第三章
第三章 制冷压缩机
第三章
第一节 制冷压缩机的分类
在蒸气压缩式制冷装置中，选用
了各种类型的制冷压缩机。它们是装
置中的关键核心设备，对系统的运行
性能, 噪声, 振动, 使用寿命 和 节能
有着决定性的作用。
第三章
根据蒸气压缩的原理，压缩机可分为 容积型
和 速度型 两种基本类型。
1,容积型压缩机,
? 通过对运动机构作功，减少压缩空间容积来提高蒸气压
力，以完成压缩功能。
2,速度型压缩机,
? 则由旋转部件连续将角动量转换给蒸气，再将该动量转
为压力，提高蒸气压力，达到压缩气体的目的。
图 3— 1 制冷和空调中常用压缩机的分类及结构示意图
第三章
第三章
二、容积型压缩机
容积型压缩机通过可变的 工作容积 来完
成气体的压缩和输送过程。
根据 压缩方式 分
活塞式（往复式）
回转式
活塞式压缩机是 最常用 的一种容积式压缩机，但近年来 回转式 压
缩机 发展很快,特别在 高效化, 小型化, 轻量化 方面，滚动活塞式（滚动
转子式）、涡旋式和螺杆式等占有很大的优势。
第三章
从压缩机 结构 分
开启式
半封闭式
全封闭式
目前，开启式压缩机除了在氨制冷机、汽车空调器和发动机驱动等场合
使用外，在其他的制冷和空调工程中,正逐步向半封闭式和全封闭式发
展 。全封闭式具有 结构紧凑, 密封性好, 噪音低, 运转平稳 的优点，而
且由于 生产规模大, 成本低,正越来越广泛地应用于制冷和空调的各个
领域中。
第三章
三、速度型压缩机
离心式压缩机
轴流式压缩机
第三章
第二节 压缩机的功率和
效率
压缩机的 指示功率 和 指示效率,
由于压缩机的实际过程和理论过程之间有偏差，
实际压缩过程中气缸内所消耗的功率 Pi（称为 指示功
率 ）比绝热压缩所需之功率 Pa要大，两者之间的关系
可用 指示效率 η i（又称绝热效率）来表示，即：
i
a
t P
P?? （ 3－ 1）
第三章
二、轴功率、摩擦功率与
机械效率
fi
i
e
i
m PP
P
P
P
????
—— 由原动机传到压缩机曲轴上的功率称为 轴功率Pe
fP —— 轴功率一部分用于克服曲柄连杆等运动机构摩擦阻力，这部分功率称为 摩擦功率
iP
—— 轴功率的一部分直接用于压缩气体，称为 指示功率
机械效率,（ 3－ 2）
mik ??? ??
压缩机的摩擦功率可分为两部分，即往复运动摩擦功率 (活塞、活塞环与气缸间 )和回
转运动摩擦功率，前者约占 70～ 80％,后者约占 20～ 30％ 。
摩擦功率与压缩机的结构有关，也与润滑油温度及转速有关。
制冷压缩机的指示效率与机械效率的乘积称为压缩机的总效率，即
k?制冷压缩机的总效率 约等于 0.65～ 0.72。
第三章
三、压缩机所需电动机的
功率
g
en
P
P??
0P eP
n?
n
e
g
PP
??
当压缩机用皮带与电动机相联接时，这时电动机轴上的功率 要比压缩机的轴功率
大，两者之间的关系可用传动效率 表示，即：
（ 3— 11）
或 （ 3— 12）
n? 值一般为：三角皮带传动 n? =0.97～ 0.98，
平皮带传动 n? =0.96。
第三章
第三节 活塞式制冷压缩机
活塞式制冷压缩机是 研制最早
的压缩机，几乎和机械制冷方法同时
出现，在一百多年的使用过程中，得
到了广泛发展和深入研究，直到目前
为止，虽然其地位受到其它类型压缩
机的挑战，但其产量仍然在各类压缩
机中 占主要地位 。
第三章
一、活塞式制冷压缩机的分类
? 按压缩机 气缸分布形式 分类,可分为 直立式, V型、
W型,S型（扇形）,Y型（星型）等。
? 按使用的 制冷剂种类 分类,可分为 氨 用,卤代烃 用
制冷压缩机。
? 按 压缩机与电动机的组合形式 分类,可分为 开启 式
和封闭式，其中封闭式又可分为 全封闭式 和 半封闭
式两种。
? 按压缩机的 级数 分类,可分为 单机单级 和 单机双级
压缩机。
第三章
第三章
二、活塞式制冷压缩机的
总体结构和主要零部件
1,机体。 它是压缩机的机身，用来
安装和支承其他零部件以及容纳润滑油。
2,传动机构。 压缩机借助该机构传
递动作，对气体作功，它包括曲轴、连杆、活塞等。
3,配气机构。 它是保证压缩机实现
