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各种压缩机性能比较与分析

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发表于 2016-7-22 10:27:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
在人们日常活动中,使用各式各样的机器进行能量传递或转换,以满足起不同的需要。在制冷与空调技术中,需要热量从低于环境介质温度的物体中转移到环境介质高的物体中去。具有这样功能的机器称为制冷机在制冷机中起到心脏作用的称为制冷压缩机(简称压缩机)其在整个制冷系统中的作用是为了能持续不断的制冷,需要压缩机将已气化的低压蒸汽从蒸发器中吸出并对其做功。压缩成为高压的过热的蒸汽再排到冷凝器中(提高压力是为了使制冷剂蒸气容易在常温下放出热量而冷凝成为液体)。在冷凝器中利用冷却水或空气将高压的过热气体冷凝成为液体带走热量,制冷剂液体又从冷凝器液体排出。如此周而复始实现连续制冷
压缩机根据其工作原哩可分为容积型和速度型两大类。按蒸发温度范围分为高温制冷压缩机-10~0℃,中温制冷压缩机-15~0℃,低温制冷压缩机-40~15℃。而按密封结构形式分我们又可以分为开启式压缩机,半封闭式压缩机,全封闭式压缩机。而我们今天所谈的是由压缩机的机构分的活塞式压缩机,螺杆式压缩机,离心式压缩机,滚动转子式压缩机,涡旋式压缩机滑片式压缩机,旋叶式压缩机,螺旋叶式压缩机,等等。而我们今天主要讨论的是目前我国市面上最多见的也是各个生产商生产最多的几大最有特点的机型活塞式压缩机,螺杆式压缩机,离心式压缩机。

