㈠ ★螺桿式製冷壓縮機製冷壓縮機工作原理
螺桿式製冷壓縮機的工作原理及結構
第一節 螺桿式製冷壓縮機的工作原理
1、螺桿式製冷壓縮機的特點
與活塞壓縮機的往復容積式不同,螺桿式壓縮機是一種回轉容積式壓縮機。與活塞壓縮機相比,螺桿式製冷壓縮機有以下優點:
a.體積小重量輕,結構簡單,零部件少,只相當於活塞壓縮機的1/3~1/2;
b.轉速高,單機製冷量大;
c.易損件少,使用維護方便;
d.運轉平穩,振動小;
e.單級壓比大,可以在較低蒸發溫度下使用;
f.排氣溫度低,可以在高壓比下工作;
g.對濕行程不敏感;
h.製冷量可以在10%~100%之間無級調節;
i.操作方便,便於實現自動控制;
j.體積小,便於實現機組化。
缺點:
轉子、機體等部件加工精度要求高,裝配要求比較嚴格;
油路系統及輔助設備比較復雜;因為轉速高,所以雜訊比較大。
2、螺桿式製冷壓縮機工作原理
雙螺桿(壓縮機)是由一對相互嚙合、旋向相反的陰、陽轉子,陰轉子為凹型,陽轉子為凸型。隨著轉子按照一定的傳動比旋轉,轉子基元容積由於陰陽轉子相繼侵入而發生改變。侵入段(嚙合線)向排氣端推移,於是封閉在溝槽內的氣體容積逐漸縮小,壓力逐漸升高,壓力升高到一定值(或者說轉子旋轉到一定位置)時,齒槽(密閉容積)與排氣孔相通,高壓氣體排出壓縮機,進入油分離器。吸氣、壓縮、排氣過程見示意圖。
3、內壓比與螺桿壓縮機經濟性的關系
螺桿壓縮機是沒有氣閥的容積型回轉式壓縮機,吸、排氣孔的打開和關閉完全為幾何結構決定的,即吸氣終了的體積和壓縮結束時的體積是固定的,即內容積比是固定的。而活塞壓縮機的吸、排氣閥片的打開是由吸、排氣腔的壓力決定的。
內容積比:Vi=VS/Vd
VS—吸氣終了時的容積,Vd—壓縮終了時的容積
內壓力比:Za = Pd / P0
Pd—壓縮終了壓力,P0—吸入壓力
可見,內壓比是由內容積比決定的。所以,壓縮終了壓力Pd是由吸氣壓力和內容積比決定的。
外壓力比:Zy = Py / P0
Py—排氣背壓力,或者說冷凝壓力
外壓比是由蒸發溫度和冷凝溫度決定的,即由運行工況所決定的。
當壓縮機內壓比小於外壓比時(內容積比小),壓縮終了壓力小於冷凝壓力,氣體進入排氣口後不能排出壓縮機,會受到下一個齒槽排出的氣體繼續壓縮(等容壓縮),直到壓力達到冷凝壓力時,才會排出排氣口,進入排氣管路;當壓縮機內壓比大於外壓比時(內容積比大),
壓縮終了壓力大於冷凝壓力,氣體進入排氣口後壓力迅速降低至冷凝壓力(等容膨脹)。不論是等容壓縮還是等容膨脹,都會使壓縮機功耗增加。
因為一台壓縮機的內壓比一般都是固定的,而工況的變化會導致內、外壓比不一致。所以在選用壓縮機時,應選用內壓比與使用工況對應的外壓比相同或接近的,才能獲得節能。
常用的調節內壓比的辦法有:
更換具有不同開口位置的滑閥(滑閥上開有徑向排氣口),通過改變排氣口位置來改變內壓比;
採用具有可以調節內容積比的壓縮機(可調內容積比螺桿壓縮機)。
第二節 螺桿式壓縮機的結構
螺桿製冷壓縮機一般可分為機體部件、轉子部件、滑閥部件、軸封部件和聯軸器部件。
1)機體部件
機體部件主要是由機體、吸氣端座、吸氣端蓋
排氣端座、排氣端蓋及軸封壓蓋等零件組成。
機體:機體內設有∞字形空腔,容納轉子,是壓縮機的工作汽缸。機體內腔上部設有徑向吸氣口。機體下部有一部分缸壁被鏜掉用於放置滑閥。要使壓縮機壓縮氣體的效率高,就要求機體孔與轉子之間的間隙必須嚴格保證。滑閥端部與機體的配合要嚴密,組裝時需經鉗工研合。
吸氣端座:吸氣端座上部設有軸向吸氣孔口,氣體進入壓縮機的通道。吸氣端座有三個呈三
