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涡旋、螺杆、活塞、离心式制冷压缩机
来源: | 作者:haoyanglengdong | 发布时间: 390天前 | 337 次浏览 | 分享到:

1、活塞制冷压缩机

活塞式(即往复式)制冷压缩机应用广泛,而排气量不大,一般多为中小型压缩机,一般空调工况制冷量小于300kW。


影响压缩机制冷量的主要因素是:蒸发温度和冷凝温度,蒸发温度的影响更大。


影响活塞式制冷压缩机性能的主要因素:

1、制冷压缩机的性能系数(COP)

2、制冷压缩机的能效比(EER)


活塞式制冷压缩机的名义工况:

压缩机的制冷量和轴功率等参数随工况条件变化,为了衡量、比较压缩机性能,制定公认的温度条件(名义工况),作为压缩机制冷量选用和比较的标准。


铭牌上标示的制冷量和功率一般是在标准工况下的值,如为空调专用,则为空调工况。


2、回转式制冷压缩机

回转式制冷压缩机利用回转子的旋转运动替代活塞式制冷压缩机的往复运动,周期性的将低压气体的压力提高,实现了高速和小型化,其运转平稳,噪音低,构造简单、容积效率高;但回转式压缩机为滑动密封,加工精度要求高。


回转式制冷压缩机亦属于容积式压缩机,与活塞式压缩机相比,容积效率高,运转平稳,可实现高速化小型化

3、涡旋式制冷压缩机的特点

1、容积效率高:工作工程吸气、压缩、排气基本是连需进行没有余隙容积,吸气与有害过热度小;没有吸气阀,阻力损失小;连续压缩腔两侧压差小,漏气少;因而其容积效率高,通常可达0.95以上;


(2)振动小、噪音低:偏心轴转矩变化小仅为往复式、滚动式的1/10,使振动和噪音较低;


(3)结构简单、可靠性高:

4、螺杆式制冷压缩机

双螺杆主要由两个相啮合的螺杆转子组成;与活塞式压缩机相比,无吸、排气阀,输气量调节通过卸载活塞,推动卸载滑阀实现。

螺杆压缩机的三种压缩工况

与活塞式压缩机不同,螺杆压缩机由于无吸、排气阀,压缩结束时封闭空间的压力仅由旋转体的形状排气口的位置吸气压力制冷剂性质决定,与排气管内压力(冷凝压力)无关。因而可能存在三种工况:


压缩终了时封闭空间压力P2等于排气排气管压力Pk;


压缩终了时封闭空间压力P2低于排气排气管压力Pk;(欠压缩)


压缩终了时封闭空间压力P2高于排气排气管压力Pk。(过压缩)


欠压缩过压缩的情况下,压缩机的功耗均增加。为实现变工况条件下压缩终了时封闭空间与排气管压力的一致,可在压缩机中增设内容积比调节装置,自动调节内容积比。以实现变工况下系统的高效运行。

1—阳转子;2—阴转子;3—机体;4—滑动轴承;5—止推轴承;6—平衡活塞;7—轴封;8—能量调节活塞;9—卸载滑阀;10—排气口;11—进气口


对于内容积比固定的螺杆压缩机,一般选用的内压力比略低于制冷或热泵机组的额定运行压力比。


螺杆式制冷压缩机的特点

(1)螺杆工作时,油润滑油系统向螺杆工作面喷润滑油,进行冷却降温,因而排气温度低;


(2)由于没有进、排气阀,也没有余隙容积,其容积效率高;压缩比大;不担心湿压缩;


(3)空载启动,配用电机功率小;供油系统复杂;


(4)通过滑阀控制进气量,实现无级调节;


(5)螺杆机在部分负荷时的效率比离心机高8%~10%


5、离心式制冷压缩机

离心式制冷压缩机的优点: 

大型制冷压缩机的耗电量巨大。为减少发电设备、电动机及能量转换过程中的各种损失,对大型离心式制冷压缩机可用蒸气轮机或燃气轮机直接驱动,还可再配以吸收式制冷机,实现能量的梯级利用或冷热、电联产单机制冷量大;

没有磨损部件;离心式制冷压缩机的发展限制:对于材料强度、加工精度及制造质量均要求较高;更适合大型或特殊用途的场合。

1—叶轮;2—扩压器;3—导流叶片;4—机体;5—主轴 


基本构造:叶轮 、吸气室 、扩压器 、弯道和回流器 、蜗室。


工作原理:一般离心式制冷压缩机气流都是沿轴线进入叶轮,叶轮旋转产生的理论能量头只与叶轮外缘圆周速度以及流动情况有关,与制冷剂性质无关。

—机体;2—叶轮;3—扩压器;4—弯道;5—回流器;6—蜗壳;7—主轴;8—轴承;9—推力轴承;10—密封;11—轴封;12—进口导流装置


离心式制冷压缩机对制冷剂的要求

为减少叶轮级数,简化离心式压缩机构造,要求气体的能量头较小。因此,离心式压缩机较多采用分子量大的制冷剂,如R134a等。


离心式压缩机对转速的要求

为获得足够的叶轮外缘圆周速度,要求叶轮转速较高;并且直径越小,转速要求越高,一般在5000-15000r/min。


离心式制冷压缩机对最小制冷量的要求

受加工工艺的限制,叶轮直径一般不宜小于200~250mm)。此外,离心式压缩机转速很高。因此,其排气量很大,即使采用单位容积制冷能力小的制冷剂,单级容量也不宜小于500kW。(适用于大型制冷装置,如集中空调、大型冷库、石化工业等) 


离心式压缩机发生喘振的危害:

造成周期性的噪声增大和振动;高温气体倒流充入压缩机将引起压缩机壳体和轴承温度升高。如不及时采取措施,将损坏压缩机。


离心式压缩机发生喘振的原因:

主要是冷凝压力过高或吸气压力过低;压缩机制冷能力调节过低(输气量过低,低于喘振点以下)。


防止离心式压缩机发生喘振的措施:

①维持压缩机运行过程中冷凝压力和蒸发压力的稳定;

②旁通调节法:当制冷剂流量需调节到喘振点以下时,从压缩机出口引出一部分制冷剂不经冷凝直接返回压缩机吸气管。 


影响离心式压缩机制冷量的因素

 冷凝压力越高、蒸发压力越低,气态制冷剂被压缩所需的能量头越大。

 在离心式压缩机工作范围,气体获得的能量头越大,制冷剂排气量越小。


蒸发温度对离心式压缩机制冷量的影响 

离心式压缩机制冷量的随蒸发温度的下降而下降;离心式压缩机受蒸发温度的影响程度比活塞式压缩机大。可见,离心式压缩机的排气量冷凝压力的升高蒸发压力的降低而减小。因而制冷量也相应减少。


冷凝温度对离心式压缩机制冷量的影响

 当冷凝温度低于设计温度时,冷凝温度对离心式压缩机制冷量影响 较小;冷凝温度高于设计温度时,离心式压缩机制冷量随冷凝温度的升高急剧下降。