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(dòng)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(shì)來看,,結(jié)構(gòu)緊湊,、高效節(jié)能以及微振低噪等特點(diǎn)是空調(diào)壓縮機(jī)制造技術(shù)不斷追求的目標(biāo)。下面對(duì)制冷壓縮機(jī)做一個(gè)概述.- |3 K" o. m1 S3 K O0 ]
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作用:* x3 Q9 ~& ~7 Q! \
- T9 |4 O9 e- p% bl,、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;
! d7 X u$ f, ]( @9 h2,、提高壓力(壓縮),,以創(chuàng)造在較高溫度下冷凝的條件;
/ ?) w a$ e c' @3 E3,、輸送制冷劑,,使制冷劑完成制冷循環(huán)。
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- {8 M( r2 y% C! @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),。
; Z. U* Q; l" T7 y4 c' Ll,、定排量壓縮機(jī)的排氣量是隨著發(fā)動(dòng)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(dòng)改變功率輸,,而且對(duì)發(fā)動(dòng)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(hào)來實(shí)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(shí),,壓縮機(jī)停止工作。. l; {" t- o4 G8 ^9 W6 p( X
2,、變排量壓縮機(jī)可以根據(jù)設(shè)定的溫度自動(dòng)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(hào),,而是根據(jù)空調(diào)管路內(nèi)壓力變化信號(hào)來控制壓縮機(jī)的壓縮比從而自動(dòng)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(shí),壓力調(diào)節(jié)閥 -·*-*減小壓縮比,,這樣就會(huì)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(shí),,壓力調(diào)節(jié)閥則增大活塞行程以提高制冷強(qiáng)度,。* s* `; `" [0 a9 O) ?- l/ H
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二、根據(jù)工作方式的不同,,
& X, u# r$ G5 N% a% @可分為兩大類—— 容積型與速度型,。: T& y) ^) m. Q0 Q- w
容積型壓縮機(jī)是靠工作腔容積的改變來實(shí)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(duì)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
+ a+ O( B5 N- I/ @6 i; d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,。活塞在汽缸內(nèi)作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),,從而完成了壓縮,、排汽,、膨脹、吸汽等過程,。圖1中的四個(gè)過程分別表示了壓縮機(jī)1二作中的四個(gè)過程,。4 S! M7 S1 n. _6 h+ D, h
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到最低位置(稱活塞的下止點(diǎn))時(shí),汽缸吸滿蒸氣,。而活塞轉(zhuǎn)而向上,,這時(shí)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(shí),,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(diǎn))時(shí),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(diǎn)時(shí),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(yùn)動(dòng)時(shí),,排汽結(jié)束時(shí)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(shí)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(shí)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(yùn)動(dòng)而吸汽,,一直進(jìn)行到活塞下移到活塞下止點(diǎn)為止,。8 t) Y2 s8 n& C
( 2)優(yōu)點(diǎn):它應(yīng)用比較廣泛,制造技術(shù)成熟,,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,,而且對(duì)加工材料和加工lT藝要求較低,造價(jià)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),。
4 l) R( c( P7 d* B$ r4 P$ i: v. c* N(3)缺點(diǎn):無法實(shí)現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速,,機(jī)器大而重,,不容易實(shí)現(xiàn)輕量化,排氣不連續(xù),,氣流容易出現(xiàn)波動(dòng),,而且工作時(shí)有較大的振動(dòng)。由于曲軸連桿式壓縮機(jī)的上述特點(diǎn),,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。' B. m" f n8 U: K5 Q
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2,、螺桿式壓縮機(jī)的構(gòu)造與工作過程/ j8 u. c Y* ^, c3 ?- D: P
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)。+ m( j8 F- R9 X2 m/ P! F" Z3 |- X
(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(duì)轉(zhuǎn)子—— 陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子。陽轉(zhuǎn)子有四個(gè)齒,,陰轉(zhuǎn)子有六個(gè)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(shí),,吸汽就開始,,隨著螺桿的旋轉(zhuǎn),齒槽脫離吸汽口,,一對(duì)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(dòng),,完成了對(duì)蒸氣壓縮和輸送的作用,,如圖9 f3 U& L5 y! s1 [& W3 i9 R
