制冷压缩机工作原理

制冷压缩机工作原理  单级蒸汽压缩制冷系统 是由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和节 流阀四个基本部件组成。它们之间用管道依次连接 形成一个密 闭的系统 制冷剂在系统中不断地循环流动 发生状态变化 与 外界进行热量交换。其工作过程如图1所示。  图1. 制冷系统 的基本原理  液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之 后 汽化成低温低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的 蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质(水或空气)放热 冷 凝为高压液体、经节流阀节流为低压低温的制冷剂、再次进入蒸 发器吸热汽化 达到循环制冷的目的。这样 制冷剂在系统中经 过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本过程完成一个制冷循环。  在 制冷系统中 蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀是制冷系统中必 不可少的四大件 这当中蒸发器是输送冷量的设备。制冷剂在其 中吸收被冷却物体的热量实现制冷。压缩机是心脏 起着吸入、 压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。冷凝器是放出热量的设备 将蒸 发器中吸收的热量连同压缩机功所转化的热量一起传递给冷却 介质带走。节流阀对制冷剂起节流降压作用、同时控制和调节流 入蒸发器中制冷剂液体的数量 并将系统分为高压侧和低压侧两 大部分。实际制冷系统中 除上述四大件之外 常常有一些辅助 设备 如电磁阀、分配器、干燥器、集热器、易熔塞、压力控制 器等部件组成 它们是为了提高运行的经济性 可靠性和安全性 而设置的。 活塞式压缩机日常的维护与保养 一、活塞式压缩机的维护与保养    为保证压缩机处于良好的运转状态 延长机器的使用寿命 必须 进行维护保养。通过维护保养 能全面掌握机器的状况 可以及时发 现问题 排除故障 改善机器的工作条 件 即使出观故障 也便于 判断和采取措施。 活塞式压缩机维护保养一般分为日常维护和三级 保养。    (1)日常维护    日常维护是操作人员必须履行的工作 也是确保压缩机正常运 转的条件之一。 日常维护主要内容有     1)勤看各指示仪表 如各级压力表、 油压表、温度计、油温表 等 注意润滑情况 如注油器、油箱和各润滑点 以及冷却水流动的 情况。    2)勤听机器运转的声音。如气阀、活 塞、十字头、曲轴及轴承 等部位的声音是否正常。    3)勤摸各部位 觉察压缩机的温度变化和振动情况。如冷却后排 水温度、油温、运转中机件温度和振动情况等 从而及早发现不正常 的温升和机件的紧固情况。但要注意安全。  4)勤检查整个机器设备的工作情况是否正常 发现问题及时处理。  5)认真负责地填写机器运转 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 表。    6)认真搞好机房安全卫生工作 保持压缩机的清洁 做好交接班 工作。    (2)三级保养    1)一级保养    一级保养是每天必须进行的工作。一般 在班前、班后及当班时 间进行。目的是保证设备正常运转和工作现场文明整洁。    一级保养主要内容有   ①每天或每班应向压缩机各加油点加油一次。有特殊要求的如电动机轴承的润滑 按说明书规定加油。总之 一切运动的摩擦部位 包括附件在内都要定时加油。    ②要按操作规程使用机器 勤检查、勤调查 及时处理故障并记 人运行日记。    ③工作时 要保持机器和地面清洁。交班前应将设备擦干净。    ④冬天室温度低于5~C时 停车后应放掉空腔内的冷却水。    2)二级保养    ①每800h清洗气阀一次 清除阀座、阀盖积碳 清洗润滑油过滤器、过滤网 对运动机构做一次检查。    ②每1200h清洗滤清器一次。装在尘埃多的地方滤清器要清洗 以减少气缸磨损。    ③每2000h将机油过滤一次 除去金属屑及灰尘杂质。如果油 不干净 应换油 轴瓦应刮调一次。对整台机器的间隙进行一次全面的检查。    3)三级保养  三级保养的目的 是提高设备中修间隔期内的完好率，工作内容 与小修基本相同。    (3)长期闲置的设备保养    如果长期不使用机组 则应做好机组的封存、保养工作。    1)机组封存前 按要求加注规定数量的润滑脂。超过6个月闲置 期 应重新加注润滑脂。在开车前必须再重新加入润滑脂。    2)要在机组重新投运之前 将油封的油脂清除 用煤油或汽油洗 净 随后加入新油。    二、活塞式压缩机的检修管理    活塞式压缩机的检修管理工作，是确保压缩机正常运行的科学规 则、压缩机的完善状态、其能否正常地工作，在很大程度上取决于 对压缩机能否坚持正常合理的检修。压缩机检修管理工作包括四个内容 大修、中修、小修和日常修理。    (1)大修    大修是将压缩机机件全部解体拆开，更换全部磨损的零件，检查 压缩机所有部件，排除压缩机所有故障。大修周期 一般空气压缩 机运行20000h一26000h则进行一次大修，每次大修需7 15天 大型工艺压缩机运行14000h大修一次，每次15天左右。    大修主要内容有     1)检查曲轴是否有裂纹、曲轴主轴颈的圆锥度、椭圆度、平衡铁 与曲轴的连接情况。    2)检查或更换十字头销和活塞销。    3)检查所有轴承磨损情况，更换磨损严重的轴瓦。    4)检查连杆与活塞、曲轴的相对位置是否有偏斜观象。    5)检查连杆螺栓是否有拉伸变形、裂纹、磨损等。    6)检查活塞与活塞杆的固定情况，活塞杆在运动中是否有跳动偏 差。    7)清洗气缸和活塞，检查其磨损，进行修理。    8)更换压缩机所有易损零件，如活塞环、阀片等。    9)检查所有安全阀，并调整其开启压力，使其达到规定要求。 10)检查所有仪器、仪表、检定日期、灵敏度和工作情况。    11)检测调整曲轴的水平度，气缸的水平度，气缸与活塞的间隙 曲轴与活塞杆、气缸的垂直度、十字头与活塞杆连接情况，连杆大头与曲轴的径向间隙与轴向间隙。    12)检查压缩机与电动机的连接情况。    13)大修后，应对压缩机组、附属设备、管道等进行喷漆或重新 刷漆。    14)大修后，应对压缩机进行各种性能试验和试压、试车工作 并做好相应的大修记录。    (2)中修    空气压缩机每运行3000h 6000h进行一中修，气体压缩机每运 行2330h 5500h进行一次中修，每次检修范围大约4—5天，中修 的检修范围比大修小，其压缩机拆卸程度也较小。中修的主要内容为：检修易损零部件、校验压力表、安全阀及其他阀门的密封性。在中修过程中如发观下列零件磨损应更换 填料的密封元件、刮油器中的密封元件、气阀、减荷阀小活塞、活塞环、连杆轴瓦、十字头衬及无润滑的各种零部件。    (3)小修    活塞压缩机小修是不定期的，约每隔4 8天可检修一次，检修内容也可根据实际情况而定。可在下列内容中选取一项或几项     1)清洗储气罐、滤清器、排气管路、阀门、压缩机的冷却水套、 中间冷却器的冷却水管、油过滤器、油管、压力调节器以及减荷阀装 置等。    2)检查压缩机运动机构的曲轴、连杆、十字头等各部分配合间隙。    3)检查各连接部位的螺栓、垫片的紧固情况 必要时更换。    4)检查试验安全阀、压力调节器、减荷阀的动作是否灵敏。    