吸气、压缩、排气过程的配气部
件，它包括吸、排气阀片，阀板和气阀弹簧等。
4,润滑油系统。 它是对压缩机各传
动摩擦偶合件进行润滑的输油系
统，它包括油泵、油过滤器和油压调节部件等。
5,卸载装置。 它是对压缩机气缸进行卸裁、调节冷量、便于启动的
传动机构，它包括卸载油缸、油括塞、推杆和顶针、转环等零件。
6,轴封装置。 在开启式压缩机中，
轴封装置用来密封曲轴穿出机体
处的间隙，防止泄漏，它包括托板、弹簧、橡胶圈和石墨环等。
第三章
开启式制冷压缩机
图 3— 5 8FS10型开启式制冷压缩机机体
第三章
半封闭式制冷压缩机
图 3— 14 R22半封闭式制冷压缩机的总体结构图
1— 滤油器 2— 吸油管 3— 端轴承盖 4— 油泵轴承 5— 油泵 6— 曲轴
7— 活塞连杆组 8— 排气截止阀 9— 气缸盖 10— 曲轴箱 11— 电动机室
12— 主轴承 13— 电动机室端盖 14— 吸气过滤器 15— 吸气截止阀
16— 内置电动机 17— 油孔 18— 油压调节阀 19— 底盖
第三章
全封闭式制冷压缩机
图 3— 15 全封闭式制冷压缩机
1— 排气管 2— 气缸 3— 连杆 4— 吸排气阀 5— 活塞
6— 主轴承 7— 电动机定子 8— 电动机转子 9— 壳体 10— 气液分离器
11— 端子 12— 内部支撑 13— 排气消声器 14— 排气腔 15— 吸气腔
16— 离心油泵 17— 曲轴 18— 副轴承
第三章
第四节 回转式制冷压缩机
近年来回转式压缩
机发展很快，特别在高
效化、小型化、轻量化
方面。 常用的回转式压
缩机有 螺杆式, 滚动活
塞式 （滚动转子式）、
滑片式 和 涡旋式 四种。
第三章
一、螺杆式制冷压缩机
螺杆式制冷压缩机与活塞式制冷压缩机、离心式制冷压缩机相比
是较晚的一种机型。螺杆式制冷压缩机的结构特点，确定了它的许
多 优点,如：
– 零件数仅为活塞式的 1／ 10，压缩机 运行可靠、安全、振幅小 ；
– 适应性强,在高、低温制冷范围内以及热泵应用中均有良好性能；
– 结构紧凑,能适用于大压比的工况；
– 对湿压缩不敏感；
– 有良好的输气量调节特性 ；
– 维护方便 等特点，是制冷和空调工程的理想主机。
第三章
螺杆式制冷压缩机的结构和工作原理
图 3— 16 螺杆式压缩机的结构
1— 吸气口 2— 机壳 3— 阴转子
4— 阳转子 5— 排气口 图 3— 17 螺杆式制冷压缩机的工作过程
a— 吸气开始 b— 吸气过程 c— 吸气结束 d — 压缩过程
e— 压缩结束 f— 排气过程
第三章
二、滚动活塞式（滚动转子式、刮片
式）制冷压缩机
转子式压缩机虽然出现较早，
但由于 材质和加工精度的限制,长期
来在制冷领域一直未被采用。随着科
学技术的发展，原有的难题已经或者
逐步得到了解决，偏心滚动转子式制
冷压缩机在 1kW左右以下的 小型窗式
空调器 和 食品冷藏箱 中已开始广泛使
用，在该冷量范围内所显示的优点足
以取代活塞式制冷压缩机。
第三章
图 3— 23 滚动活塞式（滚动转子式、刮片式）制冷压缩机结构示意图
1— 排气管 2— 气缸 3— 圆柱形转子 4— 偏心轮
5— 润滑油 6— 吸气管 7— 滑片 8— 弹簧 9— 排气阀
图 3— 24 滚动活塞式（滚动转子式）制冷压缩机的工作过程
第三章
三、涡旋（涡线）式制冷
压缩机
图 3— 25 涡旋式制冷压缩机的构造
1— 固定螺旋槽板 2— 旋回螺旋槽板 3— 壳体 4— 偏心轴
5— 防自转环 6— 进气口 7— 排气口
目前，涡旋式制冷压缩机的使用功率大
约在 1～ 15kW之间。与活塞式制冷压缩机相
比较，它的 体积可缩小 40％,重量减轻 15％，
结构简单 （仅需 5个零件）,运行平稳、可
靠，噪声可降低 2～ 3dB（ A），具有较高的
EER值。
第三章
第三章
第五节 离心式制冷压缩机
离心式制冷压缩机的发展已有 六
十多年 历史,20世纪 30年代 卤代烃制冷
剂 的出现以及后来冶金工业和其他科学
技术的发展，为离心式制冷压缩机的制
造和应用奠定了良好基础。目前，单机
冷量在 1200kW以上的制冷压缩机，几乎
全部 采用离心式。
第三章
