 机
1 一 电动 机 端 盖 ; 2 一 电动 机 壳 体 ;3 一 圆柱 滚 子 轴承 ;4 一 转子 壳 体 ;
5 一 角 接 触 球 轴承 ; 6 一 外 载 机 构 ; 7 一 转子 ;8 一 电动 机 ; 9 一 接线 柱

130 第 五 章 螺杆 压缩 机

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图 5-18 ” 比 泽 尔 半 封 闭 式 螺杆 压缩 机 结构 图

] 一 阳 转子 ，2 一 安全 名 载 阅 ，3 一 滚动 轴承 ，4 一 逆 止 阀 : 5 一 排 气温 度 调节 探头 ，6 一 内 容积 比 调节 机 构 ，

7 一 喷 油 阀 ，8 一 电动 机 ，9 一 输 气量 调节 装置 ，10 一 阴 转子 ，11 一 接线 盒 ，12 一 电动 机 保护 装置

子 吸 气 侧 布置 一 个 圆柱 滚 子 轴 承 ， 排 气 侧 布置 一 个 圆柱 滚 子 轴承 和 四 个 角 接 触 球 轴承 ， 以
承受 较 大 的 轴 向 力 ; 阴 转 子 吸 气 侧 布置 一 个 圆柱 滚 子 轴 承 ， 排 气 侧 布置 一 对 角 接 触 球 轴
承 ， 以 承受 较 大 的 轴 向 力 。 由 于 全 部 采用 了 对 润滑 不 敏感 的 滚动 轴承 ， 故 23XL 型 冷水 机
组 中 不 设 油 泵 ， 而 通过 排 气 压力 来 喷 油 和 润滑 。 图 5-18 所 示 为 比 泽 尔 公司 开发 的 单 级 半
封闭 式 螺杆 压缩 机 较 典 型 的 结构 图 。 该 压缩 机 使 用 的 工 质 为 R134a， 其 冷凝 温度 可 达
70C， 使 用 R404A 或 R407C 为 工 质 时 ， 燕 发 温度 最 低 可 达 一 45'C 。

应 用 不 带 内 置 油 分 离 器 的 半 封 闭 式 螺杆 压缩 机 时 ， 机 组 设计 必须 增加 外 部 的 油分 离
器 ， 以 保证 压缩 机 安全 运行 。

半 封 闭 式 压缩 机 一 般 采 用 吸 气 冷却 电机 ， 电 机 的 绝缘 等 级 为 下 级 。

半 封 闭 式 压缩 机 主要 应 用 在 中 央 空 调 领 域 ， 如 水 冷 冷水 机 组 、 水 (地 ) 源 热 汞 、 风 冷 冷
水 (热泵 ) 机 组 等 。 对 于 用 于 干 式 蒸 发 器 的 系统 ， 带 内 置 油 分 离 器 的 半 封 闭 式 压缩 机 一 般 可
以 直接 使 用 ， 但 用 于 满 液 式 机 组 时 ， 一 般 半 封 闭 式 压 缩 机 的 内 置 油分 离 器 的 分 油 效 率 还 不
够 ， 因 此 大 多 需要 增加 一 个 小 型 的 外 置 二 次 油分 离 器 ， 以 防止 压缩 机 跑 油 。 同 时 满 液 式 蒸
发 器 配备 回 油 引 射 器 ， 将 蒸发 器 内 的 润滑 油 抽 回 到 压缩 机 吸 气 口 ， 再 通过 压缩 过 程 带 回 到
内 署 油 箱 内 。 半 封闭 式 压 缩 机 一 般 使 用 滚动 轴承 ， 压 缩 机 电机 为 两 极 电机 ， 转 速 不 高 ， 故
通常 不 需要 配置 油泵 ， 而 通过 系统 高 低压 差 供 油 。

第 五 节 ， 殿 型 产品 及 其 特性 。 131

三 、 全 封闭 式 结构

对 于 螺杆 压缩 机 ， 近 年 来 随 着 技术 的 发 展 ，
半 封 闭 式 的 基础 上 增加 了 一 个 密封 的 钢 质 外
壳 , 其 目的 是 进一步 减少 压缩 机 产生 泄漏 的
几率 。 图 5-19 所 示 即 为 使 用 在 中 央 空 调 领 域
的 一 种 全 封闭 螺杆 压缩 机 ， 除 了 全 封闭 结构
外 ， 其 还 采用 了 立 式 螺杆 结构 ， 完 全 不 同 于
常规 的 开启 式 、 半 封闭 式 的 卧 式 结构 。 立 式
结构 缓解 了 螺杆 转子 、 电 机 转子 的 自重 在 臣
式 布置 方案 中 可 能 产生 的 偏心 。 另 外 ， 此 种
压缩 机 的 电机 布置 在 排 气 人 出， 通过 排 气 冷却
电机 ， 电 机 采用 了 H 级 耐 高 温 绝缘 技术 ， 提
高 了 电机 的 可 靠 性 。 图 示 的 立 式 结构 减少 了
螺杆 转子 的 轴 向 受 力 ， 同 时 轴承 应 用 了 特殊
材料 和 工艺 以 承受 较 大 载荷 ， 因 此 轴承 的 运
转 寿 命 在 高 转速 时 得 到 了 有 效 提高 ， 使 机 器
运转 可 靠 ; 润滑 系统 改 用 排 气 压 差 供 油 ， 省
去 了 液压 泵 ， 油 分 离 器 与 电机 布置 在 同 侧 ，
冷却 过 电机 的 油气 混合 物 通过 内 置 油分 离 器

出 现 了 全 封闭 螺杆 压缩 机 结构 ， 即 在 原 有

图 5-19 空调 用 全 封闭 螺杆 压缩 机
1 一 排 气 孔 口 ; 2 一 内 置 电 动机 ; 3 一 吸 气 截止 阀 ;

分 离 ， 制 冷 剂 从 顶部 排 气 口 排出 ， 油 通过 重 4 吸 气 口 ， 5_ 吸 气 止 回 阅 ; 6 吸 气 过 滤 网 ; 7 一 渡

力 流 到 下 部 的 油槽 内 。 此 类 全 封闭 立 式 压缩
机 的 单机 制冷 量 可 达 140 一 920kW。

油 器 ; 8 一 容量 调节 活塞 ; 9 一 调节 滑 阀 ; 10 一 阴阳
转子 ; 11 一 主轴 承 ; 12 一 油分 离 环 ; 13 一 挡 油 板

图 5-20 所 示 为 一 种 卧 式 结构 的 小 型 全 封闭 式 压缩 机 ， 主 要 应 用 在 列车 空调 系统
中 ， 其 电机 部 分 放置 在 吸 气 侧 ， 钢 制 外 壳 内 被 机 体 分 为 高 压 和 低压 部 分 。 电 动机 配
用 功率 为 10~20kW， 其 结构 特点 是 卧 式 布置 ， 不 设 输 气量 调节 滑 阀 ,采用 电动 机 变

频 调节 。

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图 5-20 “列车 空调 用 小 型 卧 式 全 封闭 螺杆 压缩 机

132 第 五 意 螺杆 压缩 机

第 六 节 单 螺杆 压缩 机

单 螺杆 压缩 机 由 法 国 辛 麦 恩 (Zimmern) 提 出 ， 由 于 具有 结构 简单 、 零 部 件 少 、 重 量 轻 、
效率 高 、 振 动 小 和 噪声 低 等 优点 ， 开 始 用 于 空气 压缩 机 。20 世纪 70 年 代 中 期 ， 荷 兰 Gras-
so-SeaConBV 公司 成 功 地 把 单 螺杆 压缩 机 研制 成 型 号 为 MS10 的 制冷 压缩 机 后 ， 很 快 在 中
小 型 制冷 空调 和 热泵 装置 上 得 到 应 用 。 目 前 单 螺杆 压缩 机 有 开启 式 和 半 封 闭 式 两 种 ， 电 动
机 匹配 功率 为 20~1000kW。 .

一 、 工作 原理 及 特点

单 螺杆 压缩 机 是 利用 两 个 形似 蜗轮 截面 的 星 轮 ， 与 一 个 蜗杆 转子 (又 称 螺 杆 转子 ) 相 路
合 ， 故 也 有 蜗杆 压缩 机 之 称 。

单 螺杆 压缩 机 的 工作 原理 示 于 图 5-21， 一 个 螺杆 转子 带动 两 个 与 之 哮 合 的 星 轮 ， 当
螺杆 转子 与 星 轮 相对 运动 时 ， 气 体 被 吸入
螺杆 的 齿 槽 内 ， 当 星 轮 的 齿 切 人 螺杆 此 酸
并 旋转 至 齿 模 容积 与 吸 气 室 隔 开 时 ， 吸 气
. 结束 ， 此 即 吸 气 过 程 ， 见 图 5-21(a); 当 螺
杆 继续 旋转 ， 螺 杆 齿 构 内 的 气体 容积 不 断
减少 ， 气 体 压 力 就 持续 升 高 ， 直 至 齿 槽 内 的
气体 与 排 气 口 即将 连通 的 瞬间 时 ， 气 体 压缩

模 与 排 气 口 连通 时 ， 即 开始 排 气 ， 直 至 星 轮 (9)
齿 全 部 扫 过 螺杆 齿 档 ， 齿 槽 内 的 气体 全 部 排 图 5-21 单 螺杆 压缩 机 的 工作 原理 图
除 ， 此 即 排 气 过 程 ， 见 图 5-21(c) 。 (Q) 吸 气 ; (5) 压缩 ;(c) 排 气

通过 上 述 分 析 可 知 ， 单 螺杆 压缩 机 不 需要 吸 、 排 气 阅 ， 这 点 与 双 螺 杆 压缩 机 相同 ， 会
出 现 压 缩 终 了 的 气体 压力 与 排 气压 力 不 一 致 的 情况 ， 由 此 造成 内 压缩 不 足 或 过 度 而 引起 附
加 功 耗 ;与 双 螺杆 压缩 机 不 同 之 处 在 于 ， 单 螺杆 压缩 机 的 转子 两 侧 对 称 配置 的 星 轮 分 别 梅
成 双 工 作 腔 ， 各自 完成 吸 气 、 压 缩 和 排 气 工作 过 程 ， 所 以 单 螺杆 压缩 机 的 一 个 基 元 容积 在
转子 旋转 一 周 内 完成 了 两 次 吸 气 、 压 缩 和 排 气 的 过 程 。

单 螺杆 压缩 机 的 结构 特点 是 :

(1) 一 般 单 螺 杆 转 子 齿 村 数 与 它 相 匹配 的 星 轮 齿 片 数 之 比 为 6 ; 11， 无 公约 数 ， 运 动
中 每 个 齿 片 可 以 轮流 扫 过 每 一 个 耸 档 ， 使 转子 与 星 轮 齿 片 磨损 均匀 。

(2) 由 于 单 螺 杆 压缩 机 具有 一 个 转子 和 两 个 星 轮 结构 ， 造 成 转子 上 下 压缩 是 对 称 进行
的。 因此 ， 其 径 向 力 能 得 到 很 好 的 平衡 ， 使 运转 平稳 ， 轴 承受 力 小 ， 并 且 减 少 了 转子 弯曲
所 造成 的 转子 与 完 体 间 的 泄漏 。

(3) 排 气 孔 口 呈 径 向 ， 可 使 转子 前 后 端 均 处 于 低压 ， 轴 向 力 可 得 到 平衡 。

(4) 星 轮 齿 片 与 螺杆 转子 相互 路 合 ， 由 于 压力 与 星 轮 运动 方向 始终 垂直 ， 因 此 不 传递
动力 ， 故 可 用 密封 性 能 和 润滑 性 能 好 的 树脂 材料 。

(5) 转子 旋转 一 周 ， 每 个 基 元 容积 压缩 两 次 ， 压 缩 速度 快 ， 泄 漏 时 间 短 ， 有 利于 提高

第 六 节 单 螺 杆 压 缩 机 133

容积 效率 ， 减 少 压力 脉动 。
单 螺杆 压缩 机 同 双 螺杆 压缩 机 一 样 ， 具 有 单 向 内 压缩 过 程 ， 因 此 也 可 以 使 用 经 济 器
系统 。

二 、 结 构 参 数 及 输 气 量

1. 结构 参数

(1) 转子 齿 槽 数 和 星 轮 齿 数 ”转子 的 齿 槽 数 z 取决 于 所 要 求 的 内 容积 比 ， 槽 数 越 多 ，
则 其 齿 间 面积 就 越 小 ， 齿 模 长 度 与 齿 间 面积 之 比 增 大 ， 提 高 了 内 容积 比 ， 但 转子 基 元 容积
缩小 。 制 冷 压缩 机 内 容积 比 一 般 在 7 一 10 之 间 ， 为 了 得 到 最 佳 热效率 ， 转 子 采用 6 槽 ; 当
内 容积 比 为 3 一 4 时， 采用 4 槽 ;如 转子 采用 8 槽 ， 内 容积 比 可 提高 到 10 一 16 以 上 。

(2) 星 轮 齿 形 单 螺 杆 压 缩 机 转速 较 高 ， 星 轮 齿 片 和 转子 齿 模 相 对 滑动 速度 大 ， 因
此 ， 必 须 选择 润滑 性 能 良好 的 星 轮 齿 形 ,减少 星 轮 齿 片 的 磨损 ， 对 提高 机 器 的 效率 影响 很
大 。 星 轮 的 齿 形 有 :

1) 平面 直 齿 形 ” 星 轮 齿 片 与 转子 齿 槽 仅 在 齿 面 平面 上 嘴 合 ， 理 论 上 路 合 的 接触 线 是
一 条 不 变 的 直线 。 虽然 在 星 轮 齿 面 平 面 不 同 的 截面 上 开 有 不 同 的 导 角 ， 但 由 于 齿 片 面 与 齿
槽 在 路 合 过 程 中 其 后 角 在 不 断 地 变化 ， 不 容易 形成 稳定 的 油膜 ， 影 响 润滑 ， 较 易 磨损 ， 在
初 磨 后 变 成 了 一 段 曲 面 。 但 平面 直 齿 形 齿 片 其 刀具 设计 和 加 工 简单 。

2) 柱 面 齿 形 ” 星 轮 齿 片 采用 圆柱 面 齿 形 ， 转 子 齿 槽 面 为 柱 面具 形 的 包 络 曲面 ， 其 接
触 线 为 一 空间 曲线 。 这 种 齿 形 在 吵 合 时 易于 形成 油膜 ， 有 利于 润滑 。 因 此 ， 磨 损 小 。 另
外 ， 转 子 齿 槽 可 采用 魔 前 ， 得 到 光 整 加 工 ， 降 低 了 粗糙 度 的 参数 值 。

3) 平面 直 齿 反 包 络 齿 形 ”将 平面 直 齿 形 的 星 轮 所 形成 的 转子 齿 模 ， 反 过 来 对 具有 一
定 厚 度 的 星 轮 齿 片 进 行 包 络 ， 形 成 反 包 络 星 轮 齿 片 具 面 。 显 然 ， 星 轮 齿 片 齿 面 与 转子 具 林
之 间 形 成 两 条 接触 线 ， 一 条 是 原来 的 平面 接触 线 ， 另 一 条 是 反 包 络 齿 面 与 转子 齿 槽 肯 面 的
空间 接触 线 ， 这 样 对 基 元 容积 内 气体 形成 双 道 密封 ， 并 且 在 两 接触 线 之 间 可 以 存储 润滑
油 。 此 种 齿 形 既 有 平面 直 齿 形 的 优点 ， 又 具有 良好 的 润滑 ， 使 机 器 效率 得 到 提高 。

星 轮 直径 一 般 情 况 下 与 转子 直径 相同 ， 二 者 的 中 心 距 取决 于 星 轮 齿 咕 入 螺杆 齿 槽 的 深
度 ， 而 路人 深度 又 与 螺杆 和 星 轮 吗 合 的 角度 范围 及 齿 槽 容积 (或 输 气 量 ) 有 关 ， 当 中 心 距 取
0. 8 倍 的 转子 直径 时 ， 齿 槽 容积 比较 大 。

2. 工作 容积
V 一 2V (6-3
式 中 Vo 一 一 星 轮 片 刚 封闭 转子 齿 模 时 的 基 元 容积 ，mi ;
4 转子 齿 数 o
3. 效率

由 于 单 螺杆 压缩 机 没有 吸 排 气 交 ， 也 几乎 没有 余 队 容积 ， 因 此 容积 效率 主要 取决 于 高
压 基 元 容积 的 气体 向 低压 基 元 容积 和 吸 人 腔 汇 漏 的 大 小 。 则 容积 效率 h 可 表示 为 :
和 一 1 一 泄漏 量 / 吸 人 气体 量 一 1 一 下 让 一 1 一 疙 ， (5-4)
式 中 DD 一 转子 直径 ,，m;
6 一 一 间隙 ， m:;

了 34 第 五 章 螺杆 压缩 机

wu 一 一 泄漏 速 度 ，m/min。-

由 上 式 可 见 ， 转 子 直径 越 小 ， 转 速 越 低 ，
容积 效率 wp, 就 越 小 ， 要 提高 p,， 就 必须 减 小 间
阶 。 图 5-22 是 机 器 各 部 分 泄漏 损失 的 分 析 ， 转
子 与 气 仙 体 之 间 和 转子 与 星 轮 齿 片 嘴 合 部 分 是
主要 沪 漏 部 分 ， 所 以 要 提高 气 饶 体 圆 度 和 同 轴
度 加 工 精 度 ， 注 意 适 当 的 冷却 方法 ， 保 持 各 部

损失 比率 /6

分 温度 均匀 ， 防 止 热 变形 过 大 ， 以 及 进一步 改 国光 琼 ， 终
进 齿 形 ， 提 高 转子 与 星 轮 齿 片 哮 合 精度 等 ， 对 国有 加 乡 国 乡 用
提高 容积 效率 是 十 分 重要 的 。 图 5-22 各 部 分 的 泄漏 损失 率

图 5-23 表示 单 螺 杆 压缩 机 在 不 同 内 容积 比 1 转子 与 气缸 体 ，2- 转子 与 星 轮 路 合 ，3 一 滑 阅 ，
时 使 用 R22 和 R717 工 质 的 效率 曲线 图 。 4 一 星 轮 表 面 切口 ，5 一 螺杆 转子 排 气 密封 ，6 一 其 他

效率 (%)

Do 一 ”国定 容积
一 和 二 此
EE 1 234567 8 9101112131415
压力 比 压力 比
(a) (6)

图 5-23 单 螺 杆 制 冷 压 缩 机 性 能 曲线 图
(a) 工 质 R22; (6) 工 质 R717

三 、 输 气量 及 内 容积 比 的 调节
单 螺杆 压缩 机 输 气 量 调节 基本 上 有 两 种 方法 ， 其 一 是 荷兰 Grasso 公司 较 早 采用 的 转
环 块 调节 结构 (图 5-24) ， 在 压缩 机 排 气 段 气缸 体 上 安装 调 速 转 环 4A， 它 与 螺杆 转子 主轴 同

图 5-24 转 环 调节 输 气 量 原理 图
(a) 转 环 块 A 全 负荷 位 置 ，() 转 环 块 A 部 分 负荷 位 置

第 六 节 单 螺杆 压缩 机 135

心 ， 并 可 沿 圆周 改变 其 周 相 位 置 。 图 5-24(a) 是 表示 压缩 机 全 负荷 时 的 位 置 ， 图 5-24 (8)
表示 部 分 负荷 时 调整 转 环 A 的 位 置 ， 此 时 ， 基 元 容积 内 部 分 气体 通过 通道 口 B 流向 吸 气
腔 ， 输 气量 减少 。 |

单 螺杆 压缩 机 的 输 气量 及 内 容积 比 的 调节 ， 可 采用 滑 阀 机 构 ( 图 5-25)。 图 中 滑 阀 1 用
以 调节 输 气 量 。 图 5-25(4) 表 示 输 气量 调节 滑 阀 1 在 全 负荷 位 置 ， 图 5-25C6) 表 示 输 气量 调
节 请 内 1 由 吸 气 端 向 排 气 端 移动 一 定 距 离 ， 使 基 元 容积 吸入 气体 回流 到 吸 气 腔 ， 减少 输 气
量 ， 处 于 印 载 状 态 。

滑 闪 2 用 以 调节 内 容积 比 。 图 5-25(a) 是 滑 阀 2 处 于 靠近 吸 气 口 位 置 ， 排 气 口 较 大 ，
使 基 元 容积 较 早 地 与 排 气 口 相通 ， 因 此 内 容积 比 变 小 ， 图 5-25(2) 是 滑 阀 2 移动 至 靠近 排
气 口 位 置 ， 排 气 口 较 小 ， 这 样 推迟 了 基 元 容积 和 排 气 口 相通 的 位 置 ， 内 容积 比较 大 。 单 螺
杆 压缩 机 输 气 量 调节 滑 阀 1 与 内 容积 比 调 节 滑 阀 2 可 分 开 单独 动作 ， 实 现 了 工 况 变 化 时 压
缩 机 一 直 在 较 高 效率 下 运行 。

(a) i
图 5-25 滑 阀 调节 输 气量 和 滑 阀 调节 内 容积 比 的 原理 图
(a) 滑 阀 1、2 分 别处 于 输 气 量 最 大 和 内 容积 比 最 小 位 置 ，(5) 滑 阔 1、2 分 别处 于 输 气量 最 少 和 内 容积 比 最 大 位 置
1 一 内 容积 比 调节 滑 阀 ;2 一 输 气 量 调节 滑冰

四 、 典 型 产品 及 其 特性

1. 开启 式 单 螺杆 压缩 机

图 5-26 为 带 有 内 容积 比 及 输 气量 调节 滑 阀 的 开启 式 单 螺杆 压缩 机 ， 中 间 为 螺杆 转子 ，
两 侧 为 星 轮转 子 ， 其 内 容积 比 调节 滑 阀 紧 靠 星 轮 和 转子 的 嗣 合 平面 ， 而 输 气 量 调节 滑 阀 设
在 内 容积 比 调节 滑 阀 的 上 方 。 这 样 输 气量 调节 与 内 容积 比 调 节 可 以 互 不 制约 ， 分 别 进行 。
在 转子 轴 伸 出 机 体 处 设 有 轴 封 以 阻止 工 质 外 漏 。

2. 半 封 闭 式 单 螺杆 压缩 机

图 5-27 是 半 封 闭 式 单 螺 杆 压缩 机 的 剖 视 图 。 它 的 基本 结构 为 电动 机 与 单 螺杆 转子
直 连 ， 在 排 气 端 设 有 油 回收 装置 ， 星 轮 与 转子 均 采用 滚珠 轴承 支撑 ， 在 星 轮 与 转子 间
设 有 调节 滑 阀 。 气 体 由 电动 机 端 进入 ， 流 经 电动 机 后 进入 压缩 机 吸 气 腔 ， 被 螺杆 吸入
并 压缩 。 在 气体 压缩 过 程 中 ， 喷 人 油 和 液体 制冷 剂 ， 起 到 了 冷却 、 密 封 、 润 滑 和 降低
噪声 的 作用 。 压 缩 后 的 气体 进入 油 回 收 装置 ， 使 油气 分 离 ， 气 体 由 排 气 口 排出 ， 油 流
向 压缩 机 底部 。 油 在 吸 排 气压 力 差 的 作用 下 ,通过 过 滤器 再 次 喷 入 压缩 腔 和 轴承 ， 油
仅 在 压缩 机 内 进行 循环 。

136 第 五 章 螺杆 压缩 机

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图 5-27 半 封 闭 式 单 螺杆 压缩 机 剖 视 图

图 5-26 ”开启 式 单 螺杆 压缩 机 的 结构
1 一 输 气 量 调节 滑 阔 ;2 一 内 压缩 比 调节 滑 阅 ;

一 星 轮 ; 4 一 螺杆 转子 ，5 一 轴承

3. 带 经 济 器 的 半 封 闭 式 单 螺杆 压缩 机

图 5-28 为 日 本 三 蓉 电 机 公司 研制 的 半 封 闭 式 螺杆 制冷 压缩 机 。 这 种 机 器 的 主机 与 普
通 单 螺杆 制冷 机 相似 ， 但 其 右 侧 为 电动 机 10 及 机 壳 ， 左 侧 为 油 回收 器 14， 三 部 件 由 螺栓
连接 成 一 个 整体 。 这 种 总 体 布 置 的 特点 是 螺杆 轴 与 电动 机 轴 合 二 为 一 ， 省 去 了 油 、 气 分 离
装置 ， 因 此 结构 特别 紧凑 。 田 一 特点 是 依靠 经 济 器 来 提高 机 器 的 性 能 。 离 心 式 经 济 器 1 使
液体 制冷 剂 散发 成 气体 ， 通 过 补 气 口 ( 图 中 未 示 ) 进 入 压缩 机 的 基 元 容积 ， 使 单 级 压缩 按 双
级 制冷 循环 进行 ， 达 到 节能 效果 。

1 一 吸 气 口 ; 2 一 星 轮 ;3 一 排 气 口 ; 4 一 油 回收 装置 ;
5 一 转子 ; 6 一 电动 机

这 了
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图 5-28 带 经 济 器 的 半 封 闭 式 螺杆 制冷 压缩 机

1 一 离心 式 经 济 器 ; 2 一 经 济 器 组 件 ，3 一 排 气 腔 ; 4 一 角 接 触 球 轴承 ;5 一 滑 阔 ，6 一 螺杆 ;7 一 滑 痉 活 塞 ， 8 一 圆柱 滚

子 轴承 ;9 一 进 气 过 滤器 ;10 一 电动 机 ，11 一 主机 机 壳 ; 12 一 星 轮 ; 13 一 密封 ，14 一 油 回 收 咒 ; 15 一 星 轮 支 座

液体 制冷 剂 中 含有 少量 润滑 油 ， 进 入 油 回收 器 14 散发 成 气体 ， 溶 解 在 油 中 的 制冷 剂
则 在 油 回收 器 中 加 热 燕 发 ， 积 存在 回收 器 下 部 的 油 用 来 润滑 各 处 轴承 。

图 5-29 为 带 离 心 式 经 济 器 的 制冷 循环 。 来 自 车 发 器 6 的 气体 制冷 剂 ， 通 过 进 气管 路 5
进 人 压缩 机 的 进 气 过 沥 网 4。 被 压缩 气体 经 过 排 气管 路 2 进 人 冷凝 器 1。 冷 凝 后 的 液体 制
冷 剂 ， 一 部 分 经 电磁 阀 8 和 喷 液 管 路 9， 由 滑 阀 上 的 小 孔 喷 入 压缩 机 的 工作 容积 内 ， 完 成
对 压缩 工 质 的 冷却 和 密封 ， 另 一 部 分 则 由 膨胀 浆 11 减 夺 后， 成 为 气 液 两 相 工 质 ， 进 入 离
心 式 经 济 器 10。 从 经 济 器 分 离 出 来 的 气体 ， 由 补 气 管 路 16 进入 压缩 机 ， 分 离 出 来 的 液体
则 经 膨胀 闪 17 流向 蒸发 器 6， 完 成 高 效 的 经 济 器 循环 。

第 七 节 选 型 及 维护 保养 。 137

图 5-29 带 离 心 分 液 式 经 济 器 的 制冷 循环 图
] 一 冷凝 器 ;2 一 排 气 管 路 ;3 一 压缩 机 ;4 一 进 气 过 滤 网 ; 5 一 进 气管 路 ，6 一 蒸发 器 ; 7 一 过 滤器 ; .8 一 电磁 阀 ;
9 一 喷 液 管 路 ;10 一 经 济 器 11 一 膨胀 阀 ; 12、15 一 轴承 ; 13 一 螺杆 ; 14 一 电动 机 ;16 一 补 气管 路 ;17 一 膨胀 阐

第 七 节选 型 及 维护 保养

一 、 选 型

根据 不 同 的 应 用 场合 ， 螺 杆 压 缩 机 一 般 可 分 为 低温 型 、 空 调 型 、 热 泵 型 等 。 不 同类 型
的 压缩 机 主要 区 别 在 于 根据 所 使 用 场合 的 蒸发 和 冷凝 温度 及 压力 的 不 同 ， 压 缩 机 的 内 容积
比 亦 不 同 。 对 应 的 压缩 机 一 般 是 径 向 排 气孔 口 的 位 置 不 同 ， 同 时 匹配 电动 机 的 功率 亦 不 相 .
同 ， 另 外 使 用 的 制冷 剂 和 润滑 油 也 可 能 不 同 。

对 于 用 于 低温 场合 的 螺杆 压缩 机 ， 一 般 选 用 开启 式 结构 。 随 着 荧 发 温度 的 降低 ， 压 缩
机 冷 量 不 断 减 少 。 因 此 ， 需 要 选择 较 大 排 气量 的 压缩 机 来 达到 所 需 的 制冷 量 。 开 启 式 压 缩
机 一 般 可 以 做 得 很 大 ， 采 用 外 置 电 机 ， 同 时 使 用 承载 能 力 大 的 滑动 轴承 以 满足 受 力 要 求 。

空调 用 螺杆 压缩 机 一 般 采 用 半 封 闭 式 或 全 封闭 式 结构 。 因 具有 较 高 的 性 能 价格 比 ， 螺
杆 机 组 一 般 使 用 在 350 一 2100kW 范围 内 的 中 小 型 空调 场合 ， 根 据 冷 却 方式 的 不 同 可 分 为
水 冷 螺 杆 冷 水 机 组 和 风 冷 蝶 杆 冷水 (热泵 ) 机 组 。 对 应 水 冷 和 风 冷 机 组 ， 应 根据 使 用 工 况 分
别 选用 内 容积 比 小 的 水 冷 用 压缩 机 和 内 容积 比 大 的 风 冷 用 压缩 机 ， 以 保证 压缩 机 的 选 型 更
适合 机 组 的 运行 工 况 ， 提 高 机 组 的 能 效 比 。 对 于 空调 用 水 、 地 源 热泵 机 组 一 般 也 需要 选用
” 风 冷 压缩 机 ， 以 适应 热泵 工 况 的 要 求 。

随 着 环保 的 要 求 越 来 越 紧迫 ， 目 前 广泛 使 用 在 空调 机 组 上 的 制冷 剂 R22 将 逐渐 被 新
型 环保 冷媒 所 蔡 代 。 对 于 螺杆 压缩 机 的 设计 来 说 ， 为 了 评判 某 一 制冷 剂 的 相关 优势 ， 需 要
考虑 相关 热力 特性 ， 如 理论 COP、 单 位 体积 冷 量 、 制 冷 剂 的 质量 流量 和 气体 密度 ， 以 及
工作 压力 等 。R410A、R134a、R407C 是 目前 空调 领域 常用 的 替代 工 质 ， 其 中 R134a 所 占
的 比例 最 大 ， 较 多 地 被 应 用 在 螺杆 压缩 机 上 ， 已 基本 被 市 场所 接受 。R407C 为 非 共 沸 的
混合 制冷 剂 ， 不 适合 用 在 满 液 式 机 组 上 ， 虽 然 其 替代 R22 的 冷 量 衰减 很 少 ,但 应 用 在 螺

杆 机 组 上 的 不 多 。R410A 的 运行 压力 较 高 ， 压 缩 机 必须 重新 设计 ， 以 提高 耐 压强 度 ， 因

138 ”第 五 章 螺杆 压缩 机

此 更 少 被 应 用 在 螺杆 机 上 。 但 据 资料 介绍 ， 已 有 厂家 成 功 开发 出 使 用 R410A 的 单 螺 杆 压
缩 机 。

传统 意义 上 认为 ， 使 用 R134a 的 系统 相对 于 使 用 R22 的 系统 冷 量 衰减 ， 效 率 即 COP
也 相应 地 衰减 。 这 主要 是 因为 一 般 系统 仅 仅 采 取 了 简单 的 工 质 替换 ， 压 缩 机 还 是 采用 了
R22 的 压缩 机 。 而 对 应 不 同 的 工 质 ， 实 际 上 压缩 机 的 内 容积 比 等 重要 参数 需要 重新 优化 设
计 。 因 此 ， 针 对 不 同 制冷 工 质 的 系统 应 该 选择 为 某 种 工 质 专 门 设 计 的 压缩 机 。 最 新 研究 表
明 冷 凝 温度 在 40C 以 下 ，R134a 对 应 的 理论 COP 至 少 保持 与 R22 一 致 ， 而 且 随 着 冷凝 温
度 的 降低 ， 其 COP 甚至 高 于 R22。 相 比较 而 言 ，R407C 和 R410A 对 应 的 COP 要 低 于
R134a 和 R22，。

在 选用 螺杆 压缩 机 时 还 需要 注意 根据 所 应 用 的 制冷 、 空调 系统 的 不 同 ， 选 用 不 同 的 附
属 功能 ， 以 保证 压缩 机 安全 可 靠 运 行 ， 同 时 满足 设计 者 的 设计 要 求 。

1. 增 印 载 机 构

螺杆 制冷 压缩 机 一 般 均 配 备 能 量 调节 机 构 ， 遂 常 采用 滑 阀 进行 有 级 或 无 级 调节 ， 通 过
对 压缩 机 负荷 的 调节 以 达到 节能 运行 的 目的 。 系 统 设计 者 可 以 根据 要 求 选择 有 级 或 无 级 调
节 的 增 印 载 机 构 ， 如 半 封 闭 式 压 缩 机 一 般 出 厂 标准 配置 为 滑 阐 有 级 调节 ， 厂 家 可 以 根据 用
户 的 要 求 通过 调整 增 印 载 电 磁 阀 以 满足 无 级 调节 的 要 求 。

2. 蒸气 喷射 补 气 口

对 于 低温 冷冻 系统 而 言 ， 采 用 经 济 器 循环 最 为 有 意义 。 经 济 器 可 以 提高 系统 的 制冷 量
及 能 效 比 。 对 于 此 类 制冷 系统 ， 通 常 选用 带 蒸气 喷射 补 气 口 的 压缩 机 ， 来 自 经 济 器 的 中 间
压力 的 制冷 剂 气体 通过 压缩 机 补 气 口 进入 压缩 机 ， 完 成 压缩 过 程 。 对 于 常规 空调 系统 ， 如
水 冷 或 风 冷 机 组 ， 有 了 时 根据 需要 也 可 使 用 经 济 器 循环 ,此 时 机 组 冷 量 可 增加 7%~15%、
COP 提高 15%。

3. 液体 喷射

应 用 于 热泵 系统 、 低 温 冷 冻 系统 等 大 吸 排 气压 力 差 的 压缩 机 ， 一 般 设 有 喷 液 孔 口 。 液
体制 冷 剂 通过 喷 液 孔 口 喷 人 压缩 腔 内 ， 冷 却 压缩 过 程 ， 以 降低 排 气 温度 和 油 温 ， 保 证 压缩
机 安全 运行 。 系 统 设计 者 应 注意 对 喷 液 量 的 控制 ， 因 为 过 量 的 液体 制冷 剂 进入 压缩 机 内 可
能 引起 压缩 机 液 击 ， 造 成 压缩 机 失效 。 表 5-1 列 出 常用 的 液体 喷射 用 膨胀 闪 ， 设 计时 可 以
选用 合适 的 液体 喷射 用 膨胀 阅 ， 以 便 控制 喷射 量 。

液体 喷射 用 胸 胀 阅 表 5-1
” 不 加 装 油 冷却 器 系统 加 装 油 冷 却 器 系统

低温 型 膨胀 效 高 温 型 膨胀 效 低温 型 膨胀 阔 高 温 型 膨胀 阅
DANFOSS
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FUJIKOKI. JBE

ALCO, 935-D
| FUJIKOKI JBE
ALCO,，935-F

DANFOSS
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ALCO, 3HW ALCO., 1HW.

