制冷壓縮機(jī)是空調(diào)系統(tǒng)的核心部件,通常稱為制冷機(jī)的主機(jī),�,?茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步,,新式空調(diào)系統(tǒng)不斷出現(xiàn),,推動了制冷壓縮機(jī)制造技術(shù)的不斷進(jìn)步,。從目前制冷壓縮機(jī)的發(fā)展趨勢來看,,結(jié)構(gòu)緊湊,、高效節(jié)能以及微振低噪等特點是空調(diào)壓縮機(jī)制造技術(shù)不斷追求的目標(biāo)。下面對制冷壓縮機(jī)做一個概述.& J. i/ y6 c& ]: e! w
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作用:3 m; ?$ s/ R4 B3 S, o0 F* |0 F. R9 J
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l,、從蒸發(fā)器中吸m蒸氣,,以保證蒸發(fā)器內(nèi)一定的蒸發(fā)壓力;
' s5 A+ j8 X1 l B5 E: Z2,、提高壓力(壓縮),,以創(chuàng)造在較高溫度下冷凝的條件;; T2 R. G, W C: K8 }/ `
3,、輸送制冷劑,,使制冷劑完成制冷循環(huán)。
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一,、壓縮機(jī)的種類很多,,根據(jù)工作原理的不同,空調(diào)壓縮機(jī)可以分為定排量壓縮機(jī)和變排量壓縮機(jī),。
% W" B, Z/ `6 x/ \5 z4 ?l,、定排量壓縮機(jī)的排氣量是隨著發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速的提高而成比例提高的,它不能根據(jù)制冷的需求而自動改變功率輸,,而且對發(fā)動機(jī)油耗的影響比較大,。它的控制一般通過采集蒸發(fā)器出風(fēng)口的溫度信號來實現(xiàn),當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度,,壓縮機(jī)停止工作,;當(dāng)溫度升高后,,壓縮機(jī)開始 T二作。定排量壓縮機(jī)也受空調(diào)系統(tǒng)壓力的控制,,當(dāng)管路內(nèi)壓力過高時,,壓縮機(jī)停止工作。
: N S' V+ Q/ s& @ B2,、變排量壓縮機(jī)可以根據(jù)設(shè)定的溫度自動調(diào)節(jié)功率輸出,。空調(diào)控制系統(tǒng)不采集蒸發(fā)器m風(fēng)口的溫度信號,,而是根據(jù)空調(diào)管路內(nèi)壓力變化信號來控制壓縮機(jī)的壓縮比從而自動調(diào)節(jié)m 風(fēng)口溫度,。在制冷的全過程中,壓縮機(jī)始終是工作的,,制冷強(qiáng)度的調(diào)節(jié)完全依賴裝在壓縮機(jī)內(nèi)部的壓力調(diào)節(jié)閥來控制,。當(dāng)空調(diào)管路內(nèi)高壓端壓力過高時,壓力調(diào)節(jié)閥 -·*-*減小壓縮比,,這樣就會降低制冷強(qiáng)度,。當(dāng)高壓端壓力下降到一定程度,低壓端壓力上升到一定程度時,,壓力調(diào)節(jié)閥則增大活塞行程以提高制冷強(qiáng)度,。: Q8 x* N7 J* X9 ?/ M6 H) H. H
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二、根據(jù)工作方式的不同,,6 L( M! U) Y! O2 R$ U7 T
可分為兩大類—— 容積型與速度型,。
