冷水機中壓縮機的原理及其幾種分類(lèi)和對比

l、從蒸發(fā)器中吸m蒸氣，以保證蒸發(fā)器內一定的蒸發(fā)壓力；

2、提高壓力（壓縮），以創(chuàng )造在較高溫度下冷凝的條件；

3、輸送制冷劑，使制冷劑完成制冷循環(huán)。

一、壓縮機的種類(lèi)很多，根據工作原理的不同，冷水機壓縮機可以分為定排量壓縮機和變排量壓縮機。

l、定排量壓縮機的排氣量是隨著(zhù)發(fā)動(dòng)機的轉速的提高而成比例提高的，它不能根據制冷的需求而自動(dòng)改變功率輸，而且對發(fā)動(dòng)機油耗的影響比較大。它的控制一般通過(guò)采集蒸發(fā)器出風(fēng)口的溫度信號來(lái)實(shí)現，當溫度達到設定的溫度，壓縮機停止工作；當溫度升高后，壓縮機開(kāi)始 T二作。定排量壓縮機也受冷水機壓力的控制，當管路內壓力過(guò)高時(shí)，壓縮機停止工作。

2、變排量壓縮機可以根據設定的溫度自動(dòng)調節功率輸出。冷水機控制系統不采集蒸發(fā)器m風(fēng)口的溫度信號，而是根據冷水機管路內壓力變化信號來(lái)控制壓縮機的壓縮比從而自動(dòng)調節m 風(fēng)口溫度。在制冷的全過(guò)程中，壓縮機始終是工作的，制冷強度的調節完全依賴(lài)裝在壓縮機內部的壓力調節閥來(lái)控制。當冷水機管路內高壓端壓力過(guò)高時(shí)，壓力調節閥縮短壓縮機內活塞行程以減小壓縮比，這樣就會(huì )降低制冷強度。當高壓端壓力下降到一定程度，低壓端壓力上升到一定程度時(shí)，壓力調節閥則增大活塞行程以提高制冷強度。

二、根據工作方式的不同，可分為兩大類(lèi)：容積型與速度型。

容積型壓縮機是靠工作腔容積的改變來(lái)實(shí)現吸汽、壓縮、排汽等過(guò)程。屬于這類(lèi)壓縮機的有往復式壓縮機和回轉式壓縮機。速度型壓縮機是靠高速旋轉的齒輪對蒸氣做功，壓力升高，并完成輸送蒸氣的任務(wù)。屬于這類(lèi)壓縮機的有離心式和軸流式壓縮機，目前常用的是離心式壓縮機。

1、往復式壓縮機的工作原理

往復式壓縮機又稱(chēng)活塞式壓縮機。壓縮機的工作腔是汽缸?；钊谄變茸魃舷峦鶑瓦\動(dòng)，從而完成了壓縮、排汽、膨脹、吸汽等過(guò)程。圖1中的四個(gè)過(guò)程分別表示了壓縮機1二作中的四個(gè)過(guò)程。到**位置（稱(chēng)活塞的下止點(diǎn)）時(shí)，汽缸吸滿(mǎn)蒸氣。而活塞轉而向上，這時(shí)吸、排汽門(mén)都關(guān)閉，汽缸容積縮小，蒸氣被壓縮，一直壓縮到排汽壓力為止。圖中（b）為排汽過(guò)程：當壓力達到一定值（大于排汽管內壓力）時(shí)，排汽閥開(kāi)啟，活塞繼續上移，蒸氣排出，一直到活塞上移到**位置（這位置稱(chēng)活塞的上止點(diǎn)）時(shí)，排汽結束。圖中（c）是余隙膨脹過(guò)程：為了防止活塞與吸排汽閥碰撞，活塞上移到上止點(diǎn)時(shí)，活塞與汽缸頂部之間留有一定間隙，稱(chēng)余隙。當活塞轉而向下運動(dòng)時(shí)，排汽結束時(shí)留在余隙內的高壓蒸氣阻止吸汽閥開(kāi)啟，吸汽不能開(kāi)始。這時(shí)余隙內的蒸氣隨著(zhù)活塞下移而進(jìn)行膨脹，一直膨脹到吸汽壓力以下時(shí)才結束。圖中之（d）是吸汽過(guò)程：吸汽閥開(kāi)啟，隨著(zhù)活塞往下運動(dòng)而吸汽，一直進(jìn)行到活塞下移到活塞下止點(diǎn)為止。

