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冷却水循环机制冷压缩机的基本性能参数计算


                                                           冷却水循环机制冷压缩机的基本性能参数计算 
 

一、实际输气量(简称输气量)
   在一定工况下, 单位时间内由吸气端输送到排气端的气体质量称为在该工矿下的压缩机质量输气量,单位为。若按吸气状态的容积计算,则其容积输气量为,单位为。于是
 
二、容积效率
压缩机的容积效率是实际输气量与理论输气量之比值
它是用以衡量容积型压缩机的气缸工作容积的有效利用程度。
 
三、制冷量
   制冷压缩机是作为冷却水循环机中一重要组成部分而与系统中其它部件,如热交换器,节流装置等配合工作而获得制冷的效果。因此,它的工作能力有必要直观地用单位时间内所产生的冷量——制冷量来表示,单位为,它是制冷压缩机的重要性能指标之一。
 
式中  -制冷剂在给定制冷工况下的单位质量制冷量,单位为;
 
      -制冷剂在给定制冷工况下的单位容积制冷量,单位为。
    为了便于比较和选用,有必要根据其不用的使用条件规定统一的工况来表示压缩机的制冷量,表4-1列出了我国有关国家标准所规定的不同形式的单级小型往复式制冷压缩机的名义工况及其工作温度。根据标准规定,吸气工质过热所吸收的热量也应包括在压缩机的制冷量内。  
 
    表4-1 小型往复式制冷压缩机的名义工况
 
 
 
窗体顶端
表4-1 小型往复式制冷压缩机的名义工况
压缩机形式 小型开启式和半封闭式
(GB10871-89)
全封闭式
(GB10079-88)
全封闭式冰箱压缩机(GB9098-96)
工况 高温 中温 低温 高温 低温 冰箱用
制冷剂 R12,R22 R12,R22 R12。R22,R502 R12,R22 R12,R22,R502 R12,
吸入压力的饱和温度/* 7 -7 -23 7.2 -15 -23.3
吸入温度/* 18 18 5 35 15 32.2
排气压力的饱和温度/* 49 43 43 54.4 30 54.4
制冷剂液体过冷度/* 44 38 38 46.1 25 32.2
环境温度/* 30+-5 35+-3 32.2
窗体底端
 
 
 
四、排热量
 
排热量是压缩机的 制冷量和部分压缩机输入功率的当量热量之和,它是通过系统中的 冷凝器排出的。这个参数对于热泵系统中的压缩机来讲是一个十分重要的性能指标;在设计制冷系统的冷凝器时也是必须知道的。
 
 
 
图4-1 实际制冷循环
从图4-1a所示的实际制冷循环或热泵循环图可见,压缩机在一定工况下的排热量为:
 
 (4-4)
 
从图4-1b的压缩机的能量平衡关系图上不难发现
 
  (4-5)
 
上两式中
           -压缩机进口处的工质比焓;
 
           -压缩机出口处的工质比焓;
 
           -压缩机的输入功率;
 
           -压缩机向环境的散热量。
 
表2-2列举了美国制冷协会ARI520-85标准所规定的用于热泵中的压缩机的名义工况。
 
表2-2  热泵用压缩机的名义工况(美国制冷协会ARI520-85标准)环境温度35度
 
 
  蒸发温度/* 冷凝温度/* 吸气温度/* 液体过冷温度/*
空气源(制冷) 7.2 54.4 18.3 46.1
空气源(高温制热) -1.1 43.3 4.4 35
空气源(低温制热) -15 35 -3.9 26.7
水源(制冷和制热) 7.2 48.9 18.3 40.6

 
 
五、指示功率和指示效率
 
单位时间内实际循环所消耗的指示功就是压缩机的指示功率Pi,单位为kw,它等于
 
 (4-6)
 
式中  Wi——每一气缸或工作容积的实际循环指示功,单位为J。
 
制冷压缩机的指示效率hi是指压缩1kg工质所需的等熵循环理论功与实际循环指示功之比。它是用以评价压缩机气缸或工作容积内部热力过程完成的完善程度。
 
六 轴功率、轴效率和机械效率
 
由原动机传到压缩机主轴上的功率称为轴功率Pe,单位为kW,它的一部分,即指示功率Pi直接用于完成压缩机的工作循环,另一部分,即摩擦功率Pm,单位为kW,用于克服压缩机中各运动部件的摩擦阻力和驱动附属的设备,如润滑用液压泵等。
 
七 电功率和电效率
 
输入电动机的功率就是压缩机所消耗的电功率Pel,单位为kW。电效率*是等熵压缩理论功率与电功率之比,它是用以评定利用电动机输入功率的完善程度。
 
八 性能系数
 
为了最终衡量制冷压缩机的动力经济性,采用性能系数COP(Cofficient of performance),它是在一定工况下制冷压缩机的制冷量与所消耗功率之比。