角形排列的孔,上部兩個是安裝主軸承的,下面一個是滑閥油活塞的工作油缸。安裝主動轉子主軸承孔口外側安裝平衡活塞套。
排氣端座:排氣端座下部的孔口是氣體壓縮終了的軸向排氣口。排氣端座上主軸承孔的外側安裝止推軸承,用軸承壓蓋將止推軸承外圈壓在排氣端座上。
吸氣端座、機體、排氣端座的相對位置是三體找正後靠它們之間的定位銷來確定。即使是同一型號機器的各部件也不能隨意搭配。機體部件中的各零件的端面相互是嚴密貼合的,通過橡膠圈或厭氧膠密封。吸、排氣端座主軸承孔及機體孔之間同心是保證轉子能正常工作的重要條件。
2)轉子部件
轉子部件由主動轉子(一般為陽轉子)、從動轉子(一般為陰轉子)、主軸承、止推軸承、軸承壓蓋、平衡活塞以及平衡活塞套等零件組成。
陰、陽轉子是螺桿壓縮機中最核心的零件。轉子的加工精度、形位公差要求都很高,精加工後還必須做動平衡試驗方可使用。主動轉子通過聯軸器與電機直聯,並帶動從動轉子旋轉。
主軸承一般採用滑動軸承,又叫主軸瓦,是支撐轉子、承擔徑向力。主軸承內表面襯有一層耐磨合金,磨損較大或拉毛、拉傷時應更換。主軸承在工作中靠潤滑油潤滑,各油路必須通暢。更換新軸承時要採取「刮花」處理。
止推軸承:每個轉子上一般裝有一對止推軸承,而且是經過游隙測定後相反方向安裝。止推軸承是克服轉子工作時產生的軸向力(排氣端壓向吸氣端),並保持轉子端面與吸、排氣端座保持一定的間隙。轉子排氣端面與排氣端座的間隙是靠調整墊的厚度來調整的。如果測量排氣端間隙大,則磨薄調整墊;如果測量排氣端間隙小,則更換調整墊或增加一個調整墊。止推軸承的內圈是通過圓螺母及防松墊片(俗稱王八墊)固定在轉子上,外圈是通過軸承壓
蓋壓緊在排氣端座上。裝配軸承壓蓋時要注意用力均勻,並隨時盤動轉子檢查是否盤車過緊。把緊軸承壓蓋後,要測量轉子的軸向和徑向的串動量。此時,轉子的軸向串動量應為0,徑向串動量應小於0.005mm。
平衡活塞通過螺栓(或鍵)固定在主動轉子上吸氣側的一端、在平衡活塞套中隨轉子一同旋轉,承受油壓來平衡一部分軸向力,作用是延長止推軸承的使用壽命。平衡活塞及平衡活塞套磨損嚴重時必須更換。
3)滑閥部件
滑閥部件主要由滑閥、滑閥導管、滑閥導管套、螺旋管、油活塞、指示器以及「O」型圈和密封環等零件組成。螺桿製冷壓縮機最常用的能量調節方法就是在兩個轉子之間設置一個可以軸向移動的滑閥,即滑閥能量調節方法。如圖2-14所示,滑閥位置改變,與滑閥固定端脫離,打開一條與吸氣腔相通的通道,基元容積中的氣體沒有得到壓縮就旁通回吸氣腔,相當於改變了轉子的有效工作長度。滑閥位置不同,旁通氣體的量也不同,滑閥的連續移動,能量可以在10%~100%之間無級調節。滑閥位置的改變,也改變了徑向排氣口的位置,使原本設計好的內壓比發生改變,壓縮比減小,使功耗的變化與冷量的變化不成比例,效率降低。滑閥的另一個作用是將潤滑油引入滑閥內部的空腔,並通過滑閥上的若干小孔將油噴到機體與轉子之間。油在壓縮機中的作用是潤滑、冷卻、密封和消聲。因為螺桿壓縮機向工作腔中噴入潤滑油,所以稱為噴油螺桿,也因此螺桿壓縮機排氣溫度比較低。
滑閥的運動是靠油活塞運動帶動的。油活塞在吸氣端座的油缸內,油缸的兩端有進出油孔與控制系統相連。螺桿製冷壓縮機能量調節控制原理見圖2-15。
4)軸封部件
對於開啟式壓縮機,驅動軸的一端要伸出機體外部,為了防止製冷劑向外泄漏或空氣滲漏入系統,必須在軸的伸出部位及機體之間設置軸封裝置。