（1）優(yōu)點(diǎn)：它應用比較廣泛，制造技術(shù)成熟，結構簡(jiǎn)單，而且對加工材料和加工lT藝要求較低，造價(jià)比較低，適應性強，能適應廣闊的壓力范圍和制冷量要求，可維修性強。

（2）缺點(diǎn)：無(wú)法實(shí)現較高轉速，機器大而重，不容易實(shí)現輕量化，排氣不連續，氣流容易出現波動(dòng)，而且工作時(shí)有較大的振動(dòng)。由于曲軸連桿式壓縮機的上述特點(diǎn)，已經(jīng)很少有小排量壓縮機采用這種結構形式，曲軸連桿式壓縮機目前大多應用在客車(chē)和卡車(chē)的大排量冷水機中。

2、 螺桿式壓縮機的構造與工作過(guò)程

螺桿式壓縮機是一種回轉式容積式壓縮機。它利用螺桿的齒槽容積和位置的變化來(lái)完成蒸氣的吸人、壓縮和排氣過(guò)程。無(wú)油螺桿壓縮機在本世紀三十年代問(wèn)世，主要用于壓縮空氣。后來(lái)汽缸內噴油的螺桿式壓縮機出現，性能得到提高，目前，噴油式螺桿壓縮機已是制冷壓縮機中主要機種之一。螺桿式壓縮機分為雙螺桿和單螺桿兩大類(lèi)，雙螺桿壓縮機習慣上稱(chēng)為螺桿式壓縮機。

（1） 圖2為噴油式螺桿式壓縮機的構造。

在斷面為雙圓相交的汽缸內，裝有一對轉子？D？D 陽(yáng)轉子和陰轉子。陽(yáng)轉子有四個(gè)齒，陰轉子有六個(gè)齒，兩根轉子相互嚙合。當陽(yáng)轉子旋轉一周，隱轉子旋轉2/3周，或者說(shuō)，陽(yáng)子的轉速比陰轉子的轉速快50%。圖3是螺桿式壓縮機從吸汽靠排汽的工作過(guò)程，在汽缸的吸汽端座上開(kāi)有吸汽口，當齒槽與吸汽口相通時(shí)，吸汽就開(kāi)始，隨著(zhù)螺桿的旋轉，齒槽脫離吸汽口，一對齒槽空間吸滿(mǎn)蒸氣，如圖（a）。螺桿繼續旋轉，兩螺桿的齒與齒槽相互嚙合，有汽缸體、嚙合的螺桿和排汽端座組成的齒槽容積變小，而且位置向排汽端移動(dòng)，成了對蒸氣壓縮和輸送的作用，如圖（b）。當這對齒槽空間與端座的排汽口相通時(shí)，壓縮終了，蒸氣被排出，如圖（c）。每對齒槽空間都存在著(zhù)吸汽、壓縮、排汽三個(gè)過(guò)程。在同一時(shí)刻存在著(zhù)吸汽、壓縮、排汽三個(gè)過(guò)程，不過(guò)它們發(fā)生在不同的齒槽空間。

（2） 螺桿式壓縮機的優(yōu)點(diǎn)：

①螺桿式壓縮機只有旋轉運動(dòng)，沒(méi)有往復運動(dòng)，因此壓縮機的平衡性好，振動(dòng)小，可以提高壓縮機的轉速。

②螺桿式壓縮機的結構簡(jiǎn)單、緊湊，重量輕，無(wú)吸、排汽閥，易損件少，可靠性高，檢修周期長(cháng)。

③在低蒸發(fā)溫度或高壓縮比工況下，用單級壓縮仍然可正常工作，且有良好的性能。這是由于螺桿式壓縮機沒(méi)有余隙，沒(méi)有吸、排汽閥，故在這種不利工況下仍然有較高的容積效率。

