冷水機中壓縮機的原理及其幾種分類和對比

l,、從蒸發(fā)器中吸m蒸氣，以保證蒸發(fā)器內(nèi)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,、壓縮機的種類很多,，根據(jù)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發(fā)動機的轉(zhuǎn)速的提高而成比例提高的，它不能根據(jù)制冷的需求而自動改變功率輸,，而且對發(fā)動機油耗的影響比較大,。它的控制一般通過采集蒸發(fā)器出風(fēng)口的溫度信號來實現(xiàn)，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度,，壓縮機停止工作,；當(dāng)溫度升高后，壓縮機開始 T二作,。定排量壓縮機也受冷水機壓力的控制,，當(dāng)管路內(nèi)壓力過高時，壓縮機停止工作,。

2,、變排量壓縮機可以根據(jù)設(shè)定的溫度自動調(diào)節(jié)功率輸出。冷水機控制系統(tǒng)不采集蒸發(fā)器m風(fēng)口的溫度信號,，而是根據(jù)冷水機管路內(nèi)壓力變化信號來控制壓縮機的壓縮比從而自動調(diào)節(jié)m 風(fēng)口溫度,。在制冷的全過程中，壓縮機始終是工作的,，制冷強度的調(diào)節(jié)完全依賴裝在壓縮機內(nèi)部的壓力調(diào)節(jié)閥來控制,。當(dāng)冷水機管路內(nèi)高壓端壓力過高時，壓力調(diào)節(jié)閥縮短壓縮機內(nèi)活塞行程以減小壓縮比,，這樣就會降低制冷強度,。當(dāng)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,，壓力調(diào)節(jié)閥則增大活塞行程以提高制冷強度,。

二、根據(jù)工作方式的不同,，可分為兩大類：容積型與速度型,。

容積型壓縮機是靠工作腔容積的改變來實現(xiàn)吸汽、壓縮,、排汽等過程,。屬于這類壓縮機的有往復(fù)式壓縮機和回轉(zhuǎn)式壓縮機,。速度型壓縮機是靠高速旋轉(zhuǎn)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(fù)式壓縮機的工作原理

往復(fù)式壓縮機又稱活塞式壓縮機。壓縮機的工作腔是汽缸,?；钊谄變?nèi)作上下往復(fù)運動，從而完成了壓縮,、排汽,、膨脹、吸汽等過程,。圖1中的四個過程分別表示了壓縮機1二作中的四個過程,。到**位置（稱活塞的下止點）時，汽缸吸滿蒸氣,。而活塞轉(zhuǎn)而向上,，這時吸、排汽門都關(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）為排汽過程：當(dāng)壓力達(dá)到一定值（大于排汽管內(nèi)壓力）時,，排汽閥開啟，活塞繼續(xù)上移,，蒸氣排出,，一直到活塞上移到**位置（這位置稱活塞的上止點）時，排汽結(jié)束,。圖中（c）是余隙膨脹過程：為了防止活塞與吸排汽閥碰撞,，活塞上移到上止點時，活塞與汽缸頂部之間留有一定間隙,，稱余隙,。當(dāng)活塞轉(zhuǎn)而向下運動時，排汽結(jié)束時留在余隙內(nèi)的高壓蒸氣阻止吸汽閥開啟,，吸汽不能開始,。這時余隙內(nèi)的蒸氣隨著活塞下移而進(jìn)行膨脹,，一直膨脹到吸汽壓力以下時才結(jié)束,。圖中之（d）是吸汽過程：吸汽閥開啟,，隨著活塞往下運動而吸汽，一直進(jìn)行到活塞下移到活塞下止點為止,。

（1）優(yōu)點：它應(yīng)用比較廣泛,，制造技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡單,，而且對加工材料和加工lT藝要求較低,，造價比較低，適應(yīng)性強,，能適應(yīng)廣闊的壓力范圍和制冷量要求,，可維修性強。

（2）缺點：無法實現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速,，機器大而重,，不容易實現(xiàn)輕量化，排氣不連續(xù),，氣流容易出現(xiàn)波動,，而且工作時有較大的振動。由于曲軸連桿式壓縮機的上述特點,，已經(jīng)很少有小排量壓縮機采用這種結(jié)構(gòu)形式,，曲軸連桿式壓縮機目前大多應(yīng)用在客車和卡車的大排量冷水機中。

2,、 螺桿式壓縮機的構(gòu)造與工作過程

螺桿式壓縮機是一種回轉(zhuǎn)式容積式壓縮機,。它利用螺桿的齒槽容積和位置的變化來完成蒸氣的吸人、壓縮和排氣過程,。無油螺桿壓縮機在本世紀(jì)三十年代問世,，主要用于壓縮空氣。后來汽缸內(nèi)噴油的螺桿式壓縮機出現(xiàn),，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,，雙螺桿壓縮機習(xí)慣上稱為螺桿式壓縮機。

