电冰箱空调原理与维修

电冰箱空调原理与维修,主讲人：申少勇,遂宁市船山区职教中心,1,2020/5/30,2,章节目录,一、绪论电冰箱与空调发展慨况食品冷藏原理人体舒适与空气调节二、制冷空调基础知识热力学定律制冷压缩原理及制冷剂其他制冷方式空气调节基础三、主要部件压缩机热交换器毛细管与膨胀阀、制冷辅助设备四、制冷设备电器控制电路电动机电动机启动和保护装置温度控制器、电加热器及除霜装置五、电冰箱家用电冰箱的种类和规格、型号压缩式电冰箱电冰箱常用电路电冰箱新技术、新品种电冰箱选购原则,2020/5/30,返回,3,章节目录,六、电冰箱维修制冷维修技术电冰箱故障分析电冰箱的维修电冰箱维修实例七、空调器房间空调器概述空调器常用名词术语窗式空调器的原理与结构分体式空调器的原理与结构柜式空调器房间空调器的电路及零部件微型计算机控制的空调器高效节能新空调器别墅式小型中央空调新型名优家用空调器介绍八、空调器的维修空调器的选用与安装空调器制冷系统的检修空调器电器控制系统维修房间空调器常见故障与处理汽车空调器维修,2020/5/30,返回,电冰箱与空调发展慨况,4,一、人工制冷人工制冷也叫“机械制冷”，也称为“人工制冷”，是借助于一种专门的技术装置，通常是由压缩机、热交换设备和节流机构等组成，消耗一定的外界能量，迫使热量从低温的被冷却物体，传递给高温的环境介质，得到人们所需要的各种低温。即指用人为的方法不断地从被冷却系统排热至环境介质中去，从而使被冷却系统达到比环境介质更低的温度，并在必要的时间内维持所需的低温的一门工程技术。,返回,2020/5/30,电冰箱与空调发展慨况,5,返回,2020/5/30,想一想？,在我们生活当中，有哪些方法可以使我们周围环境的温度降低呢？,电冰箱与空调发展慨况,6,二、人工制冷的基本方法,基本方法,物理方法,化学方法,相变制冷：利用物质液态变为气态吸热来制冷。,气体膨胀制冷：高压气体绝热膨胀降温，利用降温后的气体来吸热制冷,热电制冷：利用波尔贴效应制冷,固体吸附制冷：通过吸附和释放改变工质压力来制冷,气体涡流制冷：利用作为工质的压缩气体经过涡流管产生的涡流，分离出冷、热两种气流，其中的冷气流用来获得冷量的制冷方法,返回,2020/5/30,电冰箱与空调发展慨况,7,二、制冷空调技术的发展1834年，英国人波尔金斯研制出第一台以乙醚为工质对的制冷机。1844年，美国人高斯建立第一座空调室。1862年，法国人卡尔里制成第一台吸收式制冷机。1874年，德国人林杰发明氨制冷机。1930年，出现氟利昂制冷机。,返回,2020/5/30,电冰箱与空调发展慨况,8,三、家用电冰箱、空调器的发展现状,低噪声高效节能操作方便高制冷能力高效空气净化功能纳米技术外观更漂亮大容量冰箱人工智能化物联网冰箱空调多温控制冰箱,返回,2020/5/30,食品冷藏原理,9,一、食品定义：各种供人食用或者饮用的成品和原料以及按照传统既是食品又是药品的物品分类：植物性食品和动物性食品功能,营养功能,感官功能,调节功能,返回,2020/5/30,食品冷藏原理,10,一、食品组成,水分,脂肪,蛋白质,糖类,维生素,矿物质,酶,决定食品的外观，形状，之地，风味，新鲜程度,决定食物所含能量的多少,决定食物的营养价值和质量,促进生长发育，维持血清钙磷浓度，抗氧化，控制血液凝结等。,影响人体新陈代谢的畅通,决定食物的腐烂变质的速度,提供能量的重要物质,返回,2020/5/30,食品冷藏原理,11,二、食品变质的原因微生物作用：微生物的生长产生各种酶，从而促使食品腐败变质速度加快。微生物生长条件,水分,温度,50%繁殖有利,30%繁殖受控,20%繁殖困难,1000c迅速死亡,00c阻止繁殖,返回,2020/5/30,食品冷藏原理,12,二、食品变质的原因,返回,2020/5/30,食品冷藏原理,二、食品变质的原因酶的作用：使食品营养成分分解变质。