(b)。當(dāng)這對(duì)齒槽空間與端座的排汽
7 p, X- {4 u' m* t, _% l4 T' O口相通時(shí),,壓縮終了,,蒸氣被排出,如圖(c),。每對(duì)齒槽空間都存在著吸汽,、
/ f3 p6 D l6 U+ \& T壓縮、排汽三個(gè)過程,。在同一時(shí)刻存在著吸汽,、壓縮、排汽三個(gè)過程,,不過
/ b& y! \' h$ w& {, ~它們發(fā)生在不同的齒槽空間,。
W( S9 [6 y+ `+ R4 ^5 H(2)螺桿式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn):* R5 {% g/ n7 s' W
①螺桿式壓縮機(jī)只有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),沒有往復(fù)運(yùn)動(dòng),,因此壓縮機(jī)的平衡性好,,振動(dòng)小,可以提高壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速,。
' h# u/ l$ {* K+ A, f' S! @2 Z- d②螺桿式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、緊湊,重量輕,,無吸,、排汽閥,,易損件少,,可靠性高,,檢修周期長(zhǎng),。
$ q+ p" I. R" d2 H③在低蒸發(fā)溫度或高壓縮比工況下,用單級(jí)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。4 p# |& R* ?3 m! `, ]2 R) T; j/ j
④螺桿式壓縮機(jī)對(duì)濕壓縮不敏感,。
, y1 l, c3 l* O" M⑤螺桿式壓縮機(jī)的制冷量可以在10%一100%范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)節(jié),,但在40%以上負(fù)荷時(shí)的調(diào)節(jié)比較經(jīng)濟(jì),。9 A( M+ d$ p- R2 E' @4 Q* ]
(3)缺點(diǎn):噪聲較大,以及需要設(shè)
" q/ ^! u; g0 F7 u: ~; x/ `置一套潤(rùn)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,。, x& k3 Z E6 K' u
, E) |0 j& H# R! @- [7 t(4)應(yīng)用范圍
9 ^8 H' }& g0 |. c9 g) k雙螺桿壓縮機(jī)在化工,、制冷及空氣動(dòng)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
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: w5 A8 z) K9 U0 `% S4 v 圖4旋渦式壓縮機(jī)工作原理
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# t, h5 M& o3 W. B' Y1、定圈2,、動(dòng)圈3,、動(dòng)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) R: N0 a7 e5 h2 M) w4 u! M. v
10、動(dòng)圈渦旋中心l1,、開始?jí)嚎s客積(最大容積)12,、回旋半徑min,終了壓力一般小于12MPa,,個(gè)別場(chǎng)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(dòng)力工程與制冷領(lǐng)域中常采用濕式,。' @2 Y0 f1 S9 l( B5 ^4 h
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(guó)人所發(fā)明,,但是由于當(dāng)時(shí)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(xiàng)技術(shù)在美國(guó)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(diǎn),,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(dòng)靜式和雙公轉(zhuǎn)式2種,,目前動(dòng)靜式應(yīng)用最為普遍,,它的工作部件主要由動(dòng)渦輪與靜渦輪組成。動(dòng),、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(dòng),,而動(dòng)渦輪在專門的防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的約束下,由曲柄軸帶動(dòng)作偏心回轉(zhuǎn)平動(dòng),,無自轉(zhuǎn),,只有公轉(zhuǎn)。* r' I' A/ b B7 C/ p4 l; {5 G# n
(1)工作原理
4 K/ v6 I6 w/ l! }如圖4所示,,一對(duì)相同型線且相
: N, ?) m& O" I6 y互錯(cuò)開180度的渦旋葉片圈組合一對(duì)嚙合,,動(dòng)圈2以回旋半徑的圓作不旋轉(zhuǎn)的回運(yùn)動(dòng)。如(A)所示,,在吸氣完了時(shí),,一對(duì)渦旋圈共形成兩對(duì)月牙形容積。最大的月牙容積l1即將開始?jí)嚎s,。動(dòng)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(shí)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(shí),在動(dòng)圈和定圈的外周義形成吸氣容積4,、8,,連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過程中,,也實(shí)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,。$ Y' Z- p/ ~( W
(2)渦旋式壓縮機(jī)優(yōu)點(diǎn):
/ O. i% A: N2 V. t8 |①容積效率高,,因?yàn)橄噜彽脑卵佬慰臻g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,。0 H' T! |- J4 k6 {) [7 F, S
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%,。
% {1 ?* U" S! e5 o③動(dòng)渦盤與主軸等運(yùn)動(dòng)部件的受力變化小,,整機(jī)振動(dòng)小,。, D' ^# J' F2 _8 f; Q- D' p/ C: u
④零部件少,。約為往復(fù)式的40%。1 X' _, B8 a+ G. v
⑤驅(qū)動(dòng)動(dòng)渦盤運(yùn)動(dòng)的偏心軸可5 O! p# \6 w5 h$ G F! J t& D& a
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%。
, ?" D" c3 s, B4 @7 o. M⑥渦旋壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠,,而且容易實(shí)現(xiàn)變轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)和變排量技術(shù),。
0 ~) P# Y) O+ S, z9 z(3)缺點(diǎn):要求加工精度高。 |