一、离心式制冷压缩机的构造
和工作原理
图 3— 26 单级离心式制冷压缩机的简图
1— 吸气腔 2— 进口导叶 3— 叶轮 4— 扩压器 5— 蜗壳
6— 增速齿轮 7— 电动机 8— 油箱 9— 齿轮油箱
第三章
? 所有制冷压缩机，根据其结构特点和工作
原理，均有其最佳冷量使用范围，因此，
当使用的冷量和条件不同时，应选用不同
形式的压缩机，以获得最佳运行效果 。
? 应该指出，活塞式制冷压缩机在结构和运
行性能方面虽有许多不足，但其制造技术
要求相对较低，而且使用年代已久，目前
在 200kW冷量以下的制冷压缩机中仍在广
泛使用。
第三章
第六节 制冷压缩机的热力分析和节
能措施
第三章
一、制冷压缩机的选型计算
（单、双级压缩机）
制冷系统最常用的压缩机是 活塞
式 和 螺杆式 。压缩机是制冷系统的
,主机,,一般根据空调或冷库制冷
系统的 使用条件, 制冷剂的种类, 制
冷循环型式 及 制冷能量要求,选择一
定规格的制冷压缩机，以满足制冷系
统的使用要求。
第三章
1．活塞式压缩机型式选择的基本条件
冷库制冷系统压缩机选择的依据是冷却设备负荷 Q0和
机械负荷 Qj，同时应考虑以下有关参数的规定：
（ 1）蒸发温度 t0。
（ 2）冷凝温度 tk。
（ 3）过冷温度 tg。
（ 4）吸气温度 t1。（表 3-4）
（ 5）二级压缩的中间温度 tzj与中间压力 p的经 验公式为,
36.04.0 ??? oKzj ttt
oKzj PPP ?
（ 3— 13）
（ 3— 14）
式中,tk,t0—— 冷凝温度和蒸发温度,℃ ；
Pk,P0—— 冷凝压力和蒸发压力,MPa。
第三章
第三章
2．活塞式制冷压缩机型式选择
确定选择单、双级压缩机的标准
是 压缩比 Pk / P0。对于 氨 系统，压缩
比 ≤ 8时采用单级，压缩比 >8时采用两
级。对 卤代烃 系统，压缩比 ≤ 10时采
用单级，压缩比 >10时采用两级。采用
的两级压缩机可以是 单机两级,也可
以是 配组的两级压缩 。
第三章
3．制冷压缩机单机容量和台数选择
压缩机单机容量和台数，应按 便
于能量调节 和 适应制冷对象 的工况变
化等因素来确定。采用多台压缩机时，
应尽可能采用 同一系列或型号 的产品，
以方便运行和维修。
第三章
4．制冷压缩机的工作范围和自动控制
压缩机的运行工况应尽可能满足前述基本条件。
在必须保证运行安全保护的前提下，在系统设计时
可以补充其他控制内容。在制冷自控技术不断进步
的今日，采用设有 微电脑控制 的制冷压缩机是较理
想的选择。不过这一选择还要与整个制冷系统控制
程序协调配合。
第三章
5．螺杆式制冷压缩机的选择
螺杆式制冷压缩机由于结构特点，它的内容积比是随外界
温度的变化而变化的，我国规定有 2.6,3.6和 5.0三种，选用
3种不同的滑阀。可适应不同的工况需要。新型可移动滑阀式
螺杆压缩机，可以进行内容积比的 无级调节 。
螺杆压缩机 单级压缩比大,有较宽的运行条件。 带
有经济器 的单级螺杆式制冷压缩机，可以得到更高的运行效
率。但在 低温 工况下，由于 t0很低，则应选择 两级螺杆压缩机 。
第三章
6．压缩机制冷量的计算
?hvo VqQ ?
压缩机的制冷量 Qo从制造厂的产品样本上无法查到时，可用下式计算：
kJ/h （ 3— 15）
式中,qv —— 单位容积制冷量,kJ／ m3；
Vh—— 压缩机的理论输气量,m3／ h；
λ —— 压缩机的输气系数。
从式 3— 1中可以看出，对一定的压缩机,Vh是定值，而 qv与 λ 值是随压缩
机的工作温度（主要指冷凝温度和蒸发温度）而变化的，因此压缩机的制冷量也
是随工作温度而变动的。
第三章
例 3— 1
试计算 8S— 12.5型,R22制冷压缩机在
tk=30℃, t0=-15℃, t5=25℃, t1’=15℃ 时的
制冷量 Q0。该压缩机的气缸直径 D=125mm、
活塞行程 S=l00mm、转速 960 RPM（ r／ min）、
气缸数 z=8。
第三章
kWqVQ vho 3600 111 ??? ?
kWqVQ vho 3 6 0 0 222 ??? ?
kWqqQQ
v
v
11
220102
?