非酶作用,13,氧化作用,呼吸作用,机械损坏,如：油脂酸败,如：蔬菜水果长时间后质量变坏,如：水果运输过程中的机械损伤,返回,2020/5/30,食品冷藏原理,三、食品保存食物变质的主要原因保存食物的方法,外部微生物,内部酶,冷藏,冷冻,植物性食品要维持活体状态，又要减弱他的呼吸作用,动物食品细胞死亡，主要是酶和微生物引起腐败，要长期保存，就要冷冻,14,返回,2020/5/30,食品冷藏原理,15,返回,2020/5/30,食品冷藏原理,16,返回,2020/5/30,人体舒适度与空气调节,一、影响人体舒适度的原因空气温度相对湿度气体流速空气洁净度气体压强二、空调调节温度调节：与外界相差5度为宜，夏季26-28度，冬季18-22度。空气相对湿度：40%-60%,17,返回,2020/5/30,人体舒适度与空气调节,空气平均流速：0.2-0.5m/s空气洁净度调节负离子：降血压，防止哮喘更换空气消毒杀菌,18,返回,2020/5/30,热力学定律,19,返回,2020/5/30,热力学定律,想一想？,冰箱运行过程中将热量从内部搬到外部还是从外部搬到内部？搬运过程中是否是内部和外部直接接触进行的热交换？,20,返回,2020/5/30,热力学定律,在冰箱与空调运行时转移热量的过程中需要一种携带热量的工作物质，这种物质叫工质。一、工质的运行特点：状态不断的发生改变。与外间之间有能量交换。,21,返回,2020/5/30,想一想？,工质在运动过程的状态会发生改变，改变过程会有哪些跟随变化？如何来描述工质的各个状态？,22,返回,2020/5/30,热力学定律,一、工质的物理性质及基本状态参数物质的三态,固态,液态,气态,升华（吸热）,凝华（放热）,凝固（放热）,熔化（吸热）,液化（放热）,气化（吸热）,23,返回,2020/5/30,热力学定律,一、工质的物理性质及基本状态参数基本状态参数温度：表示物体的冷热程度。用T表示。压力：垂直作用于单位面积上的力。用P表示。工作压力（表压力）：pe大气压力：pamb绝对压力：p关系p=pamb+pe（正压）p=pamb+pe（负压）比体积和密度：单位质量工质说占有的体积。,24,返回,2020/5/30,热力学定律,一、工质的物理性质及基本状态参数基本状态参数比体积和密度：单位质量工质说占有的体积。理想气体状态方程,25,返回,2020/5/30,热力学定律,二、热力学定律及应用能量守恒定律：能量既不会消失，也不会产生，只能从一种形式转换成另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转移或转换的过程中，能量的总和不变。表达式,26,返回,2020/5/30,热力学定律,二、热力学定律及应用热量定义：热传递过程中传递的能量。热传递的方式,热传导,热对流,热辐射,27,返回,2020/5/30,热力学定律,二、热力学定律及应用焓1kg气体工质带来的能量等于其全部内能和气体流动功之和。大小为焓。1kg工质的焓表达式：质量为m工质的焓,28,返回,2020/5/30,热力学定律,二、热力学定律及应用比热容1kg物质升高1k所需的热量称该物质的比热容。熵用来衡量工质和外界是否发生热交换的标志。,29,返回,2020/5/30,热力学定律,30,想一想？,工质在运行过程中，会伴随做热量的吸收和释放，吸收和释放热量的多少与那些因素和那些现象有关呢？,返回,2020/5/30,热力学定律,三、技能技术中的常用热力学名词显热：物质温度变化状态不变所吸收的热量。潜热：物质温度不变状态改变所吸收的热量。气化：物质由液体转变为气体的过程。液化：物质有气态转换为液态的过程。饱和温度：物质沸腾时的温度。,31,返回,2020/5/30,热力学定律,三、技能技术中的常用热力学名词饱和压力：物质沸腾时对应的压力。过冷：液态制冷剂温度低于饱和温度的现象。过热：气态制冷剂温度高于饱和温度的现象。临界温度：压力再大也不能使制冷剂液化的温度。临界压力：与临界温度对应的压力。