FUJIKOKL. JBE
ALCO, 935-D

ALCO. 3HW

4. 电机 保护 模块
对 于 半 封 闭 式 或 全 封闭 式 压缩 机 ， 一 般 电 机 内 置 有 PTC 热 保 护 传感器 ， 用 于 电机 高

第 七 节 ” 选 型 及 维护 保养 了 139

温 保护 。 对 于 此 类 电机 ， 需 选用 配套 的 电机 保护 模块 ， 在 电机 温度 达到 或 超过 设 定 温 度
时 ， 停 止 压缩 机 运行 ， 当 电机 温度 降低 时 ， 可 以 通过 自动 或 手动 复位 给 电机 通电 ， 重 新 启
动 压缩 机 运行 。 电 机 保护 模块 一 般 设 置 在 压缩 机 配 电 箱 或 机 组 电 控 柜 内 。

5. 油 位 控制

对 于 半 封 闭 式 、 全 封闭 式 螺杆 压缩 机 ， 润 滑 油 一 般 储存 在 压缩 机 内 部 ， 为 了 保证 压缩
机 的 正常 润滑 和 可 靠 性 ， 一 般 设置 有 最 高 和 最 低 油 位 限制 。 油 视 镜 用 来 控制 压缩 机 加 油 量
的 上 限 ， 而 下 限 则 通过 设置 油 位 保护 器 来 实现 ， 一 般 可 以 使 用 机 械 式 浮 球阀 、 流 量 开关 或
光电 式 油 位 开关 。 当 油 位 低 于 下 限时 ， 油 位 保护 器 动作 ， 压 缩 机 自动 停机 。

6， 油 加 热 器

使 用 螺杆 压缩 机 的 制冷 系统 ， 一 般 要 求 系统 运行 前 需要 对 压缩 灿 油 模 加 热 24h， 以 燕
发 部 分 溶解 在 润滑 油 内 的 制冷 剂 ， 保 证 润滑 油 的 黏度 和 轴承 的 涧 滑 需要 ， 对 于 内 置 电机 的
半 封 闭 式 、 全 封闭 式 压缩 机 而 言 ， 适 当 的 加 热 将 有 助 于 提高 电机 的 绝缘 阻 值 ， 确 保 电 机 的
. 安全 启动 ， 一 般 要 求 阻 值 至 少 在 10MQ 以 上 才能 开启 压缩 机 。 因 此 合理 选择 适当 功率 的
压缩 机 油 加 热 器 对 于 制冷 系统 的 安全 运行 至 关 重 要 。

二 、 运行 管理 及 维护

1. 压缩 机 安装

系统 不 良 的 配 管 极 易 造成 压缩 机 的 异常 振动 、 噪 声 与 以 后 可 能 出 现 的 故障 ， 为 防止 机
体 的 振动 并 由 管 路 传递 引起 共振 ， 压 缩 机 吸 排 气 口 管 路 应 考虑 减 振 设计 ， 管 路 焊接 后 应 注
意 清 洁 ， 以 防止 残渣 被 吸入 压缩 机 内 ， 导 致 压缩 机 损坏 。 同 时 建议 在 压缩 机 底 脚 座 上 配置
适当 的 防 振 软 垫 ， 以 阻隔 压缩 机 振动 噪声 的 传递 。

压缩 机 吸 排 气 口 配 管 建议 使 用 铜 管 ， 以 减少 因 配 管 所 引起 的 振动 。 若 使 用 钢管 时 应 特
别 注意 正确 地 配 管 ， 否 则 因应 力 所 引 起 的 共振 将 大 幅 提高 压缩 机 运转 噪声 并 降低 使 用
寿命 。

管 路 焊接 所 产生 的 氧化 膜 必须 清除 干净 ， 否 则 压缩 机 运转 后 ， 管 路 内 残渣 将 被 吸 人 压
缩 机 内 ， 氧 化 膜 将 造成 油 过 滤器 的 阻塞 ， 导 致 轴承 及 系统 润滑 不 良 而 产生 故障 。

为 防止 压缩 机 在 紧急 停机 时 的 反 向 转动 及 造成 润滑 油 倒流 入 蒸发 器 ， 须 在 压缩 机 的 排
气 端 或 吸 气 端 装 设 止 回 阀 。 如 止 回 阀 采 用 的 是 重力 式 且 直接 接 在 压缩 机 排 气 口 ， 配 管 须 采
用 垂直 式 配 置 方式 ， 不 可 配置 在 水 平方 向 。

2. 压缩 机 运转 注意 事项

压缩 机 试 运转 前 至 少 应 将 润滑 油 加热 器 通电 加 热 8h 以 上 ， 以 防止 润滑 油 发 生起 泡 现
象 。 若 环境 温度 较 低 时 ，、 油 加 热 时 间 须 相对 延长 。 在 低温 状态 时 启动 ， 因 润滑 油 务 度 大 ，
会 发 生 启 动 困 难 或 压缩 机 加 、 印 载 困难 的 现象 。 故 在 越 低 的 环境 温度 下 ， 必 须 延 长 机 油 加
热 器 的 加 热 时 间 。 一 般 系统 在 停机 时 ， 油 槽 加 热 器 须 持续 加 热 。

另外 ， 压 缩 机 吸 排 气 口 一 般 安 装 有 吸 、 排 气 截止 阅 ， 主 要 是 在 压缩 机 异常 或 需要 维护
保养 时 ， 关 闭 吸 、 排 气 截止 闪 ， 可 以 方便 地 对 压缩 机 进行 各 种 操作 ， 而 不 必 抽 出 系统 内 的
制冷 剂 。 在 配备 吸 、 排 气 截止 阀 的 系统 启动 前 ,务必 确认 截止 阀 均 已 打开 。 “ |

为 确保 压缩 机 正常 启动 ， 开 机 前 必须 确认 供电 电压 不 低 于 额定 电压 的 10%。 在 风 冷
热泵 及 启动 负载 很 大 的 工 况 下 ， 必 须 确 认 压 缩 机 在 完全 钾 裁 的 情况 下 启动 。

140 第 五 意 螺杆 压缩 机

螺杆 压缩 机 的 开机 、 停 机 频率 ， 对 于 小 型 压缩 机 人 允许 每 小 时 启动 不 超过 6 次 ， 而 对 于
较 大 型 号 则 以 每 小 时 4 次 为 限 ， 且 每 次 开机 压缩 机 应 运转 时 间 在 5min 以 上 。

3. 润滑 油管 理

润滑 油 的 主要 功能 有 润滑 、 冷 却 和 密封 。 为 了 保证 压缩 机 可 靠 运行 ， 必 须 确 认 润 滑 油
的 各 项 指标 在 正常 范围 内 。 如 压缩 机 在 恶劣 工 沈 下 运转 ， 为 确保 润滑 油 的 茜 度 不 致 降 至 太
低 而 影响 润滑 性 能 ， 不 同 曲牌 的 润滑 油 绝 对 不 可 以 瀑 合 使 用 ， 添 加 润滑 油 时 必须 确认 油 品
规格 。 若 要 更 换 润滑 油 ， 应 将 压缩 机 内 部 与 系统 中 残存 的 所 有 润滑 油 清 理 干 浆 后 方 可 添加
新 油 及 更 换 干 燥 过 滤器 。

对 于 采用 环保 制冷 剂 的 压缩 机 ， 一 般 使 用 酷 类 润滑 油 ， 栈 类 油 极 易 吸 收 水 分 , 故 压 缩
机 安装 时 尽 可 能 缩短 暴露 在 大 气 的 时 间 ， 并 立即 抽 真 空 ， 以 确保 系统 的 干燥 度 。

润滑 油 的 酸化 会 直接 影响 半 封 闭 式 、 全 封闭 式 压 缩 机 电机 的 寿命 ， 故 应 定期 检查 润滑
油 的 酸度 是 否 合格 。 一 般 润 滑 油 pH 值 低 于 6 以 下 必须 更 换 。 若 无 法 检查 酸度 则 应 定期 更
换 系 统 的 干燥 过 滤器 ， 使 系统 干燥 度 保 持 在 正常 状态 下 。
”假设 每 天 平均 运行 16h， 压 缩 机 润滑 油 更 换 周期 的 参考 值 列 于 表 5-2。

压缩 机 润滑 油 的 更 换 周期 表 5-2

105 以 上
500

排 气 温度 (*C》
更 换 时 间 (h)
更 换 时 间 ( 运 转 月 数 )

4. 保养 周期
对 于 螺杆 压缩 机 的 各 种 易 损 件 ， 可 参考 表 5-3 对 压缩 机 进行 定期 维护 和 保养 。

保养 周期 表 表 5-3
25000h | 30000h ，

电气 绝缘
油 过 滤器 -TA
进 气 过 滤器 | |
印 载 活塞 环 | O
润滑 油 位 。 | 入 | A|a A A 人 入 A
电机 线圈 保护 器 人 A | 和 人 A

轴承

注 : 人 检查 或 清理 ，O 〇 更换。
需要 更 换 印 载 活 塞 环 或 轴承 时 ， 应 由 压缩 机 制造 商 认可 的 专业 技术 人 员 实施 或 由 厂家
技术 人 员 进 行 更 换 。

三 、 故 障 诊断

正确 选用 、 使 用 及 定期 的 维护 保养 ， 是 保证 螺杆 压缩 机 正常 运行 的 关键 。 当 压缩 机 在 运
行 过 程 中 出 现任 何 异 常 ， 必 须 及 时 停机 分 析 并 排除 故障 ， 方 可 继续 安全 使 用 。 表 5-4 给 出 了
几 种 压缩 机 常见 故障 ， 以 及 可 能 产生 故障 的 各 种 原因 ， 以 方便 系统 设计 者 及 使 用 者 参考 ，

第 七 节选 型 及 维护 保养 ”141

压缩 机 常见 故障 及 其 可 能 产生 的 原 : 表 5-4

故 障 描 述

故障 原因 .

压缩 机 电机 温度 保护 开关 动作

1) 吸入 口 制冷 剂 压力 过 低 、 温 度 过 高 (制冷 剂 不 足 或 进 气 滤 网 阻塞 )
2) 电机 负载 过 大 ， 冷 却 不 足 或 未 装 液 体制 冷 剂 喷射 辅助 冷却 或 失效
3) 电机 保护 开关 故障

4) 电气 系统 不 良 或 故障

5) 电机 线圈 不 良 ， 温 升 过 高

6) 吸 气 过 热度 过 高 ， 散 热 不 良

压缩 机 无 法 加 载

1) 环境 温度 过 低 、 润 滑 油 黏度 过 高

2) 毛细 管 阻塞 ，
3) 上 载 电 磁 阀 汇 放 孔 口 异物 卡 住 、 无 法 关闭
4) 上 缉 载 活塞 盘 卡 住

5) 上 载 油 路 阻塞

| 6 油 过 滤器 阻 守

压缩 机 无 法 钙 载

1) 印 载 电磁 闪 线 圈 故 障

2) 印 载 活塞 环 磨损 无 法 密封

3) 润滑 油 量 不 足 ( 油 位 过 低 》

4) 排 气 端 盖 衬 扑 破损 ， 气 态 冷 媒 进入 油 压 氏 中
5) 电磁 阀 线圈 控制 电压 错误

6) 上 钙 载 活塞 盘 卡 住

7) 机 组 控制 系统 不 良

电机 绝缘 不 良

1) 压缩 机 电机 不 良

2) 压缩 机 电机 电线 接头 潮湿 或 结 圳

3) 压缩 机 电机 电线 接头 不 良 或 卡 灰尘 异物
4) 电磁 接触 器 绝缘 不 良

5) 系统 内 部 酸化 ， 破 坏 绝缘

6) 电机 长 期 高 温 运 转 ， 绝 缘 劣 化

异常 振动 或 噪声
$

1) 轴承 损坏

2) 压缩 机 液态 压缩
3) 转子 过 热 产生 擦 饶
4) 缺 油 导致 润滑 不 良
5) 内 部 零件 松动

6) 连接 配 管 引 起 振动
7) 异物 进入 压缩 腔 内

排 气 温度 过 高

1) 吸入 制冷 剂 过 热度 过 高 (冷媒 不 足 、 脱 胀 阅 异 常 )

2) 高 压 过 高 ( 液 管 阻塞 、 冷 却 不 良 、 制 冷 剂 过 多 、 空 气 进 和 系统 )
3) 缺 油 或 油 位 过 低

4) 轴承 损坏 ;转子 异常 摩 控

5) 压缩 比 过 大 ， 无 辅助 冷却 (如 加 装 液体 喷射 或 油 冷 却 器 )

»

第 六 章 离心 压缩 机

离心 制冷 压缩 机 ， 其 制冷 量 较 大 ， 广 泛 用 于 大 中 型 空气 调节 系统 和 石油 化 学 工业 。 世
界 上 第 一 台 整 体 离心 制冷 机 组 是 在 1922 年 由 美国 开 利 博士 设计 ， 由 开 利 建筑 公司 (Carrier
Construction Co. ) 和 德国 一 家 制造 公司 (C. H. Jaeger&Company) 合 作 试 制 成 功 的 。 首 台
产品 用 于 空调 ， 采 用 四 氧化 碳 为 制冷 剂 。 此 后 ， 瑞 士 勃 朗 - 波 弗 利 公司 生产 了 世界 上 第 一
台 氨 离心 制冷 机 。1934 年 美国 开 利 公司 制造 出 以 R11 为 制冷 剂 的 空调 用 离心 冷水 机 组 ，
为 现代 离心 制冷 机 的 发 展 莫 定 了 基础 。

我 国 第 一 台 离 心 制冷 机 组 是 由 上 海 第 一 冷冻 机 厂 于 1958 年 试制 成 功 ， 采 用 R11 为 制
冷 剂 ， 制 冷 量 为 1160kW。1973 年 ， 北 京 冷冻 机 厂 和 重庆 通用 机 械 厂 合 作 试 制 成 功 脱 蜡 装
置 用 的 氨 离 心 制冷 压缩 机 。1976 年 起 ， 我 国有 关 制 造 厂 共 同 设计 和 制定 了 R12 空调 用 离
心 制 冷 机 组 国家 系列 ， 其 中 制冷 量 为 2800kW 的 KF240X 典型 产品 在 重庆 通用 机 械 厂 试制
成 功 。20 世纪 80 年 代 开 始 随 着 我 国 改革 开放 政策 的 不 断 深 入 发 展 ， 世 界 各 著名 制冷 机 厂
商 先 后 进入 我 国 ， 与 我 国企 业 合资 ， 使 我 国 离心 制冷 机 组 的 品种 和 质量 水 平 有 了 一 个 新 的
飞跃 。

离心 制冷 机 组 经 过 大 半 个 世纪 的 不 断 发 展 和 完善 ， 已 成 为 大 型 制冷 空调 装置 的 首选 设
备 。 有 资料 表明 ， 仅 空调 用 离心 制冷 机 ， 在 全 世界 用 量 达 110000 台 。 美 国 是 空调 用 离心
制冷 机 组 的 最 大 使 用 国 ， 在 用 量 达 80000 台 ， 占 全 世界 的 3/4。 1997 年 空 s 调 用 离心 制冷 机
的 年 产量 达 3000 台 。

美国 空 :调和 制冷 学 会 (ARD1997 年 的 统计 表明 ， 近 20 年 来 ， 通过 各 主要 生产 空调 用
离心 式 制冷 机 组 厂商 的 不 断 研 究 改 进 ， 离心 冷水 机 组 的 平均 设计 效率 在 20 年 中 上 升 了
34%， 按 美国 ARI 标准 规定 的 工 况 下 的 COP 值 ， 从 4. 40 上 升 至 5. 67。 目 前 最 高 效率 机
组 的 COP 可 达到 7.0。 图 6-1 表明 20 年
中 离心 冷水 机 组 平均 设计 效率 COP 的 变
化 趋势 。 在 新 工 质 替 代 方 面 ， 原 来 在 空调 55|
冷水 机 组 中 用 得 非常 广泛 的 RI1 和 R12 等
CFC 制冷 剂 已 经 全 部 被 淘汰 ， 目 前 采用 较 Sidl
多 的 是 R123、R22 和 R134a。 少 数 厂商 还
在 大 型 制冷 机 中 推广 R717 制冷 剂 。 鉴 于
R22 和 R123 是 HCFC 类 工 质 ， 属 过 渡 性 40 ， ,
制冷 剂 ， 目前 尚 在 积极 研究 更 理想 的 对 臭 1975 1980 1985 1900 1995 2000
氧 层 没有 破坏 作用 的 新 型 制冷 剂 。 图 6-1 美国 离心 冷水 机 组 平均 设计 效率 的 变化 趋势

6.0r

4.5 |

第 一 节 ”工作 原理 与 分 类 。 143

第 一 节 工作 原理 与 分 类

一 、 工作 原理
离心 制冷 压缩 机 的 工作 原理 与 容积 型 压缩 机 不 同 ， 它 是 依靠 动能 的 变化 来 提高 气体 的
”压力 的 。 它 由 转子 与 定子 等 部 分 组 成 。 当 带 叶片 的 转子 (工作 轮 ) 转 动 时 ， 叶 片 带 动 气体 运
动 ， 把 功 传递 给 气体 ， 使 气体 获得 动能 。 定 子 部 分 则 包括 扩 压 器 、 弯 道 、 回 流 器 、 蜗 壳
等 ， 它 们 是 用 来 改变 气流 的 运动 方向 及 把
. 动能 转变 为 压力 能 的 部 件 。 制 冷 剂 蒸气 由
轴 向 吸入 ， 沿 半径 方向 甩 出 ， 故 称 离心 压
缩 机 。

图 6-2 示 出 气体 通过 叶轮 和 扩 压 器
时 ， 压 力 和 速度 的 变化 情况 ， 其 中 4 一 -
B 一 C 为 气体 的 压力 变化 线 ，D 一 E 一 下 为
气体 的 速度 变化 线 ， 气 体 通过 叶轮 时 ， 压
力 由 和 A 升 至 B， 速 度 由 吕 升 至 ; 气体
由 叶轮 流出 ,通过 扩 压 器 时 ， 压 力 由 也
升 至 C， 而 速度 由 E 降 为 FF。 图 6-2 气体 通过 叶轮 和 扩 压 器 时 压力 和 速度 的 变化

二 、 特点 .
与 活塞 制冷 压缩 机 相 比 ， 离 心 压缩 机 具有 下 列 特点 :
(1) 无 往复 运动 部 件 、 动 平衡 特性 好 、 振 动 小、 基础 要 求 简单 。
(2) 无 进 排 气 阅 、 活 塞 、 气 红 等 磨损 部 件 ， 故 障 少 、 工 作 可 靠 、 寿 命 长 。
《3) 机 组 单位 制冷 量 的 重量 、 体 积 及 安装 面积 小 。
(4) 机 组 的 运行 自动 化 程度 高 ， 制 冷 量 调节 范围 广 ， 且 可 连续 无 级 调节 ， 经 济 方便 。
(5) 在 多 级 压缩 机 中 容易 实现 一 机 多 种 蒸发 温度 。
(6) 润滑 油 与 制冷 剂 基本 上 不 接触 ， 从 而 提高 了 冷凝 器 及 燕 发 器 的 传 热 性 能 。
(7) 对 大 型 离心 制冷 压缩 机 ， 可 由 燕 气 透 平 或 燃气 透 平 直接 带动 ,能源 利 用 经 济 、
合理 。 |
《8) 单机 容量 不 能 太 小 ， 否 则 会 使 气流 流 道 太 罕 ， 影 响 流动 效率 。
《9) 因 依 靠 动能 转化 成 压力 能 ， 速 度 又 受到 材料 强度 等 因素 的 限制 ， 故 压缩 机 的 一 级
压力 比 不 大 ， 在 压力 比较 高 时 ， 需 采用 多 级 压缩 。
(10) 通常 工作 转速 较 高 ， 需 通过 增 速 齿轮 来 驱动 。
.《11) 当 冷 凝 压力 太 高 或 制冷 负荷 太 低 时 ， 机 器 会 发 生 喘 振 而 不 能 正常 工作 。
(12) 制冷 量 较 小 时 ， 效 率 较 低 。
综 上 所 述 ， 在 蒸发 温度 不 太 低 和 冷 量 需求 量 很 大 时 ， 选 用 离心 制冷 压缩 机 是 比较 适
宜 的 。

三 、 分 类

离心 式 制冷 机 可 按 其 用 途 、 结 构 形 式 、 使 用 的 制冷 剂 等 进行 分 类 。

1. 按照 用 途 分 类

按 所 生产 离心 制冷 机 的 用 途 ， 可 分 为 冷水 机 组 和 低温 机 组 。

(1) 冷水 机 组 一 般 用 于 空调 ， 其 蒸发 温度 在 0C 以 上 ， 冷 凝 温度 为 40C。 它 广泛 用 于
高 层 建筑 、 舰 艇 船舶 、 航 空 飞机 等 舒适 性 空调 用 的 制冷 系统 以 及 生产 工艺 的 空调 系统 (如
人 矿井、 纺织 、 精 密 机 械 加 工 、 感 光 胶 片 、 果 品 、 电 视 显 像 管 车 间 等 ) 中 。 所 需 的 制冷 量 一
般 在 几 百 kW 到 一 万 kW 以 上 。 在 制冷 量 较 大 的 场合 ， 如 采用 集中 供 冷 的 区 域 性 空调 宜 采
用 这 种 机 组 。 |

采用 制冷 降 湿 去 除 高 炉 炼 铁 过 程 所 需 空气 的 水 分 ， 可 使 炼 铁 的 焦 比 降低 ， 铁 的 质量 提
高 ， 同 时 由 于 鼓风机 进口 温度 的 降低 ， 使 压缩 功 减 少 而 补偿 了 制冷 机 所 需 功 率 。

(2) 低温 机 组 一 般 用 于 化 工 流 程 ， 闵 发 温度 为 一 160 一 一 5 常用 的 是 一 40 一
一 5C， 使 用 的 工 质 一 般 是 化 工 流 程 中 的 副产品 。 气 体 的 深化、 分离、 溶剂 的 回收 、 冷 却
等 均 需 大 量 的 冷 量 。 例 如 在 合成 橡胶 厂 、 润 滑 油 脱 螨 过 程 中 使 用 氨 制 冷 机 ， 氯 化 乙烯 树脂
装置 中 使 用 的 丙烯 制冷 机 ， 高 压 聚 乙烯 装置 中 使 用 的 乙烯 、 丙 烯 制冷 机 均 需 几 千 k&W 以 上
的 冷 量 。 在 液化 天 然 气 工业 中 采用 全 冷冻 法 ， 可 使 600ms 的 天 然 气 液化 为 1m 的 液体 ，
以 便于 运输 。

低温 机 组 还 可 用 于 啤酒 工业 、 人 造 干 水、 人造 冰 场 、 冷 冻 土 壤 、 竖 井 掘 进 、 低 温 试 验
室 和 大 型 冷库 等 。 、

2. 按 机 组 形式 分 类

离心 式 制 冷 机 机 组 可 分 为 开启 式 、 半 封闭 式 和 全 封闭 式 。

开启 式 机 组 简 图 如 图 6-3 所 示 ， 机 组 的 布置 是 把 压缩 机 、 增 速 器 与 原 动 机 分 开 ， 在 机
壳 外 用 联 轴 节 连接 (图 6-3C(a))。 有 的 机 组 则 是 压缩 机 、 增 速 器 装 在 同一 机 壳 内 ， 由 增 速
器 轴 与 电动 机 轴 连 接 ( 图 6-3(2) ) 。 在 这 些 机 组 中 为 了 防止 制冷 剂 的 泄漏 ， 在 轴 的 外 伸 端 处
必须 装 有 机 械 密 封 。

图 6-3 ”开启 式 机 组 简 图
Ca) 增 速 齿轮 外 装 式 ，( 刀 增 速 齿轮 内 装 式

半 封 闭 式 机 组 简 图 如 图 6-4 所 示 。 对 单 级 机 器 可 把 压缩 机 、 增 速 器 和 电动 机 用 一 个 简 形
外 学 封装 在 一 起 , 仅 是 压缩 机 的 进 气 日 和 燕 发 器 相连 ， 出 气 口 和 冷凝 器 相通 。 在 这 种 机 组 中
不 需要 机 械 密封 ， 但 电动 机 需 专 门 制造 ， 并 要 考虑 其 在 运转 中 与 冷却 和 耐 气 有 关 的 绝缘 问题 。

(9 (b)

图 6-4“ 半 封闭 式 机 组 简 图
(a) 单 级 压缩 式 ;，(5) 直 联 两 级 压缩 式

全 封闭 式 机 组 是 把 所 有 制冷 机 械 设备 封闭 在 同一 机 壳 内 ， 如 图 6-5 所 示 。 对 小 型 制冷
机 这 样 做 有 许多 优点 : 制冷 剂 泄漏 极 小 ， 一 般 不 用 增 速 器 传动 而 使 构造 简单 ， 且 噪声 小 ，
振动 小 ， 同 时 电动 机 在 制冷 剂 中 得 到 充分 冷却 ， 不 会 使 电动 机 过 载 等 。

目前 国内 外 机 组 均 按 制冷 量 的 大 小 、 燕 发 温度 的 高 低 、 按 不 同 制冷 剂 的 特性 而 制定 离
心 制冷 机 的 系列 ， 有 的 国家 也 按 制冷 剂 制定 了 系列 。

3， 按 冷凝 器 、 燕 发 器 的 布置 分 类

冷凝 器 和 燕 发 器 一 般 使 用 卧 式 沈 管 式 ， 有 单 简 和 双 简 两 种 布置 方法 。 双 简 是 把 冷凝 器
放 在 上 面 ， 蒜 发 器 放 在 下 面 成 为 上 下 两 段 。 目 前 采用 的 冷水 机 组 ， 单 简 结 构 占 优势 ， 其 制
冷 量 可 达 4420kW 以 上 。 制 冷 量 太 小 时 ， 由 于 工艺 上 的 原因 ， 有 时 也 做 成 双 简 结构 ， 如 图
6-5 所 示 。 单 简 结构 是 把 燕 发 器 和 冷凝 器 的 简体 做 成 一 体 ， 如 图 6-6 所 示 ， 把 压缩 机 和 其
”他 一 些 附属 设备 全 部 放 在 简体 上 面 ， 这 可 使 结构 紧凑 ， 占 地 面积 小 ， 造 价 低 ， 运 转 、 安 装
方便 。

图 6-5 直 联 四 段 压缩 式 全 封闭 型 机 组 简 图 图 6-6 单 简 式 热 交 换 器

~ 总 体 结构 “
如 上 所 述 ， 离 心 制冷 压缩 机 可 分 为 开启 式 和 封闭 式 两 大 类 ， 握 利 昂 离 心 制 冷 压 缩 机 为

146 第 六 章 离心 压缩 机

了 减少 制冷 剂 的 泄漏 ， 大 多 采用 封闭 式 结构 。

由 于 使 用 场合 、 工 况 ( 冷 凝 温度 、 燕 发 温度 ) 及 采用 制冷 剂 的 不 同 ， 要 求 离心 压缩 机 产
生 的 能 量 也 各 有 所 异 。 因 此 ， 离 心 制冷 压缩 机 有 单 级 和 多 级 之 分 。 在 空气 调节 系统 中 ， 由
于 蒸发 温度 (压力 ) 较 高 ， 压 缩 比 较 小 ， 一 般 都 采用 单 级 压缩 ， 它 的 构造 如 图 6-7 所 示 。 当
蒸发 温度 较 低 ， 压 缩 比较 大 时 则 采用 多 级 压缩 。 它 由 数 个 工作 轮 组 成 ， 每 一 个 工作 轮 与 其
相配 合 的 固定 元 件 组 成 一 个 “级 ”， 级 数 越 多 、 转 速 越 高 ， 所 产生 的 能 量 也 越 大 。 它 的 构
造 如 图 6-8 所 示 。

蒸气 的 压力 是 逐 级 增加 的 , “级 ”是 组 成 离心 压缩 机 的 基础 。 中 间 级 有 叶轮 、 扩 压 器 、 弯
道 、 回 流 器 、 级 间 密 封 等 ， 如 图 6 所 示 。 林 级 由 叶轮 、 扩 压 器 和 蜗 壳 组 成 ， 如 图 6-10 所 示 。.

NA

NS
enb EY

YY
hh

4
让

图 6-7 单 级 离心 制冷 压缩 机 结构
1 一 轴 ; 2 一 轴 封 ，3 一 工作 轮 ;，4 一 扩 压 器 ，5 一 蜗 壳 ;6 一 扩 压 器 叶片 ，7 一 工作 轮 叶 片

i

sp

CA
~
SSS

2

站

AAAAA

NA

图 6-8 多 级 离心 制冷 压缩 机 结构
1 一 项 轴 器 ，2、13 一 套 简 ，3 一 止 推 轴承 部 ;4 一 止 推 轴承 器 ;5 一 轴承 ;6 一 调整 块 ，
7 一 机 械 密 封 部 ，8- 一 进口 导 叶 ; 9 一 隔 板 ; 10 一 轴 ; 11 一 调整 环 ; 12 一 连接 件

第 二 节 典型 结构 ”147

Ad
SS

SS
\
\
用 HN
2 站
纪 9 及
用
i
用
[2
2
[一
图 6-9 离心 制冷 压缩 机 的 中 间 级 图 6-10 ”离心 制冷 压缩 机 的 末 级
1 一 叶轮 ，2 一 弯 道 ;3 一 扩 压 器 ; 1 一 蜗 党 ; 2 一 扩 压 器 ; 3 一 叶轮

4 一 回流 器 ; 5、6 一 级 间 密 封

压缩 机 工作 时 ， 从 燕 发 器 来 的 制冷 剂 蒸气 ， 先 进入 第 一 级 叶轮 人口 前 的 流 道 一 吸 人
室 ， 然后 进入 叶轮 。 气 体 在 叶片 的 作用 下 ， 一 边 跟 着 叶轮 高 速 旋转 ,一 边 由 于 受 离心 力 的
作用 ， 在 叶片 槽 道中 作 扩 压 流 动 ， 使 气体 的 压力 和 速度 都 得 到 提高 。 气 体 出 叶轮 后 进 和 人流
道 截面 逐渐 扩大 的 扩 压 器 ， 速 度 减 小 ， 动 能 转变 为 压力 能 ， 使 气体 的 压力 进一步 提高 。 在
多 级 压缩 机 中 ， 为 了 把 气体 引 人 下 一 级 继续 增 压 ， 在 扩 压 器 后 面 设 置 了 弯 道 和 回流 器 。 回
流 器 中 一 般 都 装 有 导 流 叶片 ， 使 气体 均匀 地 沿 轴 向 进入 下 一 级 。 对 单 级 或 多 级 的 末 级 ， 不
.存在 把 气体 引入 下 一 级 的 问题 ， 所 以 在 扩 压 器 的 后 面 不 再 是 弯 道 和 回流 器 ， 而 是 将 气体 直
接 排 人 蜗 达 。 由 于 蜗 壳 外 径 和 流通 截面 逐渐 扩大 ， 使 气体 进一步 减速 和 扩 压 ， 最 后 从 蜗 壳
出 来 的 气体 排 至 冷凝 器 。 .

二 、 主要 零件 部 件 结构 、

为 进一步 了 解 离心 制冷 压缩 机 的 结构 ， 现 对 其 主要 零件 部 件 结构 加 以 介绍 。

(1) 吸入 室 吸入 室 的 作用 是 将 从 蒸发 器 或 级 问 冷 却 器 来 的 气体 ， 均 匀 地 引导 至 叶轮

的 进口 ， 以 减少 气流 的 扰动 和 分 离 损 了

失 。 它 的 结构 比较 简单 ， 有 轴 向 进 气 。 LL,

和 径 向 进 气 两 种 。 通 常 空调 用 单 级 离 eV 和 -一 < 一
心 式 制冷 压缩 机 都 采用 轴 向 进 气 的 结 N LN

构 ， 如 图 6-11(a) 所 示 。 沿 轴线 的 截面 人 | (6)

略 有 收缩 ， 以 减少 分 离 损失 并 保证 气 .
体 的 均匀 流动 。 径 向 进 气 结构 多 采用 图 6-11 吸入 室 的 结构 示意 图
于 多 级 双 支 承 压 缩 机 中 ， 如 图 6-11(6) (qa) 轴 向 进 气 ; (5) 径 向 进 气

J48 ”第 六 章 离心 压缩 机

所 示 。 为 使 气流 转弯 时 流动 均匀 ， 往 往 在 吸 人 室 设置 导 流 肋 片 。

(2) 进口 导 流 器 ”进口 导 流 器 安装 在 第 一 级 进口 前 的 机 壳 上 。 它 由 一 组 彼此 联动 旋转
的 小 叶片 组 成 ， 叶 片 显 放射 状 分 布 ， 每 一 个 叶片 均 有 一 个 小 圆锥 齿轮 与 一 个 大 锥 形 齿轮 圈
嘴 合 ， 如 图 6-12 所 示 。 可 以 通过 伺服 电动 机 自动 控制 大 锥 形 齿轮 圈 的 转动 ， 也 可 用 手动
控制 。 小 圆锥 齿轮 则 带动 全 部 叶片 转动 ， 从 而 改变 叶轮 进口 处 的 流通 截面 ， 达 到 输 气 量 调
节 的 目的 。.

