涡旋压缩机国标
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《空调用制冷压缩机节能产品认证技术规范》(送审稿)编制说明中国质量认证中心2008年8月1.背景空调技术的发展依靠于压缩机技术水平的提高,诸如提高空调能效比以及发展高端的新冷媒空调和变容量空调,其核心都在于压缩机技术的研发。
压缩机作为空调的核心部件,早年生产规模一直难以匹配空调产能的扩张,供求缺口逐年加大,成为抑制空调产业发展的瓶颈,自2003年开始,空调压缩机企业掀起投资高潮,而为了摆脱供给瓶颈,一些空调整机企业也斥资收购或新建压缩机生产线,目前空调用压缩机的产量已达到8000万台/年。
空调最核心的部件非压缩机莫属,一台压缩机可以占到整台空调成本的30%~40%,能耗占整个空调的能耗约80~90%,加之其本身又具有较高利润空间,因此强势空调企业均涉足压缩机业务。
蓬勃发展的中国经济、高速增长的需求、节能产品的美好市场前景以及空调市场需求增加,技术的进步推动了制冷空调压缩机制造业的发展。
各企业为适应市场需求开发不同性能要求制冷压缩机,但是由于没有评价压缩机能效的国家标准和行业标准,各厂家都在按各自的企业标准生产,且各标准既不规范、又不统一,如各厂家选定的名义工况(压缩机冷凝温度及蒸发温度)各有各的说法,让客户无所适从,然而随着近几年空调行业的高速发展,社会及消费者对空调的能效性能的关注度大大提高,要求空调的心脏——压缩机能效进一步提高,而且我们国家的压缩机也存在着巨大的节能潜力,因此制定压缩机的节能认证技术规范、尽快开展压缩机节能产品认证,保证广大压缩机用户权益和最终用户权益,提高厂家制造水平,规范行业竞争秩序,以及促进完善压缩机技术的发展是十分必要的。
2.工作过程综述2.1成立工作组2006年10月正式组成技术规范起草小组,负责技术要求的具体编写工作。
技术要求起草单位:组长单位:原中标认证中心(08年2月合并入中国质量认证中心)组员单位:合肥通用机械研究院、大金机电设备(苏州)有限公司、西安大金庆安压缩机有限公司、烟台冰轮股份有限公司、约克无锡空调冷冻设备有限公司、丹佛斯(上海)自动控制有限公司、上海汉钟精机股份有限公司、大连三洋压缩机有限公司、松下·万宝(广州)压缩机有限公司、麦克维尔空调制冷(苏州)有限公司、上海日立电器有限公司。
涡旋压缩机型线设计准则及其优选策略
涡旋压缩机是一种常见的离心压缩机,其通过利用涡轮将气体转速加快来压缩气体。
为了保证涡旋压缩机的高效率和可靠性,需要进行型线设计,以满足气体流动的要求。
以下是涡旋压缩机型线设计准则及其优选策略:
1.流道设计准则
涡旋压缩机流道的设计对其性能有着重要影响。
其流道应当满足尽量平缓的进口流道、顺畅的进口与出口过渡、有利的旋涡特性等要求。
此外,需要保证流道内部气体流动稳定,避免发生分离现象。
2.涡轮设计准则
涡轮是涡旋压缩机的核心组件之一,涡轮设计应当满足高效率和高强度的要求。
涡轮的叶片数应当尽量少,叶片形状应当合理,以提高流体动能的转化效率。
此外,涡轮的强度应当足够,避免在高速运转时出现疲劳损伤。
3.叶轮设计准则
叶轮是涡旋压缩机的另一个重要组件,叶轮设计应当满足合理的叶片数和形状、合适的旋涡角等要求。
此外,叶轮的材料选择应当考
虑到其强度和耐腐蚀性等因素。
4.优选策略
为了实现涡旋压缩机性能的优化,可以采用以下优选策略:
(1)结合实际使用需求,选择合适的设计参数,例如流量、压力比等。
(2)借助模拟软件,通过数值模拟和优化设计,寻找最优的涡旋压缩机型线和组件设计方案。
(3)基于实验和试验数据的分析,调整设计参数和组件结构,优化涡旋压缩机的性能和可靠性。
涡旋压缩机的型线设计和优选策略需要结合实际使用需求和先进的设计理念,以提高其性能和可靠性,满足不同的工业应用场景。
涡旋压缩机测试方法涡旋压缩机是一种常见的压缩机类型,其工作原理是通过涡旋运动将气体压缩。
为了确保涡旋压缩机的性能和质量符合要求,需要进行测试和验证。
本文将介绍涡旋压缩机的测试方法。
一、涡旋压缩机测试的目的和意义涡旋压缩机是一种重要的能量转换设备,在工业生产中广泛应用。
它的工作效率和可靠性直接影响到生产线的正常运行和产品质量。
因此,进行涡旋压缩机的测试和验证,能够有效评估其性能指标,发现潜在问题,提高设备的工作效率和可靠性。
二、涡旋压缩机测试的内容1. 测试压缩机的工作效率:通过测量压缩机的压缩比、压缩机功率和流量,可以计算得到压缩机的绝热效率和机械效率,从而评估压缩机的工作效率。