??
?
?
7．在不同工况下压缩机制冷量的换算
制冷压缩机在出厂时，制造厂在机器的铭牌上标出的制冷量一般都是指
名义工况下的制冷量，在实际运行中如工况变化，则可按产品样本上提供的
制冷机性能曲线查得工作工况下的制冷量，也可根据工况改变时，压缩机的
理论输气量总是定值这个原则来进行换算，即
（ 3— 16）
（ 3— 17）
式中,Qo1,Q o2—— 在工况 l和工况 2时的压缩机制冷量,kW；
λ 1,λ 2—— 在工况 1和工况 2时的压缩机输气系数；
Vh—— 压缩机的理论输气量,m3／ h；
qv1,qv2—— 在工况 1和工况 2时的制冷剂单位容积制冷量,kJ／ m3。
（ 3— 18）
第三章
kWv qVqVQ ohvh
1
2
0 36003600
?????? 低低低低 ??
8．双级压缩制冷压缩机制冷量的计算
1）确定这套双级制冷机的中间压力 Po1值。
2）按已知的 tk（或 Pk）,to2（或 Po2）和求得的中间压力 Po1，作
出双级制冷机循环的 lgp-h图，并列出各有关点的热力参数值。
3）最后按下式计算双级制冷机的制冷量 Qo。
（ 3— 19）
式中,qv—— 制冷剂在蒸发温度 to2时的单位容积制冷量,kJ／ m3；
qo2—— 制冷剂在 t02时的单位质量制冷量,kJ／ kg；
Vh低 —— 低压级理论输气量,m3／ h；
λ 低 —— 低压级输气系数；
ν l—— 低压级吸入蒸气的比体积,m3／ kg。
第三章
例 3— 3
试计算下列配组式双级氨制冷机
的制冷量。低压级,8S— 12.5型一台，
Vh低 =566 m3／ h；高压级,4V— 12.5型
一台,Vh高 =283 m3／ h。
第三章
二、制冷压缩机的变工况
运行特性
1．制冷压缩机的 变工况 。
2．制冷量 Qo与温度条件的关系。
3．压缩机 耗功 与温度条件的关系。
4,制冷系数 与温度条件的关系。
5,单位容积制冷量 与温度条件的关系。
第三章
三、制冷压缩机的能量调
节方法
进行能量调节有以下 三个优点,
（ 1）能使制冷装置的 制冷量 始终与外界热负荷 平衡,从而提高
了运行的经济性；
（ 2） 减小 蒸发温度（蒸发压力）的 波动,相对应地减小了被冷
却对象的温度波动，对空调而言可以提高环境的舒适度，对食品冷
藏可以更好地保持其品质，这样还可以减少压缩机的起动次数，延
长压缩机的使用寿命；
（ 3） 保证 了 轻载或空载 起动，避免引起电网负载过大的波动。
当压缩机无能量调节时，压缩机的起动力矩较大，可达额定负载的
1.8～ 2.25倍，易引起电动机过载。这样不但对电网电压的稳定性影
响大，而且易引起电动机因过载而损坏。若选用大容量的电动机来
进行工作，则降低了运行的经济性。
第三章
活塞式 压缩机的能量调节方式
（ 1） 顶开吸气阀片调节输气量
（ 2） 压缩机进排气侧流量旁通调节
第三章
螺杆式 制冷压缩机的能量调节
螺杆制冷压缩机通常采用 滑阀 调节能量，即在两
个转子高压侧，装上一个能够轴向移动的滑阀来调节
制冷量和卸载起动。滑阀调节能量的 原理,是利用滑
阀在螺杆的轴向移动，以改变螺杆的有效轴向工作长
度，使输气量在 10％～ 100％ 范围内连续无级调节。
滑阀的移动调节分 手动 和 自动,但控制的基本原
理都是采用油压驱动调节，一般根据吸气压力或温度
的变化实现能量调节。
第三章
离心式 制冷压缩机的能量调节
①改变转速；
②进口节流调节；
③进口导流叶片调节；
④冷凝器水量调节；
⑤旁通调节。
第三章
制冷压缩机的变速能量调节
（ 1）原动机直接驱动的压缩机变速调节。
（ 2）采用变速电动机时压缩机的变速调节。
（ 3）采用调速装置的变速调节。
1）调压调速
2）变频调速
第三章
在选择调速方案时，要充分 考虑,
1,要求的速度变化范围；
2,压缩机或电动机的负荷大小；
3,调速装置的技术复杂程度；
4,调速装置的价格；
5,可靠性及易维修性；
6,特殊要求或其它因素。
第三章 制冷压缩机
第三章
第一节 制冷压缩机的分类
在蒸气压缩式制冷装置中，选用
了各种类型的制冷压缩机。它们是装