一,活塞式制冷压缩机的性能
(一)活塞式压缩机的工作原理
当活塞式压缩机的曲轴旋转时,通过连杆的传动,活塞便做往复运动,由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞式压缩机的活塞从气缸盖处开始运动时,气缸内的工作容积逐渐增大,这时,气体即沿着进气管,推开进气阀而进入气缸,直到工作容积变到最大时为止,进气阀关闭;活塞式压缩机的活塞反向运动时,气缸内工作容积缩小,气体压力升高,当气缸内压力达到并略高于排气压力时,排气阀打开,气体排出气缸,直到活塞运动到极限位置为止,排气阀关闭。当活塞式压缩机的活塞再次反向运动时,上述过程重复出现。总之,活塞式压缩机的曲轴旋转一周,活塞往复一次,气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程,即完成一个工作循环。
(二)活塞压缩机的优点
1、活塞压缩机的适用压力范围广,不论流量大小,均能达到所需压力;
2、活塞压缩机的热效率高,单位耗电量少;
3、适应性强,即排气范围较广,且不受压力高低影响,能适应较广阔的压力范围和制冷量要求;
4、活塞压缩机对材料要求低,多用普通钢铁材料,加工较容易,造价也较低廉;
5、活塞压缩机技术上较为成熟,生产使用上积累了丰富的经验;
6 、活塞压缩机的装置系统比较简单。
(三)活塞压缩机的缺点
1、转速不高,机器大而重;
2、结构复杂,易损件多,维修量大;
3、排气不连续,造成气流脉动;
4、运转时有较大的震动。
活塞式压缩机在各种场合,特别是在中小制冷范围内,成为制冷机中应用最广、生产批量最大的一种机型
二,螺杆式制冷压缩机的性能
(一)螺杆式压缩机原理介绍
    螺杆式压缩机汽缸内装有一对互相啮合的螺旋形阴阳转子,两转子都有几个凹形齿,两者互相反向旋转。转子之间和机壳与转子之间的间隙仅为5~10丝,主转子(又称阳转子或凸转子),通过由发动机或电动机驱动(多数为电动机驱动),另一转子(又称阴转子或凹转子)是由主转子通过喷油形成的油膜进行驱动,或由主转子端和凹转子端的同步齿轮驱动。所以驱动中没有金属接触(理论上)。
转子的长度和直径决定压缩机排气量(流量)和排气压力,转子越长,压力越高;转子直径越大,流量越大。
螺旋转子凹槽经过吸气口时充满气体。当转子旋转时,转子凹槽被机壳壁封闭,形成压缩腔室,当转子凹槽封闭后,润滑油被喷入压缩腔室,起密封。冷却和润滑作用。当转子旋转压缩润滑剂+气体(简称油气混合物)时,压缩腔室容积减小,向排气口压缩油气混合物。当压缩腔室经过排气口时,油气混合物从压缩机排出,完成一个吸气——压缩——排气过程。螺杆机的每个转子由减摩轴承所支承,轴承由靠近转轴端部的端盖固定。进气端由滚柱轴承支承,排气端由一以对靠的贺锥滚柱支承通常是排气端的轴承使转子定位,也就是止推轴承,抵抗轴向推力,承受径向载荷,并提供必须的轴向运行最小间隙。
工作循环可分为吸气、压缩和排气三个过程。随着转子旋转,每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环。
(二)螺杆式压缩机的优点
1,螺杆压缩机与活塞压缩机相同,都属于容积式压缩机。就使用效果来看螺杆空压机有如下优点。
2,可靠性高。螺杆压缩机零部件少,没有易损件,因而它运转可靠,寿命长,大修间隔期可达4-8万小时。
3,操作维护方便。螺杆压缩机自动化程度高,操作人员不必经过长时间的专业培训,可实现无人值守运转。
4,动力平衡好。螺杆压缩机没有不平衡惯性力,机器可平稳地高速工作,可实现无基础运转,特别适合作移动式压缩机,体积小、重量轻、占地面积少。
5,适应性强。螺杆压缩机具有强制输气的特点,容积流量几乎不受排气压力的影响,在宽阔的范围内能保持较高效率,在压缩机结构不作任何改变的情况下,适用于多种工况。
(三)螺杆式压缩机的缺点
噪声较大,以及需要设置一套润滑油分离、冷却、过滤和加压的辅助设备,造成机组体积过大。
三,离心式制冷压缩机的性能
(一)离心式压缩机的原理介绍
      离心式制冷压缩机的构造和工作原理与离心式鼓风机极为相似。但它的工作原理与活塞式压缩机有根本的区别,它不是利用汽缸容积减小的方式来提高汽体的压力,而是依靠动能的变化来提高汽体压力。离心式压缩机具有带叶片工作轮,当工作轮转动时,叶片就带动汽体运动或者使汽体得到动能,然后使部分动能转化为压力能从而高汽体的压力。这种压缩机由于它工作时不断的冷剂蒸汽吸入,又不断的沿半径方向被甩出去,所以称这种型式的压缩机为离心式压缩机。其中根据压缩机中安装的工作轮数量的多少,分为单级式和多级式。如果只有一个工作轮,就称为单级离心式压缩机,如果是由几个工作轮串联而组成,就称为多级离心式压缩机。在空调中,由于压力增高较少,所以一般都是采用单级,其它方面所用的离心式制冷压缩机大都是多级的。单级离心式制冷压缩机的构造主要由工作轮、扩压器和蜗壳等所组成。压缩机工作时制冷剂蒸汽由吸汽口轴向进入吸汽室,并在吸汽室的导流作用引导由蒸发器(或中间冷却器)来的制冷剂蒸汽均匀地进入高速旋转的轮3(工作轮也称叶轮,它是离心式制冷压缩机的重要部件,因为只有通过工作轮才能将能量传给汽体)。汽体在叶片作用下,以便跟着工作轮作高速旋转,一边由于受离心力的作用,在叶片槽道中作扩压流动,从而体的压力和速度都得提高。由工作轮出来的体再进入截面积逐渐扩大的扩压器4(因为汽体从工作轮流出时具有较高的流速,扩压器便把动能部分的转化为压力能,从而提高汽体的压力)。汽体流过扩压器时速度减小,而压力则进一步提高。经扩压器后汽体汇集到蜗壳中,再经排气口引导至中间冷却器或冷凝器中
(二)离心式压缩机的优点
1,单机制冷量大,在制冷量相同时它的体积小,占地面积少,重量较活塞式轻5~8倍。
2由于它没有汽阀活塞环等易损部件,又没有曲柄连杆机构,因而工作可靠、运转平稳、噪音小、操作简单、维护费用低。
3工作轮和机壳之间没有摩擦,无需润滑。故制冷剂蒸汽与润滑油不接触,从而提高了蒸发器和冷凝器的传热性能。
4能经济方便的调节制冷量且调节的范围较大。
5对制冷剂的适应性差,一台结构一定的离心式制冷压缩机只能适应一种制冷剂。
6由于适宜采用分子量比较大的制冷剂,故只适用于大制冷量,一般都在25~30万大卡/时以上。如制冷量太少,则要求流量小,流道窄,从而使流动阻力大,效率低。但近年来经过不断改进,用于空调的离心式制冷压缩机,单机制冷量可以小到10万大卡/时左右。
(三)离心式压缩离心机的缺点
加工精度要求很高。

