螺桿式制冷壓縮機課件.ppt

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1,1.1螺桿式壓縮機的結構,陰轉子,陽轉子,2,HITACHIScrewCompressor,R-22,R-134a,andR-407Crefrigerants,日立螺桿式壓縮機,3,螺桿式壓縮機的工作原理,依靠嚙合運動著的一對陰陽轉子，借助它們的齒、齒槽與機殼內壁所構成的呈“V”字形的一對齒間容積呈周期性大小變化，來完成制冷劑氣體吸入—壓縮—排出的工作過程。,4,螺桿壓縮機的工作過程,5,1.2螺桿壓縮機的特點,1）工作于中型制冷量范圍內，易損件少，有利于實現操作自動化，可靠性和效率較高；2）加工精度高，價格較高，噪聲大；3）部分負荷的效率較高，無活塞式的液擊和離心式的喘振現象；4）采用噴油方式，需要噴入大量油而必須配置相應的輔助設備。,6,2.1主要零部件,1）機殼,一般為剖分式，它由機體（氣缸體）、吸氣端座、排氣端座及兩端端蓋組成，材料通常采用灰鑄鐵。,7,,,2）轉子,轉子是螺桿式制冷壓縮機的主要部件，常采用整體式結構，將螺桿與軸做成一體。,轉子的毛坯常為鍛件，一般多采用中碳鋼，有特殊要求時也有用40Cr等合金材料。,8,,3）軸承與油壓平衡活塞,螺桿式制冷壓縮機屬高速重載。為了保證陰、陽轉子的精確定位及平衡軸向力和徑向力，必須選用高精度、高速、重載的軸承和相應的平衡機構，確保轉子可靠運行。,,高壓供油產生與軸向力相反的壓力，使軸向力得以平衡。,,9,,4）軸封,軸封處應供以高于壓縮機內部壓力的潤滑油，以保證在密封面上形成穩(wěn)定的油膜。,10,5）輸氣量調節(jié)滑閥與噴油結構,滑閥,,調節(jié)原理,通過改變轉子的有效工作長度，來達到輸氣量調節(jié)的目的。,噴油：吸收氣體壓縮過程中產生的熱量，降低排氣溫度，還可以起密封和潤滑作用。,11,,2.2基本參數,1）轉子的齒形,齒形的基本要求：①較好的氣密性②接觸線長度盡量短③較大的面積利用系數,①氣體沿轉子外圓與機體內壁間的A方向泄漏②氣體沿轉子端面與端蓋間的B方向泄漏③氣體沿轉子接觸線的C方向泄漏,,,12,泄漏三角形,形成：高壓基元容積內氣體向較低壓力基元容積泄漏，其泄漏面形狀接近空間曲邊三角形，稱為泄漏三角形，又稱軸向泄漏。,轉子的齒形應具有較小的泄漏三角形，理論上越小越好。,,13,2）幾種典型齒形,瑞典Atlascopco公司,,德國Kaeser壓縮機公司,14,德國GHH公司,,15,3）圓周速度和轉速,噴油螺桿式壓縮機最佳圓周速度選擇在25?35m/s左右,噴油螺桿式壓縮機若采用不對稱齒形時，主動轉子轉速范圍為730?4400r/min，小直徑的轉子可以選用較高的轉速。,4）公稱直徑、長徑比λ,確定螺桿直徑系列化的原則是：在最佳圓周速度的范圍內，以盡可能少的螺桿直徑規(guī)格來滿足盡可能廣泛的輸氣量范圍。,一般?值在1?1.5之間，我國產品有兩種長徑比，即?=1.0和?=1.5,16,3.1輸氣量的計算,理論輸氣量,（3-1）,,（3-5）,實際輸氣量,（3-6）,——輸氣系數,17,3.2影響輸氣系數的主要因素,1）泄漏2）吸氣壓力損失3）預熱損失,上述三種損失的大小，與壓縮機的尺寸、結構、轉速、制冷工質的種類、氣缸噴油量和油溫，機體加工制造的精度、磨損程度及運行工況等因素有關。,18,3.3輸氣量調節(jié),1）滑閥調節(jié),滑閥的位置離固定端越遠，回流孔長度越大，輸氣量就越小，當滑閥的背部接近排氣孔口時，轉子的有效長度接近于零，便能起到卸載啟動的目的。,19,輸氣量和滑閥位置的關系曲線,調節(jié)過程中，功率與輸氣量在50%以上負荷運行時幾乎是成正比例關系，但在50%以下時，性能系數則相應會大幅度下降，顯得經濟性較差。,螺桿式制冷壓縮機的輸氣量調節(jié)范圍一般為10%?100%內的無級調節(jié)。,,20,滑閥調節(jié)機構的組成,滑閥軸向移動的動作是根據吸氣壓力和溫度，通過液壓傳動機構來完成。,21,2）塞柱閥調節(jié),當需要減少輸氣量時，將塞柱閥1打開，基元容積內一部分制冷劑氣體就回流到吸氣口。當需要輸氣量繼續(xù)減少時，則再將塞柱閥2打開。