如圖2-16所示的彈簧式軸封,是由動環、靜環、彈簧、彈簧座、壓環和「O」型密封圈組成。其中動環、彈簧、彈簧座及動環膠圈裝配在一起並隨主動轉子旋轉而旋轉,靜環及靜環膠圈裝配在軸封壓蓋上相對於機體固定。彈簧提供給動、靜環之間合適的壓力。因此,安裝軸封時要調整彈簧的彈力。膠圈是防止氣體軸向泄漏,動、靜環的貼合面是防止氣體徑向泄漏。螺桿壓縮機的轉速很高,動、靜環表面的摩擦及發熱量都很大。為了潤滑動、靜環之間的密封面、減少滲漏並帶走熱量,軸封室內充滿潤滑油,通過油泵把油不斷地輸送到軸封。因為主動轉子軸伸出端處在排氣側,所以軸封工作位置所處壓力為壓縮機的排氣壓力,為保證軸封的正常工作,要求油壓比排氣壓高0.15~0.3MPa 。
在軸封的前端,一般裝有油封,其作用是保證軸封室內充滿潤滑油。
注意事項:對於氟利昂壓縮機,「O」型圈應使用耐氟橡膠;軸封少量滲漏是允許的;潤滑油中製冷劑過多會嚴重損壞軸封。
5)聯軸器部件
螺桿壓縮機的聯軸器有橡膠柱銷式和撓性(膜片式)聯軸器兩種。
橡膠柱銷式聯軸器由兩個半聯軸節、飛輪、傳動芯子以及螺釘等組成。這種聯軸器的橡膠傳動芯容易磨損,磨損後會導致機器運動不平穩,對轉子、軸承、軸封都會產生不良影響。目前逐漸被撓性聯軸器取代。
撓性聯軸器是由兩半聯軸節、接筒、傳動墊片以及螺釘等組成。這種聯軸器的兩個半聯軸節是經過動平衡試驗的,安裝時相對位置是固定的。
聯軸器是將電動機的動力傳遞到壓縮機主動轉子的重要部件。由於螺桿壓縮機的轉速較高,
對聯軸器的安裝精度(同軸度)要求也較高。聯軸器安裝不當,不但會引起機器運轉不平穩、雜訊增高,而且對轉子、主軸承、止推軸承和軸封會產生異常損傷。
對於新運行的機組,因為油分或機架的應力變化,會使壓縮機、電機的同軸度發生改變,應定期檢查同軸度,直至機組應力消除方可連續運轉。
第三節 螺桿式製冷壓縮機組與循環系統
1、螺桿製冷壓縮機組
螺桿壓縮機工作時要不斷向工作腔噴入潤滑油,起著潤滑、冷卻、密封和消聲作用,以及潤滑主軸承、止推軸承、軸封的潤滑油,推動油活塞、平衡活塞的壓力油,這些油最後和高壓氣體混合著排出壓縮機。這些油必須分離出來,經過冷卻、過濾、加壓後循環使用。為防止製冷系統中的雜質隨吸氣進入壓縮機對轉子、機體造成磨損,必須設置吸氣過濾器。
①吸氣過濾器
吸氣過濾器主要由殼體和金屬過濾網等組成。殼體上安裝吸氣溫度計、壓力表和加油閥。加油閥是機組運行時加油的部位。
注意事項:
拆卸端蓋時防止被彈簧彈出傷人;安裝時應注意過濾網一端的膠圈是完好的,如破損或變形應更換。
加油時通過調節吸氣截止閥使吸氣壓力稍低於大氣壓,通過油管將油吸入,操作應緩慢進行。
對於氟利昂機組,蒸發溫度比較低時,如果系統含水量比較大時,過濾器會出現冰堵現象。可以通過更換乾燥過濾器濾去水分,也可以通過吸氣過濾器過濾水分。如何判斷和操作
②油分離器
螺桿壓縮機組的油分離器主要有立式和卧式兩種,並且以填料式為主。我公司目前普遍採用卧式二級油分、三種分油方式,分油效率高,可達10PPm。油分離器並且也是壓縮機、電機的基礎,使機組結構緊湊。油分內部分隔成三個腔,靠壓縮機一側桶體是保持油位的,其外部殼體上有兩個上下布置的視油鏡,是監視油位高度(自動機組有油位控制器)。靠電機一側的桶體是安裝二次油分高效分油濾芯的,其外側也有一個視油鏡,根據油位判斷是否採取回油措施。
注意事項:
油位控制:兩個視油鏡之間;分油濾芯前後部分筒內的回油操作油加熱器的作用;
分油濾芯如果污染嚴重,會增加排氣阻力,耗功增加,效率降低,應當更換;因為油分長度較長,受溫度、振動的影響
會產生應力變形,使電機和壓縮機的同軸度改變,壓縮機初期運行時應隨時調整同軸度。具體間隔時間由前次找正時測得的偏差植決定。
③油冷卻器