5)检查气缸活塞环的磨损情况 磨损严重者予以更换。检查气阀 各零件，如阀片、阀座、弹簧等，如有损坏、变形、扭曲等则要更换。    (4) 日常修理    为了保证压缩机的正常运行，在压缩机运行中出现的一些小故障要及时排除和修理。如冷却水系统、润滑油系统出现漏水和漏油现象螺栓的松动、气阀的故障等 以及不正常的振动、响声、过热等。 总之，实践证明，只要严格遵守操作规程。加强压缩机日常维护保养意识 适时进行检修管理 就能保证压缩机在最佳工况下运行。延长压缩机的使用寿命 达到较满意的使用效果。 节流阀的作用 最简单的制冷由四大要件组成 ①压缩机 ②冷凝器 ③节流阀 ④蒸发器 我们日常使用的电冰箱 正好由这四要件加上箱体 组成 箱体就好像冷库。不过电 冰箱上的③节流阀在技术上由 相同作用的毛细管替代。首先讲讲什么叫制冷。制冷 两字只能 说是技术上的术语 严格讲是错误的 世界上没有那国的科学家 能制造出 “冷”来。那到底什么是冷 先举例说明 在寒冬腊月 气温降到 5℃ 我们说 今天天气真冷 可东北人说不冷 在大 伏天 气温在 32℃时 我们会说不算热 但气温突然降到 25℃ 我们会说太冷了 这冷是随着人的常识来定的 在物理学  中没有冷的定义。在工程中冷是跟着生产需要而定的。如老总 问 冷库打冷了吗 你说打冷了 这个冷是指 18℃ 老总问 水果库温度稳定吗 你说很稳定 这回答的含义是水果库温度稳 定在±0℃了 这是我们这个行业对冷的定义。但是我们 还是把 这种利用机械设备把降温对象降到所需温度的方法叫制冷 这就 是术语。  什么叫制冷 比如我们将装有一公斤20℃冷水的水壶放到一块 烧到500℃的铁板上 没有多久水就开了 如果不拿开水壶 不多久水就干了。大家和说钢板在对水加热 反过来也可以说 水在对钢板降温。而且 降了多少度 都可计算出来 因为一公斤  水从20℃升到100℃ 它需要外界峁┧?0大卡热量 水从100 ℃到烧干 它需要外 界提供539大卡热量 也就是说一公斤20 ℃冷水烧到干，要外界提供619大卡热量。 如果按制冷的角度 它从外界或钢板中提取了619大卡热量而变成了水蒸汽，使钢板  降温了，这就是制冷。是利用水对钢板制冷。如果将水倒在钢板 上那就更直观了。  在上述的制冷过程中，如果钢板的大小一定，并排除外界空气的 降温因素，那么钢板降了多少度是可以精确计算出来的。在 这里所述及到的“热量”、“温度”、 “大卡”、“℃”等物理量，我想学过物理的人都能理解。  初中物理就讲到，热量总是通过传导、对流、辐射从温度高的 物体转移到温度低的物体，绝不可能反过来进行。一个物体失 去一些热量后它的温度也会降低一些。  我们的目的就是通过制冷系统，将商品中和空气中的热量向比商 品温度更低的制冷剂传递，达到降低商品温度的目的。  我们的制冷系统与锅炉的制热系统在热力学上来讲是完全一样 的，它们的热传导公式也完全一样，我们先以锅炉作比拟，进一 步讲讲制冷剂在制冷时的作用。  上面讲的烧水壶也可算是一只锅炉，不过水烧开了，我们就灌热 水瓶了，如果我们在壶嘴上套根管子通到浴室，那就可以洗桑 拿了，水壶就成小锅炉了。要注意的是这时水壶中的水永远是100℃ 水壶出口处的蒸汽温度也是100℃，为什么不是 110℃，不是90℃ 这是因为在一个大气压下水的沸腾温度是100℃。 这是水的物理性能所决定了的。在青藏高原，大气压力较低， 水70℃左右就开了，没有高压锅就只能吃夹生饭，而在高压锅 里温度可达到110℃，因为高压锅排气阀的重量刚好使锅内压力保持在1Kg/CM2表压力，实际是2个大气压 。 一般小型锅炉可烧 4Kg/CM2表压力蒸汽，蒸汽温度也接近140 ℃，锅炉中的水温也与蒸汽温度一样也是140℃。煤气炉的火头 温度可达1000℃左右，火头将热量传递给水，使水的温度上  升直达沸点。