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1、,第四章 螺杆式制冷压缩机,第四章 螺杆式制冷压缩机,第一节 螺杆机概述及工作原理第二节 螺杆机的基本结构及特点第三节 螺杆机的能量调节机构第四节 螺杆机的热力性能第五节 螺杆式机组和润滑系统,第四章 螺杆式制冷压缩机,总目录,发展概况主要生产厂家工作原理专用术语型号表示,第一节 螺杆机概述及工作原理,发展概况,发展：1868年，由德国人提出1934年，由瑞典利斯霍尔姆研制成功1963年，瑞典斯塔尔公司将其应用于制冷机1976年，我国设计并生产出第一台喷油螺杆式制冷压缩机,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,武汉新世界制冷工业有限公司 上海第一冷冻机厂烟台冰轮集团有限公司大连冷冻机股份
2、有限公司,国内主要生产厂家,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,瑞典斯塔尔公司美国顿汉布什美国约克、特灵、开利等公司日本三菱重工冷热系统株式会社、日立、大金等香港扬帆,国外主要生产厂家,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,螺杆机的基本结构机壳螺杆轴承轴封能量调节装置喷油机构,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,工作原理机体与吸、排汽端座（除吸、排汽孔口）、封盖构成密闭容积，再依靠转
3、子齿面与汽缸内壁所构成的齿间基元容积的周期性变化而实现其工作过程,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,工作过程吸汽、压缩、排汽,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,螺杆机实测示功图,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,螺杆
4、式制冷剂压缩机螺杆式制冷剂压缩机组制冷性能系数电动机额定功率露点,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,GB/T19410-2003螺杆式制冷剂压缩机,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,半封闭式螺杆制冷压缩机,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,发展概况,主要生产厂家,工作原理,专用术语,型号表示,本 节 重 点,1.螺杆机的密
5、闭容积由哪几部分结构组成？2.螺杆机的工作过程包括哪几部分？,基本结构 特点,第二节 螺杆机的基本结构及特点,基本结构,（一）机壳（二）螺杆（三）轴承与油压平衡活塞（四）轴封（五）能量调节机构（见下节）（六）喷油机构（见机组）,特点,为剖分式结构，包括机体、吸汽端座、排汽端座和两端端盖机体内腔断面呈横8字形内腔上部靠吸汽端有径向吸汽孔口内腔下部留有安装移动滑阀的位置，还铸有能量调节旁通口外壁铸有加强筋板,机壳,基本结构,特点,基本结构,特点,基本结构,特点,机体,基本结构,特点,径向吸气孔口,基本结构,特点,吸气端座,基本结构,特点,排气端座,基本结构,特点,基本结构,特点,双螺杆压缩机包括阴
6、阳两个螺杆螺杆为整体式结构螺杆精加工后应经静平衡试验单螺杆压缩机包括一个单螺杆转子和两个星轮,螺杆,基本结构,特点,双螺杆,基本结构,特点,单螺杆,基本结构,特点,轴承滑动轴承：主轴承，承受径向力向心推力球轴承：除承受径向力外，还承受一定的轴向力油压平衡活塞开在阳螺杆的吸汽端承受轴向力,轴承与油压平衡活塞,基本结构,特点,基本结构,特点,基本结构,特点,基本结构,特点,轴封为摩擦环式机械轴封，与活塞机轴封的结构相同,轴封,基本结构,特点,润滑油的作用润滑、冷却、油封、控制能量调节系统喷油方式喷油孔开在滑阀上，喷到工作容积的受压缩部位喷油孔开在机体上,喷油机构,基本结构,特点,油量：排汽量的12
7、%油温氨：2555氟：2545油压：比排汽压力高196294kpa,喷油机构,基本结构,特点,螺杆机实测示功图,基本结构,特点,1、内容积比2、附加功损失3、螺杆机的优、缺点,基本结构,特点,工作容积吸气终了的最大容积与内压缩终了的容积的比值，称为螺杆机的内容积比内容积比的推荐值有2.6，3.6和5三种,内容积比,基本结构,特点,内压力比：工作容积内压缩终了压力P2与吸汽压力P1的比值外压力比：排汽管内的气体压力Pd与吸汽压力P1的比值因为内、外压力比的不等，造成附加功损失,附加功损失,基本结构,特点,当工作容积与排气孔口相连通时，排气管中的气体倒流，使工作容积中的气体定容压缩，当气体压力升高
8、到排气压力时方能排气；则比直接压缩多耗功,A 排汽管内气体压力大于压缩终了压力,基本结构,特点,工作容积定容膨胀,B 排汽管内气体压力小于压缩终了压力,基本结构,特点,经济指标好振动小，对基础要求低结构简单，易损件少对湿行程和液击不敏感运转噪音大辅助设备庞大,螺杆机的优、缺点,基本结构,特点,本 节 重 点,1.螺杆式压缩机的基本结构由哪几部分组成？2.螺杆机有哪些优缺点？,能量调节机构的组成 滑阀能量调节,第三节 螺杆机的能量调节机构,能量调节指示器圆盘式和杆式两种油路及能量调节控制阀控制阀有手动四通阀和电磁换向阀组两种能量调节执行机构：滑阀、滑阀顶杆、油活塞、油缸、压缩弹簧及端座,能量调节