2. 测试压缩机的容量:通过测量压缩机的流量和压力,可以确定压缩机的容量,即单位时间内处理的气体量。
3. 测试压缩机的冷却效果:通过测量压缩机进出口气体的温度差和冷却水的温度,可以评估压缩机的冷却效果。
4. 测试压缩机的振动和噪音:通过使用振动和噪音测试仪器,可以测量压缩机的振动和噪音水平,评估其安装和运行状态是否正常。
三、涡旋压缩机测试的方法1. 实验室测试:将涡旋压缩机置于实验室中,连接相应的测量设备,通过控制系统控制压缩机的运行,进行各项测试。
实验室测试可以提供较为准确的测试数据,但无法完全模拟实际运行环境。
2. 现场测试:在涡旋压缩机的实际运行环境中,使用便携式测试设备进行测试。
现场测试可以模拟真实工况,但受到环境条件的影响,测试数据可能不够准确。
3. 数据分析和对比:将测试得到的数据进行分析和对比,与设计要求和标准进行对比,评估涡旋压缩机的性能是否符合要求。
若发现问题,可以进行进一步的优化和改进。
四、涡旋压缩机测试的注意事项1. 测试设备的选择:选择合适的测试设备,确保其精度和可靠性。
2. 测试环境的控制:在实验室测试中,需要控制环境温度、湿度等参数,以保证测试的准确性。
3. 测试数据的记录和分析:及时记录测试数据,并进行分析和对比,发现问题并采取相应的措施。
压缩机选型设计规范(发布日期:2008-07-21)--1适用范围本规范适用于房间空调器选用定速R22/R407C/R410A制冷剂压缩机时的设计。
具体数值如与压缩机厂家提供的规格书有冲突部分,以相应的厂家提供的规格书为准。
其它制冷剂压缩机可参考执行。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T 7725 房间空气调节器GB 12021.3 房间空气调节器能源效率限定值及节能评价值QMG-J11.009 家用产品试验指引QMG-J21.001 房间空气调节器QMG-J80.004 零部件耐候性试验和评价方法QMG-J81.001 包装运输试验评价方法QMG-J81.004 振动运输试验方法QMG-J82.001 异常噪声检测、判定方法QMG-J82.007 房间空气调节器凝露试验判定方法QMG-J82.014 分体式空调器非标安装评价方法QMG-J84.001 产品可靠性评定导则QMG-J84.002 产品可靠性试验室评定方法QMG-J84.006 整机一般环境长期运行试验规范QMG-J85.004 家用空调和类似用途产品安全标准3设计要求3.1 压缩机选用参考:3.1.1 对于压机本体能力的挑选要根据冷媒种类、设计要求的能效比、所用系统的大小等综合来决定。
(例如要开发EER为3.4的R22冷媒35机,要选的压机本体能力约为3500W,如是R410A 机型则可按下浮5%来选取)3.1.2 压缩机必须预留有接地螺丝孔(一般为M4)。
3.1.3 对于T1工况机型:在满足整机能效要求情况下尽量选用转子式压缩机,能效实在满足不了才用涡旋式压缩机。
对于T3工况机型:尽量选用转子式压缩机,客户指定时才用活塞式压缩机。
第36卷第3期湖南理工学院学报(自然科学版)V ol. 36 No. 3 2023年9月 Journal of Hunan Institute of Science and Technology (Natural Sciences) Sep. 2023涡旋压缩机的变截面涡旋齿及型线设计方金湘1, 李徽2(1. 岳阳职业技术学院机电工程学院, 湖南岳阳 414000;2. 湖南理工学院机械工程学院, 湖南岳阳 414006)摘要:针对现有涡旋压缩机涡齿径向多点啮合、运行噪音大、内泄露的问题, 提出变截面涡旋齿及其型线设计方法, 得到一种两点啮合的渐变壁厚涡旋齿, 使得在一个公转平动工作循环中, 动涡外壁三角函数渐开线与静涡内壁三角函数渐开线、动涡内壁三角函数渐开线与静涡外壁三角函数渐开线均为两点啮合. 建立涡旋齿的几何理论, 比较变壁厚涡旋齿和等壁厚涡旋齿的性能参数. 结果表明, 所提出的涡旋齿两点接触使压缩机运行平稳、噪音低、内泄露少、能效高.