一公斤水从沸点到烧干，全部变成蒸汽。将从煤 气火头中带走的热量与上面所讲水壶给钢板降温是一样的，接 近壶底的火焰是一个降温过程。锅炉中的煤燃烧温度在1200℃左右没有锅炉中水的降温，锅炉中的排管将被烧塌。从我们的角度来讲 在这里的水就是制冷剂。 反过来水蒸汽进了浴室马上凝结成小水珠、雾气，放出热量使浴室内温度上升。   同样一公斤水烧成的一公斤蒸汽，汽在浴室里放出539大卡热量 后全部变成水。在蒸汽变成水的时候，小水珠的温度是100℃ 这是一个冷凝过程。当然小水珠会继续放出热量而降低温度 等水珠变成水滴落到地上或附在墙壁上时，只有30℃左右  了，这就不是冷凝过程了。而只是普通降温过程。同样将锅炉蒸 汽通到室内热水汀，室内供热排管中热水汀对蒸汽来说就成了冷凝器，如果供应的蒸汽压力是1Kg/CM2表压力，实际是2个大气压热水汀表面温度就是110℃，热水汀向室内空气散发热量使室内温度上升而蒸汽就在热水汀内冷凝成水，如果向室内散发了539大卡热量，热水汀内就冷凝下来1公斤水。按制冷角度来讲，这整个过程就是煤燃烧的热量被水吸收而沸腾成为蒸汽。蒸汽带着吸收来的热量来到热水汀，热水汀的表面向空气散发了热量，蒸汽失去热量后又从新冷凝成蒸馏水，这水可通过设备回到锅炉继续使用。  现在回到制冷的四大要件   ①压缩机 与空气压缩机原理一样   ②冷凝器 可以理解为热水汀或做酒业的蒸馏器 锡锅    ③蒸发器 可以理解为上面所讲的水壶或锅炉   ④节流阀 可以理解为从楼上高位的热水汀到锅炉之间加一只 阀，开小一点，让蒸馏下来的水流进锅炉继续使用，不让热水 汀中的水流光了使锅炉中的蒸汽反冲回热水汀。这一点与我们制冷不同，因为整个系统是均压的，而制冷系统冷凝部分是高压的。节流阀是控制制冷剂合理分配给蒸发器，让蒸发器处于正常的制冷工作状 态。  在电冰箱上制冷的四大要件是   ①压缩机 藏在冰箱后面 圆头圆脑的家伙   ②冷凝器 就是在冰箱后面的散热片   ③蒸发器 在初期的单门冰箱中的冻结框 可以看得很清楚 拆开无霜冰箱的内衬 也能看到冷风机一样的翅片管   ④节流阀 在冰箱后面有一段绕成螺旋状的细铜管 那就是毛细 管。冰箱的外壳就 相当与冷库外体。  在制冷行业中，制冷剂可以是水、氨、F12、F22、F502、液氮 等等。空调用溴化锂、吸收式制冷机，就是以水作为制冷剂使用。 电冰箱中使用的是F12，在大冷库的制冷系统中用的是液态氨，不是氨水。液态氨的性质在氨的物理性能表上可以查到，它在一个大气压下的蒸发温度是33.3℃。如果将液氨从常温的钢瓶中放出 一出 钢瓶它立即变为33.3℃的液氨，因为外界是一个大气压。如果流到水泥地上，水泥地的温度立刻使它沸腾，这是水泥地的热量传给了液氨使液氨蒸发成汽态氨，水泥地的局部也很快降到30℃左右，如果流到水泥地上的液氨正好是一公斤，要使液氨全部蒸发光，他必需从水泥地上吸收326大卡热量。吸收多少，蒸发多少，吸不足326大卡热量，就一定有液氨残留下来。如果将液氨放在一个金属盆里，再将金属盆底接触水面，水的热量立刻传给液氨，液氨受热沸腾，水也很快结冰。 如 果将盆悬挂在空中，盆底周围的空气立即因热量传给了液氨而失去热量而降温。降了温的空气在下降，周围热空气立即来补充，在盆下面可以看到带着雾的冷空气在缓缓降下。这个盆就是“蒸发器”。  至于蒸馏器 有人看过，有人没看过，但是大家都看过茶缸盖凝结水的现象，或者农村吊酒的锡锅，原理是一样的。缸盖里面是热腾腾的水蒸汽，缸盖外是冷空气，水蒸汽通过缸盖将热量传递给了冷空气，失去了一定热量的水蒸汽，在缸盖里表面凝结成水。这就是冷凝器的原理。上面讲的热水汀也是同样原理。  