置中的关键核心设备，对系统的运行
性能, 噪声, 振动, 使用寿命 和 节能
有着决定性的作用。
第三章
根据蒸气压缩的原理，压缩机可分为 容积型
和 速度型 两种基本类型。
1,容积型压缩机,
? 通过对运动机构作功，减少压缩空间容积来提高蒸气压
力，以完成压缩功能。
2,速度型压缩机,
? 则由旋转部件连续将角动量转换给蒸气，再将该动量转
为压力，提高蒸气压力，达到压缩气体的目的。
图 3— 1 制冷和空调中常用压缩机的分类及结构示意图
第三章
第三章
二、容积型压缩机
容积型压缩机通过可变的 工作容积 来完
成气体的压缩和输送过程。
根据 压缩方式 分
活塞式（往复式）
回转式
活塞式压缩机是 最常用 的一种容积式压缩机，但近年来 回转式 压
缩机 发展很快,特别在 高效化, 小型化, 轻量化 方面，滚动活塞式（滚动
转子式）、涡旋式和螺杆式等占有很大的优势。
第三章
从压缩机 结构 分
开启式
半封闭式
全封闭式
目前，开启式压缩机除了在氨制冷机、汽车空调器和发动机驱动等场合
使用外，在其他的制冷和空调工程中,正逐步向半封闭式和全封闭式发
展 。全封闭式具有 结构紧凑, 密封性好, 噪音低, 运转平稳 的优点，而
且由于 生产规模大, 成本低,正越来越广泛地应用于制冷和空调的各个
领域中。
第三章
三、速度型压缩机
离心式压缩机
轴流式压缩机
第三章
第二节 压缩机的功率和
效率
压缩机的 指示功率 和 指示效率,
由于压缩机的实际过程和理论过程之间有偏差，
实际压缩过程中气缸内所消耗的功率 Pi（称为 指示功
率 ）比绝热压缩所需之功率 Pa要大，两者之间的关系
可用 指示效率 η i（又称绝热效率）来表示，即：
i
a
t P
P?? （ 3－ 1）
第三章
二、轴功率、摩擦功率与
机械效率
fi
i
e
i
m PP
P
P
P
????
—— 由原动机传到压缩机曲轴上的功率称为 轴功率Pe
fP —— 轴功率一部分用于克服曲柄连杆等运动机构摩擦阻力，这部分功率称为 摩擦功率
iP
—— 轴功率的一部分直接用于压缩气体，称为 指示功率
机械效率,（ 3－ 2）
mik ??? ??
压缩机的摩擦功率可分为两部分，即往复运动摩擦功率 (活塞、活塞环与气缸间 )和回
转运动摩擦功率，前者约占 70～ 80％,后者约占 20～ 30％ 。
摩擦功率与压缩机的结构有关，也与润滑油温度及转速有关。
制冷压缩机的指示效率与机械效率的乘积称为压缩机的总效率，即
k?制冷压缩机的总效率 约等于 0.65～ 0.72。
第三章
三、压缩机所需电动机的
功率
g
en
P
P??
0P eP
n?
n
e
g
PP
??
当压缩机用皮带与电动机相联接时，这时电动机轴上的功率 要比压缩机的轴功率
大，两者之间的关系可用传动效率 表示，即：
（ 3— 11）
或 （ 3— 12）
n? 值一般为：三角皮带传动 n? =0.97～ 0.98，
平皮带传动 n? =0.96。
第三章
第三节 活塞式制冷压缩机
活塞式制冷压缩机是 研制最早
的压缩机，几乎和机械制冷方法同时
出现，在一百多年的使用过程中，得
到了广泛发展和深入研究，直到目前
为止，虽然其地位受到其它类型压缩
机的挑战，但其产量仍然在各类压缩
机中 占主要地位 。
第三章
一、活塞式制冷压缩机的分类
? 按压缩机 气缸分布形式 分类,可分为 直立式, V型、
W型,S型（扇形）,Y型（星型）等。
? 按使用的 制冷剂种类 分类,可分为 氨 用,卤代烃 用
制冷压缩机。
? 按 压缩机与电动机的组合形式 分类,可分为 开启 式
和封闭式，其中封闭式又可分为 全封闭式 和 半封闭
式两种。
? 按压缩机的 级数 分类,可分为 单机单级 和 单机双级
压缩机。
第三章
第三章
二、活塞式制冷压缩机的
总体结构和主要零部件
1,机体。 它是压缩机的机身，用来
安装和支承其他零部件以及容纳润滑油。
2,传动机构。 压缩机借助该机构传
递动作，对气体作功，它包括曲轴、连杆、活塞等。
3,配气机构。 它是保证压缩机实现
吸气、压缩、排气过程的配气部
件，它包括吸、排气阀片，阀板和气阀弹簧等。
4,润滑油系统。 它是对压缩机各传