关键词:涡旋压缩机; 变截面涡旋齿; 两点啮合; 型线设计中图分类号: TH45, U212.32 文献标识码: A 文章编号: 1672-5298(2023)03-0022-06Design of Variable Section Scroll Teeth and Profile ofScroll CompressorFANG Jinxiang1, LI Hui2(1. School of Mechanical and Electrical Engineering, Yueyang V ocational and Technical College, Yueyang 414000, China;2. School of Mechanical Engineering, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang 414006, China)Abstract: Aiming at the problems of the existing scroll compressor scroll teeth radial multi-point meshing, high operation noise and internal leakage, the method of profile design and variable section scroll teeth were proposed to obtain a two-point meshing gradient wall thickness of the scroll teeth, so that, in a revolution translational working cycle, the trigonometric function and in-volute of the outer wall of the moving vortex with the inner wall of the static vortex,and the inner wall of the moving vortex with the outer wall of the static vortex are two-point meshing. The proposed geometric theory of scroll teeth was established. The parameters of variable wall thickness scroll and constant wall thickness scroll were compared. The results show that the proposed two-point contact of scroll teeth makes the compressor run smoothly, low noise, less internal leakage and high energy efficiency.Key words: scroll compressor; variable section scroll teeth; two point engagement; profile design0 引言由于涡旋压缩机的工作特性, 气体压力由外到内逐步增加, 外部涡齿受力小, 涡齿壁厚减薄可满足强度要求, 故通常采用由内到外渐变壁厚涡旋型线, 如阿基米德螺线、代数螺线、变基圆半径渐开线等. 采用变壁厚涡旋型线, 相同排气量可减小压缩机尺寸, 相同尺寸可增加压缩机排气量. 现有涡旋式压缩机大多是多个腔室同时工作, 动、静涡齿径向多点同时啮合, 属于过定位现象. 因为加工、装配存在误差, 实际运行过程中涡齿轮廓凸起部位相互接触, 形成涡齿凸起部位撞击现象, 引起噪音振动, 特别是在高转速情况下噪音振动明显增大[1]. 本文通过变截面涡旋齿及其型线设计, 实现涡旋齿只在中心部位两点接触, 减少冲击振动, 使压缩机运行平稳, 解决现有涡旋齿型线多点啮合、运行噪音振动大的问题. 啮合间隙的逐渐变小, 可解决内泄露问题, 提升涡旋式压缩机工作能效, 对于促进涡旋压缩机的发展具有重要意义.1 涡旋压缩机变截面涡旋齿涡旋压缩机结构如图1所示, 主要由控制器、电机、主轴、缸体、固定盘、动涡旋盘、静涡旋盘、油气分离器和汽缸盖组成.收稿日期: 2022-08-17作者简介: 方金湘, 女, 教授. 主要研究方向: 机械产品设计与制造通信作者: 李徽, 男, 教授. 主要研究方向: 自动控制和智能制造第3期方金湘, 等: 涡旋压缩机的变截面涡旋齿及型线设计 23图1 涡旋压缩机结构涡旋压缩机参数见表1. 压缩机采用轻量化设计, 重量只有5.8 kg; 控制器轴装, 有利于大功率散热; 永磁同步电机外径112 mm, 叠高27 mm, 选用高效8极12槽; 内置油气分离器, 有效降低系统油循环率.