(3) 叶轮 (工作 轮 ) 叶轮 是 一 个 最 重要 的 部 件 ， 通 过 叶轮 将 能 量 传递 给 气体 ， 使 气体
的 速度 及 压力 都 得 到 提高 。

叶轮 一 般 由 轮 盘 1、 叶片 2 和 轮 盖 3 组 成 ， 称 为 闭 式 叶轮 ， 如 图 6-13C5) 所 示 。 如 果
仅 有 轮 盘 和 叶片 组 成 ， 称 为 半 开 式 叶 轮 ， 如 图 6-13(a) 所 示 。

图 6-12 人口 导 流 器 调节 装置 图 6-13 ” 半 开 式 与 闭 式 叶轮
(ea) 半 开 式 ; ( 仿 闭 式
1 一 轮 盘 ; 2 一 叶片 ，3 一 轮 盖

影响 叶轮 性 能 的 主要 因素 是 叶片 的 弯曲 形状 。 按 叶片 出 口 端 弯曲 方向 的 不 同 ， 可 分 为
后 弯 、 前 弯 及 径 向 叶轮 三 种 类 型 ， 如 图 6-14 所 示 。 如 弯曲 方向 与 工作 轮 旋 转 方向 一 致
(及 <90") ， 称 为 后 弯 式 ; 弯曲 方向 与 工作 轮 旋转 方向 相反 (外 >9077) ， 称 为 前 弯 式 ， 叶 片
出 口 方向 与 工作 轮 半 径 方 向 一 致 (9 一 907) 称 为 径 向 式 。

2

Na

C2u=Ua

(0)

图 6-14 后 弯 、 前 弯 和 径 向 型 叶轮
《ae) 后 弯 叶 轮 ; (8) 前 弯 叶 轮 ;〈c) 径 向 叶轮

第 二 节 典 型 结构 149

由 于 后 弯 式 叶片 的 级 效率 较 高 ， 因 此 被 广泛 采用 。

叶轮 是 高 速 旋转 的 部 件 ， 要 求 材料 具有 足够 的 强度 ，_ 般 用 碳 钢 或 合金 钢 制 成 。 毛里
昂 离 心 压缩 机 的 叶轮 ， 一 般 采 用 高 强度 铝 合金 精密 铸造 而 成 。 为 了 减少 振动 ， 叶 轮 和 轴 必
须 经 过 动 平衡 试验 ， 以 达到 规定 的 动 平衡 要 求 。

(4) 扩 压 器 “ 扩 压 器 是 固定 部 件 中 最 重要 的 一 个 部 件 。 它 的 作用 是 将 叶轮 出 口 的 高 速
气体 的 动能 转化 为 压力 能 。 扩 压 器 通常 是 由 两 个 和 叶轮 轴 相 垂直 的 平行 壁面 组 成 。 如 果 在
两 平行 壁面 之 间 不 装 叶片 ， 称 为 无 叶 扩 压 器 (图 6-15Ca)); 如果 设置 叶片 ， 则 称 为 叶片 扩
压 器 (图 6-15(5))。 扩 压 器 内 环形 通道 截面 是 逐渐 扩大 的 ， 当 气流 通过 时 ， 速 度 逐 渐 降低 ，
压力 逐渐 升 高 。

[Ns

(a) 人

图 6-15 无 叶 扩 压 器 和 叶片 扩 压 器 结构
(2) 无 叶 扩 压 器 ; (0 时 片 扩 压 器

无 叶 扩 压 器 结构 简单 ， 制 造 方便 ， 由 于 流 道 内 没有 叶片 阻挡 ， 无 冲击 损失 ， 故 被 广泛
采用 。

(5) 弯 道 和 回流 器 在 多 级 离心 式 制冷 压缩 机 中 ， 弯 道 和 回流 器 是 为 了 把 由 扩 压 器 流
的 体 时 至 玉 一 级 叶 罗 ， 气体 在 弯 道 和 回流 器 的 流动 ， 可 以 认为 压力 和 速度 不 变 ， 仅 改

气体 的 流动 方向 。 弯 道 的 作用 是 将 扩 压 器 出 口 的 气流 引导 至 回流 器 进口 ， 使 气流 的 方向
从 二 必 方 向 变 为 沿 轴 心 方向 。 辐 流 融 则 是 把 气流 均匀 地 导向 下 一 级 叶轮 的 进口 ， 为 此 ，
在 回流 器 流 道中 设 有 时 片 ， 使 气体 按 叶片 弯曲 方向
流动 ， 治 轴 向 进入 下 一 级 时 轮 。

《6) 蜗 壳 ” 蜗 壳 的 作用 是 把 扩 压 器 流出 的 气体

(5)

汇集 起 来 ， 集 中 排 至 冷凝 器 或 级 间 冷 却 器 。 蜗 壳 在 人
径 向 面 上 的 形状 似 蜗牛 壳 ， 外 径 和 流通 截面 逐渐 扩
大 ， 也 起 到 使 气流 减速 和 扩 压 的 作用 ， 如 图 6-16Ca》 一 册 4
所 示 。 娲 这 的 断面 形状 常用 偏 置 圆 形 ， 如 图 6-16 图 6.16 师 这 的 横断 而 形状
C6)、6-16Cc)、6-16《d) 所 示 。 (@) 山 这 外 形 ，( 信 梯形;

(7) 密封 ”转动 元 件 与 固定 元 件 之 间 均 需 留 有 一 〈c) 正 置 圆 形 ，(d) 偏 置 贺

定 的 空 陵 ， 若 间隙 两 边 压 力 不 相 等 ， 则 会 产生 泄 举 。

为 了 防止 轮 盖 及 隔 板 处 的 级 间 内 泄漏 和 轴 外 伸 端 及 平衡 盘 处 的 外 泄漏 ， 在 离心 制冷 压缩 机
中 ， 往 往 采 用 迷 官 式 密封 和 机 械 摩擦 环 式 密封 装置 。 迷 官 式 密封 的 结构 形式 如 图 6-17 所 示 ，
其 工作 原理 是 ， 当 气体 通过 梳 齿 状 密封 片 间隙 时 ， 气 流 近似 地 经 历 了 一 个 等 粹 膨胀 过 程 ，
其 压力 下 降 ， 流 速 增加 ; 当 气 流 进入 两 个 密封 片 之 间 的 空 腔 时 ， 由 于 截面 积 的 突然 扩大 ，

(可 : (e)

| 图 6-17 迷宫 式 密封 的 结构 形式
(a) 整 体式 ; 《5) 镶 艇 式 ; (co) 组 合 镶 崩 式 ; 4) 、(e) 光 轴 式

形成 剧烈 的 洲 涡 ， 速 度 几 乎 完全 损失 ， 而 压力 没有 变
化 ; 随后 气流 每 流 经 一 个 密封 片 的 间 了 和 空 腔 时 ， 压
力 逐 渐 降低 。 著 适当 配置 若干 个 密封 片 数 ， 就 可 以 使
最 后 一 个 空 腔 内 的 压力 与 前 一 级 的 压力 (或 大 气压 力 )
相等 ， 从 而 可 减少 内 、 外 泄漏 损失 ， 起 到 密封 的 作用 。

(8) 平衡 盘 由 于 叶轮 两 侧 的 压力 不 相等 ， 在 转
子 上 受到 一 个 指向 叶轮 进口 方向 的 轴 向 推力 。 为 了 减
少 止 推 轴承 的 载荷 ， 往 往 在 末 级 之 后 设置 一 个 平衡 盘 ，
如 图 6-18 所 示 。 因 平衡 盘 左 侧 为 高 压 ， 右 侧 与 进 气压
力 相通 ， 因 而 形成 一 个 相反 的 轴 向 推力 ， 减 轻 了 止 推 图 6-18 平衡 盘
轴承 的 负 葆 。

(9) 轴承 ”离心 制冷 压缩 机 中 ， 在 轴 的 两 端 装 有 支撑 用 的 滑动 轴承 ， 而 轴 向 推力 则
由 止 推 轴承 来 承担 。

第 三 节 能量 转换 及 工作 特性

一 、 能 量 转换 的 基本 方程

1， 欧 拉 方 程式

(1) 叶轮 进 、 出 口 速 度 三 角形 ”叶轮 对 气体 作 功 ， 反 映 在 气体 进 、 出 口 处 流动 速度 的
变化 上 。 气 体 在 旋转 叶轮 通道 中 流动 时 ， 对 一 个 气体 质点 可 有 三 个 运动 : 1) 气体 相对 于 叶
道 的 流动 称 为 相对 运动 ， 用 相对 速度 w 表示 ; 2) 叶 轮 相 对 于 地 面 的 运动 称 为 牵连 运动 ，
用 圆周 速度 表示; 3) 气 体质 点 相对 于 地 面 的 运动 称 为 绝对 运动 ， 用 绝对 速度 c 表示 。 三
种 速度 以 矢量 相 加 ， 组 成 一 个 封闭 的 三 角形 ， 称 为 气体 运动 的 速度 三 角形 。 图 6-19 表示
叶轮 进 、 出 口 速 度 三 角形 。 图 中 脚注 1、2 表示 进 、 出 口 截面 处 速度 。 常 把 c, 和 cs 分 解 成

第 三 节 能 量 转换 及 工作 特性 。 151

两 个 分 速度 ， 即 圆周 分 速度 cw 和 cs, (其 大 小 在 一 定 程度 上 反映 了 压力 的 大 小 ， 单 位 为
m/s) 和 径 向 分 速度 a 和 cs.( 其 大 小 在 一 定 程度 上 反映 了 流量 的 大 小 ， 单 位 为 m/s)。 一 般 -
情况 下 ， 进出 口 处 为 直角 三 角形 ， 即 cu 一 0， Cir 一 Cl1。

Ci 一 Cr

图 6-19 ”叶轮 进出 口 速度 三 角形
(la) 进口 速度 三 角形 ;( 妨 出 口 速度 三 角形

(2) 欧 拉 方 程式
从 动量 和 矩 定律 可 求 得 :
| hn = czudz 一 Cluti . (6-1) .
式 中 hw lkg 气体 流 经 叶轮 叶片 获得 的 理论 能 量 ，kJ/kg;
2 、z 一 一 叶轮 进 、 出 口 处 的 圆周 速度 ，mys;
ui=xDin/60, us—=nD,n/60;
D1、 D; 叶轮 外 径 ，m。
若 已 知 叶轮 进 、 出 口 截 面 的 x 和 c.， 便 可 求 出 叶轮 流 过 叶 道 时 单位 质量 气体 的 能 量 。
欧 拉 方程 式 是 透 平 机 械 的 基本 方程 。
由 速度 三 角形 按 式 (6-1) 推 导 可 得 到 ;
: WU ul ww | ce—ct
Pu 一 2 | 了
式 (6-2) 是 欧 拉 方 程式 又 一 表达 式 ， 它 具有 清晰 的 物理 概念 。 式 中 等 号 右边 第 一 项 和
第 二 项 之 和 ， 说 明 叶 轮 中 圆周 速度 的 增加 和 相对 速度 的 减少 ;大 部 分 用 来 提高 气体 的 静 压
能 ， 小 部 分 用 来 克服 叶轮 中 气体 的 流动 损失 。 第 三 项 则 是 气体 增加 的 速度 能 ( 亦 称 为 动能 ) 。
2. 能 量 方程 式 |
叶轮 对 气体 作 功 转换 成 气体 的 能 量 ， 在 满足 质量 守恒 的 前 提 下 ， 并 假设 气体 与 外 界 无 _
热 交 换 ， 则 级 中 能 量 方程 式 可 表示 为 :
ha =Wo =ha—h + 3 (6-3)
式 中 hw 一 一 1kg 气体 在 叶轮 中 获得 的 总 能 量 ，kJ/kg;
Wu 一 一 叶轮 对 1kg 气体 所 作 的 总 功 ，k]/kg;
hi 控制 截面 进口 处 气体 的 比 烩 ， 匡 /kg;
Ai 一 一 控制 截面 出 口 处 气体 的 比 答 ，kJV/Kg。

(6-2)

了 52 第 六 章 离心 压缩 机

3. 伯 努 利 方程 式
叶轮 传递 给 lkg 气体 的 功 ， 用 于 气体 静 压 的 升 高 、 动 能 的 变化 和 克服 各 种 损失 。 将
能 量 方程 用 机 械 能 形式 表示 ， 则 为 伯 努 利 方程 : 1

ha = Wi = t hih 十 hi 十 ha 二 | dred a 十 Pd 二 hi +ha (6- 4)
二 或 不 论 是 对 理想 气体 还 是 对 翘 任 气 体 南通 用。 压缩 机 级 中 lkg 气体 消耗 的 总 功 或

气体 获得 的 间 能 量 由 三 部分 组 成，(D)iu 一 | 是 红 全 ho， 为 气体 获得 的 理论 能 量 头

ha， 它 包括 气体 吉 压 | 旦 的 提高 动能 全 后 的 增加 以 及 克服 流动 损失 hs; (2) 加 为 在

叶轮 轮 盖 外 侧 气 体 由 叶轮 出 口 的 高 压 处 流 回 叶轮 进口 低压 处 的 内 漏 气 损失 ， 漏 气量 为 gm;
《3)ha 为 轮 盘 和 轮 盖 外 侧 在 空 腔 中 高 速 旋转 时 的 摩擦 损失 ， 亦 称 为 轮 阻 损失 。 各 种 损失
hia、 有 和 Au 以 热 的 形式 传递 给 气体 ， 增 加 了 压缩 功 。.

” 欧 拉 方程 、 能 量 方程 和 伯 努 利 方程 ， 反 映 了 叶轮 传递 给 气体 的 功 与 气体 参数 之 间 的
关系 。

二 、 工 作 特性

]. 工 况 变动 时 对 性 能 的 影响

工 况 变动 时 ， 离 心 制冷 压缩 机 的 性 能 也 将 发 生变 化 ， 它 与 活塞 制冷 压缩 机 有 类 似
之 处 。

(1) 蒜 发 温度 对 性 能 的 影响 ” 当 转 速 和 冷凝 温度 不 变 时 ， 制 冷 量 随 蒸 发 温度 的 变化 情
况 如 图 6-20(a) 所 示 。 从 图 中 可 以 看 出 ， 攻 发 温度 越 低 ， 制 冷 量 下 降 越 剧烈 。 蒸 发 温度 对
性 能 的 影响 较 大 。

(2) 冷凝 温度 对 性 能 的 影响 “ 当 转 速 和 蒸发 温度 不 变 时 ， 制 冷 量 随 冷 凝 温度 变化 时 的
情况 如 图 6-2048) 所 示 。 从 图 中 可 以 看 出 ， 当 冷凝 温度 高 于 设计 值 时 ， 离 心 制冷 压缩 机 的
制冷 量 将 急剧 下 降 。

130

100[—:

制冷 量 (9
3
制冷 量 (2%)

100 80 60 40
转速 (%).
(c)

图 6-20 ”离心 式 与 活塞 式 压 缩 机 性 能 的 比较
C4) 蒸发 温度 变化 的 影响 ; (已 冷凝 温度 变化 的 影响 ; (c) 转 速 变 化 的 影响

第 三 节 能量 转 换 及 工作 特性 了 53

(3) 转速 对 性 能 的 影响 ”由 于 离心 压缩 机 产生 的 能 量 与 转速 的 平方 成 正比 ， 因 此 随 转
速 的 降低 ， 动 能 急剧 下 降 ， 因 而 制冷 量 也 将 急剧 下 隆 ， 如 图 6-20Cc) 所 示 。

2.， 喘 振 与 堵塞

图 6-21 示 出 离心 压缩 机 的 特性 曲线 。 若 压缩
机 在 设计 工 况 A 点 下 工作 时 ， 和 气流 方向 和 叶片 流
道 方向 一 致 ， 不 出 现 边界 层 脱 离 现 象 ， 效 率 达 最
高 值 。 当 流量 减 小 时 (工作 点 向 4; 移动 )， 气 流
速度 和 方向 均 发 生变 化 ， 使 非 工 作 面 上 出 现 脱离
现象 ， 当 流量 减少 到 临界 值 (4; 点 ) 时 ， 脱 离 现 象
扩展 到 整个 流 道 ， 使 损失 大 大 增加 ， 压 缩 机 产生
的 能 量 不 足以 克服 冷凝 压力 ， 致 使 气流 从 冷凝 器
倒流 。 倒 流 的 气体 与 吸 进来 的 气体 混合 ,流量 增
大 ， 叶 轮 又 可 压 送 气体 。 但 由 于 吸入 气体 量 没有
”变化 ， 流 量 仍然 很 小 ， 故 又 将 产生 脱离 ， 再 次 出
现 倒流 现象 ， 如 此 周而复始 。 这 种 气流 来 回 倒流 撞击 的 现象 称 为 “ 喘 振 2， 它 将 使 压缩 机
产生 强烈 的 振动 和 了 噪声， 严重 时 会 损坏 叶片 甚至 整个 机 组 。

为 了 防止 当 压 缩 机 工 况 发 生变 化 或 调节 压缩 机 制冷 量 (减少 负荷 ) 时 发 生 跨 振 现 象 ， 机
组 中 可 采取 反 跨 振 措 施 。 例 如 ， 从 压缩 机 出 口 旁 通 一 部 分 气流 直接 进入 压缩 机 的 吸 和 人口 ，
加 大 它 的 吸入 量 ， 从 而 避免 跨 振 现象 的 发 生 。

所 谓 堵塞 ， 即 流量 已 达 最 大 值 ( 图 6-21 中 的 4 点 )， 此 时 ， 压 缩 机 流 道 中 某 个 最 小 截
面 处 的 气流 速度 达到 了 音速 ， 流 量 不 可 能 继续 增加 。

从 堵塞 点 (最 大 流量 点 ) 到 喘 振 点 (最 小 流量 点 ) 这 一 范围 ， 称 为 离心 压缩 机 的 稳定 工作
区 ， 它 的 大 小 也 是 压缩 机 性 能 好 坏 的 标志 之 一 。

图 6-21 “压缩 机 工 况 变化 时 的 特性 曲线

三 、 容 量 调节

离心 式 制冷 压缩 机 制冷 量 的 调节 方法 很 多 ， 如 改变 压缩 机 转速 、 进 气节 流 、 改 变 叶 轮
进口 前 可 转 导 叶 的 转角 、 改 变 冷 凝 器 的 冷却 水 量 、 吸 气 旁 通 等 。 其 中 ， 改 变 叶 轮 进口 前 可
转 导 叶 转角 的 方法 调节 ， 经 济 性 较 好 ; 调节 范围 较 宽 ， 方法 又 较 简 单 ， 故 被 广泛 采用 。

1. 带 导 叶 的 离心 式 冷 水 机 组 的 调节

制冷 机 组 在 叶轮 进口 前 装 有 一 组 放射 性 可 转动 叶片 ， 如 图 6-12 所 示 。 导 叶 为 可 变 角
度 的 叶片 组 件 ， 导 叶 的 变化 能 调节 进入 压缩 机 的 制冷 剂 的 流量 ， 控 制 制冷 剂 蒸发 ， 改 变 压
. 缩 机 的 制冷 能 力 。 导 叶 开 启 度 增 大 ， 冷 量 也 增 大 ; 导 叶 开启 度 减 少 ， 冷 量 也 减少 。 当 导 叶
外 于 种 载 位 置 ， 压 缩 机 的 制冷 能 力 大 概 是 其 满载 的 10% 。 当 导 叶 处 于 满载 位 置 ， 压 缩 机
的 制冷 能 力 是 100%。 当 冷水 温度 开始 下 降 ， 控 制 装置 将 使 压缩 机 导 叶 慢 慢 地 关闭 ， 这 就
减少 了 压缩 机 吸 人 制冷 剂 的 量 。 压 缩 机 件 载 的 速率 ， 取 决 于 运行 点 偏离 设置 点 的 偏差 大 小
和 冷水 温度 下 降 的 快慢 。 导 叶 的 变化 改变 了 压缩 机 的 制冷 能 力 。 控 制 装 置 将 不 断 地 驱动 导
时 执行 电动 机 ， 调 整 导 叶 开 度 ， 直 到 压缩 机 的 制冷 量 使 冷水 温度 等 于 设 定 值 。 监 视 器 监视
数字 和 模拟 输入 信号， 根据 需要 执行 冷 量 优先 控制 或 安全 停机 。

如 果 导 叶 处 于 钙 载 或 关闭 状态 ， 而 冷水 温度 仍 低 于 设 定 值 ， 机 组 将 进入 再 循环 模式 。

J54 第 六 章 离心 压缩 机

在 再 循环 过 程 中 ， 控 制 系统 将 通过 自动 停机 和 启动 这 样 的 循环 来 维持 冷水 温度 。 当 然 ， 如
果 装 有 热气 劳 通 装置 ， 当 负荷 降低 到 低 于 最 小 的 可 识别 状态 时 ， 热 气 旁 通 阅 将 开通 。

静止 带 是 指 冷 水 或 盐水 出 水 温度 和 温度 设 定点 问 的 公差 。 若 出 水 温度 升 高 或 降低 到 区
正 带 以 外 ， 风 控制 系统 会 命令 导 叶 打开 或 关闭 ， 直 到 水 温 回复 至 公差 范围 以 内 。 控 制 系统
可 设 定 较 小 的 静止 带 ， 出 水 温度 会 被 控制 在 较 精 确 的 温度 范围 内 ， 导 叶 开关 的 动作 较为 频
繁 ， 若 控制 系统 设 定 较 大 的 静止 带 ， 则 出 水 温度 会 被 控制 在 较 粗 的 温度 范围 内 ， 导 时 开 人
的 动作 不 频 每。 一般 负载 变化 较 频繁 的 情况 建议 采用 后 者 。

比例 带 是 按照 出 水 温度 和 设 定点 癌 差 距 的 比例 修正 导 叶 位 置 的 速率 ， 离 开设 定点 全
远 ， 导 叶 移 动 的 速率 愈 快 ， 差距 愈 小 ， 移 动 傅 慢 ，

控制 加 负载 的 速率 ， 是 使 主 压缩 机 在 启动 的 最 初 一 段 时 间 内 ， 限 制导 叶 打开 的 速率 ，
以 避免 急速 地 增加 主 压缩 机 的 负载 。 因 此 ， 冷 水 出 水 温度 平均 每 分 钟 降低 的 度数 即 可 区 得
控制 。 控 制 加 介 载 的 速率 可 由 榨 制 系统 设 定 。 控 制 加 负 过 程 所 持续 的 时 间 ( 分 钟 ) 可 根据
下 面 的 公式 进行 计算 ，

控制 加 负载 过 程 所 持 综 的 时 间 一 主 夺 各 外 局 各 科 由 兴 妆 局 未 茉 二 潮水 这 度

冷 量 加 载 控制 可 以 阻止 一 些 由 以 下 一 些 因素 引起 的 安全 停机 ， 电 动机 电流 超 限 、 制 准
剂 低温 超出 安全 限 、 电 动机 绕 阻 高 温 超 出 安全 限 、 于 缩 机 高 扬程 ( 吵 振 保护 ) 、 冷 凝 器 高 夺
超 限 等 。 所 有 这 些 情况 ， 压 缩 机 导 叶 控制 都 有 两 个 步 又 ;

(1) 导 叶 保持 不 再 开 大 ， 显 示 屏 上 显示 超 限 的 原因 。

(2) 导 时 关闭 一 直到 情况 降低 到 安全 极限 设置 点 以 下 ， 然 后 导 叶 回复 到 正常 的 能 量
控制

2. 变频 调节

应 用 于 离心 式 冷 水 机 组 中 的 变频 驱动 装置 (Variable Speed Drives ， 简 称 VSD) 针 对 离
心 式 冷 水 机 组 是 速度 型 机 组 这 一 特点 ， 通 过 调节 电动 机 转速 和 优化 压缩 机 导 流 叶片 的 位
置 ， 使 机 组 在 各 种 工 况 下 ， 尤 其 是 部 分 负荷 情况 下 ， 始 终 保持 最 佳 效率 。

离心 式 制冷 压缩 机 由 电动 机 通过 增 速 齿轮 带动 叶轮 高 速 旋转 ， 叶 轮 高 速 旋转 的 离心 力
压缩 制冷 剂 气体 ， 并 使 气体 的 大 部 分 动能 转变 为 压力 能 。 显 然 ， 气 体 从 时 轮 获 得 的 能 量 ，
最 终 是 通过 电动 机 输入 的 。 一 般 速 度 型 压缩 机 的 电动 机 消耗 功率 与 转速 的 立方 有 关 ， 即 减
小 转速 ， 将 大 大 减 小 功率 。 同 时 提高 压缩 机 的 效率 ， 降 低 冷 水 机 组 的 功 耗 。

VSD 根据 冷水 出 水 温度 和 压缩 机 压 头 来 优化 电动 机 的 转速 和 导 流 叶片 的 开 度 ， 从 而
使 机 组 始终 在 最 佳 状态 区 运行 。VSD 控制 的 基本 参数 是 冷水 出 水 温度 实际 值 与 设 定 值 的
差 值 。 当 机 组 在 满 负 荷 工 况 下 运行 时 ， 导 流 叶 片 全 开 ， 电 动机 速度 逻辑 完全 由 温差 控制 。
随 着 冷 负荷 的 下 降 ， 电 动机 转速 减 小 ， 并 通过 压缩 机 的 压 头 和 系统 最 小 允许 转速 来 控制 电
动机 速度 逻辑 ， 直 至 转速 达到 最 小 为 止 。 此 时 ， 电 动机 将 保持 在 最 小 转速 ， 并 由 电动 机 转
速 来 给 导 流 叶片 控制 带 辑 提供 信号 ， 使 其 减 小 导 流 叶片 的 开 度 。 随 着 冷 负荷 的 继续 下 降 ，
来 自 压缩 机 的 转速 信号 继续 关闭 导 流 叶片 ， 并 提高 电动 机 的 转速 ( 见 图 6-22)。

总 之 ， 在 任何 工 况 下 ，VSD 都 能 根据 冷水 出 水 温度 与 设 定 值 的 温差 和 压缩 机 的 压 头
来 优化 电动 机 转速 和 导 流 时 片 的 开 度 ， 从 而 清 足 负荷 要 求 ， 并 使 机 组 性 能 最 优 ， 效率
最 高 。，

第 四 节 工作 循环 与 典型 机 组 155

输入

冷水 出 水 温度
冷水 设 定 温度

电动 机
速度 逻辑

导 流 叶片 位 置

. 导 流 叶片
。 控制 逻辑
冷凝 器 压力 EXR | 昌

速度 传感器

蒸发 器 压力 速度

速度 可 调 空间

电动 机 实际 速度
图 6-22 VSD 工作 原理 图

输出

电动 机 速度 信号

导 流 叶 片 控制 信号
( 开 或 关 )

第 四 节 工作 循环 与 典型 机 组

一 、 工 作 循 环
1. 单 级 循环
图 6-23 所 示 是 单 级 离心 压缩 机 的 工作 原理 图 。 制 冷 剂 蒸

气 从 吸 气管 流入 吸 气 室 1， 并 进 和 人 到 旋转 叶轮 里 。 闭 式 时 轮 2 .
由 轮 盖 、 叶 片 和 轮 盘 组 成 。 由 于 叶轮 的 高 速 旋转 ， 叶 片 推 动

气体 沿 流 道 自 中 心 向 外 流动 。 气 体 从 叶轮 出 来 时 ， 其 压力 和
绝对 速度 都 提高 了 。

然后 ， 高 速 的 气流 流入 扩 压 器 3 内 ， 由 于 扩 压 器 流通 截
面 逐 浙 扩 大 ， 气 体 的 动能 转化 为 压力 能 。 最 后 ， 从 扩 压 器 流
出 的 气体 再 汇聚 到 蜗 壳 4， 在 蜗 壳 内 气体 的 速度 能 进一步 转化
为 压力 能 ， 压 力 升 高 后 的 气体 通过 排 气管 排 人 冷凝 器 。

单 级 离心 压缩 机 有 很 多 优点 : 它 体积 小 、 重 量 轻 、 单 机
容量 大 、 部 件 少 、 效 率 高 、 寿 命 长 、 运 行 维护 方便 等 ， 适 合
于 空调 范围 使 用 。

单 级 离心 压缩 机 中 气体 的 实际 过 程 与 理论 过 程 有 以 下
差别 :

图 6-23 单 级 压缩 离心 制冷
机 的 工作 原理 图
] 一 吸 气 室 ; 2 一 叶轮 ;
3 一 扩 压 器 ;4 一 蜗 壳

(1) 气体 在 吸 气 管道 内 流动 时 ， 有 压力 和 热 交 换 损 失 。 在 吸 气 室 进口 ， 由 于 气体 速度
增加 而 使 压力 进一步 降低 。 由 于 摩擦 阻力 和 吸 气 管 的 传 热 ， 使 压缩 机 吸 气 室 进 口 处 的 温度

高 于 蒸发 器 出 口气 体温 度 。

《2) 被 压缩 气体 在 叶轮 流 道内 流动 时 ， 有 热 交 换 和 摩擦 损失 。 摩擦 损失 所 转化 的 热量
仍 加 入 到 被 压缩 气体 中 去 ,使 压缩 过 程 偏离 等 粹 压缩 而 耗 功 增 大 。
图 6-24 所 示 是 单 级 离心 式 压缩 机 的 实际 循环 在 三 图 和 zj 的 表示 。 图 中 制冷 剂 出

136 第 六 章 离心 压缩 机

蒸发 器 的 状态 为 0， 而 压缩 机 的 进口 状态 为 0 ，0-0 "过 程 可 看 由 0-0" 和 0”-0' 组 成 。0-0" 是
由 于 环境 传人 热量 而 使 吸 气 温度 升 高 ，0”-0' 是 由 于 管道 阻力 引起 的 压力 降低 。

了 人 pk

PotAPa 2s, 24,

(a) (6)

图 6-24 单 级 离心 式 压 缩 机 的 实际 循环 在 T-s 图 和 p-h 图 的 表示
Ca) 了 Ts 图: (0)p-h 图

当 气 体 由 压缩 机 进口 流 至 叶轮 进口 时 ， 由 于 流 道 截面 缩小 和 叶轮 的 高 速 旋转 ， 使 气体
的 绝对 速度 增 大 而 压力 降低 。 这 一 段 过 程 可 看 作 是 等 箭 过 程 。 图 中 点 1 表示 气体 在 叶轮 进
口 的 状态 。

气体 在 叶轮 、 扩 压 器 及 蜗 壳 中 的 实际 气体 压缩 过 程 为 1-24a。 由 于 气体 与 轮 盘 、 扩 压
器 和 蜗 充 人 壁 间 的 摩 控 产生 的 热量 重新 加 给 气体 ， 使 气体 的 压缩 过 程 1-2a 偏离 等 箭 过 程 成

为 烂 增 过 程 。
气体 从 压缩 机 经 排 气管 排 人 冷凝 器 的 过 程 ， 在 T-s 图 上 可 以 用 等 灼 过 程 24-b 表示 。 ，
单 级 离心 压缩 机 的 单位 理论 功 为 : wo =h2s — hi (6-5)
单位 实际 功 为 : wa — hs 一 Ai (6-6)
3 | Wo__ az 一 Ai hi
压缩 机 的 等 入 效率 为 ， 和 一 鸡 一 姑 二 人 (6-7)
压缩 机 的 排 气 比 答 为 ; ha =h te (6-8)

气体 从 离心 压缩 机 进口 0' 至 叶轮 进口 1 的 流动 过 程 中 ， 由 于 路 程 短 、 流 速 高 ， 可 以 认
为 无 热 交换 (一 0)， 并 且 无 外 功 输 入 和 输出 ， 即 wo, 二 0。 应 用 稳定 流动 能 量 方程 式 ， 则

2_ 2
太一 io 十 一 7 二 一 0。

于 是 加 = 一 C6-9)
通常 oo = 二 10~20m/s， 则 .;
cl 一 (0. 35 一 0.5)ao 一 (0. 35—0. 5MVART® (6-10)
式 中 ”ar 一 一 0 点 状态 下 制冷 剂 蒸气 的 声速 ，my/s;
R 一 一 气体 常数 ;
& 一 一 等 炉 指 数 ;

To 一 一 0' 处 的 热力 学 温度 ，K
2. 多 级 制冷 循环
次 代 烃 类 离心 式 制冷 机 的 每 级 叶轮 的 温度 大 约 为 40C， 这 正好 能 满足 空调 的 要 求 。

第 四 节 ”工作 循环 与 典型 机 组 ”157

因此 ， 空 调用 离心 式 压 缩 机 几乎 都 是 单 级 的 。 如 果 要 求 更 低 的 温度 ， 则 必须 应 用 两 级 以 上
的 叶轮 。 另 外 ， 为 了 提高 循环 效率 ， 经 常 采 用 带 经 济 器 的 循环 。

离心 式 压 缩 机 所 设 的 吸 气 口 ， 只 能 和 叶轮 级 数 相等 ， 因 此 能 够 设置 中 间 补 气 的 经 济 器
的 数目 总 比 级 数 少 1。 在 制 取 低温 情况 下 ， 叶 轮 数 增加 ， 因 此 很 容易 增加 中 间 补 气 的 经 济
器 的 数目 提高 循环 效率 。

(1) 一 级 经 济 器 循环 。 图 6-25 所 示 为 带 一 级 经 济 器 的 离心 式 压缩 机 的 制冷 循环 系统 。
在 冷 疾 器 中 冷凝 的 制冷 剂 ， 经 冷凝 器 的 浮 球 闪 流 入 经 济 器 腔 ， 在 节 流 过 程 中 内 发 的 气体 经
管道 进入 第 二 级 叶轮 ， 内 发 制冷 剂量 为 qm， 余下 的 制冷 剂量 gm 被 冷却 到 中 间 压 力 下 的 饱
和 温度 ， 增 加 了 单位 制冷 量 。 这 部 分 制冷 剂 再 经 过 经 济 器 浮 球 冰 ， 进 入 燕 发 器 。 在 营 发 器
内 吸收 载 冷 剂 热量 后 的 内 发 蒸气 吸入 离心 压缩 机 的 第 一 级 叶轮 。 在 第 二 级 叶轮 中 将 这 部 分
蒸气 连同 经 济 器 中 闪 发 的 燕 气 一 起 压缩 后 排 人 冷凝 器 。

带 一 级 经 济 器 的 循环 表示 在 图 6-26 所 示 的 p-h 图 上 。 循环 的 单位 制冷 量 go 为 ，

图 6-25 带 一 级 经 济 器 的 离心 压缩 机 的 制冷 系统 图 6-26 带 一 级 经 济 器 的 离心 压缩 机
1 一 压缩 机 ; 2 一 冷凝 器 ; 3 一 冷凝 器 浮 球阀 ; 制冷 循环 在 p-h 上 表示
4 一 经 济 器 ;5 一 蒸发 器

ao =ho—hy (KJ/kg) (6-11)
制冷 量 为 Q& (kW) 时 ， 进 入 燕 发 器 的 循环 量 go 为 :
qm = Qo /qo (kg/s) - (6-12)

