蒸汽壓縮式製冷機

Ⅰ 製冷壓縮機的工作原理

導語：說起製冷壓縮機大家可能會覺得陌生，腦海里沒有製冷壓縮機的樣子，但其實日常生活中卻很多地方都得用它，像冰箱、冰櫃等製冷裝置中一定會有它的身影。平常我們對製冷壓縮機的了解肯定少之又少，那麼今天就讓小編和你一起來研究研究它吧!

製冷壓縮機工作原理

製冷壓縮機是工作在一種蒸汽壓縮式製冷系統中。它是將其內的製冷劑從原本的低壓狀態下提升為高壓狀態，並且讓製冷劑在工作中不斷地在內部循環流動，以此來使系統內部產生的熱量排放到外部環境中。製冷壓縮機是製冷系統的核心部分，製冷系統以壓縮機為中介輸入電能，從而將熱量從低溫處排放到高溫處。

螺桿式壓縮機機器結構精緻、體積較小、重量輕而且如果少量液體不慎進入機內時，不會有液擊危險。它沒有活塞式壓縮機上配備的氣缸、活塞、活塞環等部件。它可以利用活閥進行能量調節，適用范圍十分廣泛而且運行的時候平穩可靠。但是螺桿式製冷壓縮機的加工製作和裝配設置的要求精度很高，工作時會有較大的噪音，一般情況下都需要安裝隔除噪音的裝置。而且在使用的時候還需要加上潤滑油。

壓縮機是一種對跨臨界二氧化碳空調系統效率及可靠性影響最大的部件，它應當結合重新結合二氧化碳超臨界循環的具體特點進行設計。由於二氧化碳對壓縮機的氣壓要求較小，所以在設計生產過程中不需要對壓縮機進行冷卻。正是由於絕熱好、壓比小，可減少壓縮機工作過程中的一些空餘縫隙的再膨脹損失，從而使壓縮機的容積效率增高。根據實驗和研究發現，往復式壓縮機具有很好的油膜滑動密封特點，以此成為二氧化碳系統的第一個選擇。

製冷壓縮機發展前景

近年來，各個國家的製冷壓縮機行業都在不斷迅猛發展，全球的壓縮機市場集中度也不斷加強。領先的壓縮機生產企業在不斷進行行業整合，以此提高自身的競爭力。至今日，德國比澤爾和美國英格索蘭為代表逐漸占據優勢市場地位。

與此同時，近幾年來我國的製冷壓縮機行業也有著快速發展。十一五期間，我國的製冷壓縮機國產化率有很大提高;一些領域對製冷壓縮機的需求也迅猛提升。如今伴隨著我國十二五計劃的提出及進行，國內市場對於製冷壓縮機行業有了很大的發展空間，同時也給了這個行業很大的機遇和挑戰。預計，十二五期間，我國製冷壓縮機市場規模將快速增長，這個增長速度將保持在高於10%。

隨著中國的繁盛發展，全球的壓縮機製造重心也逐漸向我國轉移。中國也已經成為了比澤爾的在全球中的一個重要市場。國際的壓縮機生產企業進入我國，在帶動我國經濟發展的同時也加劇了我國此行業的市場競爭力。