,32,返回,2020/5/30,制冷压缩原理及制冷剂,一、制冷系统的组成制冷系统循环示意图,33,返回,2020/5/30,制冷压缩原理及制冷剂,一、制冷系统的组成制冷系统循环示意图,34,返回,2020/5/30,冷凝器,蒸发器,压缩机,膨胀阀,高温高压气态制冷剂,放热,低温高压液态制冷剂,低压液态制冷剂,吸热,低压气态,制冷压缩原理及制冷剂,一、制冷系统的组成,35,返回,2020/5/30,制冷压缩原理及制冷剂,2、工质的状态变化,36,返回,2020/5/30,制冷压缩原理及制冷剂,37,返回,2020/5/30,制冷工质历史:,乙醚是最早使用的制冷剂。1866年威德豪森(Windhausen)提出使用CO2作制冷剂。1870年卡尔林德(CartLinde)用NH3作制冷剂。1874年拉乌尔皮克特(RaulPictel)采用SO2作制冷剂。SO2和CO2在历史上曾经是比较重要的制冷剂。SO2毒性大，但作为重要制冷剂曾有60年历史CO2在使用温度范围内压力特高，致使机器极为笨重，但它无毒使用安全。曾在船用冷藏装置中作制冷剂达50年之久，1955年才被氟里昂所取代。,制冷压缩原理及制冷剂,38,返回,2020/5/30,制冷剂:,制冷压缩原理及制冷剂,二、常用制冷剂定义：制冷系统中循环不断相变而传递热量的物质。制冷剂基本特性,39,返回,2020/5/30,易凝结,冷凝压力低,气化温度低,制冷量大,潜热大,比体积小,对压缩机，排气管道等附件的要求就越低，降低功耗。气密性容易保证。,减轻压缩机负荷，降低制冷设备的功耗。,可以获得较低的温度，以提高制冷设备效率。,在同等情况下能都带走的热量就越多。,气化时带走的热量越多，制冷能力越强,同等情况下充入的制冷剂越多，制冷量越大。,制冷压缩原理及制冷剂,3、制冷剂的种类按分子结构分：无机化合物有机化合物按组成分：单一制冷剂混合制冷剂按物理性质分：高温（低压）中温（中压）低温（低压）,40,返回,2020/5/30,制冷压缩原理及制冷剂,2、制冷剂的种类分类,41,返回,2020/5/30,无机化合物,水，氨，二氧化碳,卤代烃,氟利昂,碳氢化合物,混合制冷剂,其他烃类,甲烷，乙烷，丙烷,共沸溶液制冷剂，非共沸溶液制冷剂,乙烯，丙烯。,制冷压缩原理及制冷剂,3、制冷剂的编号无机化合物：用R700加分子质量整数。如：R717氨NH3R744二氧化碳CO2R718水H2O氟利昂类：分子通式：CmHnFpClgBrr命名方法：R(m-1)(n+1)pBr,42,返回,2020/5/30,制冷压缩原理及制冷剂,分子通式：CmHnFpClgBrr命名方法：R(m-1)(n+1)pBr如：,43,返回,2020/5/30,R12,R22,R13B1,R142,制冷压缩原理及制冷剂,3、制冷剂的编号共沸溶液制冷剂：,44,返回,2020/5/30,制冷压缩原理及制冷剂,3、制冷剂的编号非共沸溶液制冷剂：,45,返回,2020/5/30,制冷压缩原理及制冷剂,3、制冷剂的编号高中低温制冷剂：,46,返回,2020/5/30,高温制冷剂,中温制冷剂,低温制冷剂,T00oC,-700CT0T0,0.2-0.3,0.3-2,2-4,R11,R113,R114,R21,R12,R22,R717,R142,R502,R13,R14,R503,R23,制冷压缩原理及制冷剂,返回,4、各类制冷剂特性常用制冷剂氨（R717）的特性沸点-33.3，凝固点-77.9单位容积制冷量大粘性小，传热性好，流动阻力小毒性较大，有一定的可燃性，安全分类为B2氨蒸汽无色，具有强烈的刺激性臭味氨液飞溅到皮肤上会引起肿胀甚至冻伤以任意比与水互溶但在矿物润滑油中的溶解度很小系统中氨分离的游离氢积累至一定程度遇空气爆炸氨液比重比矿物润滑油小，油沉积下部需定期放出在氨制冷机中不用铜和铜合金材料(磷青铜除外),2020/5/30,47,制冷压缩原理及制冷剂,返回,4、各类制冷剂特性氟利昂12（CF2CL2，R12）的特性R12无色、气味很弱、毒性小、不燃烧、不爆炸R12等熵指数小，压缩机的排气温度较低。单位容积制冷量小、相对分子质量大、流动阻力大、热导率较小。