油分分離出來的潤滑油因為吸收摩擦熱及氣體的熱量而使溫度升高(接近排氣溫度)。潤滑油正常使用溫度是30~60℃,油溫過高粘度降低,會使密封作用減弱,內泄漏增加,降低壓縮機的效率,所以潤滑油必須經過冷卻才能循環使用。油冷卻器就是起冷卻油的作用。
一般油冷卻器採用水冷卻方式。油走殼程,水走管程,清洗水路方便。優點是系統簡單,油
溫可以降低至比較低的溫度(根據水溫而定);缺點是水側管路易腐蝕。
工質冷卻。油走管程,工質走殼程。優點是油冷不易腐蝕,操作維護簡單;節省一套水路系統,適用於水質差或供水困難的場合;油溫比較穩定。缺點是油溫的最低溫度受冷凝溫度控制,系統需增加輔助貯液器或氨泵。輔助貯液器出液口與油冷之間至少要有1米以上的高度差。
④粗油過濾器
為保護油泵的正常工作,在潤滑油進入油泵之前通過粗油過濾器濾去雜質。過濾器由殼體和金屬濾網組成,殼體上設有加油閥,初次加油都是通過此閥。加油可以通過系統抽真空加油,也可以通過油泵加油。對於初次運轉的機器,初運轉後要檢查粗油過濾器的清潔度,並根據系統清潔度定期拆檢過濾網。可使用汽油或煤油清洗過濾網,並用乾燥空氣吹乾凈後繼續使用。
⑤油泵
油泵在壓縮機組中的作用是增加油壓。常採用齒輪泵或轉子泵。開機前要先檢查油泵旋轉方向。油泵齒輪或轉子磨損嚴重會導致油壓不足,必須檢修或更換;油泵軸封漏油也必須檢修或更換。
⑥精油過濾器
精油過濾器也是由殼體和過濾網組成,裝配在油泵之後、油分配器之前,過濾油中的細小顆粒,保護壓縮機轉子及軸封。為了能濾去細微的金屬磨屑,在過濾網內裝有永磁鐵。
精油過濾器的過濾網比較細密,容易受到污染而使阻力增大。當油流經精油過濾器的壓力降超過0.05~0.1Mpa時,就要對精濾器進行清洗或更換。機組設有精濾器前後壓差保護,設定值為0.1Mpa。
⑦油壓調節閥
油壓調節閥的作用是調節壓縮機的噴油壓力。如果進入壓縮機的油壓過高,會使噴油量過大,既影響壓縮機的吸氣量,又增加壓縮機的耗功,還會增加軸封漏油的可能性;油壓過低,會使噴油量過小,使潤滑油的作用減弱。一般要求精油過濾器後的油壓即噴油壓力要比排氣壓力高0.15~0.3Mpa(可調內容積比壓縮機除外)。
油壓調節閥位一般於油泵進、出油管之間,一般是彈簧式的。當油泵出口壓力高於油壓調節閥設定值時,自動頂開調節閥的閥頭,使一部分油流回進油管或油分,使油壓降低。通常在剛開油泵或油溫比較低時,油壓會比較高,達到0.4~0.6MPa,此時不須要調整油壓調節閥的設定值。機器運轉正常後,根據需要將油壓調整到合適值。
⑧止回閥
止回閥又稱止逆閥或單向閥。因為螺桿壓縮機沒有例似於活塞壓縮機中的吸、排氣閥片可以自動隔開高低壓氣腔,當壓縮機突然停機而又沒有來得及關閉吸排氣截止閥,製冷劑氣體就會從高壓側流向低壓側,同時壓縮機轉子也會在氣流的作用下出現倒轉現象。螺桿壓縮機倒轉會產生很多惡劣的影響:轉子會產生嚴重的磨損;低壓側(蒸發器)壓力升高,溫度上升;壓縮機中的潤滑油會隨氣流大量流向低壓側,會使機組油量不足,影響蒸發器換熱,或再次開機出現液擊現象。
螺桿壓縮機在吸氣截止閥與機體吸氣口之間、油分出口與排氣截止閥之間設有吸氣單向閥和排氣單向閥,用以防止製冷劑氣體反方向流動。不能把單向閥做為截止閥使用。吸、排氣止
回閥安裝時應注意方向,不可倒置。
在機體吸氣口和油分之間設還有一個電磁閥(俗稱B閥),人為停機時,電磁閥打開,使壓縮機吸、排氣口壓力迅速平衡,減輕壓縮機在停機時倒轉。
2、單級螺桿製冷壓縮機組系統、潤滑與控制
(1)壓縮機組系統
單級螺桿製冷壓縮機組一般由壓縮機、電動機、吸氣過濾器、油分離器、油冷卻器、油過濾器、油泵、止回閥以及電氣控制台組成,安裝在同一公共底座上。電氣啟動櫃一般集中在一個控制室內。