设 通过 经 济 器 的 流量 为 gm ， 与 循环 量 之 比 为 Xx 二 gai/gmw。 由 制冷 剂 的 p-h 图 知 ， 存
在 以 下 热平衡 关系 ，
XChr—hs)=hs—he

得 :
xX 一 估 二 条 (6-13)

gu 一 各 二 和 guo (6-14)

ge — +0gm = (HES )am (6-15)

1458 ”第 闪 章 离心 压缩 机

单位 冷凝 放 热量 ge 为 :
q:= (hs—hs) (1+X) =
单位 压缩 功 wo 为 :

(Chr —hs)

oo 王 (hi —Jo) 十 (1 十 X) (hs —hy)

进入 第 二 叶轮 的 蒸气 状态 1 可 由 以 下 热平衡 式 求 得 ;
hy (1 二 xX) 一 入 十 hh
请 十 积 1
太一 包工 他 了

1+x

带 一 级 经 济 器 制冷 循环 的 制冷 系数 为 ;

ho —he

Ch 一 Ps ) (hs 一 户 )

(kJ/kg)

(kJ/kg)

i
€ (hi 一 ho) 十 (1 十 X) (hs 一 hy )

单位 容积 制冷 量 qv 为 :
gv 村。 (J/m)

， vo
一 级 叶轮 的 吸 气量 gw 和 二 级 叶轮 的 吸 气量 gw 分别 为
dvo 一 ZoGgmg

qvi' = (1 十 X) gm vr

(6-16)

(6-17)

(6-18)

(6-19)

(6-20)

C6-21)
(6-22)

(2) 封闭 型 经 济 器 循环 。 在 食品 、 化 工 、 医 药 等 工业 部 门 ， 通 常 将 低温 载 冷 剂 ( 如 乙
二 醇 、 盐 水 等 ) 输 送 至 工艺 流程 处 。 但 是 ， 在 某 些 情况 下 ， 需 要 直接 将 制冷 剂 送 往 远 处 的
蒸发 器 进行 冷却 。 在 这 种 情况 下 ， 由 于 输送 制冷 剂 液体 管 路 的 阻力 ， 使 制冷 剂 液体 的 压力
降低 。 当 压力 降低 到 低 于 液体 温度 下 的 饱和 压力 时 ， 就 会 产生 内 发 蒸气 ， 更 增 大 了 制冷 剂

的 压力 降 。 为 了 防止 制冷 剂 液体 在 输送 管 中 气 化 ， 必 须 使 制冷 剂 液体 过 冷 。

图 6-27 所 示 的 封闭 型 经 济 器 ， 就 是 使 一 部 分 制冷 剂 蒸发 ， 使 其 余 制 冷 剂 过 冷 的 设备

《图 中 带 圈 的 数字 是 p-h 图 上 相应 的 状态 点 )。

图 6-28 所 示 为 具有 封闭 型 经 济 器 循环 在 p-h 图 上 的 表示 。 由 蒸发 器 来 的 制冷 剂 蒸气
goo， 在 第 一 级 叶轮 内 被 压缩 ， 然 后 与 经 济 器 出 来 的 闪 发 蒸气 一 起 ， 在 第 二 级 叶轮 内 再 压缩 。

图 6-27 具有 封闭 经 济 器 的 离心 压缩 机 循环 系统 图 6-28 封闭 型 经 济 器 循环 在 p-h 图 上 的 表示

4A 一 压缩 机 ; B 一 冷凝 器 ; C 一 贮 液 器 ， DD 一 封闭 型 经 济 器 ;
一 燕 发 器 ; 一气 液 分 离 器

第 四 节 ”工作 循环 与 典型 机 组 了 59

从 冷凝 器 来 的 制冷 剂 液体 oo 中 ， 一 部 分 om 进入 经 济 器 内 蒸发 ， 使 qm 由 点 4 过 冷 至 点 6'。
(3) 二 级 经 济 器 循环 。 在 要 求 蒸发 温度 很 低 的 情况 下 ， 采 用 二 级 叶轮 就 不 够 。 例 如
CGO, 液化 装置 一 般 必须 采用 三 级 叶轮 的 离心 压缩 机 。 在 这 种 情况 下 ， 可 采用 二 级 经 济 器 ，
以 求 提高 循环 效率 。 一 般 蒸发 温度 在 一 7C 以 上 ， 可 用 二 级 叶轮 ; 在 一 23C 以 上 用 三 级 ;
在 一 45 一 一 40 字 以 上 用 四 级 。
经 济 器 级 数 应 比 叶 轮 级 数 少 1。 图 6-29 所 示 为 带 二 级 经 济 器 的 离心 压缩 机 制冷 循环 系
统 ， 图 6-30 为 该 循环 在 p-h 图 上 的 表示 。

图 6-29 二 级 经 济 器 的 离心 压缩 机 循环 系统 图 6-30 ”二 级 经 济 器 循环 在 p-h 上 的 表示
A 一 离心 压缩 机 ，B 一 冷凝 器 ;
C 一 二 级 经 济 器 ; DD 一 蒸发 器

按 制冷 剂 的 p-h 图 可 求 得 各 点 参数 和 各 项 指标 。
单位 制冷 量 go 为 :
do 一 Po 一 Ps (kJ/kg) (6-23)
制冷 剂 循环 量 qu 为 :
qm — Qo /go (kg/s) (6-24)
设 一 级 经 济 器 内 发 气体 量 为 am ， 一 级 经 济 器 内 发 气体 量 为 gm ， 通 过 燕 发 器 的 制冷 剂
液体 量 为 cm ， 则 根据 热平衡 关系 可 求 出 :

muh hs -
为 一生 一 并 二 关 (6-25)
Im _hs—he ， _
各 dm0 十 gm hz 一 /5 (6-26)
由 式 (6-21) 和 式 (6-22) 消 去 qm 十 qm ， 可 得 : 、
pi _ hr—hs hs—he
一 (1 十 和 7)X2 一 如 —h, hr hs 二 所 (6-27)

第 二 级 叶轮 压缩 的 气体 量 为 :
qm 一 quao 十 gm 一 (1 十 Xi 7)qgno (6-28)
第 三 级 叶轮 压缩 的 气体 量 为 :

160 第 六 章 离心 压缩 机

gmrs — qm + qm 十 gm 一 goo 十 Xigno (1X1) Xz guo
二 (1 十 XX) (1 十 Xs) gmo (6-29)
每 kg 制冷 剂 在 冷凝 器 中 的 放 热 量 为 :
gq: 二 (二 XD 二 Xs) (hs—h) C6-30)
三 级 离心 式 压缩 机 的 单位 理论 压缩 功 为 : |

wo = hi—ho) th —hy) tah, —hy)
Gmo dmo

二 (1 一 hbo) 十 (1 十 XD Ch 一 hy ) 十 (十 XX) (十 Xo) hs 一 hy') (6-31)
点 1' 和 2 的 比 灼 可 由 以 下 两 式 求 得 :
| hit+ Xihr hs + Xs hs
1 一 一 一 一 一 h»' = -
hi I+ 2 1 十 用 32)
二 级 经 济 髓 循环 的 制冷 系数 为 ;
e 一 儿 一 9 (6-33)

rz Chi—ho) t+X) hs—hr) 1+ ) C+) ha —hy)
单位 容积 制冷 量 gv 为:

gw= (J/m’) (6-34)
第 一 级 叶轮 的 吸 气 量 gw 为 : |
qvo — Vo Gmo (ms/s) (6-35)
第 二 级 叶轮 的 吸 气量 dv 为:
Gdw' — v1 qm v1 (十 和 7gno (mV/s) (6-36)
第 三 级 叶轮 的 吸 气 量 为 qvz 为 :
dvz 一 wz qms = ve CT 十 X)C1 十 Xe ) qno Cm’/s) (6-37)

二 、 典型 的 离心 制冷 机 组

与 活塞 制冷 压缩 机 、 螺 杆 压 缩 机 一 样 ， 大 部 分 离心 制冷 压缩 机 通常 也 都 在 工厂 中 将 冷
凝 器 、 敬 发 器 、 制 冷 剂 液体 控制 元 件 和 管道 等 组 装 成 离心 制冷 机 组 提供 用 户 使 用 。 目 前 绝
大 多 数 是 供 空调 用 的 离心 冷水 机 组 。

1， 19XR 封闭 型 离心 式 冷 水 机 组

19XR 封闭 型 离心 冷水 机 组 是 由 上 海 合 众 - 开 利空 调 设备 有 限 公司 生产 的 ， 采用
HFC134a 作为 制冷 工 质 。 其 结构 如 图 6-31 所 示 。

19XR 封闭 型 离心 冷水 机 组 具有 下 列 特 点 :

(1》02XR 压缩 机

1) 据 三 元 流动 理论 设计 的 新 型 高 效 叶轮 ， 由 后 弯 叶 片 和 分 离 叶片 组 成 ， 保 证 机 组 负
荷 和 部 分 负荷 时 的 效率 。 美 国 开 利 公司 和 普 - 惠 航空 发 动机 制造 公司 ， 同 属于 联合 技术 。
开 利 在 设计 过 程 中 ， 将 他 们 先进 的 叶轮 制造 技术 引 到 压缩 机 的 设计 中 去 ， 保 证 压缩 机 运转
的 高 效 、 稳 定 、 低 噪声 。

2) 静止 的 锥 管状 扩 压 器 ， 没 有 运动 及 磨损 部 件 ， 提 高 机 组 的 可 靠 性 。

3) 巴 氏 合金 钢 背 轴承 、Kingbury 自 平衡 推力 轴承 以 及 AGMA11 级 的 优质 单 级 和 斜 齿

第 四 节 ”工作 循环 与 典型 机 组 161

29 28 27 2625
(a) . (2)
图 6-31 19XR 封闭 型 离心 式 冷水 机 组 结构
。 (a) 前 视图 ; (5) 后 视图
] 一 导 叶 执行 结构 ;2 一 吸 气 弯 管 ，3 一 控制 箱 ; 4 一 机 组 铭牌 标签 ，5 一 藻 发 器 自动 复位 安全 阀 ，6 一 燕 发 器 压力 传感器 ;
7 一 冷凝 器 进 、 出 水 温度 传 器 ，8 一 燕 发 器 进 、 出 水 温度 传感器 ;9 一 获 发 器 铭牌 ，10 一 制冷 剂 充 注 阀 ; 11 一 法 兰 接口 ;
12 一 充 油 放 油 阀 :13 一 油 位 视 镜 i; 14 一 油 冷 却 器 ; 15 一 润滑 系统 动力 箱 ;16 一 冷凝 器 自动 复位 安全 阀 ;
17 一 电动 机 电路 断路 器 ;18 一 机 载 启 动 想 ;19 一 固态 启动 柜 控 制 显示 板 ; 20 一 电动 机 视 镜 ;
21 一 燕 发 器 水 室 加 水 端 盖 ;，22 一 冷凝 器 铭牌 ，23 一 水 室 排水 孔 ，24 一 冷凝 器 室 回 水 端 盖 ;
25 一 制冷 剂 干燥 指示 器 ; 26 一 制冷 剂 干燥 /过 滤器 ，27 一 制冷 剂 隔 离 阅 ，28 一 线性 浮 阀 室 ;
29 一 简 身 块 状 接头 ; 30 一 排 气 隔离 交 ，31 一 泵 出 阀 ，32 一 冷凝 器 压力 传感器

轮 , 确保 了 机 组 运行 平稳 、 可 靠 。

4) 进口 导 叶 执行 机 构 调 节 进 口 导 叶 ， 连 续 、 稳 定 地 调节 制冷 量 ， 保 证 低 负 荷 时 机 组
不 发 生 跨 振 、 气 蚀 和 振动 。

5) 为 航空 设计 的 “O” 形 环 密封 保证 了 机 组 的 密封 性 。

6) 遵照 我 国有 关 安 全 规范 ， 对 机 组 进行 针对 性 设计 。

(2) 高 效 换 热 管 。 蒸 发 器 和 冷凝 器 分 别 采 用 开 利 最 新 专利 的 TURBOB 由 和 Spiked fin
[ 超 高 效 换 热管 ， 内 外 均 有 起 片 破坏 水 流 边界 层 ， 造 成 率 流 ， 有 效 地 减少 了 换 热 面积 ， 提
高 了 换 热 效率 。 新 型 的 换 热 器 减少 了 制冷 剂 的 充 注 量 ， 降 低 运 行 费用 。

(3) 线性 浮 阀 节 流 装置 。 采 用 开 利 专利 的 19XR AccuMeter 系统 ， 根 据 机 组 的 工 况 变
化 调节 机 组 的 制冷 剂 流量 ， 保 证 机 组 部 分 负荷 性 能 。

(4) 微电脑 集中 控制 系统 。 采 用 开 利 最 新 一 代 微 电脑 集中 控制 系统 (PICI 系 统 )。 自
动 进行 冷 量 调节 和 控制 加 负载 ， 并 具有 多 项 安全 保护 ， 可 记录 最 近 的 25 条 报警 记录 。 机
组 可 以 对 轴承 高 油 温 、 制 冷 剂 高 低压 、 电 压 过 高 或 过 低 、 电 动机 过 载 等 17 项 内 容 进行 实
时 监控 。 可 根据 运行 状况 和 用 户 要 求 设 定 极限 值 ， 超 过 极限 值 系 统 则 会 自动 发 出 报警 。

(5) 先进 的 楼 宇 群 控 功 能 。19XR 离心 机 组 在 开机 前 可 :进行 自动 控制 测试 ， 检 查 控 制
系统 。PICI 控制 系统 可 与 “ 开 利 空调 网 络 (CCN)” 接 口 进行 集中 群 控 ， 利 用 它 可 以 进行
远 历 离 监 控 及 集中 群 控 。 实 现 多 台 机 组 运行 时 高 效 节能 ， 减 小 运行 费用 。

2. CVHE/G 三 级 压缩 离心 式 冷水 机 组

CVHE/G 三 级 压缩 离心 式 冷水 机 组 是 由 特 灵 空 调 ( 江 苏 ) 有 限 公司 生产 的 ， 采用 HCFC123
作为 制冷 工 质 。 压 缩 机 的 润滑 和 电动 机 冷却 系统 如 图 6-32 所 示 。 它 主要 由 以 下 部 件 构成 :

162 第 六 章 离心 压缩 机

压缩 机 组 合体 进口 导 叶 组 合体

一 二 rr

一 级 经 济 器
高 压 段 。!， 低压 自
站 入 一 1

冷凝 器 高 压制
冷 剂 至 喷射 器

液体 制冷 剂 (供给 电动 机 冷却 )
液体 制冷 剂 至 经 济 器

图 6-32 CVHE/G 压缩 机 的 润滑 和 电动 机 冷却 系统

(1) 三 级 离心 式 制冷 压缩 机 ， 每 级 均 带 有 进 气 导 叶片 。
(2) 直接 传动 的 电动 机 ， 电 动机 用 液体 制冷 剂 HCFC123 冷却 。
(3) 二 级 中 间 经 济 髓 。
(4) 壳 管 满 液 式 蒸发 器 。
(5) 壳 管 式 冷 凝 器 。
(6) 机 组 控制 柜 ， 带 有 微 处 理 器 和 真实 语言 显示 。
(7) 机 组 启动 柜 ， 安 装 在 机 组 上 或 分 开 安 装 。
(8) 其 他 附属 设备 ,润滑 系统 、 抽 气 系统 、 隔 振 执 板 及 水 流量 开关 等 。
(9) 制冷 剂 HCFC123 和 润滑 油 。
CVHE/G 三 级 压缩 离心 式 冷水 机 组 的 特点 如 下 :
(1) 运行 稳定 、 可 靠 性 高 。 由 于 该 机 绍 采 用 三 级 压缩 离心 压缩 机 ， 叶 轮转 速 较 低 。 这
压缩 机 运行 稳定 、 噪 声 低 、 寿 命 长 。
(2) 三 级 压缩 、 效 率 高 。 由 于 该 机 组 采用 三 级 离心 压缩 机 ， 可 以 在 较为 广阔 的 范围 内
有 效 的 运行 ， 可 以 避免 热气 劳 通 阀 进行 冷 量 调节 时 所 造成 的 能 量 损 失 ， 并 较为 有 效 地 避免
跑 振 的 发 生 。
(3) 采用 三 级 进 气 导 流 叶片 。 机 组 的 每 级 进 气 都 装 有 可 变 导 流 叶 片 ， 叶 片 由 装 在 外 面
的 步 进 电 动机 操纵 控制 ， 它 既 可 调节 气体 流量 来 满足 部 分 负荷 的 要 求 ， 也 可 预先 转动 制冷
剂 气流 方向 ， 使 其 以 最 佳 角度 进入 叶轮 。 因 此 ， 压 缩 机 部 分 负荷 性 能 得 到 进一步 改善 。
(4) 二 级 经 济 器 。 图 6-33 为 CVHEVG 二 级 经 济 器 原理 图 。 三 级 压缩 之 间 的 两 个 经 济
器 可 以 提高 效率 ， 制 冷 剂 在 蒸发 器 和 冷凝 器 之 间 的 两 个 中 间 压 力 下 内 营 ， 可 以 提高 冷水 机
组 的 效率 。

样

~-

第 四 节 工作 柱 环 与 典型 机 组 103

至 压缩 机 第 三 级 叶轮 ”至 压缩 机 第 二 级 叶轮
的 气体 制冷 剂 的 气体 制冷 剂

)

来 自 电动 机 冷却 系统
的 气 液 混合 制冷 剂
[0 一 ——

来 自 冷凝 器 的
液体 制冷 剂 至 蒸发 器 的
液体 制冷 剂
图 6-33 CVHE/G 二 级 经 济 器 原理
(5) 可 靠 的 电动 机 冷却 系统 。 该 机 组 的 电动 机 转子 和 定子 都 沉浸 在 液态 制冷 剂 中 ， 在
各 种 负荷 条 件 下 提供 有 效 和 完全 的 冷却 。 制 冷 剂 从 冷凝 器 经 一 固定 筷 板 装置 进入 电动 机 内
部 ， 然 后 ， 流 回 两 级 节 流 器 ， 这 是 一 个 可 靠 的 运行 系统 ( 见 图 6-34)。

至 电动 机 的
| 一 液体 制冷 剂

的 制冷 剂

图 6-34 电动 机 冷却 系统
(6) 多 级 孔 板 流量 控制 装置 。 该 机 组 采用 多 级 孔 板 流量 控制 装置 。 它 可 以 在 各 种 负荷
情况 下 有 效 地 控制 制冷 剂 流量 。 由 于 取消 了 运动 部 件 ， 运 行 可 靠 。
C7》 UCP2 微电脑 控制 ， 操 作 可 靠 、 高 效 、 方 便 。 该 机 组 采用 了 微电脑 控制 ， 冷
水 机 组 运行 时 ， 可 中 文 显示 的 微电脑 控制 器 UCP2 随时 监测 机 组 的 运行 情况 和 可 能 发

164 第 六 章 离心 压缩 机

生 的 故障 ， 并 显示 出 有 关 诊 断 信息 ， 同 时 采取 必要 的 措施 ， 以 保证 机 组 正常 高 效 地
运行 。

3. YK 型 开启 式 离心 冷水 机 组

约克 Millennium YK 型 冷水 机 组 ,一般 用 于 大 型 空调 系统 。 它 主要 包括 压缩 机 、 带
整体 式 增 速 齿轮 的 开启 式 电动 机 、 冷 凝 器 、 蒜 发 器 和 流量 控制 室 等 。

冷水 机 组 的 运行 由 先进 的 微电脑 控制 盘 来 控制 ， 操 作 人 员 可 以 对 它 编程 以 适应 不 同 工
况 的 要 求 。 夜 间 、 周 末 、 假 日 的 自动 定时 启动 和 停机 ， 同 样 也 可 以 编程 设 定 。 冷 水 机 组 的
运行 状态 、 温 度 、 压 力 等 信息 ， 可 以 从 显示 屏 上 读 出 。 带 微电脑 控制 盘 的 冷水 机 组 ， 可 以
配 上 继 电 启动 器 、 固 态 启动 器 或 变速 驱动 装置 ， 以 便 进 一 步 节能 和 提高 效率 。

Millennium YK 型 冷水 机 组 制冷 剂 流程 图 如 图 6-35 所 示 。 该 机 组 运行 时 ， 蒸 发 器 的
一 侧 流 载 冷 剂 (冷水 或 盐水 )， 两 者 发 生 热 交换 ， 制 冷 剂 吸 热 蒸发 ， 载 冷 剂 放 热 后 温度 降
低 。 随 后 ， 载 冷 剂 被 泵 送 到 风机 盘 管 或 其 他 空调 末端 装置 中 去 ， 在 翅 化 的 盘 管 中 流动 ， 带
走 空气 的 热量 。 载 冷 剂 吸 热 后 温度 升 高 ， 然 后 返回 冷水 机 组 ， 形 成 了 闭 式 载 冷 剂 循环 。 来
自 蒸 发 器 的 制冷 剂 蒸气 流入 压缩 机 ， 经 旋转 叶轮 加 压 升 温 后 排 人 冷凝 器 。 同 时 ， 由 冷却 水
吸收 制冷 剂 蒸气 的 热量 ， 使 之 冷却 、 冷 凝 ， 冷 却 水 由 冷却 塔 循环 冷却 。 冷 凝 后 的 制冷 剂 液
体 从 冷凝 器 流 和 人 流量 控制 室 ， 由 里 面 的 节 流 装置 来 控制 蒸发 器 的 制冷 剂 供 液 量 ， 这 样 就 完
成 了 整个 制冷 剂 循环 。MillenniumYK 型 离心 式 冷 水 机 组 完全 由 工厂 组 装 ， 它 主要 包括 蒸
发 避 、 冷 凝 器 、 压 缩 机 、 电 动机 、 润 滑 系统 、 微 电脑 控制 中 心 等 。

图 例 :
人 人 高压 蒸气

-二 高压 液态 制冷 剂
-二 了 低压 液态 制冷 齐

压缩 机
有 人 低压 蒸气

导 流 叶片

排 气 管

排 气 折 流 板

流量 控制
节 流 孔

图 6-35 ”MillenniumYK 型 冷水 机 组 制冷 剂 流程

第 四 节 ”工作 循环 与 典型 机 组 ”165

4. PEH/PFH 型 离心 式 冷 水 机 组

McQuay PEH/PFH 型 齿轮 驱动 的 单 级 离心 冷水 机 组 可 用 于 热 回收 。 热 回收 机 组 的 型
号 为 PHH( 单 压缩 机 ) 和 PJHC 双 压缩 机 )。 该 机 组 采用 半 封 闭 式 离心 压缩 机 作为 主机 ， 采
用 HFC134a 作为 制冷 剂 。

(1) 微机 控制 系统 。Micro-Tech 机 组 控制 器 是 以 微 处 理 器 为 基础 的 ， 可 完成 离心 压
缩 机 的 启动 、 监 控 、 能 量 调节 、 保 护 、 减 载 、 顺 序 停机 、 定 时 运行 等 。 双 压缩 机 组 配 有 两
台 控 制 器 ， 它 们 内 部 互 连 、 完 成 领先 一 滞后 负载 平衡 功能 。

(2) 能 量 控制 系统 。 压 缩 机 的 能 量 控制 由 导 叶 的 转动 完成 (如 图 6-36 和 图 6-37 所 示 ) 。
电磁 闪 SA、SB 随 控制 信息 动作 后 ， 液 压 推动 导 叶 旋转 。 进 气 导 叶 能 量 控制 的 液压 系统 ，
由 位 于 油管 控制 盘 内 的 四 通电 磁 阀 组 成 。 控 制 信号 的 加 载 、 保 持 决定 四 通 阀 的 状态 。 开 启
导 叶 (压缩 机 加 载 )， 电 磁 闪 SA 断 电 、SB 通电 ， 油 从 SA 口 流向 活塞 一 边 ， 通 过 SB 口 排
出 。 关 闭 导 叶 ( 压 缩 机 钊 载 )， 电 磁 阀 SB 断 电 、SA 通电 ， 移 动 活塞 导 叶 处 于 减 载 位 置 。

压缩 机 印 载 油缸 与 人 口 导 叶 相 连 的 浮动 活塞

活塞 排 油

咎 可 调节 针 间 En
(与 四 通 韶 成 积分 关系 ) Eee 一 一 未 自 油 系 排 油管
图 例 ， 有 高 正 油

图 6-36 导 叶 控制 能 量 时 电磁 阀 动 作 ( 保 持 )

图 例 : 压 ;
TS | la

一 一 至 油泵 油槽

一 -来 自 油泵 排 油管

图 6-37 导 叶 控制 能 量 时 电磁 阀 动 作

了 66 ”第 六 章 离心 压缩 机

(3) 油 路 系统 。 油 路 系统 为 压缩 机 部 件 、 轴 承 提 供 润滑 和 带 走 热量 ， 利 用 油 压 和 印 载
活塞 移动 导 叶 控制 负荷 。 供 油 温度 取决 于 油 冷却 效果 。 温 度 控制 闪 控 制 油 温 在 32 一 38C
之 间 。 为 减少 突 发 停车 而 造成 故障 和 损坏 轴承 ， 在 CE126 压缩 机 润滑 油 系统 中 ， 装 有 以
重力 为 动力 的 紧急 供 油箱 ， 以 防止 设备 突然 断 电 而 带 来 的 损坏 。 图 6-38 为 典型 的 油 流
程 图 。

压缩 机

冷却 水

油泵 “油槽
图 6-38 机 组 典型 的 油 流程

(4) 热 回 收 系统 。 标 准 的 PHH 和 PJH
热 回收 式 冷 水 机 组 带 有 热 回 收 系统 。 热 回收
机 组 都 有 分 层 冷 凝 器 用 于 热 回 收 ( 图 6-39)，
制冷 剂 侧 ( 壳 程 ) 共 用 一 回路 ， 比 单个 换 热 器
的 运行 效率 高 ， 冷 却 水 和 热 回 收 水 是 隔离 的 ，
形成 两 个 独立 的 回路 。 分 层 冷凝 器 的 独特 设
计 可 防止 冷却 塔 水 和 热 回收 水 回路 相交 混杂 ，
同时 发 挥 了 单 冷凝 器 内 在 效率 的 优势 。 分 层
冷凝 器 为 卧 式 ， 可 使 热 回 收回 路 充分 利用 热
气 的 优势 。 该 设计 用 于 全 热 回 收 和 部 分 热 回 图 6-39 分 层 冷凝 器
收 的 场合 。

1) 全 热 回收 ”大 多 数 供 热 场合 需要 的 水 温 高 于 典型 冷水 机 组 冷凝 器 的 水 温 35~~37°C 。
全 热 回收 冷水 机 组 与 一 般 冷 水 机 组 相 比 ,冷凝 器 出 水 温度 高 ， 对 应 的 冷凝 压力 高 ， 需 要 更
多 的 能 耗 。 因 此 ， 对 于 所 有 离心 式 冷水 机 组 ,使 用 热 回 收 是 要 付出 代价 的 ， 故 需 仔 细 权 衡
经 济 性 和 合理 性 。 图 6-40 为 全 热 回收 系统 图 。

2) 部 分 热 回收 ”分 层 冷 凝 器 的 好 处 同样 也 体现 在 部 分 热 回 收 设备 上 。 在 部 分 热 回 收
场合 ,通常 由 冷却 塔 排 出 的 热量 在 正常 冷凝 温度 下 被 回收 。 额 外 补充 的 冷凝 传 热 面积 可 改
善 传 热 ， 因 此 能 使 机 组 保持 较 高 的 冷却 效率 。 图 6-41 为 部 分 热 回收 系统 图 。 该 热 回 收 系

第 四 节 工作 循环 与 典型 机 组 了 67

统 主要 用 于 生活 水 的 预 热 ， 锅 炉 补 偿 水 和 空调 系统 加 热 。 因 冷凝 温度 不 像 全 热 回 收 那样 升
得 较 高 ， 对 部 分 加 热 模式 不 需 特殊 控制 ， 不 用 的 热量 可 简单 地 通过 冷却 塔 排放 。

冷却 盘 管 冷却 盘 管
图 6-40 全 热 回收 系统 图 6-41 部 分 热 回收 系统
《5) 制冷 循环 系统 。 机 组 的 制冷 剂 循环 如 图 6-42 所 示 。

图 6-42 机 组 典型 的 制冷 循环
@ 温度 传感器 ; @@ 压力 传感器 ; 图 安全 阅

(6) 散 流 滑 块 。 图 6-43 为 McQuay 离心 压缩 机 特有 的 可 移动 式 排 气 散 流 滑 块 。 当 制
冷 量 减少 时 ， 可 移动 式 排 气 散 流 滑 块 往 内 侧 运 动 ， 以 保持 制冷 剂 速率 ， 从 而 避免 了 压缩 机
不 稳定 跨 振 运行 ， 降 低 了 噪声 和 振动 。 在 同时 采用 进口 导 叶 和 可 移动 式 排 气 散 流 滑 块 调节
时 ， 能 允许 制冷 量 降 到 10%。

5，Unitop 系列 离心 式 冷 水 机 组

Unitop 系列 离心 式 冷水 机 组 ， 是 由 冰山 集团 和 瑞士 SULZER 公司 联合 开发 的 。 该 机
组 采用 开启 式 离心 压缩 机 作为 主机 ， 具 有 体积 小 、 重 量 轻 、 操 作 简 单 、 易 损 件 少 等 特点 。
其 流程 图 如 图 6-44 所 示 。 ，

散 流 滑 块
部 分 负荷

图 6-44 ”Unitop 系列 离心 式 冷 水 机 组 流程

Unitop 系列 离心 式 冷水 机 组 主要 特点 :

(1) 高 质量 、 高 性 能 的 主机

1) SULZER 主机 采用 世界 先进 的 精密 铸造 技术 ， 选 用 不 锈 钢 制作 的 叶轮 具有 高 精度 、
高 强度 的 优点 ， 有 效 地 防止 了 传统 的 铝 制 叶轮 易 被 拉 伤 、 破 坏 等 现象 。 同 时 有 效 地 防止 了
在 有 水 分 的 情况 下 铝 与 部 分 制冷 剂 起 反应 ， 腐 蚀 叶轮 的 现象 。

2) 在 设计 中 ， 依 据 设计 经 验 结合 现代 先进 的 科学 技术 ， 提 高 了 叶轮 的 效率 ; 采用 垂
直 密封 的 方法 ， 保 证 了 叶轮 与 机 体 的 密封 精度 ， 使 得 主机 的 效率 更 高 ， 使 用 时 更 省 电 。

3) 机 体 、 齿 轮 箱 的 密封 面 在 垂直 面 上 ， 防 止 了 材料 的 变形 对 密封 、 运 转 精 度 的 影响 。

同时 ， 使 得 主机 的 拆 装 、 维 护 更 方便 。

第 四 节 ”工作 循环 与 典型 机 组 169

4) 选用 导 流 叶片 调节 主机 的 能 量 ， 可 在 设计 值 的 10% 一 100%% 之 间 调 节 冷 量 ， 采 用 专
利 的 布 流 器 技术 ， 使 得 机 组 在 部 分 负荷 时 ， 能 耗 依旧 很 小 ， 有 效 地 降低 了 用 户 的 电 耗 。

5) 主机 与 电动 机 的 连接 ， 选 用 开启 式 连接 方式 ， 提 高 了 系统 的 效率 ， 降 低 了 对 电动
机 的 特殊 要 求 ， 有 效 地 防止 了 电动 机 烧毁 。 同 时 ， 使 得 操作 、 维 护 更 方便 。 独 有 的 专利 密
封 设计 使 油 路 与 制冷 剂 系统 彻底 分 离 ， 省 去 了 传统 的 复杂 回 油 系统 ， 降 低 了 换 热 管 的 热
阻 ， 提 高 了 换 热 器 的 效率 ， 使 机 组 运行 更 经 济 、 更 可 靠 。

(2) 系列 化 设计 。Unitop 系列 离心 式 冷水 机 组 在 设计 时 ， 采 用 系列 化 设计 ， 机 组 的
主机 、 换 热 器 的 设计 选用 先进 的 计算 机 优化 软件 设计 。 .