水在R12中的溶解度很小，低温状态下水易析出而形成冰堵，因此在充灌R12前，必须经过干燥处理R12能与矿物性润滑油无限溶解，润滑油在蒸发器中逐渐积存，使蒸发温度升高，传热系数下降。R12对一般金属没有腐蚀作用，但能腐蚀镁及含镁量超过2的铝镁合金。含水后会产生镀铜现象。R12对天然橡胶及塑料等有机物有膨润作用，R12极易渗透。R12由于压力适中、压缩终温低、热力性能优良、化学性能稳定、无毒、不燃、不爆，广泛用于冷藏、空调和低温设备。,2020/5/30,48,制冷压缩原理及制冷剂,返回,5、制冷剂性质要求：热力学性质要求,蒸发压力大于大气压力。,冷凝压力不能过高。,单位体积制冷量要大。,气化温度要低。,压缩终了温度不能过高。,临界温度要高，凝固温度要低。,防止空气进入管路,减少压缩功，保证气密性,缩小压缩机尺寸，提高制冷量,保证能够达到的低温程度,保证制冷剂不会分解,适用范围较宽,2020/5/30,49,制冷压缩原理及制冷剂,返回,5、制冷剂性质要求：物理和化学性能,密度粘度要小。,导热系数要大。,腐蚀性要小。,无毒，不燃，不爆。,化学物理性质稳定。,有一定的油溶性和水溶性,降低流动阻力，提高效率,提高热交换效率，减少换热面积,降低对管路的要求,保证使用的安全性,保证制冷剂的使用年限,能起到润滑和防止冰堵,良好的绝缘性能,防止漏电情况,2020/5/30,50,制冷压缩原理及制冷剂,返回,5、制冷剂使用注意事项：制冷剂钢瓶必须定期检验，并标明名称质量。钢瓶不能调换使用，且放于阴凉通风处。分装和充足制冷剂时应通风。禁止明火对制冷剂加热。人体不得触及制冷剂。向钢瓶充足制冷剂时应得到充分冷却，且只能充足容积的百分之六十。,2020/5/30,51,其他制冷方式,返回,2020/5/30,52,一、吸收式制冷,其他制冷方式,返回,2020/5/30,53,一、吸收式制冷,发生器,吸收器,冷凝器,蒸发器,吸收剂,制冷剂,减压阀,节流阀,加热蒸汽,冷却水,冷媒水,冷却水,其他制冷方式,返回,2020/5/30,一、吸收式制冷,其他制冷方式,返回,2020/5/30,一、吸收式制冷,1、系统工作循环简单的吸收式制冷系统由发生器、吸收器、冷凝器、蒸发器、节流阀和溶液泵、溶液热交换器等设备组成。制冷工质：二元溶液（制冷剂吸收剂）制冷剂循环：从冷凝器节流阀蒸发器吸收器溶液泵溶液热交换器发生器冷凝器,吸收剂循环：从吸收器溶液泵溶液热交换器发生器节流阀吸收器,其他制冷方式,返回,2020/5/30,一、吸收式制冷,1、系统工作循环热源回路：蒸汽锅炉，稳压阀，发生器，疏水阀，凝水箱凝水泵组成。冷却水回路：吸收器，冷凝器，冷却塔，冷却水泵组成。冷媒水回路：蒸发器，空调器，冷水泵，膨胀水箱等组成。,其他制冷方式,返回,2020/5/30,57,一、吸收式制冷,（1）两种制冷系统都是利用物质相变吸热的制冷原理；（2）都有冷凝器、蒸发器、节流阀装置。,发生器、冷凝器、节流阀、蒸发器、吸收器、溶液泵,压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器,工质对（二元溶液）,单纯工质/混合工质,低品位的热能。如：热水、低压蒸汽、余热、废热、燃气、太阳能，所用能源范围广。,高品位的电能（机械能）,发生器、吸收器、溶液泵,压缩机,发生变化,不发生变化,半导体制冷,返回,2020/5/30,一、半导体制冷,半导体制冷,返回,2020/5/30,一、半导体制冷原理：利用波尔贴效应。,半导体制冷,返回,2020/5/30,一、半导体制冷原理：,半导体制冷,返回,2020/5/30,二、半导体制冷特点：不需用任何制冷剂，无振动，无噪声，安装方便。既能制冷，又能制热，制热效率高于制冷。可实现高精度控制，容易实现遥控，程控，计算机控制，便于组成自动控制系统。热惯性小，制冷速度快，1min就能达到所需温度。,半导体制冷,返回,2020/5/30,二、半导体制冷特点：半导体制冷片反向使用就能温差发电.半导体制冷功率范围宽，温差范围90度至负130度。