(2)潤滑與噴油
螺桿製冷壓縮機有內油路和外油路兩種。不論那種油路,以下各點都應保證潤滑:
a.滑閥噴油
b.平衡活塞噴油
c.滑閥導軌噴油
d.吸、排氣端主軸承及止推軸承噴油
e.軸封噴油
(3)控制與保護
螺桿製冷壓縮機組的控制一般分為全自動型和手動操作加自動保護型。不論那種類型,都應設置下列自動保護:
a.主電機過載保護
b.排氣壓力高保護:≤1.57MPa
c.噴油溫度高保護:≤65℃
d.油壓與排氣壓力差保護:≥0.10 MPa
e.精油過濾器前後壓差高保護:≤0.1MPa
f.吸氣壓力低保護:根據工況設定
3、帶經濟器的螺桿製冷循環系統
螺桿壓縮機的特點之一是單級壓比大,但隨著壓比增大,壓縮機的內泄漏增加,效率降低,耗功大。利用螺桿壓縮機的吸氣、壓縮、排氣單向進行的特點,在轉子轉動到開始壓縮的某一位置設置一個中間補氣孔,補入中間壓力下的製冷劑氣體,使單級螺桿按兩極壓縮運轉,相當於准雙級,即為帶經濟器的螺桿壓縮機。
帶經濟器的螺桿製冷循環系統又稱為節能系統。如圖2-18所示的為帶經濟器的一級節流循環原理圖。
A—壓縮機
B—油分離器
C—冷凝器
S—貯液器
J—經濟器
E—蒸發器
P—油泵
F—油冷
G1—節流閥1
G2—節流閥2
經濟器為殼管式換熱器,殼程為低壓側,管程為高壓側。經濟器上配帶補氣過濾器、止回閥、節流閥等配件。當壓比發生變化時,要根據中間補氣的過熱度適當調節節流閥的供液量,防止回液,尤其是採用熱力膨脹閥供液的氟利昂系統。
帶經濟器的螺桿壓縮機組常用於蒸發溫度為-25~-40℃的製冷系統。與原來的單級壓縮機相比,製冷量、製冷效率都有了大幅的提高,同時還節省電能。見圖2-19所示,為帶經濟器的氨螺桿壓縮機製冷量、軸功率的增加率跟溫度的關系,可見軸功率變化比較平緩,而製冷量隨蒸發溫度的降低增加率增高,並且壓比越大,增加的效果越顯著。
4、螺桿液氨冷卻壓縮機組
採用液氨油冷卻器的壓縮機組。適用於水質差、供水困難或水成本高的場合;油溫比較穩定。缺點是油溫的最低溫度受冷凝溫度控制,系統需增加輔助貯液器或氨泵。採用輔助貯液器時輔助貯液器的出液口與油冷之間至少要有1米以上的高度差。
5、螺桿冷水機組
將螺桿壓縮機組與蒸發器、冷凝器、乾燥過濾器、電磁閥及熱力膨脹閥等組合在一個公共底座上,採用水作為載冷劑的機組。冷水機組常採用R22作為製冷劑,並採用熱力膨脹閥自動調節供液量。目前也有採用氨作為製冷劑、板式換熱器作為蒸發器和冷凝器。採用殼管換熱器可製取4~15℃的空調或冷卻用水;而採用板式換熱器可製取1℃左右的冷水。冷水機組除了有正常壓縮機組的自動保護外,還有冷水、冷卻水斷水保護及冷水水溫低保護。
熱力膨脹閥:由感溫包、毛細管、彈性膜片、彈簧、閥芯、閥座及調節裝置等組成。感溫包是綁在靠近壓縮機的吸氣管路上的,利用感溫包內的製冷劑飽和溫度與飽和壓力的對應關系,溫度變化時壓力也發生變化,改變閥芯的開啟度,調節膨脹閥的供液量。調節裝置是用來改變彈簧壓在膜片上的彈力的,從而改變吸氣過熱度。
6、螺桿鹽水(乙二醇)機組
結構與冷水機組相似,採用鹽水(乙二醇溶液)作為載冷劑,製取-10~-40℃的低溫鹽水(乙二醇溶液)。由於鹽水有腐蝕性,鹽水機組的蒸發器內的換熱管採用耐低溫、耐腐蝕的高效黃銅管製成。鹽水(乙二醇)機組蒸發溫度比較低,初期運行時要注意觀察吸氣過濾器是否出現冰堵。
㈡ 新型螺桿式製冷壓縮機的能量調節機構是怎樣的