四,活塞式制冷压缩机的性能与螺杆制冷式压缩机性能,离心式制冷压缩机性能比较
(一)活塞式压缩机的噪音比较大,且维修不便,维修,大多数活塞压缩机使用过程中经常出现的问题,所以给用户带来极大的不便。同时可以降低生产成本,增加经济效益。
(二)活塞式压缩机内有气阀,活塞,活塞环,连接杆等诸多易损件。连续运行的可靠性较差。与螺杆式压缩机相比活塞式压缩机效率低,特别是长期运行,其经济性差。由于活塞式压缩机的压缩内腔内有很多易损件,这些易损件的磨损和磨坏都将造成制冷剂在压缩时的泄漏,最终导致要所及的效率降低,由于螺杆式压缩机不存在影响机器效率的易损件,进行压缩时的一对转子由自身结构的特点不会出现磨损。因此长期持续的经济性远远优于活塞式制冷压缩机。
(三)活塞式压制冷压缩机为往复式运动结构,存在不可消除的惯性力。因此运行时震动值较大,噪音较高,较大活塞式制冷压缩机安装时需要专门的固定基础。螺杆式制冷压缩机为回转式运动结构,平衡性较好,其震动值较小,噪音较低,无需安装基础。同时也避免了对工作环境的污染。
(四)活塞式制冷压缩机是往复间断压缩运行时,气流较大,螺杆式制冷压缩机转速较高,输气平稳,无气流脉动。
(五)螺杆式制冷压缩机有完善的自动控制与保护系统,属于机电一体化产品,方便了设备的维护与管理。同时最大限度的降低了能耗。螺杆式制冷压缩机是一种整体机构集中化产品,占地面积小,没有活塞式压缩机复杂的管路系统,可以美化环境。
(六)离心式制冷压缩机冷量相同时它的体积小,占地面积少,重量较活塞式轻5~8倍。
(七)由于离心式制冷压缩机没有气阀活塞环等易损件,又没有曲柄连杆机构,因而工作可靠、运转平稳、噪音小、操作简单、维护费用低。
(八)离心式制冷压缩机工作轮和机壳之间没有摩擦,无需润滑。故制冷剂蒸汽与润滑油不接触,从而提高了蒸发器和冷凝器的传热性能。

(九)能经济方便的调节制冷量且调节的范围较大。
(十)对制冷剂的适应性差,一台结构一定的离心式制冷压缩机只能适应一种制冷剂。
(十一)由于适宜采用分子量比较大的制冷剂,故只适用于大制冷量,一般都在25~30大卡/时以上。如制冷量太少,则要求流量小,流道窄,从而使流动阻力大,效率低。

经过以上分析我们知道在名义制冷量较小时我们采用活塞式压缩机制冷机组,在名义制冷量较大时我们采用离心式压缩机制冷机组,两者之间我们则采用螺杆式压缩机制冷机组。

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发表于 2016-11-4 17:13:04 | 显示全部楼层
回答了那么多,没有加分了,郁闷。。
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发表于 2017-9-19 09:09:55 | 显示全部楼层
(3) R12。R12是氟利昂族制冷剂中最早得到广泛应用的一种传统制冷荆。特别是它的冷凝压力较低,等熵指数较小,因此在相同的高、低温介质温度条件下,它的排气温度和压力较氨和R22低,在空调、小型冷库、冷柜、电冰箱制冷系统中,一直被长期使用。但R12的单位容积制冷量较小,远低于氨和R22.因此在空调制冷系统中,逐渐被R22所替代。目前主要应用在中、小型低温制冷系统及车辆空调制冷系统中。
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发表于 2017-12-7 19:13:55 | 显示全部楼层
尊老爱幼,帮助别人后,你会感到无比轻松快乐。
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发表于 2018-10-11 21:01:52 | 显示全部楼层
偶啥时才能熬出头啊.
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