,半导体制冷,返回,2020/5/30,三、半导体制冷应用军事雷达：导弹、雷达、潜艇的红外线探测。医疗方面：冷凝、冷合、白内障摘除，血液分析。实验装置方面：冰箱、各种高低温试验片。日常生活方面：饮水机、冷热两用冰箱、空调,空气调节基础,返回,2020/5/30,一、空气调节内容：温度：夏季26-28冬季18-22湿度：夏季40%-60%洁净度空气流速：夏季0.2-0.5m/s冬季0.15-0.3m/s,空气调节基础,返回,2020/5/30,二、湿空气的物理性质：空气组成干空气氮气：75.55%氧气：23.10%二氧化碳：0.05%稀有气体：1.30%水蒸气,空气调节基础,返回,2020/5/30,二、湿空气的物理性质：物理性质,压力,水蒸气压力的大小反映了水蒸气的含量。,温度,湿度,绝对湿度,1立方米湿空气中含有水蒸气的质量。表达式为Z=mq/V,相对湿度,空气中水蒸气压力和同温度下饱和水蒸气的压力之比。或者湿空气的绝对湿度和相同温度下的绝对湿度之比。表达式为,密度,含湿量,焓,露点温度,制冷设备主要部件压缩机,返回,2020/5/30,压缩机,返回,2020/5/30,一、作用：为制冷系统制冷剂的循环提供动力。二、分类：按照工作原理分,容积型,速度型,往复活塞式,回转式,曲柄连杆式,斜盘式,涡旋式,滚动转子式,螺杆式,单螺杆式,双螺杆式,离心式,轴流式,压缩机,返回,2020/5/30,二、分类：按照制冷能力分,轻型,6KW以下,小型,6-58KW,中型,58-464KW,大型,464KW以上,家用冰箱空调,小型冷库,大型冷库,写字楼中央空调,压缩机,返回,2020/5/30,二、分类：按制冷剂种类分,氟利昂制冷压缩机,氨制冷压缩机,无氟制冷压缩机,压缩机,返回,2020/5/30,二、分类：按照压缩级数分,单级压缩机,双级压缩机,多级压缩机,压缩机,返回,2020/5/30,二、分类：按照气缸数目分,单缸压缩机,双缸压缩机,多缸压缩机,压缩机,返回,2020/5/30,二、分类：按照气缸布置分,立式（Z型）气缸轴线相互垂直,卧式（气缸水平布置）,角度式（V型小于90度、W型夹角为60度、S型夹角为45度）,压缩机,返回,2020/5/30,二、分类：按照外壳结构分,开启式,半封闭式,全封闭式,压缩机,返回,2020/5/30,三、活塞式压缩机常用术语：,下止点,上止点,活塞行程S,气缸直径D,压缩机,返回,2020/5/30,三、活塞式压缩机常用术语：压缩机转速n上止点：活塞向上移动的最高位置。下止点：活塞向下移动的最低位置活塞行程S：上下止点之间的距离。气缸直径D工作容积Vg：活塞运动所扫过的体积。余隙容积Vc：上止点到气功顶部的体积。相对余隙容积C:余隙容积与工作容积之比,压缩机,返回,2020/5/30,三、活塞式压缩机常用术语：制冷压缩机工况：工作温度，条件。制冷压缩机标准工况：特定的工作温度和条件制冷压缩机空调工况：用于空调时特定条件下的工况。制冷压缩机最大功率工况：制冷压缩机最大压差工况：,压缩机,返回,2020/5/30,表3-1各种工况的规定条件,压缩机,返回,2020/5/30,四、压缩机工作过程示意图：,压缩：活塞向上运动，吸气阀排气阀关闭。排气：活塞向上运动，吸气阀关闭，排气阀打开。膨胀：活塞向下运动，吸气阀排气阀关闭。吸气：活塞向下运动，吸气阀打开，排气阀关闭。,压缩机,返回,2020/5/30,五、压缩机输入功率换算：国外用马力（HP)我国用瓦特（W）1P=750800W六、压缩机与冰箱容积的匹配（表3-3）,压缩机,返回,2020/5/30,七、压缩机输入动率与制冷量的关系（表4-4）,压缩机,返回,2020/5/30,八、往复活塞式压缩机压缩机型号表示方法：,传动方式：A为直接传动，B为带传动，Q为全封闭,气缸的直径（以厘米为单位）,压缩机的结构特征（W型排列，S扇型排列）,表示所用制冷剂的种类：R为氟利昂，A为氨,气缸数目,压缩机,返回,2020/5/30,八、往复活塞式压缩机压缩机组型号表示方法：,使用温度范围：高温G，中温Z。