制冷压缩机

制冷压缩机

1.制冷压缩机的种类和结构

概述

制冷压缩机是蒸气压缩式制冷系统的关键部件之一。典型的蒸气压缩式制冷系统如图1-1所示。系统由制冷压缩机1、冷凝器2、节流装置3和蒸发器4组成。制冷压缩机吸入来自蒸发器的低压制冷剂蒸气，在气缸内将其压缩成高压气体，再排入冷凝器，冷凝成高压液体。

图1-1 蒸气压缩式制冷系统

1－压缩机 2－冷凝器 3－节流装置 4－蒸发器

图1-2所示为蒸汽压缩式制冷机循环的p?h图（压力-比焓图）。图中为蒸发压力，为冷凝压力。4—1为蒸发过程，1—2为压缩过程，2—3为冷凝过程，3—4为绝热节流过程。从p?h图可知，制冷压缩机吸入压力为的制冷剂，并在压缩过程中提高其压力，至后排出，从而保证制冷循环的实现。为此，要求它既有高的可靠性，又有良好的经济性。

图1-2 蒸气压缩式制冷机循环的

p?h图

1.1制冷压缩机的种类

制冷压缩机的分类方法很多，主要有以下几种。

1.1.1按提高气体压力的原理的不同，分为容积型制冷压缩机和速度型制冷压缩机。

1. 容积型制冷压缩机

在容积可变的封闭容积中直接压缩制冷剂蒸气，使其体积缩小，从而达到提高压力的目的。这种压缩机称为容积型制冷压缩机。

属于容积型的制冷压缩机主要有往复式（又称为活塞式）、螺杆式、涡旋式和滚动转子式等形式。

2. 速度型制冷压缩机

这类制冷压缩机提高制冷剂蒸发压力的途径是先提高气体动能（同时压力也有些提高），再将动能转变为位能，提高压力。速度型压缩机有离心式和轴流式两种。因轴流式压缩机的压力比小，不适用于制冷系统，故速度型制冷压缩机一般指离心式制冷压缩机。 1.1.2按使用的制冷剂种类分类

按制冷剂种类的不同，可分为有机制冷剂压缩机和无机制冷剂压缩机两大类。前者包含的制冷剂有氟利昂制冷剂和碳氢化合物，有R22、R404A、R134a、R407C、R410A、R600a（异丁烷）、R290（丙烷）等；后者包含的制冷剂如R717（氨）、R744（二氧化碳）等。R600a、R290、R717和R744均存在于自然界，属于环境友好型制冷剂，因而更受到人们的重视。不同制冷剂对压缩机材料和结构的要求不同。氨

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对铜有腐蚀，氨压缩机中不允许使用铜质零件（磷青铜除外）；氟利昂制冷剂渗透性强，对有机物质有溶胀作用，必须在设计和制造氟利昂制冷机时充分考虑；二氧化碳压缩机用于跨临界的制冷循环，因此时排气压力高达11MPa，是传统制冷压缩机的5～10倍，故对压缩机的可靠性和密封性等提出了高要求；由于碳氢化合物易燃、易爆，因而对碳氢化合物制冷压缩机的安全性提出了严格要求。 1.1.3按密封方式分类

按密封方式的不同，制冷压缩机可分为开启式、半封闭式和全封闭式三类。 开启式制冷压缩机

这是一种靠原动机驱动伸出机壳外的轴或其它运转零件的制冷压缩机。它的特点是容易拆卸、维修。由于原动机与制冷剂和润滑油不接触，不必具备耐制冷剂和耐油的要求，因而可用于氨制冷系统。

开启式制冷压缩机密封性能较差，制冷剂易通过支撑曲轴的轴承向外泄漏，因此必须有轴封装置。图1-13为一台中型开启式氨制冷压缩机，曲轴左端有轴封1，右端为油泵10。用曲轴带动油泵，向各润滑部位供油。

图1-13 开启式制冷压缩机

1－轴封 2－进气腔 3－油压推杆机构 4－排气管 5－气缸套及进排气阀组合件 6－缓冲弹簧 7－水套

8～气缸盖 9－进气管 10－油泵 11－曲轴箱 12－连杆 13－活塞 14－曲轴

1. 半封闭式制冷压缩机

这是一种可在现场拆开修理内部机件的无轴封的制冷压缩机。电动机和压缩机连成一体装在机体内，共用一根主轴，如图1-14所示。图示压缩机的主轴为曲拐式曲轴4，它横卧在一对滑动主轴承上。主轴左端悬臂支撑着电动机转子。因电动机为内置电动机，故主轴不必穿过压缩机外壳，不需轴封。

图1-1 4 半封闭制冷压缩机

1－曲轴箱 2－油过滤器 3－油泵 4－曲轴 5－排气口6－气缸盖 7－活塞组件 8－吸气口 9－连杆 1 0－电动机

2. 全封闭式制冷压缩机

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这是一种压缩机和电动机装在一个由熔焊或钎焊焊死的外壳内的制冷压缩机。焊接的外壳保证制冷剂不会外泄，但也因此使机壳不易打开、修理。图1–15所示的全封闭式制冷压缩机，其电动机和压缩机用弹簧支撑。吸气管10、排气管5和加液管4露出壳体，供连接制冷系统、加液和其它工艺之需。

图1-15 全封闭式制冷压缩机

1－上弹簧 2－上支销 3－支架 4－加液管 5－排气管 6－下弹簧 7－磁铁 8－抗扭销 9－抗扭架及板簧 10－吸气管

1.1.4按使用的蒸发温度范围分类

使用的蒸发温度范围与制冷压缩机的种类、规格和使用的制冷剂有关。例如，国标GB/T 10079－2001规定了活塞式单级制冷压缩机的使用范围，如表1-1和表1-2所示。该标准适用于有机制冷剂（R22、R404A、R134a、R407C、R410A等）、无机制冷剂（R717），以及气缸直径不大于250mm的单级活塞式全封闭、半封闭、开启式制冷压缩机。但本标准不适用于以下产品中的压缩机：

1） 家用冷藏箱和家用冻结箱。 2） 运输用及特殊用途制冷空调设备。

表1-1 有机制冷剂压缩机使用范围

类型 高温 中温 低温 吸入压力下的饱和温度/℃ －15～12.5 －25～0 －40～－12.5 排出压力下的饱和温度/℃ 高冷凝压力 25～60 25～55 25～50 低冷凝压力 25～50 25～50 25～45 压缩比 ≤6 ≤16 ≤18

表1-2 无机制冷剂压缩机使用范围

类型 中低温 吸入压力下的饱和温度/℃ 排出压力下的饱和温度/℃ 压缩比 ≤18 －30～5 25～45

1.2 几种制冷压缩机的结构 1.2.1活塞式制冷压缩机

活塞式压缩机（往复式压缩机）广泛应用于中、小型制冷装置。其结构如图2-1所示。图中画出了压缩机的主要零、部件及其组成；压缩机的机体由气缸体2和曲轴箱3组成，气缸体中装有活塞5，

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