动摩擦偶合件进行润滑的输油系
统，它包括油泵、油过滤器和油压调节部件等。
5,卸载装置。 它是对压缩机气缸进行卸裁、调节冷量、便于启动的
传动机构，它包括卸载油缸、油括塞、推杆和顶针、转环等零件。
6,轴封装置。 在开启式压缩机中，
轴封装置用来密封曲轴穿出机体
处的间隙，防止泄漏，它包括托板、弹簧、橡胶圈和石墨环等。
第三章
开启式制冷压缩机
图 3— 5 8FS10型开启式制冷压缩机机体
第三章
半封闭式制冷压缩机
图 3— 14 R22半封闭式制冷压缩机的总体结构图
1— 滤油器 2— 吸油管 3— 端轴承盖 4— 油泵轴承 5— 油泵 6— 曲轴
7— 活塞连杆组 8— 排气截止阀 9— 气缸盖 10— 曲轴箱 11— 电动机室
12— 主轴承 13— 电动机室端盖 14— 吸气过滤器 15— 吸气截止阀
16— 内置电动机 17— 油孔 18— 油压调节阀 19— 底盖
第三章
全封闭式制冷压缩机
图 3— 15 全封闭式制冷压缩机
1— 排气管 2— 气缸 3— 连杆 4— 吸排气阀 5— 活塞
6— 主轴承 7— 电动机定子 8— 电动机转子 9— 壳体 10— 气液分离器
11— 端子 12— 内部支撑 13— 排气消声器 14— 排气腔 15— 吸气腔
16— 离心油泵 17— 曲轴 18— 副轴承
第三章
第四节 回转式制冷压缩机
近年来回转式压缩
机发展很快，特别在高
效化、小型化、轻量化
方面。 常用的回转式压
缩机有 螺杆式, 滚动活
塞式 （滚动转子式）、
滑片式 和 涡旋式 四种。
第三章
一、螺杆式制冷压缩机
螺杆式制冷压缩机与活塞式制冷压缩机、离心式制冷压缩机相比
是较晚的一种机型。螺杆式制冷压缩机的结构特点，确定了它的许
多 优点,如：
– 零件数仅为活塞式的 1／ 10，压缩机 运行可靠、安全、振幅小 ；
– 适应性强,在高、低温制冷范围内以及热泵应用中均有良好性能；
– 结构紧凑,能适用于大压比的工况；
– 对湿压缩不敏感；
– 有良好的输气量调节特性 ；
– 维护方便 等特点，是制冷和空调工程的理想主机。
第三章
螺杆式制冷压缩机的结构和工作原理
图 3— 16 螺杆式压缩机的结构
1— 吸气口 2— 机壳 3— 阴转子
4— 阳转子 5— 排气口 图 3— 17 螺杆式制冷压缩机的工作过程
a— 吸气开始 b— 吸气过程 c— 吸气结束 d — 压缩过程
e— 压缩结束 f— 排气过程
第三章
二、滚动活塞式（滚动转子式、刮片
式）制冷压缩机
转子式压缩机虽然出现较早，
但由于 材质和加工精度的限制,长期
来在制冷领域一直未被采用。随着科
学技术的发展，原有的难题已经或者
逐步得到了解决，偏心滚动转子式制
冷压缩机在 1kW左右以下的 小型窗式
空调器 和 食品冷藏箱 中已开始广泛使
用，在该冷量范围内所显示的优点足
以取代活塞式制冷压缩机。
第三章
图 3— 23 滚动活塞式（滚动转子式、刮片式）制冷压缩机结构示意图
1— 排气管 2— 气缸 3— 圆柱形转子 4— 偏心轮
5— 润滑油 6— 吸气管 7— 滑片 8— 弹簧 9— 排气阀
图 3— 24 滚动活塞式（滚动转子式）制冷压缩机的工作过程
第三章
三、涡旋（涡线）式制冷
压缩机
图 3— 25 涡旋式制冷压缩机的构造
1— 固定螺旋槽板 2— 旋回螺旋槽板 3— 壳体 4— 偏心轴
5— 防自转环 6— 进气口 7— 排气口
目前，涡旋式制冷压缩机的使用功率大
约在 1～ 15kW之间。与活塞式制冷压缩机相
比较，它的 体积可缩小 40％,重量减轻 15％，
结构简单 （仅需 5个零件）,运行平稳、可
靠，噪声可降低 2～ 3dB（ A），具有较高的
EER值。
第三章
第三章
第五节 离心式制冷压缩机
离心式制冷压缩机的发展已有 六
十多年 历史,20世纪 30年代 卤代烃制冷
剂 的出现以及后来冶金工业和其他科学
技术的发展，为离心式制冷压缩机的制
造和应用奠定了良好基础。目前，单机
冷量在 1200kW以上的制冷压缩机，几乎
全部 采用离心式。
第三章
一、离心式制冷压缩机的构造
和工作原理