(3) 采用 了 国际 先进 的 换 热 管 。 离 心 式 冷 水 机 组 的 冷凝 器 、 藻 发 器 用 的 换 热 管 ， 采 用
国际 先进 厂家 生产 的 产品 ， 以 保证 质量 ， 提 高 机 组 效率 。 |

(4) 采用 先进 的 PID 控制 技术 。 离 心 式 冷水 机 组 选用 先进 的 控制 元 件 ， 结 合 先进 的
PID 控制 技术 ， 使 机 组 运行 合理 ， 提 高 了 机 组 的 使 用 效率 。

(5) 独特 的 密封 。 离 心 式 冷水 机 组 采用 了 独特 的 密封 材料 ， 保 证 了 制冷 剂 的 密封 。

第 七 章 ”制冷 压缩 机 应 用

第 一 节 压缩 机 的 选用

本 节 以 应 用 最 广 的 活塞 制冷 压缩 机 为 例 ， 介 绍 它 的 选择 计算 方法 。

活塞 制冷 压缩 机 的 制冷 量 与 它 的 工 况 、 气 负数 目 、 气 负 尺 寸 、 活塞 行 程 . 转 数 和 输 气
系数 等 有 关 。 因 此 选择 时 可 根据 它 的 工 况 ， 在 制造 厂 提供 的 制冷 压缩 机 特性 曲线 图 上 ， 查
得 每 台 制冷 压缩 机 的 制冷 量 及 其 所 需要 的 功率 。 这 样 就 能 选 定 所 需要 的 制冷 压缩 机 及 配 用
的 电动 机 。

在 缺乏 产品 技术 资料 时 ， 活 塞 制冷 压缩 机 的 制冷 量 、 配 用 电动 机 功率 及 它 的 气缸 套 冷
却 水 量 可 按 下 面 的 方法 估算 。

一 、 活塞 制冷 压缩 机 制冷 量 的 估算

通常 有 两 种 计算 方法 :

(1) 活塞 制冷 压缩 机 在 设计 工 况 下 的 制冷 量 & 可 按 式 (1-14) 计 算 ， 将 式 (1-11) 代
和 人 (1-14)， 整 理 得 :

=ngagow/3600 (7-1)
式 中 4 一 一 压缩 机 的 理论 排 气量 , mi /h;
go 一 一 制冷 剂 在 给 定制 冷 工 况 下 的 单位 容积 制冷 量 ，kJ/m

活塞 制冷 压缩 机 的 容积 效率 ， 一 般 制 造 工 厂 均 有 试验 数据 可 供 选 取 。 在 没有 试验 数据
的 情况 下 ， 也 可 查 图 得 到 容积 效率 的 数值 。 图 7-1 是 小 型 封闭 式 压 缩 机 容积 效率 在 不 同 的
相对 余 隙 容积 时 随 压 力 比 的 变化 关系 。 图 7-2 是 不 同 制冷 剂 的 开启 式 压 缩 机 容积 效率 随 工
况 温 度 变化 的 关系 。

0.8

c=1%~1.5%

2
04 Oo=100~250W |
1
> S%~8%
02 | |
2 4 6 8 10 12 14 16

图 7-1 小 型 封闭 压缩 机 的 7 随 c( 相 对 余 孙 容积) 和 e( 压 力 比 ) 的 变化

第 一 节 压缩 机 的 选用 171

0.9
[TT
09 上 上 HH 08
[| Ds “CC, 0.8 pp)
局面 而 Wo, 上 上 FS
TT ] S 中 J KC
[| I] 多 ()
osFEEFHFr 从
TTT 0.7 0.7
: HH
图 图
0.7
0.6 0.6
的
0.6 0.5 05 六
|
.SLL | 0.4
-0-25-20-13 -10-5 0 5 30-25-20-15-10-53 0 5 -3025 2015 0 5 0 5
to('C) i('C) a('C
四 © (O

图 7-2 开启 式 压 缩 机 的 容积 效率 与 工 况 温度 的 关系
(a) 氨 ; (6)R134a; (c)R22

(2) 当 已 知 活塞 压缩 制冷 机 标准 工 况 下 的 制冷 量 Q 可 按 下 式 换算 :

Q=KiQ&, (7-2)
式 中 Ki 换算 系数 ， 可 由 表 7-1 和 表 7-2 查 得 。
立 式 和 YV 型 氨 压 缩 机 制冷 量 换算 系数 Kl 表 7-1

冷凝 温度 (C)

1. 1. 1 1.03 | 1 0 0. 0 0， 0， 0. 0. 0. 0. 0.
1. 1. 1 1.09|1 1. 1 1. 1 1. 1. 0. 0. 0. 0. 0.
1. 1. 1 1.15|1 1. 1 1. 1 1. 1. 1 1. 1. 0. 0.
1. 1. 1 1.21|1 1. 1 1. 1 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1
1. 1. 1 1.27|1 1. 1 1. 1 1. 1. 1. 1. 1， 1. 1.
1. 1. 1 1.33|1 1. 1 1. 1 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1.
1. 1. 1 1.41 |1 1.37 | 1 1. 1 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1
1. 1. 1 1.48 | 1 1. 1 1. 1 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1.
1. 1. 1 1.56 | 1 i. 1 1. 1 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1,
1. 1, 1 1.63 | 1 1. 1 1. 1 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1.
—5 |1.76|1.74|1.72|1.70|1.68|1.66|1.64|1.62|1.60|1.58|1.56|1.54|1.52|1.50|1.48|11.46
—4 |1.8511.82|1.81|1.79|1.77|1.75|1.73|1.71|1.68|1.6611.64|1.62|1.60 1.58 | 1.56 |1.54
—3 |1.94|1.92|1.90|1.88|1.86|1.84|1.82|1.8011.77|1.75|1.73|1.71|1.68|1.66|1.63|1.61
一 2 |2.0412.02|1.99|1.97|1.94|1.92|1.90|11.8811.85|1.83|1.81|1.79|1.76|1.74|1,.71|1.69
—1 |2.13|2.11|2.08|2.06|2.03|2.01|1.99|1.97|1.94|1.92|1.90|1.87|1.84|1.82|1.79|1.76
0 |2.22|2.20|2.17|2.15| 2.12|2.10|2.08|2.05|2.03|2.00|1.98|1.95|1.92|1.90|1.87|1.84
+1 | 2.33|2.31|2.28|2.26|2.23|2.21|2.18| 2.16|2.13|2.11|2.08|2.05 |2.02|2.00|1.97|1.94
十 2 |2.44|2.411|2.39|2.36| 2.34|2.31|2.28|2.26|2.23|2.21|2.18|2.15|2.12|2.10|2.07|2.04
十 3 | 2.5612.53|2.50|2.48|2 2. 2 2. 2 2. 2. 2. 2, 2. 2.16 | 2;13
十 4 | 2.6712. 2 2. 2 2, 2 2, 2 2. 2. 2， 2. 2. 2. 26 | 2. 23
十 5 | 2.78|2. 2 2. 2 2. 2 2. 2 2. 2. 2. 2. 2. 2. 36 | 2. 33
十 6 | 2.91| 2. 2 2. 2 2. 2 2. 2 2. 2. 2. 2. 2. 2.47 | 2.44

172 第 七 章 制冷 压缩 机 应 用

燕 发 温 冷凝 温度 CC)

立 式 和 V 型 R134a 压缩 机 制冷 量 换算 系数 Ki

燕 发 温 访 冷凝 温度 CC)

一 15 |1.08|1.06|1.05|1.03|1.02 0.98 | 0.97 | 0.95 | 0.94 | 0.92 | 0.90 | 0.89 | 0.87 | 0.86 |0.84
—14 |1.14|1.12|1.11|1.0911.08|1.06|1.04|1.02|1.011|0.99|0.97|0.95 |0.93|0.92|0.90 10.88
一 13 |1.20|1.18|1.16|1.15|1.13|1.11|1.09|1.07|1.06|1. 04 | 1.02 | 1.00 | 0.9810.97 | 0,.95 10. 93
一 12 [11.27|1.25|1.23|1.21|1.19|1.17|1.15|1.13|1.11|1.09|1.07|1.05|1.03|1.01|90.99 |0.97
一 IL |1.33|1.31|1.29|1.26|1.24|1.22|1.20|1.18|1.16|1.14|1.12|1.10|1.08|1.06|1.04|1.02
一 0 |1.3911.37|1.35|1.3211.30|11.28|11.26|124|1.21|11.19|11.17|11.15|1.13|11.1011.0811.06
一 9 1.46 | 1.44 | 1.42|1.39|1.37|1.35|1.33|1.31|1.28|1.26|1.24|1.22|1.19|1.17|1.141|1.12
一 8 1.54 | 1.52| 1.49|1.47|1.44|1.42|1.40|1.37|1.35|1.32|1.30|1.28|1.25|1.23|1.201|1.18
一 7 1.61|1.59|1.56|1.54|1.51|1.49|1.47|1.44|1.42|1.39|1.37|1.35|1.32|1.30|1.27|1.25
—6 1.69|1.66 | 1.64|1.61|1.59|1.56|1.53|1.51|1.48|1.46|1.43|1.41|1.38|1.36|1.3311.31
一 5 1,.76 | 1.7311.71|1.68|1.66|1.63|1.60|1.58|1.55|1.53|1.50|1.47|1.45|1.42|1.401|1.37
一 4 1.85 | 1.82 | 1.7911.77|1.74|1.71|1.68|1.66|1.63|1.61|1.58|1.55|1.52|1.49|1.47|1.44
一 3 1.94 |1.91|1.88|1.85|1.82|1.79|1.76|1.73|1.70|1.68|1.65|1.62|1.59|1,56|1.54|1,51
一 2 |2.02|2.00|1,97|1.94|1.91|1.88|1.85|1.82|1.79|1.76|1.73|1.7041.67|1.64|1.61|1.58
一 工 2.11 | 2.08 | 2.05|2.02|1.99|1.96 |1.92|1.89|1.86|1.83|1.80|1.77|1.74|1.71|1.68|1.65

0 2.20| 2.17| 2.13|2.10|2.07|2.04|2.00|1.97|1.94|1.91|1.88|1.84|1.81|1.78|1.751|1.72
十 1 |2.31|2.26|2. 23 2.20 | 2.17 |2.14|2.10|2.06 |2.03|2.00|1.97|1.93|1.89 |1.86|1.83 11.80
十 2 |2.42|2.37|2.34|2.31|2.28|2.24|2.20|2.16|2,13|2.10|2.06 |2.02|1.98 |1.95|1.92|1.89
十 3 |2,52|2.47|2.44|2.41|2.38|2.34|2.30|2.26|2.,23|2.20|2.16|2.11|2.06 |2.03|2.00 |1.97
十 4 |2.63|2.58| 2.54|2.51|2.48 |2.44|2.40|2.36|2.32|2.29|2.25|2.20|2.15|2.12|2.09 |2.06
+5 |2.74|2.70|2.66|2.62|2.58|2.54|2.50|2.46|2.42|2. 38 | 2.34 | 2.30 | 2.26 | 2.22 | 2.18 |2.14
十 6 |2.87|2.82|2.78 | 2.74|2.70|2.66|2.61|2.57|2.53|2.49 |2.4512.40|2.36 | 2.32|2,28 |2.24
+7 |3.00|2.95 |2.90 |2.86 | 2,82|2,78| 2.73 | 2.68|2.64|2.60|2.56|2.51|2.47 |2.43|2,39 |2.35
十 8 |3. 3.07. 3 2, 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2, 2. 45
十 9 | 3. 3 3 3. 3. 3. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2.56
十 10 | 3. 3 3 3. 3. 3. 3. 3. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2.66

二 、 压缩 机 及 电动 机 功率 的 计算

1. 理论 功率 Pi

P=—qraW, (7-3)
2. 指示 功率 P;

天 一 PP。 (7-4)

式 中 一 一 指示 效率 ， 可 查 图 7-3 求 得 。

第 一 节 压缩 机 的 选用 173

3. 摩擦 功率 P， Im
PP 一 wp/3600 (7-5) 2 十 up
式 中 po 一 一 平均 摩擦 压力 ，kPa。 o7f 1 下
对 于 立 式 和 V 型 氮 压缩 机 ,pn 一 49~68.7kPa; 0
对 于 氛 里 昂 压缩 机 ， 如 一 34. 3~63. 7kPa。 os
4。 轴 功率 PP。 ” 04 | | |
P.—P;+P, =P;/n, 8) 0 |
式 中 ”加 一 一 压缩 机 的 机 械 效 率 ， 一 般 为 0. 8~0. 9。 02
5. 配套 电动 机 功率 P， 0 |
压缩 机 由 电动 机 直接 传动 时 ， 由 于 传动 效率 等 。 “|_| | | 加 加 i
于 1， 所 以 电动 机 的 轴 功 率 就 等 于 压缩 机 的 轴 功 率 E
P.。 一 般配 套 的 电动 机 功率 有 图 7-3 指示 效率 y: 随 压力 比 e 和
Pa=(1.10~1.15)P. (7-7) 相对 余 陈 容积 c 的 变化

为 防止 启动 时 电动 机 过 载 ， 压 缩 机 需 采 用 印 载 启动 或 吸 气节 流 等 措施 。

三 、 压 缩 机 气缸 套 冷 却 水 量 的 确定 。

压缩 机 气 红 套 冷却 水 量 的 数据 ， 一 般 由 制造 厂 提供 。 在 缺少 数据 时 ， 对 于 氨 和 R22
压缩 机 的 冷却 水 量 ， 可 按理 论 排 量 计算 ， 对 每 ms 理论 排 量 需 冷却 水 约 5kg。 也 可 采用 下
式 计算 气 负 套 的 冷却 水 量 gu (kg/s) 。

Guw =—0. 24P.E/cAt (7-8)
式 中 6 一 比例 常数 ,表示 冷 却 水 带 走 的 热量 占 总 发 热量 的 比例 ， 一 般 取 0. 13 一 0. 18;
”A 一 一 气 氏 套 冷 却 水 进出 水 温度 差 ， 通 常 取 5~10°C;

冷却 水 的 比热容 , -单位 为 KJ/(kg * K)。

C

四 、 压缩 机 形式 和 数量 的 选择

根据 制冷 装置 某 燕 发 温度 组 的 机 械 负荷 来 选择 所 需要 的 制冷 压缩 机 型 号 和 台数 。 但 是 如
采 在 有 些 使 用 场合 规定 制冷 装置 每 及 夜 的 工作 时 间 为 18h， 这 就 意味 着 压缩 机 的 工作 时 间 系
数 为 18/24 一 0. 75。 这 时 ， 该 蒸发 温度 组 的 机 械 负荷 Q 应 考虑 工作 时 间 系 数 的 影响 ， 于 是 有 ，

Q'=Q/6 (7-9)
式 中 Q 一 一 考虑 每 慎 夜 24h 的 机 械 负 荷 ，KW;
6 一 一 工作 时 间 系 数 。

对 船舶 冷藏 、 厨 房 冰 箱 等 的 制冷 装置 ， 为 保证 它们 工作 可 靠 ， 都 规定 制冷 压缩 机 的 工
作 时 间 系 数 。 因 此 ， 它 们 在 选择 制冷 压缩 机 的 型 号 和 台数 时 就 应 根据 式 (7-9) 算 得 的 机 械
负荷 Q' 为 依据 。 .

确定 制冷 压缩 机 和 机 组 数量 的 问题 ， 原 则 是 对 一 个 燕 发 温度 尽 可 能 把 必需 的 制冷 量 集
中 在 一 个 机 组 中 。 这 是 因为 大 的 制冷 压缩 机 和 机 组 具有 较 高 的 容积 效率 和 能 量 效 率 ， 它 们
工作 时 有 很 高 的 经 济 性 ， 它 们 的 材料 消耗 也 省 。 同 时 安装 大 的 设备 时 ， 因 其 数量 少 ， 所 以
降低 了 机 房 和 设备 的 初 投 资费 用 ， 同 样 也 简化 了 维护 、 保 养 工作 。

具体 选择 机 组 时 应 考虑 备用 机 组 的 问题 。 因 为 对 活塞 制冷 压缩 机 来 说 ， 它 有 大 量 的 易

174 第 七 章 制冷 压缩 机 应 用

磨损 零件 存在 ， 尤 其 是 阀 片 ， 它 经 受 剧烈 变化 的 负荷 和 很 高 的 工作 温度 ， 需 经 常 更 换 。 在
更 换 、 保 养 易 磨损 零件 时 ， 需 要 有 备用 机 组 。 另 外 ， 选 择机 组 时 ， 应 与 用 冷 房间 一 年 和 一
天 的 冷 负 荷 变 化 特征 相 联系 。 对 有 稳定 产品 生产 的 企业 或 当 外 界 空气 涂 人 热量 较 小 的 情
况 ， 在 每 一 燕 发 温度 时 它们 一 年 或 一 天 的 冷 负荷 图 将 是 一 条 近似 的 水 平 线 ， 如 图 7-4 所
示 。 如 果 这 时 只 选 一 台 压 缩 机 是 显然 是 不 合理 的 ， 因 为 由 于 任何 微小 的 工作 朴 忽 造成 机 器
的 故障 ， 都 会 造成 停产 。 为 防止 企业 因 制 冷 装置 故障 停产 而 造成 经 济 损失 ， 可 选用 一 台 具
有 同样 制冷 量 的 备用 机 组 。 但 更 好 的 方案 是 安装 一 台 具 有 一 半 制 冷 量 的 机 组 。 这样， 若 一
台 机 组 发 生 故 障 ， 第 二 人 台 机 组 就 仍然 能 保证 生产 部 分 产品 的 生产 ， 减 少 经 济 的 损失 。

对 于 外 界 空气 渗入 热量 比 其 他 热量 大 的 情况 ,制冷 装置 相当 部 分 的 制冷 量 是 用 在 保持
用 冷 房间 的 低温 上 。 这 类 企业 的 年 冷 负 蓓 图 具有 随 外 界 空气 温度 变化 的 特征 ， 见 图 7-5。
这 时 如 根据 机 械 人 负荷 只 选用 一 台 机 组 ， 将 在 一 年 的 相当 长 时 间 里 显示 出 机 组 的 使 用 不 合
理 。 因 此 ， 在 这 种 冷 负荷 特性 下 ， 最 好 是 将 机 械 负荷 均匀 地 分 配给 2 台 或 3 台 机 组 。 这 样
既 满 足 了 冷 负荷 变 化 的 需要 ， 也 满足 了 机 组 设备 检查 修理 时 所 必需 的 备用 机 组 的 需要 。

在 某 些 特殊 的 场合 ， 用 冷 房间 每 昼夜 冷 负荷 的 变化 是 由 于 它 用 冷 的 工艺 设备 周期 性 工
作 而 引起 的 ， 这 时 冷 负 荷 的 变化 非常 剧烈 ， 如 台阶 形 增 碱 ， 如 图 7-6 所 示 。 其 中 每 昼夜 冷
负荷 图 的 均匀 部 分 (如 图 7-6 中 的 A 部 分 Q,) 表 示 用 冷 房间 为 维持 低温 所 用 的 冷 负荷 。 工
艺 设备 用 冷 量具 有 周期 性 变化 (如 图 7-6 中 的 B 部 分 Q,)， 有 时 还 可 能 出 现 峰 值 ，( 图 7-6
中 的 C 部 分 Q.)。 这 时 选择 压缩 机 ， 最 好 是 将 整个 机 械 负 荷 分 给 3 台 压 缩 机 ， 每 台 压缩 机
的 制冷 量 分 别 相当 于 冷 负荷 Q,。、Q 和 Q.， 也 可 根据 峰值 的 大 小 将 整个 机 械 负荷 分 给 2 台
压缩 机 ， 每 台 压 缩 机 的 制冷 量 分 别 为 Q. 和 Q 十 Q.。

[ed | i
一
2 2 |
2 2 2
2
ta Va “ b
. 图 7-4 均匀 冷 负 荷 图 7-5 变化 的 冷 负荷 图 7-6 台阶 形 冷 负 荷

为 了 降低 用 冷 房间 的 峰值 冷 负 荷 ， 有 时 也 可 利用 蓄冷 池 ， 依 靠 增加 压缩 机 的 工作 时 间 ，
预先 把 池 中 的 载 冷 剂 冷却 到 低 于 计算 需要 的 温度 。 例 如 为 了 降低 图 7-6 中 的 C 部 分 的 冷 负
荷 ， 可 将 容积 为 Va 的 蓄冷 池 中 的 载 冷 剂 预先 冷却 到 更 低 的 温度 。 因 为 峰值 冷 负 和 蓓 的 时 间 为
t.， 峰 值 冷 负荷 为 Q， 所 以 应 将 载 冷 剂 冷却 到 低 于 所 需 温度 的 差 值 为 Ap 。

Ats = Qte/ pscs Va (7-10)
式 中 QQ 一 一 峰值 冷 负荷 ，kW;
t. 一 一 峰值 时 间 ，s;
o. 一 一 载 冷 剂 密度 ，kg/mz ;
c: 一 一 载 冷 剂 比热容 ，kJ/ (kg * K);

第 二 节 吸 、 排 气管 路 设计 475

Vs 一 一 车 冷 池 容 积 ，m 。

采用 蓄冷 消除 峰值 冷 负荷 的 方法 ， 实 际 上 增加 了 能 量 的 消耗 。 因 为 这 时 制冷 装置 应 该 工

作 在 更 低 的 燕 发 温度 下 ， 所 以 如 何 合理 地 运用 蓄冷 池 和 它 的 工 况 应 该 基于 经 济 性 的 计算 。
另外 ， 在 选择 压缩 机 时 ， 应 尽 可 能 选 一 种 型 号 或 较 少 型 号 的 压缩 机 ， 以 便 简化 制冷 装
置 的 运行 ， 减 少 必 须 的 易 损 零件 备件 ， 便 于 保养 和 修理 。

”从 经 济 角 度 考虑 ， 在 中 、 小 制冷 量 范围 (标准 工 况 0. 35~0.4MW 以 下 ) ， 选 用 活塞 制
冷 压 缩 机 最 为 合理 。 在 较 大 制冷 量 范围 (标准 工 况 1.5 一 1. 6MW 以 下 )， 选 用 螺杆 制冷 压
缩 机 比较 合理 。 因 为 这 时 它 的 经 济 性 已 经 超过 活塞 制冷 压缩 机 的 经 济 性 ， 且 比 活 塞 制冷 压
缩 机 工作 更 可 靠 和 运行 更 简便 。 当 需要 的 制冷 量 更 大 时 ， 一 般 都 选用 离心 制冷 压缩 机 。 因
为 它 在 工作 可 靠 、 机 组 紧凑 、 节 省 材料 和 运行 平稳 等 方面 都 大 大 超过 活塞 制冷 压缩 机 和 螺
杆 制冷 压缩 机 。

当 制 冷 装置 工作 的 蒸发 温度 较 低 时 ， 要 求 采用 双 级 压缩 制冷 机 组 。 活 塞 双 级 压缩 制冷
机 组 只 用 在 小 甫 制 冷 量 和 中 等 制冷 量 的 场合 。 对 中 等 制冷 量 的 情况 ， 还 可 以 利用 单 级 螺杆
制冷 压缩 机 ， 因 为 它 单 级 压缩 可 达到 较 高 的 压缩 比 ， 当 然 也 可 利用 双 级 压缩 的 螺杆 制冷 装
置 。 当 燕 发 温度 在 一 110 一 一 80C 范 围 时 ， 需 要 采用 复 到 制冷 压缩 机 组 。 更 低 的 蒸发 温度
可 借助 气体 制冷 机 来 达到 。

第 二 节 吸 、 排 气管 路 设计

压缩 机 的 吸 、 排 气管 路 设计 是 指 用 管道 把 制冷 压缩 机 和 其 他 制冷 设备 或 附件 合理 地 连接
起 来 的 设计 。 管 路 设计 合理 与 否 ， 关 系 到 压缩 机 乃至 整个 制冷 系统 运行 的 安全 可 靠 性 、 经 济
性 及 维修 管理 的 方便 性 。 下 面 简要 介绍 管 路 的 阻力 计算 、 管 径 选 择 和 管 路 的 安排 布置 。

一 、 管 路 的 阻力 计算

单 相 流体 流动 时 ， 在 直 管 段 沿 流动 路 程 会 与 管 壁 摩擦 而 产生 摩擦 阻力 (或 称 压 降 ) 损
失 ; 在 弯 头 、 三 通 、 阀 门 及 其 他 附件 或 设备 处 会 因 遇 到 局 部 障碍 使 流速 或 流向 发 生变 化 或
者 两 者 同时 变化 ， 从 而 产生 局 部 阻力 损失 。 这 些 压 降 的 计算 方法 如 下 :

1. 摩擦 阻力 计算 公式 为 ，

2

Apss 一 xs 于 全 (7-11)
式 中 Asp 摩擦 阻力 系数 ;
IL 一 一 管子 长 度 ， m;
4d; 一 一 管子 内 人 徐 ， mm;
0 一 一 流体 密度 ， kg/m;
w 一 一 流体 流速 ，m/s。
每 m 管 长 的 摩擦 压 降 为 ;
ARsr — fe Xs LY (7-12)

摩擦 阻力 系数 Xse 与 管内 流体 的 流 型 有 关 。 对 于 层 流 状态 ， 由 雷诺 数 Re 即 可 直接 查 图

176 第 七 章 制冷 压缩 机 应 用

7-7， 求 得 摩擦 阻力 系数 Xsp 。 从 该 图 中 可 以 看 出 ， 层 流 区 的 摩擦 阻力 系数 Msp 只 与 雷诺 数
Re 有 关 ， 其 关系 式 为 ，

Asp =Re/64 (7-13)

0.10

0.09

0.08 | 005

0.07 0.04

0.06 0.03

0.05 0.02

0.015
0.04 0.010 xs
2
个 0.03 者
下 0004 加
村 0.002 皮
避 002 0.0008 于
0.0004

0015 0.0002

: 0.0001

0010 0.00005

0.009

0.008 4 3 5 0.00001

102351(' 23510 23510 23510 23 5108
雷诺 数 Re

图 7-7 摩擦 阻力 系数

对 于 亲 流 状态 ， 除 需 已 知 雷 庄 数 Re 外 ， 还 必须 已 知 管内 表面 的 相对 粗糙 度 (e/d;) 的
值 ， 才 能 从 图 7-7 查 出 Ase 值 。 因 此 ， 该 图 表示 订 流 区 的 摩擦 阻力 系数 Ms 与 雷诺 数 Re 及
管内 表面 的 相对 粗糙 度 (e/a;) 有 关 ， 它们 的 相互 近似 关系 式 为
1 一 0. 0055| 1 十 (20000 f+ 好) | (7-14)
在 某 一 特定 范围 内 ， 摩 控 阻 力 系 数 的 经 验 公 式 是 很 多 的 。 由 于 这 些 经 验 公 式 都 有 其 局
. 限 性 ， 这 里 不 一 一 介绍 。
相对 粗糙 度 是 管子 的 绝对 粗糙 度 e 与 管子 内 径 4; 的 比值 (e/q;)， 管 子 的 绝对 粗糙 度 见
表 7-3，

管子 的 绝对 粗糙 度 表 7-3
本
eC(mm) (使 用 若干 年 后 的 钢管 )
新 的 无 颖 钢管 或 黄 铜 管 0. 0 一 0. 0015 非 腐 蚀 性 气体 及 蒸气 通过
新 的 钢管 0. 05 一 0. 10 非 腐 蚀 性 液体 通过 0. 30

新 的 铸铁 管 0. 26 一 0. 30 弱 腐 蚀 性 液体 通过 0. 50
新 的 镀 锌 钢管 0.15 强 腐蚀 性 液体 通过

在 氟 里 昂 制 冷 系统 中 ， 正 常情 况 下 制冷 剂 对 管 壁 既 不 腐蚀 ， 也 不 产生 污 拆 。 当 采用 铀
管 时 ， 铜 管内 表面 的 绝对 粗糙 度 极 小 。 因 此 ， 在 实际 工程 计算 中 ， 一 般 可 以 忽略 不 计 。 而
钢管 内 表面 的 绝对 粗糙 度 e 二 0. 012 一 0. lmm， 与 制造 质量 有 关 ， 对 于 流动 阻力 损失 计算

第 二 节 吸 、 排 气管 路 设计 177

有 影响 。 国 外 工程 计算 一 般 取 e 一 0. 046mm， 国 内 常 取 e 二 0. 06mm。 对 于 污染 和 腐蚀 较 大
的 流体 ， 应 采用 较 大 的 粗糙 度 。

2. 局 部 阻力 计算 公式 为 :
2
Apsre —éepE (7-15)

式 中 é& 如 一 一 局 部 阻力 系数 。

其 余 符 号 的 意义 同 式 (7-12)。

制冷 管 系 习 惯 上 采用 “当量 管 长 “的 方法 来 计算 局 部 阻力 ， 即 认为 流体 在 各 弯 头 、 三
通 、 阀 门 或 其 他 附件 处 所 产生 的 局 部 阻力 损失 ， 与 该 流体 在 跟 直 管 段 相同 管内 径 的 某 一 管 长
上 所 产生 的 摩擦 阻力 损失 等 次， 用 该 管 长 的 摩擦 阻力 损失 来 代替 流体 在 该 处 的 局 部 阻力 损
失 。 这 样 ， 就 只 要 知道 各 弯 涉 、 三 通 、 阀 件 等 的 当量 管 长 L, 为 其 管内 径 4; 的 多 少 倍数 ， 即

所 谓 当量 直径 ( 学 ) ,就 可 以 避免 求 该 处 的 局 部 阻力 系数 Ao。 于 是 ， 式 (7-15) 就 可 表示 为 :
Ap 一 ia 条 ce 《7-16)
式 中 4s 一 一 摩擦 阻力 系数 ， 按 同样 管 生 和 流速 的 直 管 取 用 ，;
LL 一 一 阀门 三 通 弯 头等 管件 的 当量 管 长 ，m;
其 余 符号 的 意义 同 式 (7-12)。
各 种 常用 阅 和 管件 的 当量 直径 ( 训 ) 见 表 7-4。

i

各 种 常用 管件 的 当量 直径 表 7-4

当量 直径 CLe/ai) 痊 和 管件 名 称

阀 和 管件 名 称

球形 阔 ( 全 开 ) R>1. 54
”” 角 闹 (全 开 ) |
阅 门 阅 ( 全 开 》

管 径 突然 扩大

止 回 阅 (全 开 》 d/D=1/2

标准 弯 头 管 径 突 然 扩 大 Cj/D=3/1

d/D=1/4
管 径 突然 缩小 d/D=1/2
d/D=3/4

于 主管 直通 ，
。。” 庄 管 通 支 管 或 支管 通 主管
R=d

3. 管 系 的 总 阻力
(1) 对 于 封闭 式 系统 ， 管 系 中 的 总 阻力 为 各 个 管 段 摩擦 阻力 APsee 与 局 部 阻力 APspp
之 和 。 即 :

Aps 一 Apspr 十 3ZAbpspm 一 又 bw (7-17)
式 中 符号 见 式 (7-14) 或 式 (7-15)。
(2) 对 于 开启 式 系 统 ， 除 各 管 段 的 摩擦 阻力 APse 与 局 部 阻力 APsm 外 ， 还 必须 考虑
流体 克服 液 位 差 的 阻力 。 即 ;

178 ”第 七 章 制冷 压缩 机 应 用

Apsp —BApspe EApspp+ (Zo — Z1) pg (7-18)
式 中 2 与 2 人 和 人口 与 出 口 的 液 位 ，m;
0 一 一 液体 密度 ,kg/m ;
8 一 一 当地 的 重力 加 速度 ，g 二 9. 806m/s;
其 他 符号 同 式 (7-16)。

二 、 管 径 的 选择

管 径 的 大 小 直接 影响 到 管内 流体 的 流速 ， 同 时 也 影响 到 管 系 的 造价 。 流 速 又 与 管内 流体
的 压力 降 有 关 ， 而 压力 降 的 大 小 又 会 影响 流体 流动 的 动力 消耗 。 在 制冷 系统 中 ， 管 径 的 确定
与 制冷 剂 性 质 有 关 。 对 于 气 里 昂 系 统 ， 管 径 的 确定 应 综合 考虑 经 济 、 压 力 损失 及 回 油 三 个 因
素 。 从 初 投资 考虑 ， 希 望 管 径 小 一 些 。 但 是 这 样 会 增 大 压力 损失 ， 从 而 引起 压缩 机 的 吸 气压
力 降低 、 排 气压 力 升 高 ， 使 压缩 机 的 制冷 能 力 降低 、 单 位 制冷 量 的 耗 电 量 增加 。 氛 里 昂 的 回
气管 径 选用 不 当 还 会 使 润滑 油 回 油 不 良 ， 给 系统 制冷 能 力 的 发 挥 和 运行 带 来 不 良 影响 。 对 于
氨 系 统 ， 因 氨 难 溶解 于 润滑 油 ， 不 存在 回 气管 回 油 问 题 ， 主 要 是 考虑 经 济 和 压力 损失 两 个
因素 。 由 此 可 知 ， 影 响 管 径 确 定 的 各 因素 是 相互 制约 的 ， 选 择 时 必须 综合 考虑 。

管 径 选择 的 方法 一 般 有 两 种 : 一 是 根据 由 试验 得 来 的 并 已 综合 了 上 述 因素 影响 的 制冷
剂 在 管 路 中 的 流速 和 允许 压力 降 等 数据 ， 按 上 述 方法 来 确定 最 小 管内 径 ; 二 是 利用 线 算
图 ， 根 据 制冷 系统 的 制冷 量 、 若 发 温度 、 当 量 总 长 (把 所 有 产生 局 部 阻力 的 管件 的 当量 管
长 都 累计 到 直 管 段 的 长 度 上 去 后 的 管道 总 长 ) 查 出 最 小 管内 径 。 这 可 避免 繁琐 的 运算 ， 较
为 简便 。 但 线 算 图 本 身 是 略 有 误差 的 ， 不 过 对 于 工程 计算 已 足够 准确 。

下 面 就 把 几 种 常用 的 制冷 麟 各 种 管 路 管 径 确定 的 有 关 允 许 压 降 或 流速 等 数据 和 线 算 图
分 别 介绍 如 下 ， .

