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第四章系统部件的设计与选型

该制冷系统试验装置部件包括压缩机、冷凝器、节流机构、低温箱体（含蒸

发器）、节流元件、冷凝-蒸发器等主要设备，还有回热器、气液分离器、干燥

过滤器等辅助设备。本章主要介绍这些设备的设计及选型（或制作）等内容。

§4.1压缩机的选型计算[53]

压缩机是制冷系统中最主要部件，是实现蒸气压缩式制冷循环必不可少的部

件，起着压缩及输送气体的作用。目前，在中、小型空调和冷柜机组中，容积式

制冷压缩机为主要机种。随着制造和设计技术的进步，开启式压缩机在小冷量范

围内已由半封闭式、全封闭式压缩机所代替。全封闭活塞式制冷压缩机的设计、

制造相当成熟，在中小型制冷系统中广泛采用。该类压缩机的优点为：电机的工

作性能较可靠，噪音低，使用方便[53-54]。

自上个世纪七十年代能源危机后，为得到较高的能量利用率，出现了一些新型的

容积式压缩机，如：旋转活塞式、滑片式、涡旋式制冷压缩机。据本次设计蒸发

温度较低的特点，将经验成熟的活塞式压缩机作为选型对象，按照制冷循环热力

计算所求压缩机理论输气量进行选配，同时也应考虑压缩机结构性能上的要求。

活塞式制冷压缩机的制冷量与压缩机的工作容积、转速、吸气压力、排气压力、

吸气温度等因素密切相关。各种型号压缩机的制冷量和蒸发温度、冷凝温度的关

系曲线（性能曲线）一般由制造厂提供。应用这些曲线图，可确定在不同工况下

压缩机的制冷量、功率消耗、能效比等数值。若无性能曲线作为参考，可按压缩

机产品样本所提供的输气量选型。

§4.1.1压缩机吸气和排气状态参数

吸气状态参数：

t=-20℃，P=1.5bar，h=391kJ/kg，s=1.875kJ/kg

1111

3

v=0.2092m/kg，制冷剂状态为过热气体。

1

排气状态参数：

t=114℃，P=18bar，h=473.7kJ/kg，s=1.875kJ/kg

2222

3

v=0.019888m/kg，制冷剂状态为过热气体。

2

§4.1.2压缩机的热力计算

（1）压比

=18÷1.5=12

（2）制冷剂质量流量G

低温箱的制冷量Q

0

设计要求Q=100W

0

二级节流毛细管制冷剂流量G

2

Q100

0

hh292.3152.6

G108=0.7158g/s

2

一级节流毛细管制冷剂流量G

1

0.750.15

GG

G0.870.752=5×0.7158=3.579g/s

1

总制冷剂流量G

G=G+G=3.579+0.7158=4.295g/s

12

（3）压缩机内实际体积流量V

h

V=G×v=4.295×0.2092×3.6=3.235m3/h

h1

（4）输气系数

a）容积系数v