图 3— 26 单级离心式制冷压缩机的简图
1— 吸气腔 2— 进口导叶 3— 叶轮 4— 扩压器 5— 蜗壳
6— 增速齿轮 7— 电动机 8— 油箱 9— 齿轮油箱
第三章
? 所有制冷压缩机，根据其结构特点和工作
原理，均有其最佳冷量使用范围，因此，
当使用的冷量和条件不同时，应选用不同
形式的压缩机，以获得最佳运行效果 。
? 应该指出，活塞式制冷压缩机在结构和运
行性能方面虽有许多不足，但其制造技术
要求相对较低，而且使用年代已久，目前
在 200kW冷量以下的制冷压缩机中仍在广
泛使用。
第三章
第六节 制冷压缩机的热力分析和节
能措施
第三章
一、制冷压缩机的选型计算
（单、双级压缩机）
制冷系统最常用的压缩机是 活塞
式 和 螺杆式 。压缩机是制冷系统的
,主机,,一般根据空调或冷库制冷
系统的 使用条件, 制冷剂的种类, 制
冷循环型式 及 制冷能量要求,选择一
定规格的制冷压缩机，以满足制冷系
统的使用要求。
第三章
1．活塞式压缩机型式选择的基本条件
冷库制冷系统压缩机选择的依据是冷却设备负荷 Q0和
机械负荷 Qj，同时应考虑以下有关参数的规定：
（ 1）蒸发温度 t0。
（ 2）冷凝温度 tk。
（ 3）过冷温度 tg。
（ 4）吸气温度 t1。（表 3-4）
（ 5）二级压缩的中间温度 tzj与中间压力 p的经 验公式为,
36.04.0 ??? oKzj ttt
oKzj PPP ?
（ 3— 13）
（ 3— 14）
式中,tk,t0—— 冷凝温度和蒸发温度,℃ ；
Pk,P0—— 冷凝压力和蒸发压力,MPa。
第三章
第三章
2．活塞式制冷压缩机型式选择
确定选择单、双级压缩机的标准
是 压缩比 Pk / P0。对于 氨 系统，压缩
比 ≤ 8时采用单级，压缩比 >8时采用两
级。对 卤代烃 系统，压缩比 ≤ 10时采
用单级，压缩比 >10时采用两级。采用
的两级压缩机可以是 单机两级,也可
以是 配组的两级压缩 。
第三章
3．制冷压缩机单机容量和台数选择
压缩机单机容量和台数，应按 便
于能量调节 和 适应制冷对象 的工况变
化等因素来确定。采用多台压缩机时，
应尽可能采用 同一系列或型号 的产品，
以方便运行和维修。
第三章
4．制冷压缩机的工作范围和自动控制
压缩机的运行工况应尽可能满足前述基本条件。
在必须保证运行安全保护的前提下，在系统设计时
可以补充其他控制内容。在制冷自控技术不断进步
的今日，采用设有 微电脑控制 的制冷压缩机是较理
想的选择。不过这一选择还要与整个制冷系统控制
程序协调配合。
第三章
5．螺杆式制冷压缩机的选择
螺杆式制冷压缩机由于结构特点，它的内容积比是随外界
温度的变化而变化的，我国规定有 2.6,3.6和 5.0三种，选用
3种不同的滑阀。可适应不同的工况需要。新型可移动滑阀式
螺杆压缩机，可以进行内容积比的 无级调节 。
螺杆压缩机 单级压缩比大,有较宽的运行条件。 带
有经济器 的单级螺杆式制冷压缩机，可以得到更高的运行效
率。但在 低温 工况下，由于 t0很低，则应选择 两级螺杆压缩机 。
第三章
6．压缩机制冷量的计算
?hvo VqQ ?
压缩机的制冷量 Qo从制造厂的产品样本上无法查到时，可用下式计算：
kJ/h （ 3— 15）
式中,qv —— 单位容积制冷量,kJ／ m3；
Vh—— 压缩机的理论输气量,m3／ h；
λ —— 压缩机的输气系数。
从式 3— 1中可以看出，对一定的压缩机,Vh是定值，而 qv与 λ 值是随压缩
机的工作温度（主要指冷凝温度和蒸发温度）而变化的，因此压缩机的制冷量也
是随工作温度而变动的。
第三章
例 3— 1
试计算 8S— 12.5型,R22制冷压缩机在
tk=30℃, t0=-15℃, t5=25℃, t1’=15℃ 时的
制冷量 Q0。该压缩机的气缸直径 D=125mm、
活塞行程 S=l00mm、转速 960 RPM（ r／ min）、
气缸数 z=8。
第三章
kWqVQ vho 3600 111 ??? ?
kWqVQ vho 3 6 0 0 222 ??? ?
kWqqQQ
v
v
11
220102
?