( c' w( T# I- N% _2 p) K( X/ I 容積型壓縮機(jī)是靠工作腔容積的改變來實現(xiàn)吸汽、壓縮,、排汽等過程,。屬于這類壓縮機(jī)的有往復(fù)式壓縮機(jī)和回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。速度型壓縮機(jī)是靠高速旋轉(zhuǎn)的T作I1"輪對蒸氣做功,,壓力升高,,并完成輸送蒸氣的任務(wù)。屬于這類壓縮機(jī)的有離心式和軸流式壓縮機(jī),,目前常用的是離心式壓縮機(jī),。1、往復(fù)式壓縮機(jī)的工作原理
! u$ N) c* U: P' y, g5 X往復(fù)式壓縮機(jī)又稱活塞式壓縮機(jī),。壓縮機(jī)的工作腔是汽缸�,;钊谄變�(nèi)作上下往復(fù)運動,,從而完成了壓縮、排汽,、膨脹,、吸汽等過程,。圖1中的四個過程分別表示了壓縮機(jī)1二作中的四個過程。
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9 G- q9 U$ s) d# G/ K* f1 M到最低位置(稱活塞的下止點)時,,汽缸吸滿蒸氣,。而活塞轉(zhuǎn)而向上,這時吸,、排汽門都關(guān)閉,,汽缸容積縮小,蒸氣被壓縮,,一直壓縮到排汽壓力為止,。圖中(b)為排汽過程:當(dāng)壓力達(dá)到一定值(大于排汽管內(nèi)壓力)時,排汽閥開啟,,活塞繼續(xù)上移,,蒸氣排出,一直到活塞上移到最高位置(這位置稱活塞的上止點)時,,排汽結(jié)束,。圖中(c)是余隙膨脹過程:為了防止活塞與吸排汽閥碰撞,活塞上移到上止點時,,活塞與汽缸頂部之間留有一定間隙,,稱余隙。當(dāng)活塞轉(zhuǎn)而向下運動時,,排汽結(jié)束時留在余隙內(nèi)的高壓蒸氣阻止吸汽閥開啟,,吸汽不能開始。這時余隙內(nèi)的蒸氣隨著活塞下移而進(jìn)行膨脹,,一直膨脹到吸汽壓力以下時才結(jié)束,。圖中之(d)是吸汽過程:吸汽閥開啟,隨著活塞往下運動而吸汽,,一直進(jìn)行到活塞下移到活塞下止點為止,。+ r- J4 y3 D/ g# I( O+ X& l8 R8 @
( 2)優(yōu)點:它應(yīng)用比較廣泛,制造技術(shù)成熟,,結(jié)構(gòu)簡單,,而且對加工材料和加工lT藝要求較低,造價比較低,,適應(yīng)性強(qiáng),,能適應(yīng)廣闊的壓力范圍和制冷量要求,可維修性強(qiáng),。) l+ J3 R7 M: ]& W2 p
(3)缺點:無法實現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速,,機(jī)器大而重,不容易實現(xiàn)輕量化,,排氣不連續(xù),,氣流容易出現(xiàn)波動,,而且工作時有較大的振動。由于曲軸連桿式壓縮機(jī)的上述特點,,已經(jīng)很少有小排量壓縮機(jī)采用這種結(jié)構(gòu)形式,,曲軸連桿式壓縮機(jī)目前大多應(yīng)用在客車和卡車的大排量空調(diào)系統(tǒng)中。! a3 {) G" o; N! s b& t9 j
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) j5 ^2 c* {* }7 k) c4 l2,、螺桿式壓縮機(jī)的構(gòu)造與工作過程
9 |! }1 s; m% D# ?螺桿式壓縮機(jī)是一種回轉(zhuǎn)式容積式壓縮機(jī),。它利用螺桿的齒槽容積和位置的變化來完成蒸氣的吸人、壓縮和排IqJ過程,。無油螺桿壓縮機(jī)在本世紀(jì)三十年代問世,,主要用于壓縮空氣。后來汽缸內(nèi)噴油的螺桿式壓縮機(jī)出現(xiàn),,性能得到提高,,目前,噴油式螺桿壓縮機(jī)已是制冷壓縮機(jī)中主要機(jī)種之一,。螺桿式壓縮機(jī)分為雙螺桿和單螺桿兩大類,,雙螺桿壓縮機(jī)習(xí)慣上稱為螺桿式壓縮機(jī)。; `1 h: J# Q$ p3 @6 j5 D& Y" v