表1 压缩机参数序号 参数名称 规格 序号参数名称 规格 1 排量(V olume) 33 CC7通信类型(Communication type)PWM/LIN/CAN 2 最大制冷量(Maximum cooling capacity)9.5 kW 8转速范围(Revolution range) 1000 ~ 8000 rpm3 制冷剂(Refrigerant) R134a 9最高排气温度(Maximum exhaust temperature)125 ℃ 4 最大运行压力(Maximum operating pressure)2.5 MPa 10防护等级(Protection level) IP67 5 电源电压 (Power voltage) DC 220 ~ 450 V 11冷冻油/注入量(Brand of oil / oil charge)POE/120 ml 6通信电压(Communication voltage)DC 9 ~ 32 V 12重量(Weight)5.8 kg动、静涡旋齿装配结构如图2所示. 涡旋压缩机的变截面涡旋齿包括: 动涡旋齿(11)和静涡旋齿(12), 其中动涡旋齿(11)的型线由动涡外壁三角函数渐开线(111)和动涡内壁三角函数渐开线(112)组成; 静涡旋齿(12)的型线由静涡外壁三角函数渐开线(121)和静涡内壁三角函数渐开线(122)组成.图2 动、静涡旋齿装配结构24湖南理工学院学报(自然科学版) 第36卷在公转平动工作过程中, 动涡旋齿(11)与静涡旋齿(12)能实现正确啮合, 即动涡外壁三角函数渐开线(111)与静涡内壁三角函数渐开线(122)啮合, 以及动涡内壁三角函数渐开线(112)与静涡外壁三角函数渐开线(121)啮合[2].2 涡旋齿型线设计2.1 确定动涡外、内壁三角函数渐开线以基圆圆心为原点建立二维坐标系[2~4]. 动涡外壁三角函数渐开线(111)方程:=(cos (+)+(1)sin (+)),(sin (+)(1)cos (+)).b b X R k Y R k θθθθθθθθ⋅π-π⎧⎨=⋅π--π⎩(1) 动涡内壁三角函数渐开线(112)方程:=(cos +(1/)sin ),(sin (1/)cos ).b or b b or b X R k R R Y R k R R θθθθθθθθ⋅-+⎧⎨=⋅--+⎩(2) 其中b R 为基圆半径, or R 为动涡盘平动回转半径, θ为涡旋齿型线展开角, k 为变壁厚系数. 2.2 确定静涡外、内壁三角函数渐开线动静涡型线相同, 相位相差180°. 静涡外壁三角函数渐开线(121)方程:(cos +(1)sin ),(sin (1)cos ).b b X R k Y R k θθθθθθθθ=⋅-⎧⎨=⋅--⎩(3) 静涡内壁三角函数渐开线122方程:(cos (+)+(1+/)sin (+)),(sin (+)(1+/)cos (+)).b or b b or b X R k R R Y R k R R θθθθθθθθ=⋅π-π⎧⎨=⋅π--π⎩(4) 2.3 计算涡旋齿壁厚涡旋齿壁厚方程为[5~8]((1)()(1())).b or t R k k R θθθθ=---π--π- (5)涡旋齿结构参数: 2.79mm b R =, 4.8mm or R =, 0.000145k =, 展开角0~3.5π, 吸气容积为33 CC, 涡齿壁厚3.85 ~ 2.13 mm, 涡齿高20 mm, 动盘外径78 mm.对比同排量等壁厚涡盘, 涡齿重量降低2%, 涡齿端板外径减小5%(见表2).表2 涡齿尺寸对比序号 名称 等壁厚尺寸 变壁厚尺寸 备注 1 动盘最小外径 82 mm 78 mm 外径减小5% 2涡齿高度21.3 mm20 mm涡齿高度减小6.1%涡旋齿型线的啮合理论要求两条生成壁面的型线互为共轭曲线. 生成动涡内壁三角函数渐开线(112)的型线的共轭曲线方程为11(cos +(1)sin )+cos (+arctan (2/(1))π/2),(sin (1)cos ())+sin (+arctan (2/(1))π/2).b or b or X R k R k k Y R k R k k θθθθθθθθθθθθ=⋅⋅⎧⎨=⋅⋅⎩------- (6) 2arctan((2/)/(/))/2.or or k r R r R k βθθθθθ=+-+--π (7)涡齿理论共轭型线与实际型线差异如图3所示. 由于生成静涡外壁三角函数渐开线的理论共轭曲线与实际型线存在差异, 使动、静涡旋齿实际啮合时有间隙, 啮合间隙大小为221/211(()())X X Y Y -+-, 故随展开角θ的增加, 啮合间隙逐渐增大. 