9、机构的组成,滑阀能量调节,圆盘式能量调节指示器,能量调节机构的组成,滑阀能量调节,滑阀能量调节原理,基本原理通过滑阀的移动使压缩机阴、阳螺杆齿间工作容积，在齿面接触线从吸汽端向排汽端移动的前一段时间内，仍与吸汽孔口相通，并使这部分汽体回流到吸汽孔口。即通过减小螺杆的有效工作长度，来达到能量调节的目的,能量调节机构的组成,滑阀能量调节,滑阀能量调节原理,滑阀能量调节属无级调节，能量调节范围一般为10100%，以在负荷为50%以上运转为宜改变滑阀上排汽孔口的位置和大小，可以得到2.6、3.6、5三种内容积比,能量调节机构的组成,滑阀能量调节,能量调节机构的组成,滑阀能量调节,滑阀能量调节原理,能量
10、调节机构的组成,滑阀能量调节,滑阀能量调节的增载过程,能量调节机构的组成,滑阀能量调节,滑阀能量调节的减载过程,能量调节机构的组成,滑阀能量调节,滑阀能量调节的定载过程,能量调节机构的组成,滑阀能量调节,另一种油活塞控制结构,能量调节机构的组成,滑阀能量调节,本 节 重 点,1.螺杆式压缩机的能量调节结构由哪几部分组成？2.用简图表示滑阀能量调节（带四通阀）的增载和减载过程。,基本参数 转子型线 输汽量 制冷量 功率和效率,第四节 螺杆机的热力性能,基本参数,齿数公称直径和长径比螺杆扭转角圆周速度和转速,转子型线,输汽量,制冷量,功率和效率,影响因素：齿间面积和刚度常用：4:6和5:6,齿数,
11、基本参数,转子型线,输汽量,制冷量,功率和效率,公称直径定义：指阳螺杆的公称直径系列化直径：63、80、100、125、160、200、315等长径比定义：螺杆螺旋部分的轴向长度与螺杆公称直径的比值我国规定两种长径比：1和1.5,公称直径和长径比,基本参数,转子型线,输汽量,制冷量,功率和效率,定义：表示螺杆齿面在吸、排气端平面之间的扭转角度，即转子上的一个齿在转子两端端平面上投影的夹角阳转子扭转角为260或300，与之相啮合的阴螺杆的扭转角为180和200,螺杆扭转角,基本参数,转子型线,输汽量,制冷量,功率和效率,圆周速度定义：指阳螺杆齿顶圆周速度通常在1545m/s转速定义：指主动转子转
12、速.范围在6304400r/min之间,圆周速度和转速,基本参数,转子型线,输汽量,制冷量,功率和效率,转子的型面：螺杆压缩机转子的扭曲齿面型面接触线：主动转子与从动转子两型面之间相互接触，所形成的空间曲线。依靠它把齿间基元容积分成压力不同的区域，起到隔离基元容积的作用,基本概念,基本参数,转子型线,输汽量,制冷量,功率和效率,转子型线：转子的齿面与转子轴线垂直面的截交线称为转子型线，又称为端面型线或转子齿形啮合线：主动转子型线与从动转子型线在端平面上啮合运动时啮合点的轨迹,基本概念,基本参数,转子型线,输汽量,制冷量,功率和效率,基本参数,转子型线,输汽量,制冷量,功率和效率,1-阳转子型线
13、2-阴转子型线10-接触线5-泄漏三角形3-封闭容积6-阳转子齿间面积9-阴转子齿间面积,基本参数,转子型线,输汽量,制冷量,功率和效率,对称与非对称单边与双边曲线类型,分类和基本要求,基本参数,转子型线,输汽量,制冷量,功率和效率,定义,定义：指压缩机在单位时间内排出的汽体换算到吸汽状态下的容积,基本参数,转子型线,输汽量,制冷量,功率和效率,分类,理论输气量Vth：单位时间内阴阳螺杆转过的齿间容积之和有效理论输气量Vg：当螺杆扭角较大时，某工作容积对在吸气端与吸气孔口隔断时，其齿在排气端并未完全脱离，致使此齿间容积不能完全充气，此时的理论吸气量称为有效理论输气量实际输气量Va,基本参数,转
14、子型线,输汽量,制冷量,功率和效率,理论输汽量的计算,基本参数,转子型线,输汽量,制冷量,功率和效率,有效理论输汽量的计算,基本参数,转子型线,输汽量,制冷量,功率和效率,实际输汽量的计算,基本参数,转子型线,输汽量,制冷量,功率和效率,影响输汽系数的主要参数,泄漏损失内泄漏：高压力区内基元容积之间外泄漏：压力升高的汽体通过间隙向正在吸汽的基元容积及吸汽管道的泄漏吸汽压力损失压力降低，比容增大，质量输汽量减少,基本参数,转子型线,输汽量,制冷量,功率和效率,影响输汽系数的主要参数,预热损失汽体吸收转子和机体的热量，使比容增大，质量输汽量减少喷油损失喷油占据容积，使输汽量减少,基本参数,转子型线
15、,输汽量,制冷量,功率和效率,气体泄漏途径,A、汽体沿转子外圆与机体内壁间的泄漏B、汽体沿转子端面与端盖之间的泄漏C、汽体沿转子接触线的泄漏,基本参数,转子型线,输汽量,制冷量,功率和效率,定义：指压缩机在一定的运行工况下，单位时间内被它抽吸和压缩输送的制冷剂在蒸发过程中从被冷却物体中所吸取的热量制冷量单位通常取KW，工程单位取kcal/h制冷量是与一定的工况相对应的,制冷量,基本参数,转子型线,输汽量,制冷量,功率和效率,功率和效率,指示效率i:压缩机对汽体作绝热压缩所需的功率与实际压缩所需功率的比值。螺杆机的指示效率约为0.8左右,基本参数,转子型线,输汽量,制冷量,功率和效率,功率和效率
16、,机械效率m:压缩机的指示功率对于由原动机输入的轴功率的比值。其值通常在0.950.98之间,基本参数,转子型线,输汽量,制冷量,功率和效率,功率和效率,压缩机的总效率e(绝热效率):压缩机实际工作过程的绝热理论功率与轴功率的比值,基本参数,转子型线,输汽量,制冷量,功率和效率,本 节 重 点,1.螺杆机的输汽量有哪几种？如何计算？2.螺杆机的输汽量受到哪些因素的影响？,机组的概念及型式 螺杆式制冷压缩机组 带油泵的油循环系统 二次进汽式螺杆机组,第五节 螺杆式机组和润滑系统,机组：将制冷压缩机、原动机及其他附件组装在一个公共底座上的设备。型式：制冷压缩机组冷水机组压缩冷凝机组,机组的概念及型