低温D,使用电动机的功率,压缩机型号,压缩机类别：Q全封闭式，B半封闭式，开启式不表示,压缩机,返回,2020/5/30,八、往复活塞式压缩机,压缩机,返回,2020/5/30,八、往复活塞式压缩机曲柄滑管式压缩机结构,接线端子,启动器,吸气通道,气缸盖,排气通道,工艺管,气缸体,吸气阀片,活塞,滑管,曲柄,滑块,高压缓冲管,吸气管,减震弹簧,排气管,机座,定子,转子,主轴,定子绕组,保护圈,吸油管,外壳,润滑油,压缩机,返回,2020/5/30,八、往复活塞式压缩机曲柄滑管式压缩机曲轴的结构和用途：将主轴的旋转运动转换为活塞的往复运动,气缸,活塞,滑管,滑块,压缩机,返回,2020/5/30,八、往复活塞式压缩机曲柄滑管式压缩机活塞的结构和用途,压缩机,返回,2020/5/30,八、往复活塞式压缩机曲柄滑管式压缩机活塞的结构和用途用来压缩气体从而改变气体压力。,压缩机,返回,2020/5/30,八、往复活塞式压缩机曲柄滑管式压缩机气缸与机座的结构和用途：气缸组成：气缸筒：压缩气体，改变压力。低压腔：连接进气管。高压腔：连接排气管。机座：用于连接气缸和安装电动机。,压缩机,返回,2020/5/30,八、往复活塞式压缩机曲柄滑管式压缩机气阀结构与用途。分类：逆流式：吸排气气流方向相反顺流式：吸排气气流方向相同滑块将曲轴的旋转运动变为活塞的往复运动。,压缩机,返回,2020/5/30,九、旋转式压缩机滚动转子式压缩机结构1.高压气体2.转子3.偏心轴4.气缸5.低压气体6.转子滑板7.润滑油8.排气阀9.排气管,压缩机,返回,2020/5/30,九、旋转式压缩机滚动转子式压缩机工作过程,压缩机,返回,2020/5/30,九、旋转式压缩机滚动转子式压缩机工作过程a图：结束排气，气缸中充满低压气体，吸气腔容积最大b图：对低压气体压缩，同时吸气阀吸气。c图：吸气腔与排气腔相等，继续吸气和压缩，直到排气阀打开。d图：吸气腔继续吸气，排气腔排气接近结束。,压缩机,返回,2020/5/30,九、旋转式压缩机滑片式压缩机分类：双滑式：将气缸分为两个腔体多滑式：将气缸分为多个腔体结构缸体旋转活塞叶片吸气口排气口,压缩机,返回,2020/5/30,九、旋转式压缩机滑片式压缩机结构,压缩机,返回,2020/5/30,九、旋转式压缩机滑片式压缩机工作原理电机旋转滑片甩出分隔腔体腔体压缩排出气体其他腔体吸气,压缩机,返回,2020/5/30,九、旋转式压缩机涡旋式压缩机,涡旋式压缩机简介属容积型（回转式）压缩机；由法国人发明，1905年在美国取得专利，1982年日本三电公司生产出汽车空调用涡旋式压缩机；为目前较新型的制冷压缩机，广泛用于570kW功率范围。,4.1工作原理、工作过程及其特点,涡旋式制冷压缩机1.基本构成涡旋式压缩机的结构如图所示。它由运转涡旋盘（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，两盘啮合时，与端板配合形成一系列月牙形柱体工作容积。,图4-11涡旋式压缩机的结构1-动盘2-静盘3-机体4-防自转环5-偏心轴6-进气口7-排气口,涡旋盘实物,涡旋制冷压缩机,涡旋式压缩机,回转式：容积式压缩机的一种，通过一个或几个转子在气缸里作回转运动使得工作容积发生周期性变化。与往复压缩机不同的是，回转压缩机的工作容积在周期性扩大和缩小的同时，其空间位置也在变更。,3.1活塞式制冷压缩机的构造,3.1活塞式制冷压缩机的构造,涡旋式制冷压缩机,2.涡旋式制冷压缩机的工作原理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。,图4-12涡旋式压缩机工作原理示意图a）0位置b）90位置c）180位置d）270位置1-压缩室2-进气口3-动盘4-静盘4-排气口6-吸气室7-排气室8-压缩室,涡旋压缩机在主轴旋转一周的时间内，仅有的进气、压缩、排气三个工作过程是同时进行的，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。