制冷压缩机新第6章容积式制冷压缩机的容量调节课件.ppt
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1、第6章 容积式制冷压缩机的容量调节6.1概述6.1.1容量调节的目的设备能力与用户负载相匹配目标温度稳定在预期范围最恶劣情况下满足用户需求6.1.2容量调节的要求为什么要进行输气量调节 当外界条件或被冷却对象负荷发生变化时,为了既保持室内所需低温,又实现经济运行,必须根据外界条件变化调节压缩机的输气量(产冷量),使其和外界负荷相适应。6.1.2容量调节的要求三大类:吸气节流调节改变转速调节改变工作容积6.1.3容量调节的基本原理 压缩机的制冷量随调节参数的变化而变化;变化有适当的灵敏度;调节过程能量损失小;调节机构简单、可靠;附带影响小;最好只有一个调节参数。6.2吸气节流调节在压缩机的吸气管
2、路上加装吸气节流阀,通过节流的方式改变压缩机的吸气压力,从而间接改变压缩机的吸气比体积,节流使吸气比体积增加,压缩机每转中吸入的气体质量减少,制冷量随之降低。调节原理和装置比较简单;调节过程随着制冷循环特征参数,如蒸发温度和冷凝温度的变化,不是一种理想的调节方式。6.3变转速调节6.3.1间歇运行调节通过控制压缩机的开停机来进行制冷量的调节;简单、成本低;调节过程能量损失大;6.3.1压缩机的间歇运行原理:当室温降到规定温度的下限时,通过温度继电器或低压压力继电器,使压缩机停止运行,室内温度开始回升,当温度升高到超过规定温度的上限值时,上述控制器件又将压缩机的电路接通,压缩机重新启动运行(双位
3、控制)。实质:将压缩机在运行时产生的制冷量与被冷却空间在全部时间内所需制冷量平衡(即压缩机在一个开、停周期内的平均输气量(制冷量)和室内负荷相适应。适用范围:功率小于10kw的小型制冷设备,如冰箱、房间空调器等。具有节能、舒适、启动快速、温控精度高和易于实现自动化等优点。启动时压缩机高速运转,快速接近暖房设定温度,当室内温度趋向适合温度时,压缩机低速运转,可减少开停次数,并使室温变化很小,达到既节能又舒适的目的。包括交流变频器调速和 直流变频器调速。采用变频调节的热泵空调机运行特性采用变频调节的热泵空调机运行特性6.3.2变频调节 变频器是使交流电频率发生连续变化的装置。它首先通过整流器将交流
4、电转换为直流电,然后再通过逆变器将直流电经控制电路转换成频率可变的交流电;变频器有电流源型和电压源型,又根据控制电路调制方式分为脉宽调制方式(PWM方式)和脉幅调制方式(PAM方式),当前空调器用制冷压缩机的电动机变频器多采用电压源型PWM方式。1、变频调节原理 温度传感器测出房间温度及换热器温度送入微机,经运算后将信息送入数字信号控制电路进行波形成型处理,然后送入逆变器,将由整流器送来的直流电转换为频率可变的交流电,去驱动感应电动机。当传感器测出的冷房温度大于设定温度,则经微机运算再通过数控电路,使逆变器输出的交流电频率升高,电动机转速增加,制冷量增大,冷房温度降低至设定值,完成能量调节。1
5、、变频调节原理感应电动机的转速n与交流电输入频率的关系为:假定s为常量,改变交流电的频率就可以改变电动机转速,压缩机的输气量与电动机的转速成正比,若交流电频率连续变化,则转速连续变化,从而实现了输气量的连续调节、达到了制冷量连续调节的目的。该方法空调工作功率的变化呈阶梯性变化,一般只分为几档。1、变频调节原理采用直流变频器将50Hz或60Hz固定频率的交流电转变成直流电,对直流电动机进行调速,省却了交流变频器又将直流变成交流的麻烦,使电器元件减少;直流变频呈线性平滑的变化,空调工作时可在功率范围内任意递增或递减,空调功率可随温度出现精确变化,故更省电;直流变频压缩机的电动机转子采用稀土永磁材料
6、制成(永磁无刷直流电动机),定子产生旋转磁场与转子永磁磁场直接作用,实现压缩机运转,可通过改变供给电机的直流电压来改变电机转速(调整电枢电压法),为得到可调整的直流电源,广泛采用脉宽调制系统(PWM系统)。直流变频压缩机不存在定子旋转磁场对转子的电磁感应作用,克服了交流变频压缩机的电磁噪音与转子损耗,具有比交流变频压缩机效率高与噪音低特点,直流变频压缩机效率比交流变频压缩机高10%-30%,噪音低510 dB。1、变频调节原理1、变频调节原理 无刷直流电动机由直流电源供电,在结构上没有电刷和换向器,其绕组里的电流变化(通、断和方向)是通过电子换向器(控制器)实现的,电流以方波形式变化。永磁无刷
7、直流电动机的电动机转子采用稀土永磁材料制成,其结构形式与无刷直流电动机一样,但其绕组电流按正弦规律变化。1、变频调节原理 压缩机高速运转时:运动部件的磨损增加;气体流经排气阀的流动损失增加,并导致排气阀片产生延 迟关闭,阀片寿命降低;润滑油循环率随转速增加而增加,降低换热,压损增加;各种杂质随润滑油进入运动部件间隙中,引起部件损伤;噪声增加。压缩机低速运转时:导致泄漏量增加 压缩机振动随转速变化加剧 3、变频调节的特点6.4改变工作容积调节6.4.1多机并联调节 一个机壳中装有两台输气量不同的立式涡旋式压缩机,其中一台由变频器驱动,另一台直接由电网供电;每台可彼此独立运行也可并联运行,其运行状
8、态取决于空调器负荷,由微机控制;与具有单独机壳的双机并联系统相比,具有高效、可靠及成本低的优点;与相同制冷量的一台压缩机相比,在较宽的制冷量范围内有较高的COP值。5-436.4.2内部并联压缩机6.4.3旁通调节1.旁通阀调节2.滑阀调节3.塞柱阀调节电磁阀关闭电磁阀关闭排气腔通道排气腔通道吸气腔通道吸气腔通道冷凝器侧通道冷凝器侧通道知识扩展 压缩机内部旁通调节1、单缸机旁通调节 在压缩腔设置旁通孔D,使一部分被压缩气体返回吸气腔,其输气量调节范围一 般 在 100%70%,由旁通孔位置决定。知识扩展 单缸机旁通调节图图 6-302、双缸机旁通调节 电磁控制阀10控制左缸中被压缩的气体引入右
9、缸,使卸载阀13动作,关闭右缸吸气孔口8,右缸进入空运转,压缩机输气量减少一半,达到调节负荷的目的。知识扩展 双缸机旁通调节双缸机旁通调节示意图双缸机旁通调节示意图汽车空调中常用汽车空调中常用 通过活塞式控制阀6控制回流气体调节孔9的开启度,以控制吸入气体的回流量,从而实现输汽量调节。原理:通过吸气回流旁通输气量。6-131.旁通阀调节 在一定的转速范围内,制冷量可根据空调工况要求保持不变(曲线),可满足汽车空调中车速增加而冷负荷变化小的要求。在转速20005600r/min的调节区域,功率消耗约降低20%(曲线),且吸气压力稳定(曲线),排气压力低于定容量压缩机的排气压力(曲线)。1.旁通阀
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