(1)圖2為噴油式螺桿式壓縮機(jī)的構(gòu)造,。在斷面為雙圓相交的汽缸內(nèi),,裝有一對轉(zhuǎn)子—— 陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子。陽轉(zhuǎn)子有四個齒,,陰轉(zhuǎn)子有六個齒,,兩根轉(zhuǎn)子相互嚙合。當(dāng)陽轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周,,隱轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)2/3周,,或者說,陽子的轉(zhuǎn)速比陰轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速快50%,。圖3是螺桿式壓縮機(jī)從吸汽靠排汽的工作過程,,在汽缸的吸汽端座上開有吸汽口,當(dāng)齒槽與吸汽口相通時,,吸汽就開始,,隨著螺桿的旋轉(zhuǎn),齒槽脫離吸汽口,,一對齒槽空間吸滿蒸氣,,如圖(a)。螺桿繼續(xù)旋轉(zhuǎn),,兩螺桿的齒與齒槽相互嚙合,,有汽缸體、嚙合的螺桿和排汽端座組成的齒槽容積變小,,而且位置向排汽端移動,,完成了對蒸氣壓縮和輸送的作用,如圖" Z! d {* F4 i8 N* M
(b),。當(dāng)這對齒槽空間與端座的排汽
" m- R' u7 g2 u! j口相通時,,壓縮終了,蒸氣被排出,,如圖(c),。每對齒槽空間都存在著吸汽、
, V* G; T8 _8 i! @ K壓縮,、排汽三個過程,。在同一時刻存在著吸汽、壓縮,、排汽三個過程,,不過5 g1 Q2 w' v! ?3 z1 E7 _
它們發(fā)生在不同的齒槽空間。: i0 P$ }( z9 V" _' z+ {
(2)螺桿式壓縮機(jī)的優(yōu)點:# s o# J2 I% v: e
①螺桿式壓縮機(jī)只有旋轉(zhuǎn)運動,,沒有往復(fù)運動,,因此壓縮機(jī)的平衡性好,振動小,,可以提高壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速,。
( K l1 r( _" e! L& ` F②螺桿式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,,重量輕,,無吸、排汽閥,,易損件少,,可靠性高,檢修周期長,。( Q3 V* L) Q8 _
③在低蒸發(fā)溫度或高壓縮比工況下,,用單級壓縮仍然可正常工作,且有良好的性能,。這是由于螺桿式壓縮機(jī)沒有余隙,,沒有吸、排汽閥,,故在這種不利工況下仍然有較高的容積效率,。
. p5 c0 L1 j8 [) ^1 G) o④螺桿式壓縮機(jī)對濕壓縮不敏感。% y, g. g! g. c+ J8 ?: \% ?
⑤螺桿式壓縮機(jī)的制冷量可以在10%一100%范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié),,但在40%以上負(fù)荷時的調(diào)節(jié)比較經(jīng)濟(jì),。. L2 P: T/ ^' r# u
(3)缺點:噪聲較大,以及需要設(shè)$ K6 A5 K( v- ?' O' X5 C( d4 s
置一套潤滑油分離、冷卻,、過濾和加壓的輔助設(shè)備,,造成機(jī)組體積大。
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) l: j! O2 A, k+ ^; H(4)應(yīng)用范圍
0 L. x: n% {- H k& k雙螺桿壓縮機(jī)在化工,、制冷及空氣動力工程中,,它所占的比重較大。螺桿壓縮機(jī)的容積流量范圍是2 50m 3/12f a)吸氣結(jié)束 f b)壓縮行程 f c)排出開始之前0 I4 G. a$ b" p- y& s8 j
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( @: X% Z1 e, ^4 i* p. T1 x 圖4旋渦式壓縮機(jī)工作原理& \- F. G9 L; N( p/ d4 X