1， 氛 里 昂 压 缩 机

(1) 国 气 管 。 回 气管 的 正 降 会 直接 影响 制冷 压缩 机 的 制冷 量 。 一 般 将 毛里 昂 回 气管 的
允许 压 降 控 制 在 相当 于 饱和 燕 发 温度 相差 1C 。 相 应 的 流速 约 为 8 一 15m/s。 这 就 是 说 ，
当 管 路 长 度 较 大 和 管件 较 多 时 应 选择 较 大 的 管 径 ， 以 降低 其 流速 ， 使 压 降 不 超过 此 值 。 但
上 升 回 气 立 管 的 直径 主要 是 受 必要 的 回 油 速度 的 约束 ， 不 宜 为 满足 压 降 要 求 而 选择 偏 大 的
管 径 。 存 相当 于 饱和 燕 发 温度 相差 1C 时 氟 里 昂 的 压力 降 ， 随 蒸发 温度 而 改变 ， 可 以 查 有
关 制 冷 剂 的 物性 图 表 求 得 。

确定 R134a 和 R22 的 回 气管 最 小 内 径 的 线 算 图 分 别 见 图 7-8 和 图 7-9。 从 图 可 知 ， 回
气管 的 最 小 内 径 是 根据 燕 发 温度 、 管 路 当量 总 长 和 制冷 量 来 确定 的 ， 其 制冷 量 是 根据 膨胀
站 前 的 制冷 剂 液体 温度 为 40'C 计 算 的 ， 对 于 其 他 进 液 液 温 可 以 大 致 通用 。

(2) 排 气 管

排 气管 道 的 压 降 对 制冷 量 的 影响 较 小 ， 但 对 制冷 压缩 机 的 功率 消耗 影响 较 大 。 由 于 排
气 比热容 较 回 气 的 小 ， 可 用 较 小 的 管 径 。 因 此 排 气管 道 压 降 以 控制 在 相当 于 饱和 冷凝 温度
差 0. 5C 为 宜 。 当 饱 和 冷凝 温度 关 一 40C 时 ， 与 0.5 尼 温差 相 当 的 压力 降 分 别 是 ，R134a
为 12kPa，R22 为 20kPa。

排 气 管内 相应 的 流速 约 为 10~18m/s。

氟 里 昂 的 上 升 排 气 立 管 主要 应 考虑 必要 的 带 油 速度 。

第 二 节 吸 、 排 气管 路 设计 179

钢管 内 径 (mm) 铜 管内 径 (mm)
20 30 50 100150200300 20 30 50 100 200 300
D
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了
0T 02 03 05 160 2030 50 10 2030 50 100 200 300
制冷 量 (11.63kW)

图 7-8 ”R134a 回 气 管 管 径
注 : 饱和 燕 发 温度 差 为 1C; 膨胀 阀 前 的 液 温 为 40'C 。

钢管 内 径 (mm) - 铜 管 内 径 (mm)
10 1520 30 50 100 200 300 10 15 20 30 50 100 200 300

FF FFEFHEHHH2 人 Tt
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0.1 0.2 03 0,5 20 30 50 100 200

制冷 量 (11.63kW)
图 7-9 ”R22 回 气 管 管 径
注 : 饱和 燕 发 温度 差 为 1'C， 膨胀 闪 前 的 液 温 为 40Y 。

确定 R134a 和 R22 排 气管 最 小 内 径 的 线 算 图 分 别 见 图 7-10 和 图 7-11。 这 两 图 取 用 冷
凝 温度 为 40C， 在 冷凝 温度 为 35 一 45C 之 间 可 以 大 致 通用 。 燕 发 温度 的 不 同 会 影响 到 排
气温 度 ， 两 图 中 均 以 5C 和 一 30C 两 个 蒸发 温度 为 典型 。

180 第 七 章 制冷 压缩 宙 应 用

钢管 内 径 (mm) 铜 管 内 径 (mm)
10 15 20 30 50 100 150 5 10 15 20 30 S0 100 150
eo
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制冷 量 (11.63kW)
图 7-10 R134a 排 气 管 与 高 压 输液 管 管 径
注 : 人 和 燕 发 温度 差 0. 5C; 膨胀 阐 前 的 液 温 40'C 。
钢管 内 径 (mm 铀 管内 径 (mm)
10 15 20 30 50 100 150 10 15 20 30 50 100 150

A
/Ss 站 [zt

EB] /fe
的

01 02 03 05 10 20 3.0 5.0 10 20 30
制冷 量 (11.63kW)

图 7-11 R22 排 气 管 与 高 压 输液 管 管 径
注 : 饱和 燕 发 温度 差 为 0. 5C ;膨胀 阅 前 的 液 温 为 40YC 。

第 二 节 吸 、 排 气管 路 设计 18]

2. 氨 压 缩 机

氨 排 气管 和 高 压 输液 管 压 降 和 氟 里 昂 管 一 样 ， 以 控制 在 相应 于 饱和 冷凝 温度 差 0. 5
为 宜 。 氨 系统 中 由 于 氨 的 单位 制冷 量 较 大 ， 其 密度 则 较 小 ， 与 氟 里 昂 系 统 相 比较 ， 相 同 循 :
环 量 所 产生 的 流动 压 降 较 小 ， 而 相同 制冷 量 所 需 的 循环 量 又 较 小 。 因 此 ， 氨 回 气管 允许 压
降 可 小 些 ， 一 般 控制 在 相当 于 饱和 蒸发 温度 差 0. 5C 。 在 各 种 饱和 温度 下 ， 相 当 于 饱和 温
度 差 0. 5C 的 氮 压 力 降 各 对 应 值 列 于 表 7-5。 氨 和 油 互 不 相 溶 ， 不 存在 带 油 问题 ， 因 此 上
升 气管 不 需要 考虑 一 定 的 流速 。

相当 于 饱和 温度 差 0. SC 的 氨 压 力 降 表 7-5

饱和 温度 /*C
饱和 温度 差 0. 5 的 压力 降 /kPa

氮 管 管 径 的 线 算 图 见 图 7-12。 图 的 左 侧 是 单 级 压缩 系统 或 两 级 压缩 的 高 压 级 ， 右 侧

是 两 级 压缩 的 低压 级 。
钢管 内 径 (mm) 铀 管内 径 (mm)
10 2030 5 1 ?200300 10 20 30 50 100 200 300
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Ol 0203 05 10 2030 50 10 20 30 50 100 ~ 200
单 级 或 高 级 .

低级
制冷 量 (11.63KW)

图 7-12 毛管 的 各 种 管 径
注 : 回 气管 ， 饱和 蒸发 温度 差 0. 5'C， 排 气管 与 高 压 输 液 管 ， 饮 和 冷凝 温度 差 0. 5'C。

三 、 管 路 设计

制冷 管 路 系统 的 设计 是 指 管 网 的 布置 、 管 路 的 走向 与 坡 向 的 确定 、 管 件 的 配备 等 。 管
路 系统 设计 的 正确 与 否 对 制冷 系统 能 否 正 常 运行 有 重大 的 影响 。 设 计 的 总 原则 是 应 保证 制
令 系 统 能 达到 预期 的 效果 ; 当 系 统 内 具有 两 个 以 上 燕 发 器 时 ， 每 个 莎 发 嚣 均 能 均匀 供 液 ，
各 管 路 的 压力 降 不 超过 允许 值 ， 压 缩 机 运行 时 不 会 发 生 液 击 ; 润滑 油 的 循环 正常 ， 不 致 发

JI82 第 七 章 制冷 压缩 机 应 用

生 压 缩 机 的 失 油 现象 ， 防止 管 路 产生 噪声 和 振动 。

不 同 的 工作 介质 ， 其 物性 不 同 ， 相 应 的 管 路 设计 原则 及 解决 方法 也 不 一 样 。

1. 毛里 昂 管 路

氟 里 兄 制冷 剂 的 主要 特点 是 润滑 油 能 与 之 互相 溶解 ，R22 是 有 限 溶解 。 而 压缩 机 的 排
气温 度 较 低 ， 气 缸 壁面 上 的 润滑 油 ， 在 压缩 过 程 中 不 会 碳化 ， 而 有 可 能 随 氟 里 帅气 体 进入
冷凝 器 、 燕 发 器 等 一 系列 设备 和 管 路 中 。 由 于 未 碳化 的 润滑 油 是 可 以 重复 使 用 的 ， 因 此 ，
如 何 使 燕 发 器 内 不 会 因 积 油 过 多 而 使 压缩 机 失 油 ， 就 成 为 氟 里 昂 管 路 系统 设计 的 主要 特
点 ， 设 计时 应 特别 注意 解决 这 个 问题 。

(1) 回 气管 。 回 气管 的 设计 原则 应 是 保证 管 路 压力 降 不 超过 允许 值 ， 保 证 润滑 油 能 随同
所 里 昂 蒸气 回 到 压缩 机 有 曲轴 箱 中 ， 在 燕 发 器 负荷 减少 或 压缩 机 停车 时 ， 能 防止 流 人 压缩 机 的
液态 制冷 剂 和 润滑 油 产 生 液 击 。 上 述 各 要 求 应 能 适应 可 能 遇 到 的 负荷 变化 情况 。

根据 上 述 原则 ， 在 回 气管 的 布置 、 走 向 、 坡 向 等 设计 中 应 采用 如 下 措施 ;

1) 在 回 气管 路 上 设置 上 升 立 管 ， 并 且 上
升 立 管 的 高 度 应 超过 蒸发 器 顶部 ， 有 一 个 朝 压
缩 机 吸入 口 方向 的 大 于 或 等 于 1% 的 向 下 坡度
(如 图 7-13 所 示 )。 这 样 既 可 防止 液 击 ， 又 可
保证 回 油 。 在 上 升 立 管 中 保 证 回 油 的 关键 是 维
持 其 中 气流 具有 的 一 定 速 度 。 为 此 ， 在 选 定 回
气管 径 以 后 ， 应 检查 一 下 上 升 管 能 否 维持 一 定 [
的 回 油 速度 。 必 要 时 可 将 上 升 立 管 的 管 径 改 图 7-13 回 气 管 的 布置
小 ， 而 将 其 他 管 段 的 管 径 适 当 放大 。 这 样 ， 既 保证 了 回 油 ， 又 能 控制 整个 回 气管 路 压 降 不 超
过 人 允许 值 。 用 以 确定 能 满足 回 油 速度 要 求 的 上 升 管 管 径 的 线 算 图 示 于 图 7-14 和 图 7-15。

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01502 03 05 10 2030 30 10 20 30 50 100 200

最 小 制冷 负荷 (11.63kW)
图 7-14 R134a 回 气 上 升 管 管 径
注 ， 膨胀 痢 前 的 液 温 为 407 。
由 于 上 升 立 管 的 管 径 ， 取 决 于 上 升 立 管 带 油 需 要 的 最 低 流 速 ， 而 流速 是 与 制冷 剂 流量 有 关
的 ， 制 冷 剂 流量 又 是 制冷 系统 制冷 量 的 函数 。 因 此 ， 可 以 直接 将 回 气管 的 上 升 立 管 的 管 径 与 蒸
发 器 的 制冷 负荷 联系 起 来 。 根 据 燕 发 器 的 最 小 负荷 和 蒜 发 温度 可 在 图 中 求 得 最 大 的 管内 径 。
氟 里 昂 上 升 立 管 的 最 低 回 油 速度 可 根据 管内 径 和 敬 发 温度 查 图 7-16。

第 二 节 吸 、 排 气管 路 设计 183

00 TT T
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200 - -70a
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01 02 03 0.5 1.0 2.0 3.0 30 60 100 -300 300
最 小 制冷 负荷 ( GkW)

图 7-15 R22 回 气 上 升 管 管 径
注 : 膨胀 阀 前 的 液 温 为 40'C 。

300 300

Ey ol
冷凝 温度 45 避 冷凝 得 度 40C
20 40C 200[ 一 35C
35C | | 30°C
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10 10 | _ |
1 2 3 5 10 20 30 1 2 3 5 10 20 30
最 低 流 速 (tvs) 最 低 流 速 (m/s)
(9 (5)

图 7-16 气 里 郧 上 升 回 气管 与 排 气 管 的 最 低 带 油 速度
(a)R134a; (5)R22

2) 对 于 有 能 量 调节 装置 的 制冷 系统 ， 采 用 双 回 气管 布置 ( 见 图 7-17)， 对 于 这 种 制冷
系统 ， 一 般 是 根据 全 负荷 工 况 ， 按 上 述 方法 确定 上 升 回 气管 的 管 径 。 当 负荷 减 小 时 ， 管 内
的 流速 无 疑 将 降低 ， 以 致 影响 带 油 能 力 。 为 了 补救 这 一 缺点 ， 可 如 图 7-17 所 示 ， 用 两 根
垂直 管 代替 ， 单 管 粗 管 B 的 底部 用 一 只 弯 头 与 细 管 4 相连 。 当 负荷 减 小 ,气流 速度 降 到
不 能 带动 润滑 油 时 ， 油 即 积存 于 弯 头 内 。 当 积 到 一 定量 时 ， 粗 管 B 被 液 封 ， 气 流 只 能 单
独 沿 细 管 A 流动 ， 从 而 保证 一 定 的 管内 流速 ， 以 保证 回 油 。 负 荷 复原 后 ， 粗 管 两 端的 压
差 增 大 ， 弯 头 内 的 积 油 被 带 走 ， 粗 管 重 新 工作 。 垂 直上 升 管 的 上 端 与 水 平 管 连接 处 的 弯 头
是 为 了 避免 在 单 管 工 作 时 有 油 进入 不 工作 的 管内 而 设置 的 。

3) 对 于 多 人 台 燕 发 器 系统 的 回 气 管 布置 ， 应 考虑 到 各 个 营 发 器 负荷 不 同 或 者 安装 位 置
高 度 不 同等 可 能 出 现 的 情况 。 应 避免 正在 工作 的 蒸发 器 回 气管 中 带 出 的 润滑 油 流 人 到 未 工
作 的 蒸发 器 中 去 。 蒜 发 器 与 制冷 压缩 机 布置 在 同一 个 水 平 位 置 时 ， 多 台 燕 发 器 间 回 气管 的
布置 见 图 7-18。 这 样 布 置 可 保证 荧 发 器 出 口 的 水 平 管 段 上 无 液体 积存 ， 有 利于 膨胀 阀 感
温 包 的 正常 工作 。 当 燕 发 器 布置 在 制冷 压缩 机 之 上 时 ， 通 常 应 在 蒸发 器 的 上 部 设计 成 一 个

J84 第 七 章 制冷 压缩 机 应 用

回 气管 向 上 弯

油 吉

图 7-17 双 上 升 回 气管 图 7-18 相同 标高 的 多 台 燕 发 器 回 气管 布置 示意 图
倒 “U” 型 弯 ， 用 以 防止 制冷 压缩 机 停车 时 ， 流 体 流 和 人 压缩 机 而 引起 压缩 机 再 启动 时 的 液
出 ， 其 回 气管 连接 方式 见 图 7-19。 当 蒸发 器 布置 在 制冷 压缩 机 之 下 时 ， 回 气管 的 布置 见

图 7-20， 这 种 布置 主要 是 保证 最 小 负荷 时 的 回 油 问题 。

接 制 冷 压缩 机

接 制 冷 压 缩 机

(©)

图 7-19 燕 发 器 布置 在 压缩 机 之 上 时 ， 多 台 或 单 台 装 发 占 回 气管 布置 示意 图
(a) 单 台 蒸发 器 ; (6) 两 台 燕 发 丹 ;(c) 多 人 台 疗 发 器

(a) (2) (9)
图 7-20 燕 发 器 布置 在 压缩 机 之 下 时 ， 单 台 或 多 台 燕 发 器 回 气管 布置 示意 图

为 了 保证 回 油 又 防止 液 击 ， 对 回 气管 与 压缩 机 的 连接 还 要 注意 ， 在 系统 中 只 有 单 台 压
缩 机 时 ， 其 回 气管 道人 口 处 不 能 装 设 “U” 型 集 油 弯 管 ， 因 为 有 了 集 油 弯 管 ， 停 机 再 启动
时 ， 会 有 大 量 的 油 进入 制冷 压缩 机 ， 可 能 产生 液 击 现象 ， 其 接管 示意 图 见 图 7-21。

在 系统 中 采用 两 台 制 冷 压 缩 机 并 联 时 ， 其 回 气管 连接 方法 有 两 种 : 一 种 是 对 称 布置 ，
接近 使 各 台 制 冷 压缩 机 回 气管 的 阻力 相等 ， 一 种 是 在 直 联 接管 处 ， 设 置 一 “U” 型 集 油
弯 ， 用 以 防止 当 一 台 制 冷 压 缩 机 停车 时 ， 另 一 台 制 冷 压缩 机 的 油 流 进 该 机 的 回 气 管 人 口
处 。 此 外 ， 曲 轴 箱 的 油 面 上 部 与 油 面 下 部 均匀 装 设 平衡 管 ( 均 压 管 与 均 油 管 )， 且 平衡 管 上
应 装 设 阀门 。 这 两 种 连接 方式 见 图 7-22。 在 系统 中 采用 3 台 或 多 台 压 缩 机 并 联 时 ， 如 图

第 二 节 吸 、 排 气管 路 设计 185

7-23 所 示 ， 应 设置 一 个 集 管 ， 且 须 使 吸 和 人 气体 能 顺利 地 流入 集 管 里 。 设 计 集 管 时 ， 尽 可 能
将 尺寸 做 短 些 ， 同 时 各 回 气 支 管 应 插 到 集 管 的 底部 。 每 个 支管 端 部 设计 成 45 斜 口 ， 以 便
润滑 油 能 够 有 效 地 流 经 回 气管 道 ， 均 名 地 返回 各 台 压 缩 机 。

省
Tr
尝

图 7-21 单 台 压缩 机 回 气管 道 连接 示意 图 图 7-22 ”两 台 压 缩 机 并 联 时 回 气管 路 连接 示意 图
1 一 制冷 压缩 机 ; 2 一 均 压 管 ; 3 一 均 油 管

本 图
EE

集 管 部 分 放大 图

图 7-23 多 台 制 冷 压缩 机 并 联 时 回 气管 路 连接 示意 图
二 制冷 压缩 机 ，2 一 回 气 总 管 ; 3 一 回 气 支管 ;4 一 集 管 ，5 一 均 压 管 ;6 一 均 油管

(2) 排 气管 。 设 计 原 则 跟 回 气管 相同 ， 即 设计 时 必须 顾及 控制 压 降 ， 保 证 带 油 ， 防 止
液 击 及 防止 产生 噪声 和 振动 。 相 应 措施 根据 设计 原则 ， 在 排 气管 的 布置 、 走 向 、 坡 向 及 管
径 选 择 问 题 采 取 如 下 相应 措施 ;

1) 为 控制 排 气管 的 压 降 ， 可 按 上 一 节 所 述 有 关 方 法 选择 管 径 。

2) 为 保证 带 油 ， 应 当 注 意 在 系统 低 负 荷 运 行 时 ,使 所 选择 的 排 气管 管 径 能 确保
其 中 的 气流 速度 将 润滑 油 均匀 地 由 上 升 管 带 出 。 对 于 不 装 油分 离 器 的 或 在 油分 离 器
前 的 上 升 排 气管 ， 可 根据 冷凝 温度 从 图 7-16 检查 所 选择 的 管 径 是 否 保 证 最 低 带 油 速
度 。 对 于 安装 有 油分 离 器 的 排 气管 可 不 考虑 上 升 管 中 的 流速 ， 由 油分 离 器 把 油 送 回
压缩 机 曲轴 箱 。

对 于 有 能 量 调节 的 制冷 压缩 机 ， 在 设计 上 升 排 气管 时 ， 应 考虑 它 在 制冷 系统 低 负荷 运
行 时 ， 能 将 润滑 油 从 上 升 管 带 出 的 问题 。 解 决 这 个 问题 ， 可 用 下 述 两 种 方法 : 第 一 种 方法
是 将 排 气管 设计 成 双 上 升 排 气管 (如 图 7-24 所 示 )。 其 作用 与 双 上 升 回 气管 相同 。 第 二 种
方法 是 在 上 升 排 气管 前 面 装 设 油分 离 器 ( 见 图 7-25) 。 对 排 气 竖 管 管 径 的 计算 ， 仍 须 按 满 负

了 86 第 七 章 制冷 压缩 机 应 用

到 冷
凝 器 去
路
六
从 制冷 压缩 机 来 铅
> SN
S$ WS
图 7-24 ” 双 排 气管 管 路 连接 示意 图 图 7-25 装 设 油分 离 器 的 上 升 排
气 坚 管 管 路 连接 示意 图

荷 允许 的 压 隆 进行 。 油 分 离 器 回收 的 润滑 油 应 均匀 地 送 回 各 台 正 在 运行 的 制冷 压缩 机 。 这
种 接管 方法 必须 结合 前 面 的 措施 ， 对 管 路 设计 作 统 一 处 理 。

当 两 台 压 缩 机 合用 一 台 位 置 在 它们 下 部 的 冷凝 器 时 ， 从 压缩 机 接 出 的 排 气管 水 平 管 段
应 做 成 坡 向 朝 冷凝 器 的 坡度 ， 并 在 汇合 处 做 成 45"Y 型 三 通 管 路 连接 。( 见 图 7-26) 但 要 防
止 了 型 接头 处 由 于 两 台 制 冷 压缩 机 排出 气体 时 形成 脉冲 而 发 生 振 动 ， 当 只 有 一 台 压 缩 机
运行 时 ， 要 防止 油 流入 另 一 台 压 缩 机 内 。

当 制 冷 压缩 机 和 冷凝 器 都 在 两 合 以上， 而 制冷 压缩 机 设 在 冷凝 器 上 面 时 ， 其 排 气 管 路
连接 方法 见 图 7-27 所 示 。 排 气管 路 的 直径 应 与 压缩 机 排 气管 上 的 阀门 口径 相同 。

图 .7-26 Y 形 管 路 连接 示意 图 图 7-27 多 台 制 冷 压缩 机 设 在 冷
1 一 制冷 压缩 机 ; 2 一 冷凝 器 ;3 一 均 压 管 ， 凝 器 上 部 的 管 路 连接 示意 图
4 一 均 油管 ， 5 一 Y 形 管 1 一 制冷 压缩 机 ，2 一 均 压 管 ，3 一 均 油管 ，4 一 冷凝 管

3) 为 防止 液体 制冷 剂 从 排 气管 返 流 回 压缩 机 造成 液 击 ， 对 于 有 油分 离 器 的 排 气管 应
将 油分 离 器 尽量 靠近 压缩 机 安装 ， 任 何 上 升 立 管 都 应 在 油分 离 -一 一
器 之 后 ， 而 且 从 上 升 立 管 顶 部 到 冷凝 器 的 排 气管 有 一 大 于 或 等
于 1% 的 坡度 ， 坡 向 油分 离 器 或 冷凝 器 。 对 于 未 设 油分 离 器 的
排 气管 ， 当 压缩 机 与 冷凝 器 位 置 在 同一 高 度 上 时 ， 从 上 升 管 项
部 到 冷凝 器 的 水 平 排 气 管 ， 应 有 一 大 于 或 等 于 1% 的 坡度 坡 向
冷凝 器 ( 见 图 7-28 所 示 ); 当 冷 凝 器 位 置 高 于 太 缩 机 ， 且 冷凝 器 。 局 冷 磊 如
的 环境 温度 高 于 压缩 机 的 环境 温度 ， 排 气管 在 离开 压缩 机 后 先 “图 7-28 压缩 机 与 冷凝 器
向 下 弯 至 地 面 处 ， 然 后 向 上 ， 形 成 一 “U” 型 弯 ， 并 且 在 排 气 “在 同一 高 度 ， 未 设 分 油 器
管 中 设置 单 向 阀 ( 如 图 7-29 所 示 )。 当 制冷 压缩 机 排 气管 的 竖 向 的 排 气管 布置 示意 图

第 二 节 吸 、 排 气管 路 设计 187

长 度 超过 8m 时 ， 应 根据 其 排 气管 的 竖 向 长 度 ， 在 靠近 压缩 机 的 管 段 上 设 一 集 液 弯 管 ， 然
后 再 每 隔 8m 设 一 集 液 弯 管 (如 图 7-30 所 示 )。 除 上 述 情况 外 ， 排 气管 的 水 平 管 段 不 应 出
现 呈 下 四 形状 的 “ 液 吉 “ 弯 管 。

Nu

3

2

图 7-29 排 气管 路 U 形 弯路 管 路 连接 示意 图 图 7-30 长 排 气 竖 管 管 路 连接 示意 图

1 一 制冷 压缩 机 ; 2 一 排 气管 道 及 UU 形 弯 ，3 一 冷凝 器 ; 4- 一 单 向 阀 1 一 制冷 压缩 机 ，2 一 冷凝 器

4) 放空 气 和 不 凝 性 气体 的 管 路 应 安装 在 排 气管 的 最 高 点 。
2. 毛管 路
由 贷 的 物理 化 学 性 质 所 决定 ， 氮 管 路 系统 的 设计 与 氟 里 昂 管 路 系统 设计 有 所 不 同 。 其
主要 特点 是 ， 必 须 首先 确保 制冷 系统 的 安全 运行 和 操作 人 员 的 人 身 安全 。 因 为 所 有 毒性 和
有 爆炸 危险 ， 在 一 旦 发 生 事故 时 ， 系 统 各 设备 之 间 应 能 由 阀门 隔 开 ， 防 止 或 减少 氨 的 泄
漏 。 系 统 还 应 能 将 氨 紧 急 泄 放 到 水 中 去 ; 氨 管 路 系统 不 需 考虑 带 油 速度 的 问题 ， 却 要 考虑
各 主要 设备 的 放 油 装置 和 管 路 。 因 为 氨 与 润滑 油 难 于 相互 溶解 ;系统 中 应 设置 油 的 回收 处
理 装置 ， 并 且 氮 压缩 机 可 以 并 联 或 串联 运行 。 因 为 氨 压 缩 机 排 气温 度 较 高 ， 润 滑 油 容 易 结
焦 碳化 ， 回 收 的 润滑 油 通 常 不 能 直接 送 回 压缩 机 ， 必 须 经 过 重新 处 理 后 才能 送 回 各 压缩 机
中 去 。 其 他 设计 原则 与 气 里 昂 系 统 相似 ， 亦 可 参考 有 关 制 冷 工 程 设 计 手 册 。

第 八 章 ”安装 使 用 与 保养 维修

第 一 节 压缩 机 的 安装

工厂 生产 的 制冷 设备 ， 根 据 产品 的 类 型 、 能 量 的 大 小 和 结构 形式 的 不 同 ， 分 为 整体
式 、 组 装 式 和 散装 式 三 种 情况 提供 给 用 户 。 不 同情 况 的 制冷 设备 ， 其 安装 工作 量 的 大 小 及
安装 技术 的 要 求 均 不 一 致 。

小 型 制冷 设备 绝 大 多 数 是 装配 成 整体 式 的 ， 如 空调 器 、 冷 藏 箱 、 组 合 冷 库 、 冷 饮 机 、
制冷 机 、 电 冰箱 等 ， 这 些 设备 几乎 没有 安装 和 接管 问题 ， 只 需 检 查 和 开启 阀门 ， 并 按 技术
要 求 供电 、 供 水 即 可 运行 。

组 装 式 制冷 设备 ， 一 般 是 以 压缩 冷凝 机 组 (包括 压缩 机 、 冷 凝 器 、 贮 液 器 、 油 分 离
器 、 过 滤器 及 机 组 架 等 ) 为 一 组 ;而 获 发 系统 (包括 燕 发 器 及 脱 胀 阀 等 ) 为 男 一 组 。 用 户
安装 时 ， 按 产品 说 明 书 的 要 求 ， 将 两 组 之 间 用 管子 连接 起 来 ， 成 为 一 个 系统 ， 然 后 再
进行 校 验 。

散装 式 制 冷 设备 ， 其 4 大 件 和 辅 件 是 散装 供给 的 。 这 就 要 求 按照 产品 说 明 书 ， 先 将 各
部 件 安装 固定 ， 再 将 各 部 件 间 的 管 路 连接 好 ， 然 后 校 验 。 本 章 即 以 散装 式 制冷 设备 的 安装
为 例 ， 说 明 制 冷 机 械 安装 有 别 于 其 他 机 械 设 备 的 特殊 要 求 及 安装 的 合理 规程 。

一 、 安 装 前 的 准备

(1) 按 制冷 装置 布置 及 安装 的 原则 ， 选 择 好 制冷 装置 放置 的 地 点 。

(2) 配备 必要 的 工种 ， 人 员 的 配备 和 安装 步 又 要 做 到 有 组 织 有 计划 地 进行 。

(3) 准备 好 全 部 设备 及 所 需 的 各 种 技术 资料 ， 编 制 安装 施工 计划 ， 并 与 电气 安装 及 冷
却 水 管 系统 的 安装 相配 合 ， 以 保证 及 时 供电 、 供 水 ， 缩 短 施工 周期 。

(4) 组 织 有 关 人 员 熟 悉 安 装 图 纸 ， 弄 清 机 器 设备 的 构造 、 性 能 及 技术 要 求 ， 明 确 安装
工作 任务 ， 以 利于 安装 工作 顺利 进行 。

(5) 按照 设计 图 形 及 产品 出 厂 说 明 ， 检 查 设备 和 所 带 附 件 是 否 齐 全 ， 产 品质 量 、 规 格
型 号 是 否 符合 设计 要 求 。 .

(6) 按 图 纸 的 要 求 ， 审 查 设备 基础 的 位 置 、 尺 寸 和 土建 预 埋 件 及 和 孔洞 是 否 符合 设计
要 求 。
(7) 准备 好 安装 工具 、 起 重 设备 和 各 种 必要 的 物质 材料 。

二 、 压缩 机 的 安装
1. 基础
压缩 机 基础 的 大 小 ， 取 决 于 往复 运动 的 惯性 力 和 不 平衡 回转 质量 的 离心 力 ， 以 及 机 器

第 二 节 运 行 ”189

的 设计 、 制 造 、 安 装 质量 等 。 如 基础 太 小 ， 忽 视 上 述 因素 便 可 能 造成 机 器 运行 时 的 不 平稳
和 振动 加 剧 。 基 础 的 大 小 一 般 应 按 机 器 出 厂 说 明 并 采用 标号 较 高 的 水 泥 、 黄 沙 和 石 块 配 成
的 混凝土 连续 浇灌 而 成 。 基 础 螺栓 孔 可 根据 图 纸 预 先 留 出 ， 预 留 孔 可 用 浸 湿 的 木料 按 尺寸
大 小 做 成 ， 放 在 预 留 位 置 ， 待 基础 浇灌 2~3 天 后 将 其 轻 轻 松动 取出 。 地 脚 螺栓 露出 基础
的 高 度 ， 应 以 安放 好 压缩 机 后 正好 旋 人 螺母 放置 热 片 为 宜 。 当 要 求 有 消 声 和 防 振 时 应 作 特
殊 处 理 。

2. 机 器 安装

为 了 将 压缩 机 放置 在 浇灌 好 的 基础 上 ， 一 般 中 小 型 压缩 机 采用 整体 吊装 ， 若 起 重 能 力
不 足 ， 可 将 电动 机 和 主机 分 组 吊装 。 帅 装 时 应 注意 按 规 定位 置 起 刷 ， 防 止 损坏 机 器 。

采用 整体 吊装 时 ， 首 先 把 地 脚 螺 栓 装 于 公共 底座 上 ， 然 后 将 底座 放 于 基础 上 ， 在 每 个
地 脚 螺栓 附近 放置 斜 垫 铁 ( 离 螺栓 20mm 左右 ， 分 上 、 中 、 下 3 块 组 合 而 成 ) 。 压 缩 机 的 水
平和 垂直 度 可 通过 调整 执 铁 ， 用 水 平 仪 进行 校正 。 水 平 偏差 每 m 应 小 于 0. Imm， 而 且 要
求 基础 与 底座 接触 均匀 。

水 平 校正 后 机 器 应 牢靠 地 放置 在 执 铁 上 ， 然 后 将 水 泥 砂浆 浇灌 于 地 脚 螺栓 孔 中 ， 待 水
泥 砂浆 干 后 ， 将 基础 外 露 部 分 抹 光 。? 一 3 天 后 重新 校正 机 器 的 水 平 度 、 垂 直 度 和 联 轴 器
的 同心 度 。 最 后 将 垫 铁 焊 死 ， 紧 固 地 脚 螺栓 。 安 装 压 缩 机 时 还 应 注意 电路 、 水 路 及 阀门 的
连接 ， 以 免 造 成 返工 。

一 、 试 运转

压缩 机 试 运转 是 制冷 系统 调试 前 必需 进行 的 程序 ， 以 确保 在 使 用 过 程 中 压缩 机 做 到 安
全 启动 、 运 转 与 停车 ， 并 在 稳定 工 况 正常 运行 。

1. 拆洗 检查

压缩 机 安装 或 检修 完毕 后 ， 必 须 进 行 拆 检 清 洗 。 除 轴 封 和 曲轴 外 ， 其 他 部 位 均 应 拆 检
和 清洗 。 新 机 器 的 曲轴 箱 、 吸 排 气 机 构 和 过 滤器 中 残留 的 砂粒 、 机 加 工 毛刺 、 铁 层 等 物 均
应 予以 清洗 ， 以 免 运 转 时 进 和 人 气缸 造成 拉 人 后 事故 。

清洗 工作 必须 认真 细致 ， 直 至 无 杂 物 时 才能 按 出 厂 说 明 注 人 一 定 标 号 的 润滑 油 ， 进 行
试 运转 。

2. 添加 润滑 油

向 压缩 机 注 和 润滑 油 ， 必 须 注意 润滑 铀 的 牌号 及 加 入 的 量 。 润 滑 油 的 牌号 要 与 所 用 制
冷 剂 的 性 质 联系 起 来 考虑 。 如 果 是 补充 加 入 润滑 油 ， 则 应 与 系统 内 原 有 的 润滑 油 牌 号 相
同 ， 不 允许 将 不 同 牌号 的 润滑 油 相互 混用 ， 以 防 涧 滑 油 的 黏度 等 性 能 指标 发 生变 化 。 如 果
加 入 过 多 的 润滑 油 ， 有 可 能 产生 压缩 机 液 击 、 燕 发 器 传 热 恶化 以 及 通过 膨胀 阅 的 制冷 剂 流
量 减 少 等 不 正常 现象 。

对 于 新 装 的 制冷 装置 ， 由 于 各 部 件 的 壁面 、 管 壁 需要 油膜 ， 往 往 出 现 压 缩 机 清油 量 不
足 的 现象 ， 需 要 及 时 添加 ， 这 是 正常 的 。

当 氟 里 昂 压 缩 机 正常 运转 时 ， 润 滑 油 是 不 需要 经 常 添加 的 。 压 缩 机 的 润滑 油 虽 被 制冷

f

190 第 八 章 安装 使 用 与 保养 维修

剂 气体 带 出 ， 但 大 部 分 仍 由 油分 离 器 分 离 出 后 回 到 曲轴 箱
内 ， 另 一 部 分 随 制冷 剂 气体 进入 冷凝 器 和 燕 发 器 后 ， 只 要
蒸发 器 设计 正确 、 管 路 安装 合理 ， 便 可 以 随 低压 制冷 剂 气
体 回 到 压缩 机 。 车 是 压缩 机 中 润滑 油 消耗 量 很 大 ， 需 要 经
常 加 油 ， 则 必定 是 系统 存在 问题 ， 或 是 压缩 机 有 故障 ， 必
须 进行 检查 和 排除 。

添加 润滑 油 的 操作 过 程 如 下 :

(1) 停车 时 加 油 “ 添 加 少量 的 润滑 油 或 小 型 压缩 机 添
加 润滑 油 时 ， 可 利用 吸 气 截 止 阀 的 多 用 通道 来 添加 ， 其 方
法 (参见 图 8-1) 是 ，

1) 关闭 吸 气 截止 阀 多 用 通道 ， 用 接管 的 一 端 接 多 用 通
道 ， 另 一 端 接 盛 油 容 器 。

2) 稍稍 开启 多 用 通道 ， 用 制冷 剂 来 吹 净 管内 空气 ， 随
即 把 管 口 按 住 ， 防 止 漏 气 。

3) 关闭 吸 气 截止 阀 ( 即 开 启 多 用 通道 ) ， 启 动 压缩 机 ， 了 瞬时 即 停 ( 低 压 控 制 器 应 强迫
常 闭合 )， 以 免 奔 油 。 这 样 反复 2 一 3 次 ,然后 运转 几 分 钟 ， 把 曲轴 箱 抽 成 真空 ， 最 后
停机 。

4) 把 按 住 的 吸油 口 放 松 ， 油 便 从 盛 油 容 器 吸 人 曲轴 箱 了 。

5) 如 果 润 滑 油 尚未 加 至 要 求 的 油 位 ， 油 已 无 法 吸 人 ， 这 时 再 次 按 住 吸油 管 口 ， 并 启
动 奈 缩 机 ， 把 曲轴 箱 抽 成 真空 后 ， 让 它 继 续 吸 油 ， 直 至 油 位 达到 视 油 镜 的 1/2 一 1/3 时 ，
停止 抽 吸 。

6) 关闭 吸 气 截止 阀 多 用 通道 ， 拆 除 吸油 接管 。

(2) 在 运转 中 加 油 “” 装 有 放 油 三 通 阀 的 压缩 机 可 实现 不 停机 加 油 。 其 方法 如 下 : .