螺桿式製冷壓縮機採用滑閥調節的能量調節機構,如圖 4-19所示。滑閥設在汽缸下部,滑閥的底面與汽缸底部支承滑閥的平面相貼合,使滑閥可以順著汽缸軸方向移動。滑閥桿一端連接滑閥,另一端連接油缸內的活塞,依靠活塞兩邊的油壓差,使滑閥移動,當滑閥移動而把迴流口打開時,轉子嚙合齒槽吸入的氣體一部分經迴流口返回到吸入腔。即兩轉子的嚙合線要移正迴流孔後,才能使齒槽內的氣體與吸氣腔隔離,因而減少了有效吸氣量和排氣量,使製冷量也隨之減少。由於滑閥可以無級移動,因此,螺桿式製冷壓縮機可以在10%~100%的能量范圍內實現無級能量調節。
㈢ 冰箱壓縮機冰箱壓縮機內部構造 原理 為什麼壓縮泵它們由三個彈簧支撐著,而不固定死在內部為什麼要三
壓縮機內部有個電機,電機帶動曲軸,曲軸帶動活塞。活塞在氣缸內往復運動像柴油機一樣原理,不同的是柴油機靠氣和油混合物爆炸推動活塞向外輸出動力,壓縮機是電機向活塞輸入動力壓縮製冷劑。三個彈簧起到減震降噪的柔性固定作用,一般用於室內使用的冰箱壓縮機,空調壓縮機因為在室外工作,噪音可以稍大一點,所以電機和泵就不用彈簧固定,而是整機外面固定腳用三個橡膠墊固定減震降噪(也有一些日本壓縮機用彈簧,從室外機組縫隙外面能看到)。
一般一台冰箱一個壓縮機,沒有或很少有兩個以上的壓縮機的。你可能看錯了,有一個比壓縮機小的圓柱體是氣-液分離器。
㈣ 咨詢下螺桿空壓機,滑片空壓機,渦旋式空壓機,的原理和區別,及優缺點,謝謝啦!
壓縮機性能的分析
1.螺桿式壓縮機的性能分析
20世紀70年代以來,螺桿式壓縮機的工作可靠性不斷改進,因此在中等製冷量范圍內的製冷空調工程中得到了比較普遍的應用、並且依靠較高的可靠性和效率,成功地擠入原來活塞式壓縮機所主宰的較小製冷范圍內(750KW以下)。螺桿式壓縮機獲得如此成功,讓我們來分析它的性能。
(1).螺桿壓縮機的轉速較高(通常在3000r/min以上),而且體積小、質量輕、佔地面積小等優點,因而經濟性好。
(2).螺桿式壓縮機沒有往復質量慣性力,動力平衡性能好,故基礎可以很小。
(3).螺桿式壓縮機、結構簡單緊湊,易損件少,所以運行周期長,使用可靠,有利於實現操作自動化。
(4).螺桿式壓縮機具有強制輸氣的特點,既輸氣量幾乎不受壓力的影響。在較寬的工作范圍內,仍可保持較高的效率。
(5).因為沒有吸氣閥和排氣閥,所以它不同於往復式壓縮機,從它的結構點和次類壓縮機所擁有的堅固程度來看,它的壓縮結構是相當簡單的。壓縮機所有的支撐點是滾動型的,半密封的設計,淘汰了密封的設計,並且保證了氣體泄露是自由運轉。
(6).螺桿式壓縮機屬於旋轉型的壓縮機,它沒有離心式或往復式的壓縮運動方式。而它的壓縮排氣的壓力震動是非常低的,因為螺桿旋轉時,回收壓縮一周就發生6次,如壓縮操作過程中放上一枚硬幣也不會因震動跌落。
螺桿式壓縮機在中等製冷量范圍內也具有良好的熱力性能,並且有很好的調節性能,能適應苛刻的工況變化。同時,為了保證螺桿式製冷壓縮機的正常運轉,必須配置相應的輔助機構,如潤滑系統,輸氣量調節的控制裝置,安全保護裝置和監控儀表等。
螺桿式壓縮機雖然具有單級壓力比高的優點,但隨著壓力比的增加,泄露損失也急速增加,低溫工況運轉時效率顯著降低。
2.活塞式壓縮機性能的分析
活塞式壓縮機迄今還是應用最廣泛的一種機型,雖然它的市場份額已被其他形式的壓縮機佔去一部分,但是在小製冷量應用場合,活塞式壓縮機還會繼續擴展其佔有的的市場。下面就對活塞是壓縮機的性能進行分析。
(1).由於余隙容積、吸氣和排氣壓力損失,氣體與汽缸壁之間的熱量交換以及泄露等因素的影響。
壓縮機的實際輸氣量重視小於它的理論輸氣量。
(2).由於活塞、活塞環、與汽缸壁面的摩擦及驅動潤滑油泵的功率等損失,使得壓縮機的機械效率
一般在0.75-0.9之間。