展开角为0时, 啮合间隙为0 mm, 展开角为3.5 π时, 啮合间隙为0.012 mm.第3期方金湘, 等: 涡旋压缩机的变截面涡旋齿及型线设计 25图3 涡齿理论共轭型线与实际型线差异3 压缩机测试数据分析3.1 压缩机性能指标测试数据通过对比试验, 得到压缩机性能指标测试数据见表3.表3 压缩机性能指标测试数据参数名以及参数值转速 / rpm排气温度 / ℃功耗 / kW制冷量 / kW能效比B33变壁厚涡盘1#样机2000 77.3 0.85 2.391 2.813 3000 76 1.22 3.671 3.009 4000 77 1.666 5.02 3.013 5000 78.4 2.155 6.341 2.942 6000 79.6 2.615 7.512 2.873 7000 81.6 3.128 8.595 2.748 8000 84.1 3.691 9.603 2.602 B33变壁厚涡盘2#样机2000 78 0.853 2.325 2.725 3000 75.7 1.219 3.702 3.037 4000 76.8 1.65 4.976 3.015 5000 77.5 2.084 6.252 3.001 6000 79.2 2.573 7.466 2.901 7000 81.6 3.081 8.579 2.785 8000 83.6 3.638 9.573 2.631 B33等壁厚涡盘1#样机2000 78.6 0.852 2.368 2.778 3000 77.5 1.252 3.714 2.966 4000 77.9 1.675 4.979 2.973 5000 78.9 2.162 6.277 2.903 6000 81 2.690 7.554 2.808 7000 83.2 3.244 8.679 2.675 8000 86.3 3.788 9.499 2.508随转速变化, 压缩机排气温度对比性能曲线如图4所示, 功耗对比性能曲线如图5所示, 制冷量对比性能曲线如图6所示, 能效比对比性能曲线如图7所示.由图5可知, 压缩机随转速增大, 功耗增加, 但变壁厚涡盘的功耗要比等壁厚涡盘的功耗低. 由图6可知, 压缩机随转速增大, 变壁厚涡盘制冷量和等壁厚涡盘制冷量均增大. 由图7可知, 压缩机随转速增大, 在转速达到4000 rpm 之后, 变壁厚涡盘和等壁厚涡盘能效比都随转速的提高而不断下降; 其中在同一转速下, 变壁厚涡盘的能效比要比等壁厚涡盘的能效比高. 综上可知, 随着压缩机转速增大, 制冷量、功耗增大, 但能效比在转速达到4000 rpm 之后, 随着涡旋压缩机转速的提高而不断下降. 压缩机在转速高时能够得到较多制冷量, 有利于减少车内降温时间, 同时功耗也增加, 但对能效提高没有太多帮助,所以涡旋26湖南理工学院学报(自然科学版) 第36卷压缩机要将常用转速范围设计为高能效点.图4 压缩机排气温度对比性能曲线 图5 压缩机功耗对比性能曲线图6 压缩机制冷量对比性能曲线 图7 压缩机能效比(COP)对比性能曲线3.2 压缩机振动噪音测试数据通过对比试验, 得到压缩机振动噪音测试数据见表4.表4 压缩机振动噪音测试数据 B33变壁厚涡盘1#样机实际工况(MPaG) 参照国标GB/T 22068—2018转速 / rpm3000 4000 5000 6000 7000 8000 噪音dB(A)测试位置: 正上方30 cm 61.486 65.125 70.28 72.238 75.621 78.352 噪音dB(A)测试位置: 正前方30 cm 61.94 65.031 69.883 74.6 76.748 79.06 噪音dB(A)测试位置: 左侧30 cm62.401 65.562 70.961 73.761 76.735 80.218 平均值:61.9465.2470.3773.5376.3779.21振动采集频率(KHz) 6.4:X / m/s² 0.839 1.285 2.402 4.943 6.202 9.721 振动采集频率(KHz) 6.4:Y / m/s² 1.151 2.059 3.966 5.448 10.999 17.239 振动采集频率(KHz) 6.4:Z / m/s²0.977 1.53 2.717 4.672 6.225 9.757 平均值: 0.991.623.035.027.8112.24B33等壁厚涡盘1#样机实际工况(MPaG) 参照国标GB/T 22068—2018转速 / rpm3000 4000 5000 6000 7000 