相信通過小編的介紹，大家對製冷壓縮機有了整體的概念與了解。製冷壓縮機對日常生活不可或缺，讓我們多多關注此行業的發展吧。

Ⅱ 壓縮式製冷機的工作原理

各種製冷機的工作原理有其共同之點，也有不同之點。 由壓縮機、冷凝器、蒸發器、節流機構和一些輔助設備組成。這類製冷機的製冷劑在常溫和普通低溫下能夠液化，在製冷機的工作過程中製冷劑周期性地冷凝和蒸發。常用的蒸氣壓縮式製冷機有單級的、兩級的和復疊式3種。
① 單級蒸氣壓縮式製冷機:製冷劑從蒸發壓力提高到冷凝壓力只經過一級壓縮的蒸氣壓縮式製冷機，簡稱單級製冷機。單級製冷機由壓縮機、冷凝器、節流機構和蒸發器等組成(圖2)。由壓縮機排出的高壓蒸氣經冷凝器放出熱量而冷凝成液體。接著，液體製冷劑經節流閥（膨脹閥）節流，壓力和溫度同時降低,進入蒸發器中,吸取載冷劑（用它去再冷卻被冷卻物體）的熱量而蒸發成蒸氣。然後，蒸氣進入壓縮機繼續壓縮，如此循環不已。為提高經濟性，有的單級製冷機還在冷凝器後設置過冷器和回熱器。單級製冷機的蒸發溫度通常在-30～5℃之間。
② 兩級蒸氣壓縮式製冷機:製冷劑從蒸發壓力提高到冷凝壓力需要經過兩級壓縮的蒸氣製冷機(圖3) 。它比單級製冷機多一台壓縮機、一台中間冷卻器和節流閥。經高壓壓縮機壓縮後的製冷劑蒸氣，在冷凝器中冷凝成液體，然後分成兩路：一路經節流閥A進入中間冷凝器,冷卻低壓壓縮機的排氣和盤管中的液體，在中間冷凝器中蒸發的製冷劑蒸氣連同低壓壓縮機的排氣一同進入高壓壓縮機繼續壓縮;另一路在盤管內被冷卻並經過節流閥B節流至蒸發壓力，進入蒸發器中蒸發製冷，蒸發後的蒸氣進入低壓壓縮機壓縮至中間壓力，進入中間冷凝器。與單級製冷機相比，兩級製冷機可達到較低的蒸發溫度,通常在-30～-70℃之間。
③ 復疊式製冷機:用不同製冷劑作為工作介質的兩台(或數台)單級或兩級壓縮蒸氣壓縮式製冷機，用冷凝蒸發器聯系起來的復合製冷機。冷凝蒸發器是一個利用高溫級製冷劑的蒸發來冷凝低溫級製冷劑的換熱器。復疊式製冷機能達到很低的蒸發溫度。圖4為兩個單級製冷機組成的復疊式製冷機的工作原理。它的高溫級由高溫級壓縮機、冷凝器、節流閥和冷凝蒸發器組成；低溫級由低溫級壓縮機、冷凝蒸發器、回熱器、節流閥和蒸發器組成。高溫級和低溫級各為一台單級製冷機。冷凝蒸發器將高溫級與低溫級聯系起來:對高溫級來說,它是蒸發器;對低溫級來說,它是冷凝器。冷凝蒸發器使低溫級的放熱量轉變為高溫級的製冷量。在低溫級中，通常使用沸點較低的製冷劑（如R13），停機後製冷劑將全部氣化,並導致壓力過分升高。為了防止這一現象，通常在低溫級系統中裝設一個平衡容器。
用兩台單級製冷機復疊時，低溫級的蒸發溫度一般為-40～-80℃。一台單級製冷機與一台兩級製冷機復疊時，蒸發溫度可低達-110℃；若用三元（例如R22、R13和R14）復疊，蒸發溫度可低達-140℃。 蒸氣壓縮式製冷機的主要設備包括壓縮機、冷凝器、蒸發器、冷凝蒸發器和節流機構。
壓縮機 製冷壓縮機有往復式、離心式和螺桿式等型式。製冷壓縮機的工作原理和總體結構與其他用途的壓縮機基本相同，但根據製冷機的要求在結構上有如下特點：①密封要求高，不允許向內和向外泄漏。因此大、中型製冷壓縮機在主軸伸出機體處均設有軸封，小型製冷壓縮機則做成半封閉式或全封閉式。半封閉式壓縮機通常是將機體與電動機的機殼做成一體，或將兩者用法蘭連接。全封閉式還只限於小型往復壓縮機和滾動轉子壓縮機，用一個密封的鋼罩殼把壓縮機與電動機封閉起來，一般不進行拆修。②氟利昂能溶於潤滑油中，故常在曲軸箱的油池中裝有加熱器。有些螺桿壓縮機和滾動轉子壓縮機用噴油法來實現機內密封和冷卻，除噴油裝置外還設有高效率的油分離器。③壓縮機吸入的是飽和蒸氣。氨氣容易帶液，故往復氨壓縮機設有防止液擊的安全蓋。④多級壓縮時各級的流量不相同，故多級離心壓縮機和螺桿壓縮機大多設有中間補氣系統，再配以省功器，藉以提高製冷機的運轉經濟性。
冷凝器 靠環境介質帶走製冷劑的熱量，製冷劑在其中被冷卻並冷凝成液體。冷凝器分為水冷式和空氣冷卻式兩種。①水冷式冷凝器是應用最廣的一類冷凝器，用於中、大型製冷機中。水冷式冷凝器有:殼管式,製冷劑在管外冷凝（見管殼式換熱器）；套管式，製冷劑在管腔中冷凝（見套管式換熱器）；噴淋式，製冷劑在管內冷凝（見蛇管式換熱器）；蒸發式，製冷劑在管內冷凝，管外用水噴淋，並有空氣吹過管子表面。殼管式結構較緊湊，傳熱效果較好，應用較為廣泛。用於氟利昂製冷機的殼管式冷凝器，因氟利昂冷凝時的放熱系數較小，常在管外設有翅片，以強化傳熱。②空氣冷卻式冷凝器多用於小型氟利昂製冷機中，分為空氣強迫對流式（風扇鼓風）和自然對流式兩種，前者的傳熱效果較好。空氣冷卻式冷凝器均做成蛇管式,製冷劑在管內冷凝,而且在管外設有翅片。
蒸發器 依靠製冷劑的蒸發直接或間接（通過載冷劑）吸取被冷卻物體的熱量。蒸發器可分為：冷卻液體的蒸發器，用於間接冷卻；冷卻空氣的蒸發器，用於直接冷卻。冷卻液體的蒸發器用來冷卻載冷劑，常用的有：管殼式，製冷劑在管外蒸發；沉浸式，製冷劑在管內蒸發；乾式蒸發器等。用於氟利昂製冷機的管殼式蒸發器一般在管外也設有翅片，以強化傳熱。乾式蒸發器的結構與管殼式相似，但製冷劑在管內蒸發，可使用光管或內翅片管，傳熱效果好。冷卻空氣的蒸發器常製成蛇管式,管外套有翅片,空氣在管外強制流動，製冷劑在管內蒸發。這種蒸發器與鼓風機的組合稱為空氣冷卻器。此外，在冷藏裝置（見製冷裝置）中常使用空氣自由對流的蛇管式蒸發器，即冷卻排管。 只用於復疊式製冷機中。它依靠高溫級中製冷劑的蒸發使低溫級中的製冷劑蒸氣冷凝，它既是高溫級的蒸發器，又是低溫級的冷凝器。冷凝蒸發器有套管式、繞管式和管殼式等，均採用管內蒸發、管外冷凝的方式。
節流機構 把製冷劑液體從冷凝壓力降低到蒸發壓力的控制機構，它能同時控制供液量。節流機構有節流閥、浮球調節閥、熱力膨脹閥、毛細管和節流孔板等。
① 節流閥:它是手動操作的控制閥門，轉動手輪可改變閥的通道截面，控制供液量，常用於較大型的製冷機中。
② 浮球閥:一種自動控制閥門。它靠蒸發器或中間冷卻器中製冷劑液面的變化，通過浮球和傳動機構的動作改變閥門的通道截面，只用於氨製冷機中。
③ 熱力膨脹閥:一種依靠蒸發器出口製冷劑蒸氣的過熱度來改變通道截面的自動控制閥門(圖5)。熱力膨脹閥裝在蒸發器的進口,感溫包設在蒸發器出口管上。感溫包中充有感溫工質（製冷劑或其他氣體、液體）。當蒸發器的供液量偏小時，蒸發器出口蒸氣的過熱度增大，感溫工質的溫度和壓力升高，通過頂桿將閥芯向下壓，閥門開度變大，供液量增多；反之，當供液量偏大時，蒸發器出口蒸氣過熱度變小，閥門通道便自動變小，供液量隨之減少。水推動閥門下方的調整桿，可以調整蒸氣的過熱度。熱力膨脹閥大多用於氟利昂製冷機中。