??
?
?
7．在不同工况下压缩机制冷量的换算
制冷压缩机在出厂时，制造厂在机器的铭牌上标出的制冷量一般都是指
名义工况下的制冷量，在实际运行中如工况变化，则可按产品样本上提供的
制冷机性能曲线查得工作工况下的制冷量，也可根据工况改变时，压缩机的
理论输气量总是定值这个原则来进行换算，即
（ 3— 16）
（ 3— 17）
式中,Qo1,Q o2—— 在工况 l和工况 2时的压缩机制冷量,kW；
λ 1,λ 2—— 在工况 1和工况 2时的压缩机输气系数；
Vh—— 压缩机的理论输气量,m3／ h；
qv1,qv2—— 在工况 1和工况 2时的制冷剂单位容积制冷量,kJ／ m3。
（ 3— 18）
第三章
kWv qVqVQ ohvh
1
2
0 36003600
?????? 低低低低 ??
8．双级压缩制冷压缩机制冷量的计算
1）确定这套双级制冷机的中间压力 Po1值。
2）按已知的 tk（或 Pk）,to2（或 Po2）和求得的中间压力 Po1，作
出双级制冷机循环的 lgp-h图，并列出各有关点的热力参数值。
3）最后按下式计算双级制冷机的制冷量 Qo。
（ 3— 19）
式中,qv—— 制冷剂在蒸发温度 to2时的单位容积制冷量,kJ／ m3；
qo2—— 制冷剂在 t02时的单位质量制冷量,kJ／ kg；
Vh低 —— 低压级理论输气量,m3／ h；
λ 低 —— 低压级输气系数；
ν l—— 低压级吸入蒸气的比体积,m3／ kg。
第三章
例 3— 3
试计算下列配组式双级氨制冷机
的制冷量。低压级,8S— 12.5型一台，
Vh低 =566 m3／ h；高压级,4V— 12.5型
一台,Vh高 =283 m3／ h。
第三章
二、制冷压缩机的变工况
运行特性
1．制冷压缩机的 变工况 。
2．制冷量 Qo与温度条件的关系。
3．压缩机 耗功 与温度条件的关系。
4,制冷系数 与温度条件的关系。
5,单位容积制冷量 与温度条件的关系。
第三章
三、制冷压缩机的能量调
节方法
进行能量调节有以下 三个优点,
（ 1）能使制冷装置的 制冷量 始终与外界热负荷 平衡,从而提高
了运行的经济性；
（ 2） 减小 蒸发温度（蒸发压力）的 波动,相对应地减小了被冷
却对象的温度波动，对空调而言可以提高环境的舒适度，对食品冷
藏可以更好地保持其品质，这样还可以减少压缩机的起动次数，延
长压缩机的使用寿命；
（ 3） 保证 了 轻载或空载 起动，避免引起电网负载过大的波动。
当压缩机无能量调节时，压缩机的起动力矩较大，可达额定负载的
1.8～ 2.25倍，易引起电动机过载。这样不但对电网电压的稳定性影
响大，而且易引起电动机因过载而损坏。若选用大容量的电动机来
进行工作，则降低了运行的经济性。
第三章
活塞式 压缩机的能量调节方式
（ 1） 顶开吸气阀片调节输气量
（ 2） 压缩机进排气侧流量旁通调节
第三章
螺杆式 制冷压缩机的能量调节
螺杆制冷压缩机通常采用 滑阀 调节能量，即在两
个转子高压侧，装上一个能够轴向移动的滑阀来调节
制冷量和卸载起动。滑阀调节能量的 原理,是利用滑
阀在螺杆的轴向移动，以改变螺杆的有效轴向工作长
度，使输气量在 10％～ 100％ 范围内连续无级调节。
滑阀的移动调节分 手动 和 自动,但控制的基本原
理都是采用油压驱动调节，一般根据吸气压力或温度
的变化实现能量调节。
第三章
离心式 制冷压缩机的能量调节
①改变转速；
②进口节流调节；
③进口导流叶片调节；
④冷凝器水量调节；
⑤旁通调节。
第三章
制冷压缩机的变速能量调节
（ 1）原动机直接驱动的压缩机变速调节。
（ 2）采用变速电动机时压缩机的变速调节。
（ 3）采用调速装置的变速调节。
1）调压调速
2）变频调速
第三章
在选择调速方案时，要充分 考虑,
1,要求的速度变化范围；
2,压缩机或电动机的负荷大小；
3,调速装置的技术复杂程度；
4,调速装置的价格；
5,可靠性及易维修性；
6,特殊要求或其它因素。