8000 噪音dB(A)测试位置: 正上方30 cm 63.826 67.884 73.933 74.168 74.403 80.440 噪音dB(A)测试位置: 正前方30 cm 64.393 65.715 72.841 75.612 78.383 79.569 噪音dB(A)测试位置: 左侧30 cm62.714 64.201 70.252 73.589 76.926 78.567 平均值:63.644 65.933 72.342 74.456 76.571 79.525 振动采集频率(KHz) 6.4:X / m/s² 3.272 3.418 7.386 7.931 8.476 10.222 振动采集频率(KHz) 6.4:Y / m/s² 3.324 5.248 10.579 11.413 12.246 20.906 振动采集频率(KHz) 6.4:Z / m/s²3.3884.382 8.110 10.087 12.063 24.354 平均值:3.3284.3498.6929.81010.92818.4947577798183858710003000500070009000排气温度℃转速rpmB33变壁厚涡盘1#样机B33变壁厚涡盘2#样机B33等壁厚涡盘1#样机0.81.21.622.42.83.23.6410003000500070009000功耗K W转速rpmB33变壁厚涡盘1#样机B33变壁厚涡盘2#样机B33等壁厚涡盘1#样机234567891010003000500070009000制冷量K W转速rpmB33变壁厚涡盘1#样机B33变壁厚涡盘2#样机B33等壁厚涡盘1#样机2.42.52.62.72.82.933.110003000500070009000C O P转速rpmB33变壁厚涡盘1#样机B33变壁厚涡盘2#样机B33等壁厚涡盘1#样机第3期方金湘, 等: 涡旋压缩机的变截面涡旋齿及型线设计 27随转速变化, 压缩机噪音对比曲线如图8所示, 振动对比曲线如图9所示.图8 噪音对比曲线 图9 振动对比曲线由图8可知, 变壁厚涡盘在各转速下噪音比等壁厚涡盘小; 由图9可知, 变壁厚涡盘在各转速下振动加速度比等壁厚涡盘明显减小, 说明涡盘两点啮合能使压缩机运行平稳.4 结束语变截面涡旋齿及其型线设计是在一个公转平动工作循环中, 使动涡外壁三角函数渐开线与静涡内壁三角函数渐开线、动涡内壁三角函数渐开线与静涡外壁三角函数渐开线均为两点啮合. 两点接触使压缩机运行平稳, 解决了现有涡旋齿型线多点啮合, 运行噪音振动大的问题.在相同工作空间内, 对比同排量等壁厚涡盘, 涡齿重量降低2%, 涡齿端板外径减小5%.变壁厚设计减小了压缩机重量和体积, 降低了制造成本; 压缩机工作时内泄露减小, 提升了能效, 节能环保; 压缩机运行噪音振动小, 降低了隔振降噪的成本.参考文献:[1] 程哲铭, 欧阳新萍, 雷 蓉. 涡旋式压缩机涡旋型线的研究综述与前景[J]. 流体机械, 2015, 43(1): 51−56. 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1范围本标准规定了全封闭涡旋式制冷压缩机的名义工况、技术要求、试验方法、检验规则、产品规格书和标志、包装、运输、贮存的要求。
本标准适用于全封闭涡旋式制冷压缩机。
船用及特殊用途全封闭涡旋式制冷压缩机可参照执行。
2引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时,所示版本均为有效。
所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB 191—2000 包装储运图示标志(eqv ISO 780:1997)GB 4706.17—1996 家用和类似用途电器的安全电动机—压缩机的特殊要求(idt IEC 335—2—34:1980)GB/T 5773—1986容积式制冷压缩机性能试验方法(eqv ISO 917:1974)GB/T 6388—1986运输包装收发货标志GB/T 13306—1991 标牌JB/T 4330—1999制冷和空调设备噪声的测定JB/T 7249—1994制冷设备术语3定义本标准采用下列定义。
3.1全封闭涡旋式制冷压缩机hermetic scroll refrigerant compressor由一个固定的渐开线涡旋盘和一个呈偏心回旋平动的运动渐开线涡旋盘组成可压缩容积的压缩机,压缩机和电动机装在一个由熔焊或钎焊焊死的外壳内的制冷用途的压缩机(以下简称压缩机)。
