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制冷压缩机的分类及使用优缺点研究

2020-05-09胡荃中刘俊杰

神州·下旬刊 2020年4期
关键词:制冷系统优缺点压缩机

胡荃中 刘俊杰

摘要:制冷压缩机是空调等制冷设备的核心零部件。压缩机的性能将直接决定制冷系统的功能,从这个意义上来看,制冷系统设计需要与压缩机相互匹配。本文从结构和原理出发对压缩机的种类进行划分,对于几种比较常见的压缩机介绍其工作的原理,并且阐述在使用过程中的优缺点,希望相关研究人员以借鉴和参考。

关键词:压缩机;制冷系统;优缺点

1前言

制冷壓缩机是空调等制冷设备的核心零部件,它能够利用压缩气体的形式,直接将电能转化为机械能,从而实现制冷剂的转化。它的原理是从低温的系统中吸收热量,然后从高温环境中释放热量,压缩机在其中起到一个串联作用,相当于人体的心脏。从制冷压缩机的技术发展趋势上来看,更加重视低耗能、低污染以及低噪声,这是未来制冷压缩机研究的主要方向。下面主要按照原理结构以及工作内容将制冷压缩机进行划分,并对其优缺点进行简要的阐述。对于单级的制冷压缩机,只要介绍三种,分别为活塞式压缩机、螺杆式压缩机以及旋涡式压缩机。

2制冷压缩机的分类以及使用的优缺点

2.1活塞式压缩机

活塞式压缩机主要在气缸内实现气体的压缩,整个过程分为压缩、排气、膨胀以及吸气这四个过程,活塞在气缸内能够实现往复的运动,因此这种压缩机也被成为活塞式压缩机。活塞在运动中到达最低点位置,此时,吸气室内能够将外部的高压蒸汽吸满,这时活塞在动力的作用下,会向上运动,联动的吸气和排气阀门会自动关闭,吸气室内部气体被压缩,体积逐渐减小,一直到内部压力能够大于排气阀的压力为止,此时,排气阀会由于压力被打开,蒸汽转而排向吸气室之外,活塞会继续向上运动,直到上升到最高点为止。然后膨胀的过程,为了防止活塞往返运动中与吸气阀和排气阀之间发生碰撞,当活塞上升到最上部位置时,它与气缸之间要留有一定的缝隙,当活塞向下运动时排气结束,缝隙内的高压蒸汽会阻碍吸气阀张开,吸气停止,吸气室内蒸汽由于受到压缩会发生膨胀,最终当膨胀压力与吸气压力相等时才停止膨胀,吸气阀会打开,活塞重新向下运动,吸气室吸收蒸汽,又形成一个循环。

活塞式制冷压缩机它的应用范围比较广,同时制造技术也系统化,较为成熟,构造比较简单,同时对活塞式压缩机加工材料和工艺要求比较低,资金投入比较少,对复杂环境适应力较强,能够在较大的范围内实现压力以及制冷的双重要求,具有较强的可维修性。

但是活塞式制冷压缩机也有其明显的缺点,就是这种压缩机无法实现比较高的转速,并且活塞式压缩机机器比较笨重,不符合目前提倡轻量化设备的理念,同时气流在压缩过程中不连续,稳定性能不高,导致运转过程中会出现较大的震动,影响设备的寿命。

2.2螺杆式压缩机

螺杆式压缩机制冷量一般在15%到100%之内可以进行无级调节,在60%以上的时候,它的制冷量与耗能一般呈现相同的变化趋势,比例相同的实现变化。一般为气缸喷油螺旋杆式压缩机,这也是制冷压缩机的主要应用。这种压缩机按照转子的数量可以分为单螺杆式压缩机以及双螺杆式压缩机,按照结构特点可以分为开启式、半封闭式以及封闭式的压缩机。

螺杆式压缩机有两个转子,分别叫做阴转子和阳转子,两对转子中阳转子有4个齿,阴转子有6个齿。它依靠齿轮啮合的两个阴阳转子,在阴阳转子中借助于转子上的齿以及齿槽,与机械内壁形成v字形的结构,内部的容积呈现出油规律的变化。当齿槽与压缩机内部的吸气口之间相互连接时,就会产生吸气过程,螺旋杆在动力作用下,不断旋转,离开吸气口,将齿槽内部吸满高压的蒸汽,阴阳转子齿槽相互结合,这样就会使得齿槽的容积变小,并且位置发生移动,起到了输送蒸汽的作用,当齿槽与排气口相连时,会导致内部的蒸汽被排出,完成整个压缩过程。

这种压缩机无法进行往复的运动,从这个角度上来看这种压缩机具有较好的平衡性,它的振动性能比较小,因此能够有效提升压缩机的转速。同时螺杆式制冷压缩机它的制作比较简单,重量较轻,性能上比较稳定,也不容易发生故障;它的加工精度比较高,易损件比较少,很容易实现自动化螺杆式压缩机在低温条件或者是高压缩性条件下,利用单级压缩也可以进行正常工作,这主要是因为螺旋杆式压缩机它的内部没有多余的空隙,也没有吸气阀和排气阀,因此在不利条件下仍然有比较高的容积效率,主要是它对湿压不够敏感。这种压缩机工作过程中,采用喷油的形式,油量使用比较多,同时辅助设备比较多。螺杆式压缩机制冷量一般在15%到100%之内可以进行无级调节,在60%以上的时候,它的制冷量与耗能一般呈现比例相同的实现变化。螺杆式压缩机在制冷以及化工工艺中占比比较大。

2.3旋涡式压缩机

旋涡式压缩机的内部结构较为紧凑,同时具有较好的节能效果,噪音也比较低,具有较强的可靠性,在小型制冷设备中得到了广泛的应用,旋涡式压缩机也是一种回转式压缩机,主要分为动静式以及双公转式两种。旋涡式压缩机具有较高的容积效率,它的液压空间内压力差比较小,蒸汽缝隙比较少,也没有吸气阀和排气阀,因此没有膨胀的容积,在制冷量相同的情况下,旋涡式压缩机要比活塞式压缩机效率高10%,它的零部件比较少,一般是活塞式压缩机的40%, 要比活塞式压缩机低15%左右的重量,旋涡式压缩机它的运转比较可靠,同时能够实现较强的变速运动以及变排量技术,不足之处就是它的加工精度比较高,影响了他的推广使用。

3结束语

本文通过对制冷压缩机的分类以及使用优缺点进行研究,探讨制冷压缩机产品的发展方向,在压缩机选择时要清楚温控的精度和范围,选择适宜的制冷压缩机。

参考文献:

[1]郭晓颖,秦帅波,曲勇,王海祥,曲航.活塞压缩机连杆的强度分析[J].节能,2019,38(12):104-106.

[2]王崇亮,张帅,李前舸,杜志敏,晋欣桥.压缩机性能试验系统的故障检测及可靠性研究[J].制冷技术,2019,39(03):22-29.

[3]李康.关于制冷压缩机本科教学的反思[J].课程教育研究,2018(43):224-225.

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