,过程模拟,涡旋盘,整机,图4-13涡旋式制冷压缩机结构总图1-曲轴2、4-轴承3-密封5、15-背压腔6-防自转环7-排气管8-吸气腔9-吸气管10-排气口11-机壳12-排气腔13-静盘14-动盘16-机架17-电动机18-润滑油,排气,吸气,立式,卧式,3.涡旋式制冷压缩机的特点1）相邻两室的压差小，气体的泄漏量少。2）由于吸气、压缩、排气过程是同时连续地进行，压力上升速度较慢，因此转矩变化幅度小、振动小。3）没有余隙容积，故不存在引起输气系数下降的膨胀过程。4）无吸、排气阀，效率高，可靠性高，噪声低。,涡旋式制冷压缩机,5）由于采用气体支承机构，故允许带液压缩，一旦压缩腔内压力过高，可使动盘与静盘端面脱离，压力立即得到释放。6）机壳内腔为排气室，减小了吸气预热，提高了压缩机的输气系数。7）涡线体型线加工精度非常高，必须采用专用的精密加工设备。8）密封要求高，密封机构复杂。,涡旋式制冷压缩机,结构组成由动、静涡旋体、曲轴、机座、防自转机构组成；由动、静两个涡旋盘相错180对置而成，它们在几条直线(在横截面上为几个点)上接触并形成一系列月牙形容积（基元容积）；动涡旋盘由一个偏心距很小的曲柄轴驱动，绕静涡旋盘平动，两者间的相对位置靠安装在动涡旋盘与固定部件间的十字滑环保证。,一、工作原理,基元容积动、静涡旋体型线均为螺旋形，动涡旋体相对静涡旋体偏心并相差180对置安装。它们轴向在几条直线上接触，在动静涡旋体间形成一系列月牙形空间，即基元容积。动涡旋体以静涡旋体中心为旋转中心作无自转回转平动，外圈月牙形空间不断向中心移动，基元容积不断缩小。,工作原理,静涡旋体最外侧开有吸气孔，其顶部端面中心开有排气孔。制冷剂气体从吸气孔进入动、静涡旋体间最外圈的月牙形空间，随着动涡旋体的运动，气体被逐渐推向中心空间，其容积不断缩小压力不断升高，直至与中心排气孔相通，高压气体被排出压缩机。,结构与工作过程低压气体从机壳顶部吸气管1直接导入涡旋板四周，封在月牙形容积中，然后被压缩；高压气体由静涡旋体5的中心排气孔2进入排气腔4，并通过排气通道6被导入机壳下部去冷却电动机11，与润滑油分离后由排气管19排出；十字滑环18是上、下两面设置互相垂直的两对凸键的圆环，其作用是防止动涡旋体倾斜和自转。背压腔8的作用是平衡轴向力和力矩；润滑系统：压差供油,工作过程（图5-2）动涡旋体静涡旋体动涡旋体中心静涡旋体中心动涡旋体中心位于静涡旋体中心的右侧，涡旋外圈部分刚好封闭，此时最外圈两个月牙形空间充满气体，完成了吸气过程。,工作过程压缩腔排气孔随着曲轴转动，动涡旋体作回转平动，动静涡旋体保持良好啮合，外圈两个月牙形空间中的气体不断向中心推移，容积不断缩小，压力逐渐升高，进行压缩过程。,工作过程排气孔当两个月牙形空间汇合成一个中心腔室并与排气孔相通时，压缩过程结束，开始进入排气过程，直至中心腔室的空间消失，排气过程结束。,工作过程说明涡旋圈数为3圈，曲轴旋转3周(即曲轴转角1080)，涡旋体外圈分别开启和闭合三次，完成3次吸气过程、1次压缩及排气过程。即每当最外圈形成两个封闭的月牙形空间并开始向中心推移成为内工作腔时，另一个新的吸气过程同时开始形成；不同的涡旋圈数，压缩过程的转角不同，涡旋圈数愈多转角愈大；吸气、压缩、排气等过程同时和相继在不同的月牙形空间中进行。外侧空间与吸气口相通，始终进行吸气过程，中心部位空间与排气孔相通，始终进行排气过程，中间月牙形空间一直进行压缩过程。,工作过程特征吸、排气连续进行，从吸气开始至排气结束需经动涡旋体多次回转平动才能完成,故转矩较均衡，气流脉动小，振动小，噪声低；各月牙形空间之间压差较小，故泄漏少；进排气分别在涡旋外侧和内侧，减轻了吸气加热；采用排气冷却电动机，减少了吸气过热度，提高了压缩机效率；由于机壳内为高压排出气体，排气压力脉动小，振动、噪声小；余隙容积中气体没有向吸气腔的膨胀过程，不需进气阀，容积效率高，可靠性高。