17、式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,1.制冷压缩机组,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,2.冷水机组,作用：生产空调或工业用冷水组成：压缩机、冷凝器、热力膨胀阀、蒸发器及其他控制元件及仪表等组成特点：基建造价低安装调试方便、运行维修费用低运行费用低于往复式可制成热泵机组,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,活塞式冷水机组,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,离心式冷水机组,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式
18、螺杆机组,原理图,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,3.压缩冷凝机组,应用：冷库或制冰设备中组成：压缩机(多为活塞机)、油分离器、冷凝器、贮液器、附属设备等分类：按压缩级数分类：单级冷凝机组，双级冷凝机组按冷凝器冷却方式分类：风冷式冷凝机组，水冷式冷凝机组,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,原理图,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,（一）辅助设备（二）监控仪表（三）汽路（四）油路,机组的
19、概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,1、油分离器和油箱2、油冷却器3、二次油分离器4、油过滤器5、油泵及油压调节阀6、油加热器7、吸汽过滤器和止回阀,（一）辅助设备,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,螺杆机要求设置高分离效果的大容量的油分离器螺杆机的油分离器有立式和卧式两种，分油原理为惯性、洗涤、离心、填料和过滤等,1.油分离器和油箱,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,螺杆机要求润滑油的温度在4
20、0左右形式：以水进行冷却的壳管式用制冷剂直接膨胀冷却,2.油冷却器,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,对少量随汽体一起流出的油液进行再次分离，避免油液进入冷凝器中,3.二次油分离器,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,粗滤油器：滤网较粗，一般不会堵塞精滤油器：对油泵出来的润滑油进
21、行精细过滤通常为了便于维修而设置两个,4.油过滤器,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,油泵：为了保证润滑油的正常循环而不可缺少的重要辅助设备大部分由电机直接驱动，也可与压缩机联动油压调节阀：控制调节润滑系统的油压,5.油泵及油压调节阀,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,为了增加润滑油的粘度和分离润滑油中溶解的氟利昂而设安放位置在油箱内通常在机器开机前使用,6.油加热器,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,吸汽过滤器：防止机械杂质进入压缩机止回阀：吸汽止回阀：防止压缩
22、机停机时，高压汽体向低压系统回流，造成螺杆反转排汽止回阀：防止停机时汽体从高压系统倒流，以保证主机内处于蒸发压力范围,7.吸汽过滤器和止回阀,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,油压表：指示精滤油器前后的油压高压表：指示排汽压力低压表：指示吸汽压力排汽温度表：指示排汽温度,（二）辅助设备,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,油压差控制器：控制精滤油器前后的压差控制油分配器内的油压与排汽压力的差值高低压压力控制器：吸排汽压力超过规定值时，控制压缩机自动停机温度控制器：当油分配器内油温高于60时自动停机,（二）辅助
23、设备,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,（三）汽路,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,制冷循环,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,制冷量增大：二次进汽口对应的齿间容积与吸汽孔脱离节省能量占地面积小：与同冷量的双级机相比卸载运行时节省能量可靠性高结构简单，操作方便,压缩机特点,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,机组的概念及型式,螺杆式制冷压缩机组,带油泵的油循环系统,二次进汽式螺杆机组,本 节 重 点,1.螺杆式机组的辅助设备有哪些？2.螺杆式机组的油路如何？3.二次进汽螺杆式机组的制冷循环原理。,