④ 毛細管:也稱節流管，通常為長0.1～2米、內徑1～3毫米的細長銅管，用於小型冰箱和空氣調節設備中。
⑤ 節流孔板:用於某些離心式製冷機中，分為單孔板和多孔板（幾個孔板串聯工作）等。孔板的流通截面不能調節，僅適用於工況較穩定的製冷機。 壓縮式製冷機的主要性能指標是工作溫度（冷凝溫度和蒸發溫度）、製冷量、功率和製冷系數。壓縮式製冷機的製冷量和功率主要取決於壓縮機的結構尺寸和轉速，同時也隨工作溫度而變。表為各種壓縮式製冷機的特點和應用。

Ⅲ 蒸汽壓縮式製冷機的製冷原理 簡單概述

蒸汽壓縮機是熱回收系統對產生的蒸汽通過壓縮作用而提高蒸汽溫度和壓力的關鍵設備。作用是將低壓（或低溫）的蒸汽加壓升溫，以達到工藝或者工程所需的溫度和壓力要求。蒸汽壓縮機總體構成較為復雜，主要由壓縮系統、蒸汽降溫器和潤滑系統三個基本單元組成。再沸器（蒸發器）內產生的蒸汽經過內嵌式微滴分離器除去蒸汽中的部分液體，然後再進入蒸汽壓縮機或相應的用汽點。在工藝設計時可留有不經壓縮的蒸汽旁路，以自動控制而滿足生產對不同蒸汽壓力和溫度的要求或防止壓縮機出現故障時維修的餘地。

2、壓縮系統

蒸汽壓縮機壓縮形式根據原理不同，是由一個整體的齒輪裝置驅動的單級離心壓縮機。根據不同的需求壓縮機的形式也不盡相同，一般常見的有羅茨式壓縮機（容積式）、離心式壓縮機（速度式）等。

3、蒸汽降溫器

蒸汽降溫器是一個特別設計的噴嘴，它安裝在回收蒸汽管中。使流動中的蒸汽使盡量多的水霧化為蒸汽。通向降溫器的供水流量由降溫器後的蒸汽的溫度來控制。

4、潤滑系統

潤滑系統包括油罐、兩個並聯的水冷式冷卻器、一套並聯的油過濾器和兩個油泵。主油泵是一個螺桿泵，直接由低速齒輪軸驅動。備用油泵由電機驅動在啟動時使用。油冷卻器是一個管狀的換熱器，油在換熱管中流動。油罐上安裝有油除沫器和電加熱器，潤滑油通過油冷卻器和油過濾器從油罐泵送到齒輪箱，油的溫度由油冷卻器旁路的溫度控制器調節。油過濾器上有壓差指示器，以檢測過濾器中的污染物。

5、蒸汽壓縮機形式

根據流體通過蒸汽壓縮機葉輪的方向，將相關設備稱為軸流、混流或離心式壓縮機。最適用的壓縮機類型取決於相關應用的操作條件。關鍵參數是需要達到的溫升和待壓縮蒸汽的流量。