(3).壓縮機排氣過熱會使壓縮機的輸氣系數降低和功耗增加,會導致活塞的過分膨脹而卡死在汽缸內,以及封閉式壓縮機的內置壓縮機被燒毀,影響壓縮機的壽命。對於R717和R22的排氣溫度應低於150℃,對於R12應低於130℃。
(4).由於壓縮機的內部流動阻力、機械摩擦力和熱交換的存在,壓縮過程並不是等熵過程,而是多變過程。
3.滾動轉子式壓縮機性能的分析
滾動轉子式壓縮機如今廣泛應用於家電冰箱和空調器中,其中大中型滾動轉子式壓縮機也運用於冷庫。分析它的性能。
(1).零部件少,結構簡單。
(2).易損零件少,運行可靠。
(3).沒有吸氣閥片,余隙容積小,輸氣系數較高。
(4).在相同製冷量情況下,壓縮機體積小,重量輕,運轉平衡。
(5).加工精度要求較高。
(6).密封線較長,密封性能較差,泄露損失較大。
(7).滑片與汽缸壁面之間的泄露、摩擦和磨損較大,限制了它的工作壽命和效率的提高。
4.渦旋式壓縮機的性能
渦旋式壓縮機是20世紀80年代才發展起來的新型壓縮機,它以效率高、體積小、質量輕、雜訊低、結構簡單且運轉平衡等特點被廣泛應用於空調和製冷機組中。下面就來介紹它的性能。
(1).相鄰兩室的壓差小,氣體的泄露量小。
(2).由於吸氣、壓縮、排氣過程是同時連續進行的,壓力上升較慢,因此轉矩變化幅度小,震動小。
(3).沒有餘隙容積,故不存在引起輸氣系數下降的膨脹過程。
(4).沒有吸、排氣閥,效率高,可靠性強,雜訊低。
(5).由於採用氣體支撐機構,故允許帶液壓縮,一旦壓縮腔內壓力過高,可使動盤和靜盤端面脫離,壓力立即得以釋放。
(6).機殼內腔為排氣室,減少了吸氣預熱,提高了壓縮機的輸氣系數。
(7).渦線體型線加工精度非常高,必須採用專用的精密加工設備,而且密封要求高,密封結構復雜。
二.當我們了解了這些壓縮機的性能後可以從以下四個方面來對以上四種壓縮機的性能進行比較。
1.效率性
渦旋式壓縮機沒有吸、排氣閥,旋轉渦旋盤上所有接觸線轉動半徑小,摩擦速度低,損失小,效率高。
滾動轉子式壓縮機滑片與汽缸壁面之間的泄露、摩擦和磨損較大,限制了它的工作壽命和效率的提高。
活塞式壓縮機由於活塞、活塞環、與汽缸壁面的摩擦及驅動潤滑油泵的功率等損失,使得壓縮機的機械效率一般在0.75-0.9之間。
螺桿式壓縮機具有強制輸氣的特點,即輸氣量幾乎不受壓力的影響。在較寬的工作范圍內,仍可保持較高的效率。螺桿式壓縮機雖然具有單級壓力比高的優點,但隨著壓力比的增加,泄露損失也急速增加,因此低溫工況運轉時效率顯著降低。
2.平衡性、振動
螺桿式壓縮機沒有往復質量慣性力,動力平衡性能好。螺桿式壓縮機屬於旋轉型的壓縮機,它沒有離心式或往復式的壓縮運動方式。而它的壓縮排氣的壓力震動是非常低的,因為螺桿旋轉時,回收壓縮一周就發生6次,如壓縮操作過程中放上一枚硬幣也不會因震動跌落。
活塞式壓縮機在運行時震動大。
渦旋式壓縮機由於吸氣、壓縮、排氣過程是同時連續進行的,壓力上升較慢,因此轉矩變化幅度小,震動小。在任何頻率下,渦旋式壓縮機的震動和雜訊都比活塞式壓縮機和滾動轉子式壓縮機的低,這是因為渦旋式壓縮機的壓縮過程長,轉矩變化非常平緩,且通過慣性力的二次平衡其動力平衡很好,所以震動和雜訊水平較低。
3.輸氣系數
渦旋壓縮機吸氣、壓縮、排氣連續單向進行,直接吸氣,吸入氣體有害過熱小,且沒有餘隙容積中氣體的膨脹過程,因而輸氣系數高。
滾動轉子式壓縮機沒有吸氣閥片,余隙容積小,輸氣系數高,而且吸氣過程阻力很小(因吸氣速度小,又無吸氣閥),因而輸氣系數比同容量的活塞式壓縮機高20%左右。