3.2性能系数(cop)coefficient of performance在规定的工况下,压缩机的制冷量与其输入功率的比值,其值用W/W表示。
3.3名义工况rating conditions性能工况中的一种工况,即铭牌工况。
3.4压缩机电动机额定功率nominal power压缩机配用的电动机在额定电源参数下,其轴输出的名义功率(以下简称额定功率)。
4名义工况与使用范围4.1名义工况压缩机的名义工况如表1所示。
表1 压缩机名义工况高温型:蒸发温度-23.3~12.5℃,冷凝温度27~60℃,压缩比小于等于6.0;中温型:蒸发温度-23.3~0℃,冷凝温度27~60℃;低温型:蒸发温度-40~12.5℃,冷凝温度27~60℃。
5技术要求5.1一般要求压缩机按照经规定程序批准的图样和技术文件制造。
5.2性能要求5.2.1按6.1和6.5规定的方法进行试验,实测制冷量不得低于名义制冷量的95%,且压缩机的性能系数(cop)不得低于名义值的95%。
5.2.2起动性能按6.4规定的方法进行试验,压缩机均能正常起动。
5.2.3输入功率和工作电流按6.5规定的方法进行试验,其实测输入功率值和工作电流值不应超过额定值的105%。
5.2.4电气安全要求电气安全项目符合GB 4706.17中的安全要求规定。
5.2.5噪声按6.7规定的方法进行试验,其噪声值不大于名义值。
5.2.6振动按6.8规定的方法进行试验,压缩机在其规定的各测点测得的各个方向的峰-峰振幅值不得高于名义值。
5.2.7整机残余水分含量按6.9规定的方法进行试验,其整机残余水分含量不应大于表2规定的限值。
按6.10规定的方法进行试验,其整机内部杂质含量不应大于表3规定的限值。
按6.11规定的方法进行试验,壳体(含被焊接在壳体上的零件)不允许渗漏。
5.2.10 可靠性按6.12规定的方法进行试验,试验结束时,制冷量及性能系数(cop)的下降不应超过原实测值的5%。
声压级噪声值不应超过原实测值3dB。
5.2.11 起动耐久性压缩机按6.13规定的试验方法进行6×104次试验后,压缩机应能继续工作不应出现下列故障:a)压缩机机械性损坏,试验压比无法维持;b)支承或连接性部件损坏,引起噪声明显增加或导致压缩机起动和停机时出现撞机;c)压缩机内部出现电气短路或断路。
5.3 其他技术要求5.3.1 根据需要,压缩机可配备有合适的电动机过电流、过热保护装置。
5.3.2 根据需要,压缩机可配备合适的电动机起动装置。
5.3.3 根据需要,压缩机可配备有合适的减振装置(如减振垫等)。
5.3.4 压缩机成品应封入不低于大气压力的干燥氮气或空气。
5.3.5 压缩机通常应按设计要求和规定的注油量注入冷冻机油。
5.3.6 压缩机壳体表面涂漆应均匀光滑,不应有漏涂、划痕、锈斑等缺陷。
5.4 质量保证期在用户遵守产品使用说明书所示各项规定的条件下,从制造厂发货之日起18个月,产品因制造不良而发生损坏或不能正常工作时,制造厂应负责更换。
6试验方法6.1 制冷量试验压缩机在表1规定的工况下,按GB/T 5773进行试验,应符合5.2.1的规定。
6.2 其他试验6.2.1 试验条件6.2.1.1 环境温度:一般实验室的环境温度为25℃±10℃。
6.2.1.2 被测压缩机周围应是正常使用状态,除对气流敏感的试验有特殊规定外,一般其周围空气流速应在1.0 m/s以下,周围500mm距离内不应有影响试验的冷热源。
6.2.1.3被试压缩机电源电压的波动值不应大于2%,频率的波动值不应大于1%。
测量用仪表应在有效使用期内,并附有检定合格证,其型式和测量精度应符合表4的规定。
6.3 外观和外形尺寸测定6.3.1 外观:压缩机外观检验采用目测。
6.3.2 外形尺寸:压缩机外形尺寸采用直尺测量。
6.4 起动性能试验方法带有全部电气附件的压缩机接入起动性能试验装置(见图1)。
每次试验前其截流阀预先按6.13规定的工况调到合适位置。
将系统抽真空并充入适量的制冷剂,打开均压阀,压缩机转5min后停机,调整充入的制冷剂量,使系统的平衡压力为40℃±3℃对应的饱和压力(高温型压缩机)和21℃±3℃对应的饱和压力(中温型和低温型压缩机),关闭均压阀。
a)升电压起动:在压缩机接线端子处测量的端电压为1.06倍的额定电压时,连续起动压缩机三次,每次起动进入工况后,立即停机,并用均压阀使系统压力恢复到平衡压力;b)降电压起动:在压缩机接线端子处测量的端电压为0.85倍的额定电压时,连续起动压缩机三次,每次起动进入工况后,立即停机,并用均压阀使系统压力恢复到平衡压力。