1) 把 放 油 三 通 阀 置 于 运转 位 置 ( 阀 芯 应 退 足 )， 旋 下 外 通道 螺 塞 ， 接 上 加 油管 ， 油 管
通 至 盛 油 容器 ， 盛 油 器 的 油 面 应 高 于 曲轴 箱 的 油 面 。

2) 关 小 吸 气 截止 闪 ， 使 曲轴 箱 压力 ( 即 低压 值 ) 略 高 于 0kPa。

3) 将 放 油 三 通 阀 芯 向 前 ( 右 ) 旋 转 少 许 ， 置 于 放 油 位 置 ， 让 曲轴 箱 内 的 油 流出 ， 赶 走
管内 的 空气 。 然 后 迅速 将 阐 世 向 前 ( 右 ) 旋 至 极限 位 置 ， 处 于 装 油 位 置 ， 盛 油 器 内 的 油 就 被
泵 吸 和 人 。 在 加 油 过 程 中 要 严格 防止 空气 渗入 。

4) 待 油 加 至 要 求 油 位 时 ， 把 放 油 三 通 阀 转 至 运转 位 置 。 然 后 拆 下 油管 ， 并 把 装置 调
整 在 正常 运转 工 况 。

3. 启动 前 的 准备 |

(1) 检查 水 、 电 和 传动 防护 装置 : 操作 人 员 应 先 清理 现场 ， 然 后 检查 冷却 水 和 载 冷 剂
是 否 畅 通 ， 电 力 和 动力 传动 装置 及 安全 防护 设备 是 否 正 常 ， 各 转动 部 件 有 无 障碍 物 等 。

(2) 检查 压缩 机 各 部 分 的 情况 : 检查 润滑 油 油 位 是 否 正常 ( 达 油 镜 的 1/2~1/3)， 用 手
转动 压缩 机 ， 检 查 压缩 机 有 无 过 重 现象 ， 检 查 各 压力 表 阀 是 否 全 部 开启 等 。

(3) 检查 高 低压 系统 的 设备 和 管 路 中 各 阀 的 开 闭 状态 是 否 正 确 ， 高 压 系统 排 气 阀 应 打
开 ， 冷凝 器 、 贮 液 器 管 路 上 的 阀 、 安 全 效 前 的 截止 阀 、 平 衡 闪 等 均 应 开启 ; 低压 系统 的 吸
气 阀 和 手动 膨胀 阀 应 关闭 ， 系 统 中 各 旁 通 阀 应 关闭 。

图 8-1 从 吸 气 截止 阀 多 用
”通道 诡 加 润滑 剂 油 示意

4. 启动 步骤

(1) 先 开 冷却 水 泵 ， 向 冷凝 器 供水 ， 如 为 间接 冷却 系统 ， 还 应 开动 载 冷 剂 蔷 ， 使 载 冷
剂 在 系统 中 循环 。

《2) 对 有 手动 印 载 装置 的 压缩 机 ， 应 将 手柄 放 在 容量 最 小 的 位 置 。

《3) 打开 压缩 机 排 气 阅 ， 接 通电 源 ， 启 动 压缩 机 (启动 后 马上 停车 ) ， 检 查 压 缩 机 的 转
向 是 否 与 压缩 机 机 过 上 箭头 方向 一 致 。

〈4) 启动 压缩 机 ， 当 压缩 机 达到 全 速 后 ， 缓 慢 开启 吸 气 阁 。 如 在 开启 吸 气 阀 时 出 现 液
击 或 气 饶 结 霜 现象 ， 应 立即 把 吸 气 阀 关 小 ， 待 上 述 现象 消失 后 再 逐渐 开 足 吸 气 闪 。

(5) 正常 运行 后 ， 根 据 蒸 发 器 负荷 来 调节 膨胀 胃 。 调 整 过 程 中 ， 膨 胀 阅 开启 度 的 变化
不 宜 一 下 子 过 大 ;如 果 开 启 度 过 小 ， 燕 发 器 进 液 量 太 少 ， 排 气温 度 升 高 ;开启 度 过 大 ， 易
造成 液 击 事故 。

5, 试 运转

(1) 空 车 试 运转 ” 空 车 试 运转 的 目的 在 于 检查 压缩 机 润滑 系统 的 供 油 情况 是 否 良 好
(如 油分 配 闪 和 和 印 载 装置 是 否 灵活 准确 )， 各 摩擦 部 分 的 温度 、 转 动 声音 及 油耗 量 的 大 小 是
否 正常 。 同 时 ， 通 过 试 运 转 还 可 以 提高 各 摩擦 部 位 配合 的 密封 性 并 降低 摩擦 面 的 粗糙 度 。

1) 空 车 试 运转 的 程序 ”首先 检查 地 脚 螺 栓 是 否 上 紧 ， 不 允许 有 松动 现象 。 拆 除 气
红 盖 ,取出 假 盖 弹簧 及 排 气 阀 组 。 对 带 氏 套 的 压缩 机 试 运转 应 用 扁 铁 做 的 卡 具 将 气 氏
套 压 紧 ， 避 免 空 车 运转 时 将 缸 套 抛 出 来 。 用 卡 具 压 缸 套 时 应 注意 不 雪 碰 坏 密 封 线 ( 疾
线 ) ， 也 不 要 影响 顶 杆 的 升降 ， 压 块 应 用 软 金属 (如 用 铝板 ) 制 作 。 向 每 个 气 仙 顶部 加
1 一 2mm 厚 的 油层 ， 用 手 扳 动 曲轴 数 圈 ， 观 察 有 无 障碍 并 使 油层 均匀 。 启 动 前 应 从 侧 盖
加 油 孔 向 曲轴 箱 加 油 ， 从 轴 封 头 上 的 堵塞 孔 向 轴 封 加 油 。 扳 动 时 如 曲轴 转动 灵活 ， 即
可 进行 空 车 试 运 装 。

开车 时 应 做 点 开启 动 ， 以 便 观察 运转 情况 。 运 转 时 要 飞轮 转动 灵活 、 油 压 正 常 并 无 异
常 现象 。 点 开 运 行 时 可 间 租 运转 5、10、15、30min 直至 2h。 通 常 空 车 运行 时 如 一 切 符合
要 求 ， 可 装 上 吸 、 排 气 阀 组 合 件 及 气 氏 盖 ， 调 整 好 余 隙 的 间隙 ， 再 进行 带 闪 无 负荷 试车 运
转 2h。

2) 空 车 试 运转 应 符合 的 要 求 :

由 电压 表 、 电 流 表 读 数 (指针 ) 应 稳定 ; .

@ 气 饶 体 、 主 轴承 外 部 、 轴 封 等 相对 运动 的 摩擦 部 件 温度 不 应 高 于 室温 25 一 30"C ;

@ 润滑 油 油 压 比 压缩 机 吸 气 压力 高 150~295kPa( 没 有 能 量 调节 的 压缩 机 的 油 压 比 吸
气压 力 高 50 一 150kPa) ; 油 温 一 般 不 超过 60'C (许可 条 件 是 志 70'C)， 但 也 不 宜 低 于 5C

@ 轴 封 应 无 漏 油 现象 ;

@ 试车 过 程 中 各 部 位 不 应 有 杂音 ;

@ 皮带 传动 的 机 器 ， 皮 带 应 稍 有 蠕动 现象 ， 不 易 跳 动 、 打 滑 和 过 度 拉 紧 。

(2) 空气 负荷 试车 ”空气 负荷 试车 及 压缩 机 在 压缩 空气 条 件 下 运转 ， 其 目的 在 于 检查
压缩 机 在 有 载荷 时 的 运转 情况 、 工 作 性 能 和 维修 装配 质量 以 及 密封 性 是 否 良 好 。 空 气 负荷
“试车 应 在 空气 试 运行 后 进行 ， 它 也 可 采取 间歇 运转 ， 但 总 的 运转 时 数 不 得 少 于 4h， 排 气
”压力 要 求 气 里 帅 压 缩 机 保持 在 295kPa， 人 氨 压 缩 宙 保持 在 390kPa， 并 且 应 满足 下 列 要 求 ，
1) 吸 、 排 气 阀 起 落 声 音 正常 ;

192 第 八 章 安装 使 用 与 保养 维修

2) 气 氏 大 ,冷却 水 温度 ， 当 进口 不 超过 35C 时 ， 出 口 不 能 超过 45'C;
”3) 氨 压 缩 机 和 R22 压缩 机 的 排 气温 度 不 得 超过 150'C ，R12 不 缩 的 排 气 温度 不 得 超
过 130"C ;

4) 各 填料 函 、 轴 封 、 法 兰 、 接 头 和 阀门 等 不 应 有 淖 漏 现象 ;

5) 调整 印 载 装置 应 准确 可 靠 并 有 明显 表示 。

制冷 压缩 机 空气 负荷 试车 后 ， 应 清洗 吸 、 排 气 阁 、 活 塞 、 气 缸 、 油 过 滤器 等 ， 并 需 检
查 润滑 油 是 否 清 洁 ， 必 要 时 应 更 换 润滑 油 。

无 论 是 空 车 试 运转 还 是 空气 负荷 试车 ， 制 冷 压缩 机 的 吸 气 口 均 应 装 设 漫 过 油 的 空气 过
滤 网 ， 防 止 空气 中 的 灰尘 进入 气 饶 。

(3) 负荷 试 运转 ”负荷 试 运转 的 目的 在 于 检查 机 器 在 正常 运转 条 件 下 的 工作 性 能 和 维
修 装配 质量 是 否 符合 规定 。 负 荷 试车 应 在 空气 负荷 试车 及 制冷 系统 气 密 性 试验 、 充 灌 制 冷
剂 之 后 进行 ， 试 运转 的 时 间 不 宜 少 于 2h。

在 试 运转 中 还 应 注意 以 下 一 些 问题 :

1) 压缩 机 的 排 气 压力 和 排 气温 度 不 超过 允许 值 ;

2) 润滑 油 的 温度 不 超过 和 低 于 允许 值 ;

3) 检查 油分 离 器 的 自动 回 油 情况 。 正 常情 况 下 ， 浮 球阀 自动 地 周期 性 开启 、 关 闭 ，
若 用 手 摸 回 油管 ， 应 该 有 时 冷 时 热 的 感觉 ( 当 浮 球 闪 开 启 时 ， 油 流 回 曲 轴 箱 ， 回 油 就 发 热 ，
否则 就 发 冷 )。 若 发 现 回 油管 长 时 间 不 发 热 ， 就 表示 回 油 管 有 堵塞 或 浮 球阀 卡 死 等 故障 ，
应 及 时 排除 ;

4) 上 昕 压缩 机 运转 的 声音 。 正 常 运转 时 ， 只 有 吸 、 排 气 阀 发 出 清晰 均匀 的 起 落 声 ， 和 气
氏 、 活 塞 、 连 杆 和 轴承 等 部 分 不 应 有 剖 击 声 ， 否 则 应 停机 检查 ， 并 及 时 排除 故障 ;

5) 检查 整个 系统 的 管 路 和 阀门 ， 是 否 存 在 泄漏 处 。

二 、 运行 与 调试

具有 自动 化 系统 的 制冷 装置 ， 一 般 是 自动 起 动 、 运 转 、 调 节 与 停车 。 但 是 当 装 置 经 过
拆 装修 复 或 较 长 时 间 停 车 而 要 再 行使 用 时 ， 则 需 人 工 启动 。

l. 启动 前 的 准备 工作

(1) 压缩 机 内 的 润滑 油 达 到 所 要 求 的 油 位 ， 油 面 线 在 视 油 镜 中 间 位 置 或 偏 上 。

(2) 开启 压缩 机 排 气 阅 及 高 、 低 压 系统 有 关 阔 门 ， 但 压缩 机 吸入 阀 和 贮 液 器 出 液 阀 可
暂时 不 开启 。

(3) 检查 装置 周围 及 运转 部 件 附近 有 无 妨碍 运转 的 因素 或 障碍 物 。 重 新 安装 或 检修 复
装 后 首次 启动 的 压缩 机 ， 启 动 前 应 先 手动 盘 车 试 转 。

(4) 对 具有 手动 分 载 一 能 量 调节 装置 的 压缩 机 ， 应 将 能 量 调节 阀 的 控制 手柄 放 在 最 小 “
容量 位 置 。

(5) 接 通 电源 ， 检 查 电 源 电 压 。
(6) 开局 冷却 水 泵 (冷凝 器 冷却 水 、 气 币 冷却 水 、 润 滑 油 冷却 水 等 ); 直接 吹风 冷却 系
统 ， 开 启 风 机 ; 间接 冷却 系统 ， 开 启 盐水 循环 有 泵 。 |

(7) 调整 压缩 机 高 、 低 压 控 制 器 及 各 温度 控制 器 的 给 定 值 ， 使 其 指示 值 在 所 要 求 范围
内 。 此 压力 应 根据 采用 制冷 剂 、 运 转 工 况 和 冷却 方式 而 定 ， 一 般 R134a 高 压 为 1.3~

第 二 节 运 行 193

1. 5MPa; R22、R717 高 压 为 1.5 一 1.7MPa。 装 置 所 有 安全 控制 设备 ， 应 确认 状态 良好
(安全 控制 压力 一 般 为 1. 70 士 0.05MPa) 。

(8) 检查 制冷 系统 所 有 管 路 系统 ， 保证 无 泄漏 。 冷 却 水 系统 不 允许 有 严重 漏水 现象 。

2. 启动

启动 准备 工作 完毕 后 ， 阴 时 启动 夺 轩 机 ， 并 立 妈 停车， 观察 压 壬 机 、 电 动机 启动 状态
的 转向 。 在 反复 启动 2~3 次 ， 确 认 启 动 正常 ， 则 正式 启动 转 人 运转 。

正式 启动 后 ， 逐 渐 开 启 压 缩 机 吸入 了 阅 ， 并 注意 防止 “ 液 击 ”。 开 启 贮 液 器 出 液 阀 ， 开
始 向 系统 供 液 。 若 制冷 装置 有 负载 一 能 量 调 节 机 构 ， 应 逐步 将 其 调节 到 所 要 求 容量 。 在 启
动 时 间 内 应 观察 机 器 的 运转 、 振 动情 况 ; 系统 高 、 低 压 及 油 压 是 否 正常 ; 检查 电磁 阀 、 能
量 调 节 阀 、 膨 胀 阀 及 回 油 阀 的 工作 等 。 这 些 启动 后 的 全 面 检查 直到 确认 制冷 工 况 稳定 、 运
转正 党 时 为 止 。

压缩 机 正常 运转 时 ， 除 了 吸 气 压力 、 排 气 压力 和 双 级 压缩 的 中 间 压 力 符合 要 求 外 ， 吸
气温 度 、 排 气温 度 和 中 间 温 度 也 应 该 在 合理 的 范围 内 。

(1) 吸 气 温度 ”压缩 机 的 吸 气温 度 是 指 从 压缩 机 吸 气 截止 阀 前 面 的 温度 计 读 出 的 制冷
剂 温度 。 为 了 保证 压缩 机 的 安全 运转 ， 防 止 产生 液 击 现象 ， 吸 气温 度 要 比 蒸发 温度 高 一
点 ， 亦 即使 制冷 剂 气体 成 为 过 热气 体 ， 有 一 定 的 过 热度 。 过 热度 的 大 小 取决 于 回 气管 的 长
度 、 管 路 的 隔 热 及 是 否 装 设 回 热 器 等 。 一 般 情 况 下 ， 在 未 设 回 热 器 的 氟 里 昂 制 冷 装置 里 ，
-过 热度 为 5C 左 右 是 比较 适宜 的 ; 在 设 回 热 器 时 ， 保 持 15 和 的 吸 和 气 过 热度 是 合适 的 ; 对 氨
于 吸 气 过 热 一 般 为 5 一 10C 。

气温 度 过 高 或 过 低 均 应 避免 。 吸 气温 度 过 高 ( 即 过 热度 偏 大 ) 将 使 压缩 机 排 气 温度 升
疝 ， 消 帮 功 华 增加 ”制冷 虹 下风， 吸 气温 度 过 低 ， 则 说 明 制 冷 剂 在 蒸发 器 中 气 化 不 完全 ，
压缩 机 吸入 湿 花 汽 就 有 可 能 形成 液 击 。 造 成 吸 气温 度 升 高 的 原因 ， 是 调节 阀 开 启 过 小 或 系
统 中 制冷 剂 循环 量 不 足 而 使 制冷 剂 蒸发 过 热 。 回 气管 路 的 隔 热 层 不 好 ， 也 会 造成 吸 气温 度
升 高 。 从 理论 上 讲 ， 压 缩 机 吸 气 为 饱和 状态 时 其 效率 最 高 ， 但 从 保障 压缩 机 安全 运行 ， 防
止 液 击 等 方面 考虑 ， 压 缩 机 吸 气 应 稍 许 过 热 。

(2) 排 气 温度 ”压缩 机 排 气 温度 可 从 排 气管 路 上 的 温度 计 读 出 。 它 与 压缩 比 pi /po
及 吸 气温 度 有 关 。 吸 气温 度 越 高 ，py/ po 越 大 ， 排 气温 度 越 高 ， 反 之 亦 然 。 排 气压 力 一
般 稍 高 于 冷凝 压力 。 朋 气压 力 不 变 > 排 气压 力 升 高 时 ， 排 气温 度 也 升 高 ， 如 果 排 气压
力 不 变 ， 吸 气压 力 降低 时 ， 排 气温 度 也 要 升 高 。 这 两 种 情况 都 是 因为 压缩 比 py /po 增 大
引起 的 。 排 气温 度 ( 或 压力 ) 升 高 会 对 压缩 机 产生 严重 的 危害 。 冷 凝 温度 和 排 气温 度 过
高 对 压缩 机 的 运行 都 是 不 利 的 ， 应 该 防止 。 表 8-1 给 出 了 几 种 常用 工 质 压 缩 机 最 高 排 气
温度 。

压缩 机 最 高 排 气温 度 表 8-1

最 高 排 气温 度 (C》 | 制冷 剂 最 高 排 气 温度 ('C)

150

制冷 剂

(3) 中 间 温 度 ”中 间 温 度 的 高 低 与 容积 比 、 冷 凝 温 度 和 燕 发 温度 等 有 关 ， 它 们 中 的 任
意 一 个 变化 时 ， 中 间 温 度 都 会 发 生 相 应 的 变化 。 此 外 ， 中 间 温 度 还 与 制冷 系统 的 节 流 形式

194 ”第 入 章 安装 使 用 与 保养 维修

有 关 。 一 次 节 流 的 中 间 温 度 ， 取 决 于 高 低压 级 的 容积 比 ， 二 次 节 流 的 中 间 温 度 则 根据 连接
中 间 冷 却 器 上 的 蒸发 系统 的 温度 而 定 。

在 一 定 的 范围 内 ， 双 级 压缩 的 中 间 压 力 与 温度 是 随 着 高 低压 级 的 工作 容积 和 冷凝 压
力 、 燕 发 压力 的 变动 而 改变 的 。 所 以 在 操作 中 不 能 随意 调整 中 间 压 力 ， 而 只 能 控制 中 间 冷
却 器 的 液 面 高 度 ， 以 维护 压缩 机 的 正常 运转 。

3. 压缩 机 的 润滑

润滑 是 压缩 机 正常 运转 的 基本 条 件 。 目 前 高 速 多 人 向 压缩 机 均 采 用 强制 润滑 。 为 满足 压缩
机 润滑 的 要 求 ， 润 滑 油 压 保 持 0. 1MPa， 最 低 不 小 于 0. 075MPa。 对 设 有 印 载 一 能 量 调节 装
置 的 压缩 机 ， 其 润滑 油 压 力 应 保持 在 0.15~0. 3MPa， 但 最 高 不 超过 0. 35MPa。 此 外 ， 在 装
置 运转 过 程 中 ， 还 应 注意 压缩 机 有 曲轴 箱 内 润滑 油 位 的 变化 ， 以 及 分 油 器 自动 回 油 的 情况 。 曲
轴 箱 内 的 油 温 ， 在 运转 条 件 下 ， 开 启 压缩 机 不 超过 70C ， 封 闭 压缩 机 不 超过 80'C。

4. 运转 中 的 压缩 机 不 应 有 异常 的 激 趟 、 撞 击 和 振动

正常 运转 中 压缩 机 及 系统 各 连接 处 不 应 有 油渍 。 对 小 型 开启 式 压 缩 机 ， 人 允许 轴 封 处 有
极 少量 渗 油 现象 ， 以 保证 摩擦 面 的 润滑 、 密 封 。 而 对 大 型 压缩 机 ， 则 不 允许 有 10 滴 /h 的
漏 油 现象 发 生 。

5. 装置 运转 过 程 中 ， 需 经 常 检查 各 冷库 降温 、 保 温情 况

若 低 温 冷 库 燕 发 副 管 结 霜 过 厚 则 需 进 行 融 箱 。

三 、 压缩 机 调配 、 转 换 及 湿 行 程 调整

1. 制冷 压缩 机 的 调配 和 转换

制冷 压缩 机 的 调配 就 是 根据 制冷 系统 负荷 的 变化 ， 调 整 制冷 系统 的 运行 方式 和 制冷 压
缩 机 的 工作 台数， 使 制冷 系统 在 合理 工 况 下 工作 。 压 缩 机 的 调配 原则 是 在 保证 工艺 要 求 的
前 提 下 ， 尽 可 能 节省 能 源 ， 用 时 考虑 便于 操作 和 管理 。 压 缩 机 调配 应 根据 以 下 情况 进行 :
(1) 尽 可 能 使 制冷 系统 所 需 的 冷 负 荷 与 制冷 压缩 机 的 制冷 能 力 相 匹配 ;

(2) 根据 压力 比 配 车 ， 当 冷凝 压力 与 蒸发 压力 之 比 小 于 8,， 或 者 两 者 压力 差 小 于
1. 4MPa 时 ， 应 采用 单 级 压缩 ， 大 于 8 或 1. 4MPa 时 ， 应 采用 二 级 压缩 ;

(3) 根据 不 同 蒜 发 温度 配 车 ， 当 系统 冷 负荷 太 大 时 ， 可 以 把 相近 蒸发 温度 连 在 一 起 ;

(4) 运转 的 压缩 机 台数 尽 可 能 减少 ;

(5) 在 进行 单 级 压缩 与 二 级 压缩 转换 时 ， 为 了 安全 ， 应 先 将 运行 中 的 压缩 机 停机 ， 然
后 再 调整 进 气管 上 的 有 关 阀 门 ， 重 新 启动 。

2. 制冷 压缩 机 湿 行 程 调整

制冷 压缩 机 在 运转 中 ， 液 体制 冷 剂 进入 压缩 机 工作 气缸 ， 使 气 红 壁 出 现 结 露 和 敲 缸 等
现象 ， 这 种 现象 称 为 制冷 压缩 机 湿 行 程 。 制 冷 压 缩 机 湿 行 程 是 制冷 机 在 运行 中 出 现 的 故障
之 一 。 当 制冷 压缩 机 产生 湿 行 程 时 ， 会 使 制冷 压缩 机 制冷 量 降 低 ， 延 长 冷库 制冷 时 间 ， 增
大 能 耗 ， 缩 短 压 缩 机 的 工作 寿命 ， 严 重 时 会 损坏 机 器 ， 甚 至 造成 人 员 伤亡 事故 。 因 此 在 运
行 中 ， 应 尽 可 能 避免 制冷 压缩 机 产生 湿 行 程 。 当 出 现 湿 行程 后 ， 应 尽快 消除 ， 避 免 事故 进
一 步 扩大 。

在 氢 里 昂 制冷 系统 中 ， 因 为 气 里 郧 制冷 剂 的 等 炳 指数 比较 小 ， 所 以 允许 的 吸 气 过 热度
比较 大 ， 一般 情 况 下 不 会 发 生 湿 行程 。

(1) 单 级 制冷 压缩 机 湿 行 程 调整 当 出 现 湿 行程 时 ， 应 立即 关 小 吸 气 阁 ， 关 小 或 关闭
供 液 阔 ;， 若 吸 气 温度 继续 下 降 ， 应 再 关 小 吸 气 阀 同 时 要 将 钾 载 装置 的 手柄 拨 至 一 组 气缸 工
作 ， 使 气 负 内 的 液体 气 化 ， 待 温度 逐步 上 升 ， 调 节 印 载 装置 手柄 增加 一 组 气 负 工作 ， 将 吸
气 阐 开 大 ， 当 排 气温 度 上 升 至 0~80'C， 吸 气温 度 也 上 升 时 ， 将 吸 气 阀 再 开 大 一 点 ,但 需
要 防止 液体 进入 气 阀 。 直 到 气 包 全 部 上 载 ， 吸 气压 力 正 常 ， 再 全 开 吸 气 阀 ， 开 启 供 液 阀 ，
恢复 正常 工作 。 在 处 理 湿 行 程 时 ， 应 注意 调整 油 压 ， 若 油 压 过 低 时 应 停机 。 当 发 生 严 重 混
行程 时 ， 应 立即 停车 ， 待 气 负 内 的 液体 全 部 排除 后 再 开车 ， 同 时 应 增 大 油 冷却 器 和 冷却 水
套 冷却 水 量 ， 以 防冻 裂 。

(2) 二 级 制冷 压缩 机 湿 行程 调整 双 级 制冷 压缩 机 低级 湿 行 程 ， 主 要 是 燕 发 器 供 液 太
多 及 氮 液 分 离 器 或 循环 贮 液 桶 的 液 面 过 高 所 致 ， 其 处 理 方法 与 单 制冷 压缩 机 湿 行程 处 理 方
法 相同 。 高 级 湿 行程 主要 是 由 于 中 间 过 冷 器 液 面 过 高 造成 。 其 调整 方法 是 ， 先 关 小 低压 级
的 吸 气 阀 ， 同 时 将 压缩 机 的 工作 饶 印 载 ， 以 最 小 负数 运转 ， 然 后 关 小 或 关闭 中 间 冷 却 器 的
供 液 闪 ， 并 及 时 关 小 或 关闭 高 压 级 豚 气 阀 ， 印 载 到 最 小 工作 负数 运转 ， 待 高 压 级 恢复 正常
后 ， 再 开 大 低压 级 吸 气 阀 ， 恢 复 二 级 正常 运转 ， 并 向 中 间 冷 却 器 供 液 。 若 高 压 级 压缩 机 严
重 敲 缸 或 结 霜 ， 应 停止 机 组 运转， 并 对 中 国 准 却 吕 进行 排 液 处 理 ， 其 处 理 广 法 与 单 级 制冷

压缩 机 相似 。

第 三 节 常见 故障 排除

一 、 压缩 机 正常 运转 的 标志

(1) 压缩 机 内 无 敲 击 声 。 压 缩 机 正常 工作 ， 膨 胀 阀 开 度 调 节 合适 ,活塞 、 连 杆 、 活 塞
销 及 各 轴承 等 配合 适当 ， 结 合 牢 固 。 运 转 中 只 有 压缩 机 吸 、 排 气 闪 清 脆 的 起 落 声 ， 不 产生
敲 击 或 其 他 不 正常 声响 。

(2) 压缩 机 各 摩擦 部 位 温度 正常 、 无 激 热 现象 。 压 缩 机 各 摩擦 部 位 、 轴 承 与 轴 颈 接触
良好 ， 润 滑 正常 ， 不 产生 超过 环境 温度 30'C 或 更 高 的 激 热 。 否 则 可 能 造成 摩擦 面 及 轴承
严重 磨损 ,轴瓦 合金 脱落 、 轧 堆 、 熔 化 等 后 果 。 开 启 压 缩 机 轴 封 无 活 油 现象 。

(3) 曲轴 箱 油 面 处 在 正常 位 置 。 一 般 压 缩 机 曲轴 箱 正常 油 面 应 在 视 油 镜 中 间 位 置 。 如
有 是 两 个 油 锁 ， 则 正常 油 面 应 在 上 油 镜 的 中 心 水 平 线 或 见 不 到 油 位 。 另外 ， 在 压缩 机 运转
过 程 中 润滑 油 不 应 起 泡 。

(4) 油 压 正常 。 采 用 压力 润滑 的 压缩 机 ， 要 求 润滑 油 压 为 0 一 0. 15MPa， 最 低 不 低 于
0.075MPa， 如 果 压 缩 机 设 有 液 力 卸载 一 能 量 调节 装置 ， 则 要 求 润滑 铀 压 在 0.15 ~
0. 3MPa 范围 内 。 油 压 过 低 ， 会 造成 各 摩擦 部 件 表面 的 干 磨 或 印 载 一 能 量 调节 机 构 动 作 迟
缓 ; 油 压 过 高 ， 不 但 易 损 坏 油 泵 、 键 及 传动 件 ， 而 且 会 使 各 摩擦 面 之 间 进 油 过 多 ， 增 加 摩
擦 阻力 。 同 时 ， 使 更 多 的 润滑 油 进入 制冷 系统 ， 导 致 换 热 设备 的 换 热 效果 下 降 ， 压 缩 机 耗
油 量 增加 。 此 外 ， 曲轴 箱 内 油 温 应 不 超过 70 或 低 于 5C。 油 温 过 低 或 过 高 ， 都 将 影响 油
泵 吸油 和 润滑 效果 。

(5) 压缩 机 无 结 箱 现 象 。 冷 库 制冷 系统 工作 过 程 中 ， 压 缩 机 回 气管 路 结 霜 应 属于 正常
现象 ， 但 操作 不 良 或 膨胀 阀 调 整 不 当时 ,往往 会 使 压缩 机 的 气 红 壁 和 机 体 结 霜 ， 严 重 时 可

196 ”第 八 章 安装 使 用 与 保养 维修

《6) 制冷 系统 各 辅助 设备 处 于 正常 工作 状态 。 压 缩 机 吸 、: 排 气 闪 ， 分 油 器 进 、 出 口
阀 ， 冷 凝 器 、 贮 液 器 进出 口 阀 等 呈正 确 开启 位 置 ， 膨胀 阀 开 度 适 当 ; 各 风机 及 电动 机 运转
平稳 ， 水 循环 系统 的 水 泵 运转 正常 、 无 异常 声响 ; 水 循环 管 路 及 各 连接 处 无 漏水 现象 ; 具
有 盘 管 冷却 的 冷库 内 ， 盘 管 均 匀 结 满 “ 干 霜 ”制冷 系统 所 有 设备 连接 管 路 ， 不 允许 有 和 制
冷 泄漏 现象 。

(7) 制冷 系统 所 有 压力 及 温度 指示 正确 。 压 力 表 、 温 度 表 指针 稳定 ， 高 低 油 压 控制 器
调整 适当 ， 在 所 要 求 的 压力 数值 范围 和 内， 能 起 到 自动 控制 和 安全 保护 作用 ; 所 有 温度 控制
器 的 动作 应 能 准确 地 控制 冷库 温度 ， 以 起 动 、 停 止 压缩 机 ， 或 启 、 闭 供 液 电磁 立 。

《8) 喧 液 右 内 制冷 剂 的 液 位 符合 要 求 。 制 冷 系统 正常 工作 时 ， 贮 液 器 的 液 位 应 在 视 液
镜 1/3 一 2/3 位 置 。 冷 凝 器 出 水 温度 稳定 ， 进 出 水 温差 在 8~12 范围 内 为 宜 。

《9) 制冷 系统 的 压力 和 温度 正常 。 制 冷 系统 正常 工作 时 ， 其 冷凝 压力 与 冷凝 温度 ， 蒂
发 压力 与 蒸发 温度 呈 对 应 关系 。 操 作 、 管 理 中心 必 须 随时 掌握 系统 工作 过 程 中 压力 、 温 度
的 变化 ， 以 保证 系统 在 给 定 工 况 下 有 效 地 工作 。 蒜 发 斥 力 、 温 度 随 制 冷 温 度 要 求 而 定 ， 但
通常 情况 下 ， 压 缩 机 的 吸 气温 度 不 得 超过 15C ;冷凝 压力 、 温 度 随 冷却 水 温度 及 供水 情
况 而 定 ， 一 般 R134a 冷凝 压力 的 表 压 为 0.6~0. 8MPa， 最 高 不 超过 1. 4MPa; R22、R?717
冷凝 压力 的 表 压 为 0. 8 一 1. 3MPa， 最 高 不 超过 1. 9MPa。

二 、 压 缩 机 安全 工作 的 条 件

为 了 保证 制冷 压缩 机 在 高 速 、 高 压 、 高 温 条 件 下 安全 运行 ， 活 塞 制冷 压缩 机 规定 了 表
8-2 所 列 的 安全 工作 条 件 。

压力 控制 器 给 定 值 (参考 ) :

1) 高 压 控制 器 : 比 安全 阀 开启 压力 低 0. 1MPa。

2) 低压 控制 器 : 比 最低 蒸 发 温度 低 5 的 相应 压力 值 。

3) 低压 控制 器 ， 有 印 载 一 能 量 调节 装置 时 ， 润 滑 油 压 取 0. 15~0. 3MPa， 无 印 载 一 能
量 调节 装置 时 ， 取 0. 075MPa。

活塞 制冷 压缩 机 安全 工作 条 件 表 8-2

制 冷 剂

若 发 温度 CC) —30~10 —40~5 —30~5
”相应 蒸发 压力 (MPa) | 0. 102~0. 431 0. 107~0..6 0. 121~0. 525

最 高 冷凝 温度 CC) 50 40 | 40

最 大 压缩 比 10 8 | 8

活塞 最 大 压力 差 (MPa) 1.4 1.4

压缩 机 最 高 吸 气 温度 CC) 15 加 十 (5 一 8 )

安全 阀 开启 压力 (MPay) 150 150
润滑 油 压 ( 比 曲 轴 箱 压力 高 )C(MPa)

最 高 油 温 (CC)

0.15~0.3

三 、 压缩 机 常见 故障 及 排除

压缩 机 的 故障 分 析 与 诊断 是 压缩 机 使 用 中 的 重要 环节 ， 也 是 难度 较 大 的 环节 。 任 何 产
品 的 合格 率 都 不 可 能 为 100% ， 再 加 上 使 用 中 的 一 些 不 合理 因素 或 偶然 因素 ， 压 缩 机 出 现
故障 在 所 难免 。 为 此 ， 故 障 的 快速 、 准 确 判 定 对 于 迅速 排除 故障 就 显得 尤其 重要 。

故障 分 析 与 诊断 建立 在 压缩 机 工作 原理 、 制 冷 原理 和 机 械 运动 的 基础 上 ， 要 求 有 较 强
的 分 析 、 判 断 能 力 和 对 故障 发 生 时 各 种 现象 完整 无 缺 的 记录 。