④螺桿式壓縮機對濕壓縮不敏感。

⑤螺桿式壓縮機的制冷量可以在10%一100%范圍內無(wú)級調節，但在40%以上負荷時(shí)的調節比較經(jīng)濟。

（3）缺點(diǎn)：

噪聲較大，以及需要設置一套潤滑油分離、冷卻、過(guò)濾和加壓的輔助設備，造成機組體積大。

（4）應用范圍

雙螺桿壓縮機在化工、制冷及空氣動(dòng)力工程中，它所占的比重較大。螺桿壓縮機的容積流量范圍是2 50m 3／12 a）吸氣結束 b）壓縮行程

c）排出開(kāi)。

1、定圈2、動(dòng)圈3、動(dòng)圈渦旋中心4、5、6、8、制冷劑氣體7、最小壓縮容積9、排氣口10、動(dòng)圈渦旋中心l1、開(kāi)始壓縮客積（**容積）12、回旋半徑min，終了壓力一般小于12MPa，個(gè)別場(chǎng)合可達4．5MPa。在化工系統中，大都采用于式結構，而空氣動(dòng)力工程與制冷領(lǐng)域中常采用濕式。

3、 旋渦式壓縮機的工作原理旋渦式壓縮機的機理早在20世紀初由法國人所發(fā)明，但是由于當時(shí)加工精度不高和結構上存在問(wèn)題，而一直未得到推廣使用。到了七十年代，這項技術(shù)在美國才開(kāi)始得到應用。自本世紀80年代以來(lái)，渦旋壓縮機以其機構緊湊、高效節能、微振低噪以及工作可靠性等特點(diǎn)，開(kāi)始在小型制冷及冷水機領(lǐng)域獲得越來(lái)越廣泛的應用，也因此成為壓縮機技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。旋渦式壓縮機也是一種容積型回轉式壓縮機，一般為直立型。其結構主要分為動(dòng)靜式和雙公轉式2種，目前動(dòng)靜式應用最為普遍，它的工作部件主要由動(dòng)渦輪與靜渦輪組成。動(dòng)、靜渦輪的結構十分相似，都是由端板和由端板上伸出的漸開(kāi)線(xiàn)型渦旋齒組成，兩者偏心配置且相差180o，靜渦輪靜止不動(dòng)，而動(dòng)渦輪在專(zhuān)門(mén)的防轉機構的約束下，由曲柄軸帶動(dòng)作偏心回轉平動(dòng)，無(wú)自轉，只有公轉。

（1）工作原理

一對相同型線(xiàn)且相互錯開(kāi)180度的渦旋葉片圈組合一對嚙合，動(dòng)圈2以回旋半徑的圓作不旋轉的回運動(dòng)。如（A）所示，在吸氣完了時(shí)，一對渦旋圈共形成兩對月牙形容積。**的月牙容積l1即將開(kāi)始壓縮。動(dòng)圈渦旋中心繞定圈渦旋中心連續公轉，原**的月牙容積實(shí)現a？Db？Dc的壓縮，達到預定壓力，由排氣口9排出。在月牙11壓縮的同時(shí)，在動(dòng)圈和定圈的外周義形成吸氣容積4、8，連續回轉運動(dòng)過(guò)程中，也實(shí)現了相同的壓縮，如此周而復始完成吸氣、壓縮、排氣過(guò)程。

（2）渦旋式壓縮機優(yōu)點(diǎn)：

①容積效率高，因為相鄰的月牙形空間之間的壓差小，泄漏少，無(wú)吸汽和排汽閥，阻力小，無(wú)余隙容積的再膨脹。

②絕熱效率高，在同樣制冷量情況下，旋渦式比往復式約高10%。

③動(dòng)渦盤(pán)與主軸等運動(dòng)部件的受力變化小，整機振動(dòng)小。

④零部件少。約為往復式的40%。

⑤驅動(dòng)動(dòng)渦盤(pán)運動(dòng)的偏心軸可以高速旋轉，因此渦旋式壓縮機體積小、重量輕，約比往復式輕l5%。

⑥渦旋壓縮機運轉可靠，而且容易實(shí)現變轉速運動(dòng)和變排量技術(shù)。

（3）缺點(diǎn)：要求加工精度高。