6.5输入功率和工作电流测量在按6.1规定测定制冷量时,同时用功率表和电流表测定压缩机在该试验温度条件下运行时的输入功率和工作电流值。
6.6 电气安全项目的试验方法依据GB 4706.17中的规定要求。
图1 起动性能试验装置6.7 噪音测定本标准采用JB/T 4330—1999的附录C作为压缩机A计权声压级噪声水平的测定方法。
测试环境为半消音室,压缩机应装上自身配用的减振垫,压缩机用非刚性接管接入置于半消音室外的制冷系统或代用制冷系统(图2为推荐的代用制冷系统)。
对系统抽真空并充入该压缩机适用的制冷剂,运转压缩机。
调整吸、排气压力使其稳定在名义工况时对应的压力条件,并调整恒温控制水阀门,使回气温度保持在18.3℃±2℃,待系统进入稳定状30min 后,即可开始按JB/T 4330的规定,测量所规定各测点的A计权声压级噪声值,然后求出测量表面平均A计权声压级噪声值L p。
图2 推荐的代用制冷系统6.8 振动测量6.8.1 在噪声测定后,维持压缩机和制冷系统或代用制冷系统的工作状态不变,用测振仪测量规定点的振幅。
6.8.2 测点必须在所有安装位置进行测量,并尽可能靠近安装点。
另外,在压缩机机壳或者机体上吸气和排气管接头处也应当进行测量。
6.8.3 测量方向在吸气和排气接头处,必须在三个正交方向上进行测量;在安装位置处,在三个方向上进行测量。
在吸气和排气接头处,一个方向必须平行于接头处的管道方向,剩余两个方向中的一个应当描述接头处压缩机机体的切向运动,第三个方向根据正交要求定。
如图3所示。
图3 振动试验装置图(典型的)6.9 残余水分含量测定将压缩机置于恒温干燥箱内(如果压缩机中已充入了保护气体,则应将保护气体放出,直到压力与环境压力平衡)。
将吸排气管同时接入水分测量装置(如图4所示),使干燥箱内温度达到145℃±5℃。
在截止阀关闭的状态下,起动真空泵,当系统内绝对压力达到4P a 后,将冷凝管放入低温桶冷浴,低温桶内温度维持在—70℃以下,然后逐渐打开截止阀。
试验应持续4h后系统内压力不应超过4P a,这时停机,反之试验无效。
停机后,从装置上取下冷凝管,往冷凝管内注入乙醚,使冷凝管内温度升至常温,将冷冻在冷凝管内壁的油与水的混合物溶解,待油水分离后,从其刻度上读出水分含量。
图4 整机残留水分含量测试装置注:低温桶可以内装半桶甲醇或酒精,再放入干冰;也可以内装液氮。
但必须保持其要求的温度。
6.10 清洁度测量6.10.1 测量仪器a) 感量0.1mg的天平;b)孔隙度为5μm的过滤纸。
6.10.2 清洗方法a) 取孔隙度为5μm的过滤纸,放入烘箱,加温到60~70℃,保持30min,从烘箱内取出过滤片立即称重并记录过滤片的重量(可同时烘干若干片,取一片称一片)。
然后立即放入干燥器中保存。
b) 将压缩机中的冷冻油倒出,用已知重量的滤片过滤,然后将带滤出物的滤片放入清洁的酒精等溶剂中浸泡足够时间,以稀释滤片吸附的冷冻机油。
取出带滤出物的滤片,待溶剂挥发后,放入烘箱加温到60~70℃,保持30min后,称重。
此重量减去滤片重量即为油中杂质的重量。
c) 将不少于0.8L已过滤的冲洗液(HCFC141b)灌入压缩机壳体内密封好,用适当的方法充分冲洗压缩机内部,将清洗液倒出并过滤,然后将带滤出物的滤片按b)条规定,放入清洁酒精等溶剂中浸泡足够时间,并烘干称重。
把从油中和壳体清洗液中收集到的杂质重量相加即为压缩机内部杂质含量。
图5给出一种推荐的清洗装置图。
图5 推荐的清洗装置图6.10.3由于结构限制,冲洗液及冷冻机油无法全部倒出时,在装配前对相应的待装零部件进行检测,冷冻机油要按设计要求取样检测。
6.11 气密性试验气密性试验介质用干燥洁净空气或氮气进行。
试验时先给被试压缩机充入气体,缓慢加压至相应制冷剂60℃对应的饱和压力,然后放入水池中或外部涂抹发泡液,保压1min再进行检查,不应有渗漏。
6.12 可靠性试验将做完6.1和6.7试验的压缩机接入代用制冷系统,按表5或表6所示的条件连续运行。
每个工况采用一台压缩机运行2000h,如需要时,可采用强制通风冷却。
试验结束后,重新进行6.1和6.7试验,试验完应符合5.2.10的技术要求。
表5 可靠性试验条件(一)对于高温型压缩机也可按表6条件任选一种进行试验。
表6 可靠性试验条件(二)6.13 起动耐久性试验将压缩机接入起动性能试验装置(见图1),将其抽真空后,充入适量制冷剂,关闭均压阀。
起动并运行压缩机,调整截流阀,使吸、排气压力温度在如表7所规定的饱和温度对应的压力值,然后停机,试验前准备工作结束。