现在讲库房里的制冷进行过程 液态氨在蒸发器 排管 中如果 处于0.3Kg/CM2表 压力状态 应该是0.03Mpa表压力 出于 习惯的方便 还是用Kg/CM2  它的沸腾 温度应该是 28℃ 而蒸发器外是 18℃的冷库 如果有高于 18℃的商品进库   商品中的热量很快传给了空气 使空气温度上升到比如 15℃ 15℃的空气又将 从商品中传来的热量传给了 28℃的液 氨 液氨吸收了热量温度不会上升 而是沸 腾蒸发为气体 氨 蒸汽  这样空气来来回回的传送 商品中的热量逐步减少 温  度逐步降低 最后降到 18℃ 制冷就可以结束了 这是蒸发器 的工作任务 库内 空气向蒸发器传递多少热量 蒸发器内的液 氨就蒸发掉相应的重量。当然除了商品 中的热量外 还有外界 气温中的热量通过围护结构传进来的热量 开门时空气带进  的热量 使库温不时的上升 所以需要定时开机降温。 但是如 果没有压缩机的参与 蒸发器的工作是不能持久的 因为液氨受 热蒸发成为 氨蒸汽 氨蒸汽逐步挤占蒸发器的空间 蒸发器中 的压力也就逐步升高 压力升高 液氨的沸腾温度就会上升 最后压力升到1Kg/CM2表压力时 温度也上升到 18℃ 左右 液氨与冷库的温度相同 由于温度平衡 热量就无法向液氨传递 了 制冷也 就停止了。压缩机的任务就是要把蒸发器中产生的氨蒸汽抽走 使蒸发器中的压力 一直保持在我们生产需要的 0.3Kg/CM2表压力状态。这时候蒸发器中的压力叫蒸发 压力 蒸发器中的液氨温度叫蒸发温度。压缩机抽出的氨蒸汽并不是排 到大气中去的 而是排到冷凝器中 氨蒸汽被压缩到冷凝器后 冷凝器的压力会逐步升高 而后就是冷凝器的任务了。我们知道 氨蒸汽是带着冷库中的热量的 氨蒸汽被压缩机 从蒸发器抽 出 而后压缩到冷凝器中 那么压缩机就完成了输送热量的任务。  现在氨蒸汽被聚集在冷凝器中 带着大量冷库中的热量  压力 不断升高 温度也 随着压力的升高而升高 比如说压力升高到 表压力14Kg/CM2 温度也就对应升到 39℃ 如果在冷凝器 管外供给 34℃的冷却水 那冷凝器中的氨蒸汽就会向水传 送 出热量 每向冷却水送出264大卡热量 冷凝器中就有一公斤重 的氨蒸汽凝结成 液态氨 并让出原来氨蒸汽占领的大部分空间 来。如果热量没有出路 那冷凝器中 的压力就继续升高 到冷 凝器爆炸或跳安全阀为止。但是实际上压缩机的排出温度   在表压力14公斤/平方公分时 不是 39℃ 而是 100℃以上。 这是因为电动机带 动压缩机的活塞对氨蒸汽进行压缩时做的 功 转换成热量的缘故 也即热功当量 这可以在我们给自行 车打气时 打气筒底部和皮管会发烫的原理是一样的。压缩机  对氨蒸汽做了1KW的功 就对氨蒸汽附加了860大卡的热量 这一部分热量是显热 它加热了氨蒸汽 使氨蒸汽温度上升 这种热量传送给冷却水后 不会被冷却水冷 凝成液氨 只会降低温度 只有当氨蒸汽温度降到 39℃时 才进行真正的冷凝工  作 在冷凝工作连续进行时 只要压力不变 温度也不会改变。 这时的温度叫冷凝 温度 这时的压力叫冷凝压力。这就是冷凝 器的工作任务。 冷凝器中冷凝下来的液氨 可以送到蒸发器中 继续使用 但必需用节流阀进行控制 要不冷凝器中的来不及 冷凝的氨蒸汽会窜到蒸发器中 那就乱套了。节流阀必需调  节到蒸发器中有确当的液氨补充 这就是节流阀的工作任务。  总结一下 首先液态氨在蒸发器中吸收了制冷对象的热量 蒸发 成氨蒸汽 氨蒸汽 包含着吸收来的热量被压缩机抽送到冷凝 器 并压缩成高压、高温的氨蒸汽 这时 候氨蒸汽中又加进了 电动机的热功当量所附加的热量 冷凝器中的氨蒸汽 将热量  传送给温度较低的冷却水 失去热量的氨蒸汽被冷凝成为液态 氨 节流阀将冷凝下 来的液氨再有节制的补充给蒸发器 使蒸 发器能够连续地工作 整个工作过程就是 将低于 18℃的制冷 对象中的热量 强制送到 30多℃的冷却水中去 使制冷对象  失去热量 温度降到我们所需要的 18℃ 而冷却水吸收了热量 后 又通过水蒸汽 的蒸发 将热量传送给了大气 或者说是风 将热量吹走了。这就是制冷全过程 。