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1,、定圈2,、動圈3、動圈渦旋中心4,、5,、6、8,、制冷劑氣體7,、最小壓縮容積9、排氣口8 D; c2 R7 b8 W3 x" Y
10,、動圈渦旋中心l1,、開始壓縮客積(最大容積)12、回旋半徑min,,終了壓力一般小于12MPa,,個別場合可達(dá)4.5MPa。在化工系統(tǒng)中,,大都采用于式結(jié)構(gòu),,而空氣動力工程與制冷領(lǐng)域中常采用濕式。+ m; x4 n. X1 g# v# p
3,、旋渦式壓縮機(jī)的工作原理旋渦式壓縮機(jī)的機(jī)理早在20世紀(jì)初由法國人所發(fā)明,,但是由于當(dāng)時加工精度不高和結(jié)構(gòu)上存在問題,而一直未得到推廣使用,。到了七十年代,,這項技術(shù)在美國才開始得到應(yīng)用。自本世紀(jì)80年代以來,,渦旋壓縮機(jī)以其機(jī)構(gòu)緊湊,、高效節(jié)能、微振低噪以及工作可靠性等特點,,開始在小型制冷及空調(diào)領(lǐng)域獲得越來越廣泛的應(yīng)用,,也因此成為壓縮機(jī)技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。旋渦式壓縮機(jī)也是一種容積型回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī),,一般為直立型,。其結(jié)構(gòu)主要分為動靜式和雙公轉(zhuǎn)式2種,,目前動靜式應(yīng)用最為普遍,它的工作部件主要由動渦輪與靜渦輪組成,。動,、靜渦輪的結(jié)構(gòu)十分相似,都是由端板和由端板上伸出的漸開線型渦旋齒組成,,兩者偏心配置且相差180o,,靜渦輪靜止不動,而動渦輪在專門的防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的約束下,,由曲柄軸帶動作偏心回轉(zhuǎn)平動,無自轉(zhuǎn),,只有公轉(zhuǎn),。$ N& Y1 `, }4 R# E5 Z3 X3 a
(1)工作原理6 a: D' [7 u$ T) y2 y) ]* @
如圖4所示,一對相同型線且相4 |7 R4 b- e- ~8 J5 K
互錯開180度的渦旋葉片圈組合一對嚙合,,動圈2以回旋半徑的圓作不旋轉(zhuǎn)的回運動,。如(A)所示,在吸氣完了時,,一對渦旋圈共形成兩對月牙形容積,。最大的月牙容積l1即將開始壓縮。動圈渦旋中心繞定圈渦旋中心連續(xù)公轉(zhuǎn),,原最大的月牙容積實現(xiàn)a—b—c的壓縮,,達(dá)到預(yù)定壓力,由排氣口9排出,。在月牙11壓縮的同時,,在動圈和定圈的外周義形成吸氣容積4、8,,連續(xù)回轉(zhuǎn)運動過程中,,也實現(xiàn)了相同的壓縮,如此周而復(fù)始完成吸氣,、壓縮,、排氣過程。
# @) X& e) u) a! Q. H# M(2)渦旋式壓縮機(jī)優(yōu)點:4 x4 n) R8 O2 M9 u. ?: b
①容積效率高,,因為相鄰的月牙形空間之間的壓差小,,泄漏少,無吸汽和排汽閥,,阻力小,,無余隙容積的再膨脹。2 t' n! K; B8 M0 m6 u: T
②絕熱效率高,,在同樣制冷量情況下,,旋渦式比往復(fù)式約高10%,。
6 f V* n+ V+ E w" T$ }0 U③動渦盤與主軸等運動部件的受力變化小,整機(jī)振動小,。: q% I) M; I" W' F: I
④零部件少,。約為往復(fù)式的40%。9 R i; [: B6 C( ]/ O. I
⑤驅(qū)動動渦盤運動的偏心軸可
( V/ s: e$ i7 j" c以高速旋轉(zhuǎn),,因此渦旋式壓縮機(jī)體積小,、重量輕,約比往復(fù)式輕l5%,。: M8 S8 H# Z, ?9 e/ A- r
⑥渦旋壓縮機(jī)運轉(zhuǎn)可靠,,而且容易實現(xiàn)變轉(zhuǎn)速運動和變排量技術(shù)。0 b/ z% V: G7 D- d% Q- P# i
(3)缺點:要求加工精度高,。 |