进行 故障 分 析 和 诊断 时 应 遵循 以 下 原则 :《〈1) 仔细 观察 故障 发 生 时 的 每 一 种 现象 ;
C2) 除非 原因 很 明显 的 故障 ， 否 则 最 好 采用 系统 的 方法 ， 盲 目 猜测 往往 欲 速 则 不 达 ; 〈3) 做
好 故障 分 析 的 记录 ;4) 如 确认 是 压缩 机 的 故障 应 及 时 向 生产 厂家 反馈 信息 。

制冷 系统 常见 故障 、 原 因 分 析 及 排除 见 表 8-3。

制冷 装置 常见 故障 、 原 因 分 析 及 排除 表 8-3
故障 原因 分 析 排除 方法
, 1) 压缩 机 、 电 动机 底 脚 螺钉 松动 1) 紧 因
有 机 组 运转 噪 | 。 2) 连接 管 路 、 辅 助 设备 固定 不 良 2) 紧 固
3) 传动 带 或 飞轮 松弛 3) 传动 带 张 紧 、 检 查 螺母 、 逛 等
@ 气 负 余 附 过 小 人 @ 调整 余 除 ， 或 适当 加 厚 垫 片 或 更 换 零 部 件
加 活塞 销 与 连 村 小 头 衬 套 间 | ”@ 更 换 衬 套
险 过 大
@ 活塞 销 缺 油 @ 适当 提高 油 压
1) 气 秘 | @ 朋 、 排 气 间 片 、 弹 筑 断 约 | 。 @ 停车 检查 、 取 出 碎片 ， 更 换 痪 片 、 弹 和
二 分 加 仿 盖 弹 筑 扬 弄 加 更 换 假 盖 弹 筑
@) 气 缸 与 活塞 配合 间 队 过 大 | ” @ 更 换 堆 部件， 调整 配合 辣 阶
或 多 小 ， 造 成 拉 缸 偏 麻
@ 压 第 机 “硅油 "， 造 成 骇 击 ”| 。@ 更 换 刮 油 环 ， 调 整 各 气 环 措 口 位 置
@ 吸入 液体 制冷 剂 造成 “ 流 击 ”| ” @@ 调整 工 况 ， 调 整 胸 胀 闪 开 度 ， 适 当 调
二 有 | 小 吸入 阔 开 度
站 H|
@ 连 杆 大 头 轴瓦 与 曲轴 轴 绒 | ”中 、@ 调整 间 辽 ,更换 轴瓦 ， 活 当 提 高
间 险 过 大 油 压
@ 主轴 颈 与 主机 承 间 阶 过 大 |
2) 浊 负 | 。@@ 连 杆 螺栓 螺母 松动 、 脱 落 | 加 紧 因 ,更 换 并 以 开口 销 锁 紧
箱 部 和 图 飞轮、 电动 机 转子 键 松 弛 | ”@ 更 换 或 紧 国
( 半 封 或 全 封闭 式 压缩 机 )
加 电动 机 转子 擦 定子 一 主轴 | ”加 更 换 主轴 承
承 问 附 过 大 ( 半 封 、 全 封闭 压缩
机 )
1; 系统 混入 空气 等 不 凝 性 气体 1) 排除 空气
2) 冷凝 器 冷却 水 泵 、 风 机 未 开启 2) 开启 水 泵 、 风 机
3) 冷凝 器 水 量 不 足 、 水 温 不 高 3) 增加 冷却 水 量 ， 清 洗 水 管 、 水 闪 和 过
4) 风 冷 冷 报 器 风量 不 足 、 气 温 高 滤器
3， 压缩 机 排 气压 | 。 5) 冷凝 器 管 壁 积 拍 太 厚 4) 加 大 风量 、 防 止 气流 短路 循环 或 阻塞
力 过 高 6) 系统 内 制冷 剂 过 多 5) 清洗 冷 效 器
7) 排 气 闪 未 开 足 、 排 气管 不 畅通 6) 取出 多 余 制 冷 剂

8) 贮 液 器 进 液 阅 未 开启 或 未 开 足
9) 装置 分 油 不 良 、 系 统 集 油 过 多 、 管 道 流
动 阻力 增加 、 换 热 效 果 差

7) 开 足 排 气 阀 、 琉 通 排 气管
8) 进 液 阁 开 启 、 开 足
9) 检查 、 调 整 分 油 装置 ， 进 行 系统 排 油

198

4. 压缩 机 排 气压
力 过 低

第 八 章 安装 使 用 与 保养 维修

1) 冷凝 器 水 量 过 大 、 水 温 过 低
2) 冷凝 器 风量 过 大 、 气 温 过 低
3) 吸 、 排 气 阀 泄漏
4) 气 饶 纸 执 打 穿 ， 高 低压 端 旁 通
5) 系统 内 制冷 剂 不 足
6) 蒸发 器 结 霜 过 厚 ， 吸 和 人 压力 过 低
7) 印 裁 一 能 量 调 节 失 灵 ， 正 常 制冷 时 部 分

气 氏 务 载 |

8) 安全 阅 过 早 开 启 、 高 低压 旁 通 ( 握 机 )

9) 分 油 器 回 油 阅 失灵 、 高 低压 旁 通

续 表

排除 方法

1) 减少 水 量 或 采用 部 分 循环 水

2) 减少 风量

3) 研磨 或 更 换 阀 片

4) 更 换 垫 片

5) 充 注 制冷 剂

6) 融 霜 ， 适 当 提 高 吸 和 压力

7) 调整 油 压 0.15 一 0. 30MPa， 检 查 调整
印 载 机 构

8) 调整 安全 阀 开 启 压 力 值

9) 检修 或 更 换 回 油 闪

一 十
1) 吸入 气体 的 过 热度 太 大 1) 适当 调节 膨胀 阅 、 减 小 过 热度
， | ”2) 排 气 阅 片 汇源 或 破损 2) 研磨 冰片 、 阅 线 ， 更 换 闪 片
度 凋 3) 气缸 埋 片 击 穿 3) 更 换 执 片
4) 安全 阅 过 时 开启、 高 低压 旁 通 4) 调节 安全 阅 开 局 压力
5) 气 生冷 却 水 套 断 水 或 水 量 不 足 ( 氨 机 ) 5) 调节 冷却 水 晤
2 和 人 度 人 这 高 。 1) 调整 热 负荷 、 降 低 <， 合理 选择
、| 发 器
2 全 让 于 2) 研磨 交 片 、 阀 线 、 更 换 冰片
人 3) 检查 ， 更 换 损坏 者
6. 压缩 机 吸入 压 | 。 6) 脱 胀 阅 感 温 包 位 置 不 对 人
力 过 高 7) 印 载 一 能 量 调节 失灵 ， 正 党 制冷 时 部 分 |。 0) 六 外 就 信 包 ， 包 所 良好
气缸 名 7) 调整 油 压 、 检 查 印 载 机 构
9 安全 国 调节 不 当 ， 过 早 开 启 ， 高低 2 齐整 下 检查 下台 机
9) 分 油 器 自动 回 油 阔 失灵 ， 高 低压 旁 通 7 和 下 全 自动 四 宙 交
,10) 系统 中 混入 空气 等 不 凝 性 气体 10) 排除
1) 燕 发 器 热 负荷 过 小 ,4 过 低 1) 调整 热 负荷 、 提 高 &， 合理 选择 苛 改
2) 脱 胀 闹 开 度 过 小 器 ， 增 加 传 热 面积
3) 燕 发 器 进 液 量 太 少 2)、3) 调 大 膨胀 阅 开 度 ， 清 洁 膨胀 阅 进
4) 脱 胀 疗 “ 冰 塞 ” 口 波 网
5) 膨胀 阅 感 温 包 充 剂 浊 霹 4) 系统 除 水
6) 供 液 电磁 阔 未 开启 、 液 管 堵 5) 更 换 路 胀 阅
7) 贮 液 器 出 液 阅 求 开 或 未 开 足 6) 开启 电磁 阅 、 疏 通 供 液 管
7. 压缩 机 吸入 压 | ”8) 系统 制冷 剂 不 足 7) 开启 、 开 足 出 液 阅
力 过 低 9) 压缩 机 吸入 冰 未 开 足 或 管 堵 8) 补充 制冷 齐

10) 蒸发 器 盘 管 结 拍 过 厚 ， 集 油 过 多 ， 换
热 不 良
11) 燕 发 器 结 霜 过 厚 ， 热 负荷 小
12) 低压 系统 堵塞
13) 吹风 冷却 风机 未 开启 或 风机 倒转 、 风

9) 清洗 吸 气 滤 网 及 阀 孔 通道 ， 全 开 吸
入 痊

10) 清洁 管 路 、 冲 油 排 液

11> 融 霜

127 检查 朴 通 、 清 洗

13) 启动 并 使 之 正 转 ， 提 高 风量

14) 适当 提高 盐水 含量

8. 润滑 油 油 压
过 高

量 不 足
14) 盐水 含量 低 ， 蒜 发 管 外 结 冰 过 厚
1) 油 压 调节 阀 调整 不 当
2) 油泵 输出 端 管 路 不 畅通 、 涧 滑 油 路 堵塞

1) 重新 调整 (放松 调节 弹 筑 )
2) 玖 通 管 路 、 油 路 ， 更 换 润滑 油

9. 润滑 油 油 压
过 低

常见 故障 排除 199

1) 油 压 调节 阀 调 整 不 当
2) 油 压 调节 阀 泄 漏 ， 弹 得 失灵 '

3) 滴 滑 油 太 脏 ， 滤 网 堵塞 或 损坏

4) 油泵 进 油管 堵塞

5) 油泵 间隙 过 大 或 失灵

6) 油 中 含有 制冷 剂 ( 油 呈 泡沫 状 )

7) 润滑 油 质量 低 、 变 质 、 符 度 过 大

8) 轴承 间隙 过 大 、 跑 油

9) 润滑 油 量 不 足

10) 油 温 过 低 或 过 高

11) 狂 压 表 不 显示 ( 油 压 表 冰 未 开 、 接 管 博 等 )
12) 油 压 表 不 显示 (油泵 传动 件 损坏 )

10. 曲轴 箱 油 温
过 高

11. 压缩 机 耗 油
量 过 大

12.， 曲轴 箱 润滑
油 呈 泡 沫 状

13. 钙 载 一 能 量
调节 装置 失灵

14. 制冷 系统 堵塞

1) 压缩 机 各 轴承 、 摩 擦 部 件 间 腺 过 小
2) 压缩 机 排 气 温度 过 高 、 压 力 比 过 大
3) 冷冻 机 室温 度 过 高 、 润 滑 油 冷却 器 断水
4) 分 油 血 “直通 ”、 高 压制 冷 剂 气体 进入

曲轴 箱
5) 压缩 机 吸 气 过 热度 太 大

1) 分 油 器 网 油 停 止 ( 管 堵 、 闪 堵 、 回 油 电
磁 阔 或 浮 球 立 未 开启 》

2) 分 油 器 失灵 (不 分 油 、 不 回 油 、 润 滑 油
进入 系统 》

3) 气 饶 与 活塞 间隙 过 大 ， 刊 油 环 刊 油 不 良

4) 活塞 环 磨损 、 搭 口 间隙 过 大 或 搭 口 在 一
直线 上

5) 活塞 环 加 工 尺 寸 、 精 度 不 合 要 求

6) 轴 封 不 良 、 漏 油

7) 管 路 安装 不 合理 、 系 统 集 油

8) 钊 载 油 红 漏 油 严 重

1) 液体 制冷 剂 混 人 润滑 油
2) 润滑 油 中 混入 水 分

1) 能 量 调 节 阀 弹簧 调整 不 当
2) 能 量 调 节 阀 油 活塞 卡 死

3) 调节 机 构 卡 死

4) 油 活 塞 或 油 环 漏 油 严重

5) 油管 或 接头 严重 漏 油

6) 油 压 过 低

7) 印 载 油缸 进 油管 堵 ， 不 进 油

续 表

排除 方法

1) 重新 调整 ， 压 紧 调节 弹 得
2) 更 换 立 蕊 或 弹 得
3) 更 换 、 清 洗 滤 网

4) 玖 通 进 油管

5) 更 换 或 检修 油泵

6) 打开 油 加 热 器 、 关 小 膨胀 内

7) 换 土 清洁 、 黏 度 适 当 的 润滑 油

8) 调整 间隙、 更 换 轴 承

9) 加 注 润滑 油

10) 开启 油 加 热 器 或 冷却 器

11) 检查 表 阅 和 接管 ， 打 开 油 压 表 阀 ， 疏
通 接管 :
12) 检查 油泵 传动 件 、 修 复 或 更 换

1) 调整 间 随

2) 调整 工 况 、 降 低 排 气温 度

3) 加 强 通风 、 降 温 ， 加 大 润滑 油 冷 却 器
的 水 量

4) 检查 自动 回 油 阅 、 修 复 或 更 换

5) 调整 工 况

1) 朴 通 管 路 、 赔 门 ， 检 查 回 油 电磁 冰 、
浮 球阀

2) 检修 或 更 换 分 油 器

3) 更 换 活塞 (或 气缸 )， 更 换 刮 油 环 、 活
塞 环 ， 检 查 刮 油 环 倒 角 方向 (应 向 上 )

4) 检查 活塞 环 拱 口 间 院 ， 将 活塞 环 搭 口
叉 开 布置

5) 检查 质量 、 尺 十

6) 研磨 轴 封 摩擦 环 ， 更 换 轴 封

7) 检查 管 路 或 进行 排 油

8) 拆 检 油 红

1) 适当 关 小 膨胀 闪 ， 打 开 油 加 热 器
2) 更 换 润滑 油

1) 重新 调整
2) 拆 检

3) 拆 检

4) 拆 检 或 更 换
5) 检修

6) 提高 油 压
7) 朴 通 进 油管

1) 压缩 机 至 冷凝 器 之 间 堵 塞 (高 压 迅 速 升 高 )

2) 冷凝 器 至 膨胀 六 之 间 堵 塞 ( 低 压 迅 速 下
降 、 抽 空 堵塞 部 位 以 后 结 町 、 结 露 、“ 发 冷 ”
低压 迅速 抽空 、 墙 塞 )

3) 膨胀 闹 至 压缩 机 之 间 堵 塞 4 部 位 以 前 结
霜 融化 、 不 结 露 也 不 “发 冷 ”)

1) 朴 通 管 路 ， 全 开 高 压 排出 阅 ， 检 查 各

阀 开启 度

2) 朴 通 管 路 ， 检 查 各 冰 开 启 度 ， 更 换 或
清洗 过 滤器

3) 清洗 膨胀 滤 网 、 疏 通 管 路 ， 清 除 膨胀
阀 冰 塞

200 ”第 入 章

安装 使 用 与 保养 维修

原因 分 析

续 表
排除 方法

EE
一 一 一 一 一 一 全 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一

14， 制冷 系 统 堵塞

4) 浆 头 脱落 裂 损 使 高 压 通路 堵塞 (高 压 过 高 )
5) 分 油 器 回 油管 堵塞 ( 油 脏 >
6) 吸 气 滤 网 堵塞 ， 吸入 压力 下 降 |

4) 拆 修 、 更 换
5) 换 油
6) 清洗 滤 网

1) 进口 滤 网 堵塞 、 节 流 孔 污 墙 或 冰 塞

上 5 玖 力 脱 胀 阔 | 。) 阅 针 过 短 造 成 阁 不 开启 We
| 感 温 包 内 充 剂 逃逸
| “1) 间 针 过 长 造成 阁 开 度 失调
开放 浊 类 二 “和 | 2 调节 济 筑 折 央 3) 重新 包 所 感 温 包
3) 感 温 包 位 置 放置 不 正确 感
时 要 加 放 肚 网 | 。 1) 系统 制冷 划 不 中 1) 补充 制冷 剂
不 稳定 和 2) 脱 胀 阀 容量 选择 过 大 2) 重新 选择 陪 胀 闪

18， 压缩 机 不 启动

1) 主 电路 电源 不 通 、 三 相 电 断 相

2) 控制 回路 切断 、 短 路

3) 电动 机 故障

4) 磁力 启动 器 、 接 触 器 失灵

5) 高 低压 控制 器 自动 断 开 、 温 度 控 制 器 自
动 断 开

6) 油 压 控制 器 自动 断 开

1) 合 闸 、 检 查 电 源 、 修 复

2) 检查 原因 、 修 复

3) 检查 电动 机 、 修 复

4) 检查 、 修 复 或 更 换

5) 调整 压力 、 温 度 控 制 器 断 开 压力 值 ，
.检查 于 力 、 温 度 控制 器 动作 性 能 ， 修 复

6) 调整 断 开 压力 值 ， 检 查 其 动作 性 能 ，

7) 制冷 联 锁 装 置 动作 (如 泵 或 融 条 系统》 个 检查 、 修 复
8) 过 载 继电器 跳 开 8) 检查 ”复位
1) 启动 补偿 接线 有 误
2) 电动 机 接线 有 误 人
. 3) 油 压 控制 器 给 定 动作 值 过 高 六 压 过 低 或 建立 不
.9 歧 弛 机 启 汉 | 汪 近 和 名 给 定 动作 信 社 高 a 检查 油 压 过 低 或 建立 不 起 的 原因 ，
后 不 久 停 车 5) 压缩 机 吸 、 排 气 六 未 开 或 未 开 足 ， 高 、| “5) gj 排 所 加 开 足
低压 控制 器 动 作 6) 重新 调节 给 定 什
6) 高 、 低 压 控 制 器 调节 不 当 7) 拆 解 检查 ， 修 复
7) 压缩 机 咬 红 |
|
1) 电源 被 切断 |
2) 压缩 机 高 压 超 高
3) 油 压 控制 器 调节 不 当 ， 幅 差 太 小 检 相 区 入
4) 温度 控制 器 调节 不 当 ， 幅 差 太 小 3)、4) 重新 闻 节 “
20. 压缩 机 运转 | ”5) 油 压 过 低 5) 提高 油 压
中 突然 停车 或 启 停 6) 压缩 机 高 、 低 压 端 泄漏 ， 停 车 后 低压 迅 6) 检查 原因 ， 消 除 泄漏
频繁 速 回升 ' 源 ， 拆 解

7) 压缩 机 咬 缸 ， 转 动 部 分 卡 死

8) 电动 机 超 负 荷 、 线 圈 烧 损 、 熔 丝 烧 断
9) 电路 联 锁 装 置 故 障 “

10) 其 他 电气 故障

7) 切断 电源 ， 拆 解 检查
8) 检查 超 负 荷 原因 ， 更 换 线圈 或 熔 丝
9)、10) 检查 修复

一 一 vv

续 表
RR 让
1) 排 气 阅 片 型 损 或 泄漏 1 研磨 阀 片 、 阅 线 、 更 换 阀 片
于 仁 下 壕 凑 他 信和 革 ， 2) 气缸 高 、 低 压 垫 片 击 穿 2) 更 换 热 片
1 3) 安全 旁 通 阀 漏 3) 拆 检 、 调 整
1) 系统 制冷 不 足 、 制 冷 效果 不 良 DD 补充 制冷 剂 ， 调 整 工 况
22， 压缩 机 运转 | ”2) 压缩 机 吸 、 排 气 阅 泄 泼 ( 答 气量 下 降 ) 2) 检查 原因 、 采 取 相 应 措施
不 售 3) 活塞 环 不 良 ( 严 重 漏 气 ) 3) 更 换 活塞 环 或 气 伍 套
4) 起 动 印 载 电 磁 阅 不 良 ( 过 早 印 载 ) 4) 拆 检 或 更 换
1) 法 兰 及 连接 或 焊接 等 处 泄漏 D 阻 漏 处 理
2) 易 熔 塞 泄漏 ， 四 易 熔 塞 已 熔 ;，@@ 高 压 | ”2) 四 更 换 易 熔 塞 ， 四 消除 超 压 原因
异常 -
23 系统 制冷 剂 | 。3) 蒸发 器 管 路 破损 ， 四 低温 爆裂 ，@ 腐 亿 | 。 3) 四 焊 修 、 更换，@ 更 换
泄漏 爆 并
4 冷凝 天 管 路 破损 : 冬季 停 用 结 冻 爆 | 4) 四 爆 修 防冻 ， 加 更 换 ， 加 局 部 爆 修 或
弄 ; 四 府 他 爆裂 ，@ 端 板 锈 他 更 换
1) 摩 氛 环 过 度 磨损 ， 摩 氛 面 破损 1) 研磨 或 更 换
2) 轴 封 组 装 不 良 、 摩 擦 环 偏 订 2) 重新 组 装 、 调 整 、 研 麻
24. 压缩 机 轴 封 | 3) 轴 封 弹 答 过 松 3) 更 换 轴 封 弹簧
浊 沁 4) 轴 封 橡胶 环 过 紧 ( 曲 轴 轴 向 审 动 时 动 、| 。 4) 更 换 橡胶 环
静摩擦 环 脱离 )
5) 轴 封 橡 胺 环 上 的 钢 轿 尺寸 不 对 5) 更 换 钢 圈
1 六 过 低 ，G 制冷 剂 不 足 ; DD) OD 充 注 制冷 刘
@ 过 滤 一 干燥 器 脏 墙 ， @ 清洗 滤 网 或 更 换 干燥 剂
@ 管 路 集 油 和 污垢 ， 换 热 不 良 @ 排 油 、 清 洁 管 路
@@ 燕 发 管 结 需 过 厚 ， 冷 风机 气 @@ 融 霜
流 受阻
@ 膨胀 阔 凋 节 不 当 、 性 能 不 良 加 重新 调节 、 更 换
@@ 热 负荷 过 小 、 冷 风 短路 回流 @ 改变 负荷 、 防 止 冷风 短路
@ 间接 冷却 盐水 量 不 足 ，a) 奈 @ a)、b) 检 查 盐水 浓度 ， 提 高 宋 容
扬程 不 足 ，b) 管道 阻力 太 | 量 ，o) 降 低 盐水 浓度
大 ; c) 盐 水 浓度 太 大 ;
膨胀 阅 、 制 冷 剂 分 配器 或 管 琉 通 或 更 换
25. 装置 运转 但 路 墙
不 制冷 2) 冷凝 温度 + 过 高 ， 四 热 负荷 过 大 ; 加 膨 | 2) 四 调整 负 荷 @ 调 整 、 检修 或 更 换 回 午
胀 阀 不良! 加 脱 胀 阅 温 包 接触 不 良 新 包扎
3) 六 过 高 (参照 压缩 机 排 气压 力 过 高 的 原 | ”3) 找 出 原因 ， 采 取 相 应 措施
因 )
4) & 过 低 ( 脱 胀 阅 供 液 不 足 ， 系 统 工作 失 | ”4) 找 出 原因 ， 提 高 冷凝 压力
调 )
5) 冷风 机 减速 、 停 转 或 倒转 5) 提高 额定 转速 ， 开 启 风机 、 正 转
6) 冷风 被 阻塞 或 短路 回流 6) 防止 阻塞 和 短路 回流
7) 压缩 机 输 气量 不 足 7) 制冷 剂 太 少 ， 充 注 制 冷 剂 、 坪 沁 ，
8) 压缩 机 压 比 下 降 ( 吸 、 排 气 赣 不 良 ) 转速 下 降 ， 提 高 到 额定 转速
9) 负载 一 能 量 调节 机 构 工作 不 良 ， 过 早 | ”8) 分 解 检查 不 良 处 、 堵 漏

印 载 9) 检查 ， 调 整

202 第 八 章 安装 使 用 与 保养 维修

第 四 节 检 修

压缩 机 需要 拆 解 检查 时 ， 应 先 将 制冷 剂 抽空 ， 仅 留 0.01~0. 02MPa 的 表 压 力 ， 然 后
关闭 吸 、 排 气 阀 。 必 要 时 可 拆 开 管 路 与 吸 、 排 气 阀 的 连接 法 兰 ， 压 缩 机 即 脱离 系统 。

一 、 定期 检查

压缩 机 做 定期 检查 时 ， 不 拆 解 系统 ， 只 把 压缩 机 抽空 然后 关闭 吸 、 排 气 闪 。 主 要 检
查 的 内 容 是 : 压缩 机 的 润滑 、 吸 排 气 阔 、 旬 载 一 能 量 调节 机 构 、 安 全 控制 设备 及 电动 机
性 能 。

(1) 拆 开 压 缩 机 气 氏 ， 检 查 吸 、 排 气 阐 和 弹簧 是 否 完好 ， 清 除 污 油 结 焦 。

(2) 拆除 曲轴 箱 侧 盖 ， 放 出 脏 润 滑 油 ， 彻 底 清洗 曲轴 箱 ， 清 洗 滤 网 ， 去 除 磁 性 滤 网 上
的 铁 粉 ， 换 上 清洁 的 润滑 油 ， 拆 出 吸入 滤 网 并 清洗 干净 。

(3) 检查 印 载 一 能 量 调节 装置 的 工作 可 靠 性 : 先 取 下 假 盖 ， 排 气 阅 杆 伸 出 高 度 ， 一 般
高 出 纪 套 上 阀 线 顶 面 1. 5mm 为 宜 ， 不 能 过 高 或 过 低 ， 更 不 得 高 低 不 齐 ， 然 后 将 能 量 调节
至 最 低 量 位 置 ， 启动 空运 转 ， 调 整 油 压 调节 阔 ， 保 持 润 滑 油 压 0.2~0. 25MPa， 将 能 量 调
节 阀 调节 到 最 大 能 量 位 置 ， 观 察 吸 气 阔 片 项 杆 的 伸 出 高 度 。 此 外 ， 要 检查 印 载 一 能 量 调节
装置 时 ， 可 用 手动 调节 机 构 ， 将 能 晤 从 最 低位 置 逐 级 调 到 最 高 位 置 ， 观 察 各 气缸 赣 片 顶 村
是 否 依次 动作 。 如 果 在 各 自 手柄 位 置 上 ， 各 气缸 既 能 依次 动作 ， 而 且 各 动作 位 置 上 的 油 压
又 一 样 ， 则 说 明 印 载 装 导 工作 正常 。 装 置 自动 部 分 的 检查 工作 ， 应 在 专门 试验 全 上 进行 ，
也 可 在 负荷 变化 时 调整 。

如 果 是 半 封 闭 或 全 封闭 式 压缩 机 ， 则 应 检查 电动 机 三 相 电流 、 功 率 及 其 绝缘 性 能 。

二 、 检修

压缩 机 全 面 检修 时 ， 应 将 压缩 机 拆 解 。 拆 解 过 程 要 边 拆 解 边 检 查 。 所 有 有 零 部 件 均 应 符
合 规定 的 技术 要 求 ， 对 部 分 不 合格 的 零 部 件 应 予以 修理 或 更 换 。

1. 吸 、 排 气 阀

在 压缩 机 全 面 检修 时 , 吸 、 排 气 阀 一 般 都 全 部 更 换 。 条 件 不 备 ， 人 允许 继续 使 用 ， 但 必
须 状态 良好 ， 不 得 有 破碎 、 裂 纹 、 刻 槽 等 损伤 。 更 换 新 冰片 时 ， 应 先 用 120 号 金刚 砂 在 平
板 上 研磨 ， 再 用 绿 油 在 平板 玻璃 上 研磨 ， 直 到 阀 片 无 丝 纹 、 刻 痕 、 光 洁 如 镜 。 气 阀 弹 答 性
衰减 过 大 或 断裂 、 变 形 时 ， 应 予 更 换 。 新 装 弹簧 时 ， 必 须 正 位 。 吸 、 排 气 阀 各 阀 座 和 阀 芯
的 密封 线 若 有 刻 痕 、 裂 损 等 ， 应 进行 研磨 。 若 缺陷 严重 ， 研 磨 无 法 消除 时 ， 应 更 换 。 若 一
时 尚 无 备件 ， 可 经 磨床 磨 前 ， 再 研磨 使 用 。 当 阀 座 长 期 使 用 和 经 多 次 研磨 ， 使 阅 线 深度 减
小 ， 安 装 后 会 影响 “ 余 隙 ”时 ， 可 以 用 适当 增 减负 套 与 机 体 之 间或 负 套 与 阀 板 之 间 的 热 片
厚度 的 办 法 予以 调整 。

2. 活塞 连 杆 组

活塞 严重 磨损 或 与 缸 套 配合 间隙 过 大 ， 此 时 应 更 换 缸 套 或 活塞 。 若 活塞 外 圆柱 面 有 轻
微 拉 痕 ， 可 用 细 油 石 磨 光 。 当 有 严重 磨损 出 现 沟 槽 时， 应 予 更 换 。 活 塞 气 环 和 油 环 表面 有
严重 裂 损 、 变 形 、 拉 痕 或 搭 口 间 隙 过 大 ， 失 去 弹性 ， 则 均 应 更 换 。 检 查 连 杆 及 大 小 头 衬 套

第 四 节 检修 203

”和 活塞 销 ， 良 好 者 ， 可 继续 使 用 ， 如 连 杆 有 裂纹 、 弯 曲 变 形 ， 应 修复 或 更 换 。 连 杆 油 孔 冲
洗 畅 通 ， 若 痛 偏 杆 等 情况 ， 连 杆 应 作 垂 直 度 、 平 行 度 校正 (垂直 度 、 平 行 度 偏差 不 超过
0. 05mm) 。 连 杆 大 头 轴瓦 有 严重 拉 痕 ， 必 要 时 可 局 部 刮 研 ， 使 其 接触 面 均匀 和 良好。 另外，
压缩 机 主轴 承 的 轴瓦 应 按 连 杆 轴瓦 同样 要 求 ， 装配 时 注意 严格 控制 间 院 。

3， 千 套

缸 套 顶部 吸入 阀 线 有 裂纹 、 凹 痕 等 缺陷 ， 应 研磨 。 一 般 阀 线 深 度 不 得 小 于 0. 5mm，
缸 套 镜 顶 部 应 光滑 无 刺 ， 无 拉 痕 、 损 伤 等 缺陷 。 否 则 ， 轻 者 磨 光 ， 重 者 更 换 。 仙 套 之 间 圆
柱 度 及 余 隙 应 符合 装配 技术 要 求 。 一 般 F7 系列 六 人 缸 以 上 压缩 机 安装 时 ， 应 先 将 活塞 连 杆
组 装 人 缸 套 ， 然 后 再 一 次 装 人 机 体 。Fl0 系列 多 和 红 压 缩 机 的 征 与 活塞 连 杆 组 分 别 安装 。 此
外 ， 对 设 有 印 载 一 能 量 调节 机 构 的 饶 套 ， 应 注意 转动 环 的 工作 方向 ， 切 忽 错 装 。

4. 吸入 滤 网 及 油 滤 网 清洗

滤 网 清洗 要 求 与 定期 检查 相同 ， 一 般 用 无 水 洗 剂 或 煤油 、 汽 油 等 清洗 。 对 有 破损 者 应
更 换 或 修复 ， 然 后 吹 干 复 装 。 对 新 安装 的 制冷 系统 ， 吸 气 让 网 及 注 洪 网 先 经 150h 运转
拆 下 清洗 ， 继 续 运 转 500h 后 ， 再 清洗 一 次 。

5.， 轴 封 |

开启 压缩 机 的 轴 封 ， 若 使 用 正常 ， _ 般 检查 时 不 必 拆 开 ， 亦 不 宜 多 拆 。 当 压缩 机 全 面
拆 解 检 修 时 ， 应 拆 下 清洗 、 检 查 。 车 拆 解 前 已 发 现 泄 漏 ， 拆 解 后 应 检查 动 、 静 摩擦 环 ， 其
. 摩 氛 面 上 不 允许 有 刻 痕 、 裂 痕 和 严重 缺损 ， 否 则 应 予以 研磨 和 更 换 。 新 装 轴 封 ， 开 始 运转
时 允许 少量 渗 油 ， 但 经 一 段 时 间 运 行 后 ， 渗 油 量 应 逐步 减 小 ， 假 如 渗 油 不 停 ， 则 应 拆 下 重
新 研磨 摩擦 环 ， 复 行 后 再 行 试车 。

6. 润滑 油泵

在 油 量 正常 ， 油 温 达 70 一 90C 时 ， 油 和 泵 仍 保持 压缩 机 有 0. 4MPa 的 油 压 。 全 面 检修
时 ， 只 拆 出 做 外 观 质量 检查 和 清洗 ， 即 可 复 装 使 用 。 若 齿轮 等 零 部 件 有 有 裂纹、 缺损 、 间 院
过 大 、 吸 不 上 油 或 保持 不 了 0. 4MPa 的 油 压 ， 则 应 修理 或 更 换 齿 轮 。 油 有 泵 复 装 时 ， 必 须 注
意 泵 盖 方 向, ' 以 保证 泵 轴 正 、 反 转 时 正常 供 油 。 此 外 ， 在 检修 油泵 的 同时 ， 应 彻底 清洗 油
泵 吸 、 排 油管 ， 使 油 路 畅通 。

7. 生 载 能 量 调节 装置

压缩 机 全 面 拆 解 前 ， 不 带 阀 片 运转 ， 保 持 0. 25MPa 润滑 油 压 。 检 查 件 载 机 构 和 能 量
调节 的 工作 ， 如 属 正 常 ， 全 面 拆 解 检修 时 不 再 拆 开 。 如 果 件 载 一 能 量 调节 装置 已 经 过 拆
. 修 ， 复 装 后 的 检查 ， 可 以 在 压缩 机 组 装 完毕 后 ， 结 合 不 带 阀 片 试车 时 进行

8， 曲 轴

压缩 机 拆 解 时 ， 应 小 心地 拆 出 则 轴 ， 检 查 各 轴 绒 表面 有 无 刻 靖 、 型 纹 及 波纹 等 缺陷，
检查 曲轴 油 路 是 否 畅 通 ， 并 予以 冲洗 ; 检查 曲轴 颈 圆柱 度 ， 一 般 要 求 其 圆柱 度 不 超过
0.05mm。 曲 轴 应 涂 油 复 装 ， 并 盘 车 试 转 。

压缩 机 零 部 件 装配 间隙 大 小 的 选择 与 零 部 件 工作 位 置 、 条 件 、 选 用 材料 、 转 速 等 因素
有 关 ， 和 良好 的 配合 间隙 应 通过 试验 和 长 期 实践 得 到 。

压缩 机 检修 完毕 复 装 后 ， 必 须 进行 试车 ， 以 检查 压缩 机 各 运动 部 件 的 运转 情况 ， 了 解
压缩 机 的 工作 性 能 ， 评 定 检修 或 装配 质量 。 压 缩 机 的 试车 一 般 包括 不 带 吸 、 排 气 阀 的 无 负
荷 试 车 和 空气 负荷 试车 。

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