,相邻两室的压差小，气体的泄漏量少；由于吸气、压缩、排气过程是同时连续地进行，压力上升速度较慢，故转矩变化幅度小、振动小；没有余隙容积，故不存在引起输气系数下降的膨胀过程；无吸、排气阀，效率高，可靠性高，噪声低；由于采用气体支承机构，故允许带液压缩，一旦压缩腔内压力过高，可使动盘与静盘端面脱离，压力立即得到释放；机壳内腔为排气室，减少了吸气预热，提高了输气系数；涡线体型线加工精度高，必须采用专用的精密加工设备；密封要求高，密封机构复杂。,二、特点,效率高,吸气、压缩、排气连续单向进行，直接吸气，因而吸入气体的有害过热小；,没有余隙容积中气体的膨胀过程，容积效率高（高达95以上）；两相邻压缩腔中的压差小，气体泄漏少；,动涡旋体上所有接触线转动半径小，运动速度低，摩擦损失小；无吸气阀，也可不设置排气阀，气流的流动损失小；涡旋式压缩机的效率比往复式约高l0。,力矩变化小，振动小，噪声低,压缩过程较慢，并可同时进行两三个压缩过程，机器运转平稳，且曲轴转动力矩变化小，其转矩为滚动转子式和往复式的1/10；气体基本连续流动，吸、排气压力脉动小，因此振动、噪声小。,结构简单，体积小，重量轻，可靠性高,构成压缩室的零件数与滚动转子式及往复式之比为1:3:7，其体积比往复式小40，重量轻15；,没有吸、排气阀，易损件少；有轴向、径向间隙可调的柔性机构，能避免液击，可靠性高；在高转速下运行可保持高效率和高可靠性，其最高转速可达13000rmin。,制造需高精度的加工设备及精确的调心装,配技术，限制了其制造及应用。,涡旋式压缩机的优点,压缩室由一对,扭矩变化小,振动小、噪声,低,涡旋盘组成同时对称地形,反复冲击部分,效率高,成几个压缩室不需要吸气,少零部件数量少,阀、排气阀可靠性高,体积小重量轻,回转半径很小只有几毫米没有余隙容积,相对滑动速度低内部泄漏、通道损失少、容积效率高,优化结构，简化生产工艺，降低生产成本涡旋体型线研究，提高密封性能，减少磨损双作用压缩机：采用双作用涡旋盘，动涡盘的两面有完全对称的型线，分别与两侧的静涡旋盘型线啮合。此结构两侧气体力完全平衡，可减少轴向磨损和气体泄漏。扩大应用范围（低温领域、新工质）计算机仿真优化设计采用新材料、新机构，减少机械摩擦损失、气体泄漏损失、传热损失和气流阻力损失，提高涡旋压缩机的工作效率和工作可靠性。变容量调节新技术：数码涡旋压缩机,三、发展趋势及研究现状,数码涡旋：压缩机变容量调节新技术又称数码控制变容量涡旋压缩机；基于谷轮“柔性”设计专利，10%-100%连续可调；利用变容量控制原理，通过压缩机的动、静涡旋盘离合来控制系统制冷剂流量，从而达到控制系统能量输出，系统更节能、可靠。,数码涡旋压缩机（Digitalscrollcompressor）数码涡旋压缩机顶部有一个PWM（Pulse-WidthModulation，脉冲宽度调节阀）数码容量调节电磁阀，它通过压力控制压缩机动、静涡旋盘的离合来实现卸载或负载。,数码涡旋压缩机的工作原理电磁阀打开时，定涡旋盘向上移动，压缩机容量为零，无制冷剂流量通过，此过程称“卸载状态”；卸载状态电磁阀闭合，定涡旋盘恢复原位啮合，此即普通涡旋压缩机运行时状态，压缩机容量为100，制冷剂全部通过压缩机，此过程称“负载状态”。负载状态,数码涡旋压缩机的优势1、容量调节广，温度调节迅速（1）变频压缩机的调节范围在50%-130%，数码涡旋压缩机是在10%-100%。（2）变频压缩机的容量输出是通过变频器分级达到，而数码涡旋通过负载和卸载时间的改变获得，容量能迅速从100%转换至10%（反之亦然），不需分步实现，属于连续和无级的调节。（3）变频压缩机必须通过中间频率，从低频到高频或反之的转换过程中存在时间的滞后量，当系统内的负荷突然发生变化时，变频系统无法立即响应负荷的变动，使得室温的波动较大，而数码涡旋技术的无级调节和宽广的调节范围确保了室内空气温度的精确控制。2、电控系统简单，系统的可靠性好变频控制系统容量调节范围较窄，所以在变频调节的同时一般采用热气旁通和液体旁通的方法来共同响应负荷的变化。数码涡旋压缩机调节范围广，不需任何一种能量旁通手段,因而减少了该部分的控制系统，同时其容量调节