,適用于小型、緊湊型螺桿壓縮機,22,3.4內容積比調節(jié),調節(jié)原因：為了減少額外功耗，需進行內容積比調節(jié)，使壓縮終了的壓力等于排氣腔內的壓力以適應螺桿式制冷壓縮機在不同工況下的高效運行。,①德國寇爾托馬塔（Kiihlautomat）公司,,幾種內容積比調節(jié)機構,23,②日立制作所MYCOM中V系列機器,③瑞典Stals-mini-S20型,,,24,4.1開啟螺桿式壓縮機的結構,25,開啟式單機雙級螺桿壓縮機,26,開啟式壓縮機的優(yōu)點,（1）壓縮機與電動機相分離，使壓縮機的適用范圍更廣。（2）同一臺壓縮機，可以適應不同制冷劑，除了采用鹵代烴制冷劑外，通過更改部分零件的材質，還可采用氨作制冷劑。（3）可根據不同的制冷劑和使用工況條件，配用不同容量的電動機。,發(fā)展趨勢和研究成果,（1）普遍采用內容積比調節(jié)機構；（2）采用單機雙級壓縮；（3）開啟螺桿式壓縮機的小型化。,27,4.2半封閉螺桿式壓縮機,特點：（1）壓縮機的陰陽轉子都采用6:5或7:5齒數（2）油分離器與主機做成一體（3）內置電動機靠制冷劑氣體冷卻（4）壓差供油（5）無油冷卻系統(tǒng),28,噴射液體制冷劑以降低排氣溫度,1—排氣溫度傳感器2—溫控噴液閥3—視鏡4—電磁閥5—噴油入口,采用原因：當風冷及熱泵機組使用工況較惡劣，在高的冷凝壓力和低的蒸發(fā)壓力時，排氣和潤滑油溫度或內置電動機溫度會過高，造成保護裝置動作，壓縮機停機，為了保證壓縮機能在工作界限范圍內運行，可采用噴射液體制冷劑進行冷卻降溫。,29,采用移動滑閥旁通吸入氣體的方法進行輸氣量無級或有級調節(jié)。,帶輸氣量調節(jié)的壓縮機,,30,,4.3全封閉螺桿式壓縮機,輸氣量調節(jié)由微機控制滑閥移動來實現,,,,輸氣量調節(jié)不設滑閥，采用電動機變頻調節(jié),31,5.1螺桿式壓縮機機組,1）開啟螺桿式制冷壓縮機組的系統(tǒng)圖,32,2）幾種油分離器,a)臥式油分離器b)立式油分離器c)二次油分離器,33,3）多級油分離器與油冷卻器,4）①油過濾器②液壓泵和油壓調節(jié)閥③油加熱器、油壓保護開關和油溫保護,34,5.2帶經濟器的螺桿壓縮機系統(tǒng),當單級螺桿式制冷壓縮機按雙級制冷循環(huán)工作，為達到節(jié)能的效果，應增設中間容器5，稱為經濟器。,a)一級節(jié)流制冷系統(tǒng)b)二級節(jié)流制冷系統(tǒng),35,5.3噴液螺桿壓縮機系統(tǒng),壓縮過程中用噴射制冷劑液體代替噴油，省去油冷卻器，縮小油分離器，并且噴液冷卻，能使排氣溫度下降，防止封閉式壓縮機電動機因排氣溫度過高引起保護裝置動作而停機。,噴液不能完全代替噴油，因為油有一定粘度，密封效果好，所以，目前常用的是將制冷劑液體和油混合后噴射進去。,1—壓縮機；2—油分離器；3—冷凝器；4—儲液器；5—調節(jié)閥；6—節(jié)流閥；7—蒸發(fā)器,36,6.1單螺桿式壓縮機,37,工作原理,a)吸氣過程b)壓縮過程c)排氣過程,具有內壓縮過程，而且一個基元容積在旋轉一周內，完成了兩次吸氣、壓縮和排氣循環(huán)過程,38,單螺桿式壓縮機動畫模擬,39,6.2結構參數,1）轉子齒槽數和星輪齒數,轉子的齒槽數取決于所要求的內容積比，槽數越多，則其齒間面積就越小，齒槽長度與齒間面積之比增大，提高了內容積比，但轉子基元容積會縮小。星輪齒片數與轉子齒槽數相比互為質數。,2）星輪齒形3）星輪直徑D2與轉子直徑D1之比?D,40,4）中心距B,5）星輪齒片齒寬b和轉子齒尖寬c6）嚙合角?,41,6.3輸氣量和內容積比調節(jié),a)滿負荷b)部分負荷,a)滑閥1、2分別處于輸氣量最大和內容積比最小位置b)滑閥1、2分別處于輸氣量減小和內容積比增大位置,,42,1）齒槽數與星輪齒片數之比合理2）徑向力能得到很好的平衡3）排氣孔口呈徑向，軸向力可得到平衡4）可以使用高性能新型材料5）容積效率高，壓力脈動小6）機組結構大大簡化7）可以設置經濟器，提高性能系數,6.4單螺桿壓縮機及機組的結構特點,省去了液壓泵和油冷卻器，裝置結構更為緊湊簡單。,43,7.1安全保護對象,1.水流量保護2.高低壓保護3.油壓保護4.其他常用保護,7.2噴液噴油保護,利用壓縮機對液擊不敏感特性，直接噴氣液兩相的制冷劑來冷卻電動機，以保護電動機，不使其溫度過高。,