活塞式壓縮機由於余隙容積、吸氣和排氣壓力損失,氣體與汽缸壁之間的熱量交換以及泄露等因素的影響。壓縮機的實際輸氣量總是小於它的理論輸氣量。
螺桿式製冷壓縮機,工況不同時,輸氣系數不同,大致為0.7~0.92,小輸氣量高壓比時取下限,大輸氣量低壓比時取上限。由於螺桿壓縮機無進、排氣閥和余隙容積,新齒形的應用和噴油使密封和冷卻效果大大改善,故其輸氣系數比活塞式及其它類型的回轉式壓縮機都高,而且變化平坦。
4.輸氣量調節
輸氣量調節滑閥是螺桿式製冷壓縮機中用來調節輸氣量的一種結構元件,雖然螺桿式製冷壓縮機的輸氣量調節方法有多種,但採用滑閥的調節方法獲得了普遍的應用。採用將基元容積中的部分工質迴流到吸氣腔的方法,來減少基元容積值(推遲壓縮過程的起始位置),從而實現輸氣量的無級調節。
渦旋式壓縮機與滾動轉子壓縮機均可採用變轉速調節方法改變其輸氣量,且兩種壓縮機均適用於轉速在寬廣范圍內的變化的場合。
活塞式壓縮機最簡單的輸氣量調節方法是壓縮機間歇運行,當系統達到設定的最低溫度時,壓縮機停機:當系統溫度高於設定的最高溫度時,壓縮機啟動。
這種能量調節方法只適用於功率10KW左右的小型製冷機中,對於容量較大的壓縮機,機器的頻繁開停不僅能量損失大,而且影響機器的壽命和供電迴路中電壓的穩定,影響其他設備的正常工作。
上述表明,渦旋式壓縮機比活塞式壓縮機和滾動轉子式壓縮機適用於更寬的速度范圍,在空調或熱泵中採用渦旋式壓縮機進行變頻調節輸氣量是有前途的。另外,為了降低生產成本,增加經濟效益,方便設備管理,在中等製冷量范圍內的製冷空調工程中,用高效率高可靠性的螺桿壓縮機淘汰現有的活塞式壓縮機,是日益發展強大的必然趨勢。
㈤ 螺桿空氣壓縮機的工作原理有人知道嗎>
螺桿空氣壓縮機的工作原理:
1、吸氣過程:
螺桿式的進氣側吸氣口,必須設計得使壓縮室可以充分吸氣,而螺桿式壓縮機並無進氣與排氣閥組,進氣只靠一調節閥的開啟、關閉調節,當轉子轉動時,主副轉子的齒溝空間在轉至進氣端壁開口時,其空間最大,此時轉子的齒溝空間與進氣口之自由空氣相通,因在排氣時齒溝之空氣被全數排出,排氣結束時,齒溝乃處於真空狀態,當轉到進氣口時,外界空氣即被吸入,沿軸向流入主副轉子的齒溝內。當空氣充滿整個齒溝時,轉子之進氣側端面轉離了機殼之進氣口,在齒溝間的空氣即被封閉。
2、封閉及輸送過程:
主副兩轉子在吸氣結束時,其主副轉子齒峰會與機殼閉封,此時空氣在齒溝內閉封不再外流,即[封閉過程]。兩轉子繼續轉動,其齒峰與齒溝在吸氣端吻合,吻合面逐漸向排氣端移動。
3、壓縮及噴油過程:
在輸送過程中,嚙合面逐漸向排氣端移動,亦即嚙合面與排氣口間的齒溝間漸漸減小,齒溝內之氣體逐漸被壓縮,壓力提高,此即[壓縮過程]。而壓縮同時潤滑油亦因壓力差的作用而噴入壓縮室內與室氣混合。
4、排氣過程:
當轉子的嚙合端面轉到與機殼排氣相通時,(此時壓縮氣體之壓力最高)被壓縮之氣體開始排出,直至齒峰與齒溝的嚙合面移至排氣端面,此時兩轉子嚙合面與機殼排氣口這齒溝空間為零,即完成(排氣過程),在此同時轉子嚙合面與機殼進氣口之間的齒溝長度又達到最長,其吸氣過程又在進行
㈥ 冰箱壓縮機內部的構造及 原理 為什麼壓縮泵它們由三個彈簧支撐著,而不固定死在內部
壓縮機的工作原理簡介:
壓縮機的工作原理很簡單,電機通過驅動曲軸和連桿帶動活塞往復運動。當活塞下移時,使缸孔內形成負壓而打開吸氣閥,使製冷劑流進缸孔(圖a)。當活塞上移時,缸孔內壓力升高。當壓力高於排氣端壓力時,排氣閥打開,製冷劑排出壓縮機(圖b)。汽體流動是非連續的,僅在活塞下移時有吸氣,而排氣端僅在活塞達到缸頂前很短時間里有排氣。
就有一個氣缸,三個彈簧是用來支撐,減震的