常用的制冷压缩机
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一般中小型制冷空调系统中,压缩机常用采用全封闭式结构,将作为原动力的电动机和压缩制冷剂的压缩机密封在一个容器内,里面装入使运行平滑的润滑油和润滑机构。常见的空调器压缩机有四种类型:活塞式制冷压缩机、螺杆式制冷压缩机、涡旋式制冷压缩机、离心式制冷压缩机。
一、活塞式制冷压缩机
工作原理:通过活塞在气缸内的往复运动,周期性地改变气缸内的容积,从而实现对制冷剂蒸汽的压缩。电动机驱动活塞运动,将吸入蒸发器中的低温低压制冷剂蒸汽压缩成高温高压制冷剂蒸汽,送入到冷凝器中。
优点:结构简单,制造技术成熟;对加工材料和工艺要求相对较低;能适应较广的压力范围和制冷量要求,容易实现高压缩比;装置系统简单。
缺点:形体大而重,占地面积大;噪声和振动较大;难以实现高转速,导致制冷功率受限;气体脉动较大,影响制冷系统的稳定性;易损件多,维护成本高,且怕液击。
应用场景:在冷库及冷冻冷藏市场应用较多,尤其是一些小型冷库和商业制冷空调系统中也有使用。如一些小型超市的冷藏展示柜、冷库等场所。
二、螺杆式制冷压缩机
工作原理:依靠啮合运动着的一对阴阳转子,借助它们的齿、齿槽与机壳内壁所构成的呈 “V” 字形的一对齿间容积呈周期性大小变化,来完成制冷剂气体吸入—压缩—排出的工作过程。
优点:零部件少,易损件少,可靠性高;运转平稳安全,振动小;具有强制输气的特点,工况适应性强,排气量几乎不受排气压力的影响;可实现制冷量无级调节,采用滑阀机构,使制冷量可从 15%~100% 进行无级调节,节省运行费用;对液击不敏感。
缺点:价格昂贵,机体零部件加工精度要求高;压缩机运行时噪声相对较高;只能适用于中、低压范围,不能用于高压场合;由于喷油量大,油处理系统复杂,故机组附属设备多。
应用场景:广泛应用于冷冻冷藏、暖通空调和化工工艺等制冷装置,输入功率范围较广,从8kW到1000kW不等,尤其适用于一些中大型制冷系统,如大型商场的中央空调系统、工业冷冻系统等。
三、涡旋式制冷压缩机
工作原理:由两个螺旋形的滚筒组成,其中一个螺旋是固定的,另一个螺旋跟踪偏心和轨道运动,并不旋转,从而使制冷剂移动到旋转的中心,同时减小螺旋的体积,实现对制冷剂的压缩。
优点:没有往复运动机构,结构简单、体积小、重量轻、零件少,可靠性高;力矩变化小,平衡性高,振动小,运转平稳,噪音低;在其适应的制冷量范围内具有较高的效率和变频调速技术;无余隙容积,能保持高容积效率运行,相对来说不易液击。
缺点:精度要求高,形位公差都在微米级;无排气阀,变工况性能欠佳;工作腔不易实施外部冷却,压缩过程的热量难排出,因此只能够压缩绝热指数小的气体或者内冷却;大排量涡旋压缩机难实现,受齿高限制,排量大直径大,不平衡旋转质量增大。
应用场景:主要以全封闭结构为主,广泛应用于空调(热泵)、热泵热水、冷冻冷藏等领域,如家用空调机、多联机、模块机、小型水地源热泵等。
四、离心式制冷压缩机
工作原理:将从吸气口进入到压缩机的制冷剂气体加速,然后再通入扩压管降低气体的速度,使制冷剂气体的动能转换成势能,从而完成制冷剂从低压气体升高至高压气体的过程。
优点:在相同冷量的情况下,特别是在大容量时,与往复式压缩机组相比,省去了庞大的油分装置,机组的重量及尺寸较小,占地面积小;结构简单紧凑,运动件少,工作可靠,经久耐用,运行费用低,容易实现多级压缩和多种蒸发温度,容易实现中间冷却;离心机组中混入的润滑油极少,对换热器的传热效果影响较小,机组具有较高的效率;输气量大,转速高,供气均匀,消除了气体带油的缺点。
缺点:不适合于小流量场合,单级压比低,为了得到较高压比需采用多级叶轮,一般还要用增速齿轮;喘振是离心式压缩机固有缺点,同一台机组工况不能有大的变动,适用的范围比较窄;离心压缩机只能在设计工况下工作时才能获得最高效率,容易喘振;操作适应性差,气体流速大,摩擦阻力大,效率低;压缩出口温度比较高,换热面积大,容易受到压缩介质温度、压力、组成的变化的影响。
应用场景:适用于大型中央空调系统及石化工业等大型制冷需求的场所,多用于大型建筑的空调调节或工业制冷系统。
学生:黄建春
2024年11月19日