（1） 圖2為噴油式螺桿式壓縮機的構(gòu)造,。

在斷面為雙圓相交的汽缸內(nèi),，裝有一對轉(zhuǎn)子？D,？D 陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子,。陽轉(zhuǎn)子有四個齒，陰轉(zhuǎn)子有六個齒,，兩根轉(zhuǎn)子相互嚙合,。當(dāng)陽轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周,，隱轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)2/3周，或者說,，陽子的轉(zhuǎn)速比陰轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速快50%,。圖3是螺桿式壓縮機從吸汽靠排汽的工作過程，在汽缸的吸汽端座上開有吸汽口,，當(dāng)齒槽與吸汽口相通時,，吸汽就開始，隨著螺桿的旋轉(zhuǎn),，齒槽脫離吸汽口,，一對齒槽空間吸滿蒸氣，如圖（a）,。螺桿繼續(xù)旋轉(zhuǎn),，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，成了對蒸氣壓縮和輸送的作用,，如圖（b）,。當(dāng)這對齒槽空間與端座的排汽口相通時，壓縮終了,，蒸氣被排出,，如圖（c）。每對齒槽空間都存在著吸汽,、壓縮,、排汽三個過程。在同一時刻存在著吸汽,、壓縮,、排汽三個過程，不過它們發(fā)生在不同的齒槽空間,。

（2） 螺桿式壓縮機的優(yōu)點：

①螺桿式壓縮機只有旋轉(zhuǎn)運動,，沒有往復(fù)運動，因此壓縮機的平衡性好,，振動小,，可以提高壓縮機的轉(zhuǎn)速。

②螺桿式壓縮機的結(jié)構(gòu)簡單,、緊湊,，重量輕，無吸,、排汽閥，易損件少,，可靠性高，檢修周期長,。

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有余隙,，沒有吸、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(nèi)無級調(diào)節(jié),，但在40%以上負(fù)荷時的調(diào)節(jié)比較經(jīng)濟,。

（3）缺點：

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

（4）應(yīng)用范圍

雙螺桿壓縮機在化工,、制冷及空氣動力工程中，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(jié)束 b）壓縮行程

c）排出開,。

1、定圈2,、動圈3,、動圈渦旋中心4、5,、6,、8、制冷劑氣體7,、最小壓縮容積9、排氣口10,、動圈渦旋中心l1,、開始壓縮客積（**容積）12、回旋半徑min,，終了壓力一般小于12MPa,，個別場合可達(dá)4．5MPa。在化工系統(tǒng)中,，大都采用于式結(jié)構(gòu),，而空氣動力工程與制冷領(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(jì)初由法國人所發(fā)明,，但是由于當(dāng)時加工精度不高和結(jié)構(gòu)上存在問題，而一直未得到推廣使用,。到了七十年代,，這項技術(shù)在美國才開始得到應(yīng)用。自本世紀(jì)80年代以來,，渦旋壓縮機以其機構(gòu)緊湊,、高效節(jié)能、微振低噪以及工作可靠性等特點,，開始在小型制冷及冷水機領(lǐng)域獲得越來越廣泛的應(yīng)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(zhuǎn)式壓縮機,，一般為直立型,。其結(jié)構(gòu)主要分為動靜式和雙公轉(zhuǎn)式2種，目前動靜式應(yīng)用最為普遍,，它的工作部件主要由動渦輪與靜渦輪組成,。動,、靜渦輪的結(jié)構(gòu)十分相似,，都是由端板和由端板上伸出的漸開線型渦旋齒組成，兩者偏心配置且相差180o，靜渦輪靜止不動,，而動渦輪在專門的防轉(zhuǎn)機構(gòu)的約束下,，由曲柄軸帶動作偏心回轉(zhuǎn)平動，無自轉(zhuǎn),，只有公轉(zhuǎn),。

（1）工作原理

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

（2）渦旋式壓縮機優(yōu)點：

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，無吸汽和排汽閥,，阻力小，無余隙容積的再膨脹。

②絕熱效率高,，在同樣制冷量情況下,，旋渦式比往復(fù)式約高10%,。

③動渦盤與主軸等運動部件的受力變化小,，整機振動小,。

④零部件少。約為往復(fù)式的40%,。

⑤驅(qū)動動渦盤運動的偏心軸可以高速旋轉(zhuǎn),，因此渦旋式壓縮機體積小、重量輕,，約比往復(fù)式輕l5%,。

⑥渦旋壓縮機運轉(zhuǎn)可靠,，而且容易實現(xiàn)變轉(zhuǎn)速運動和變排量技術(shù),。

（3）缺點：要求加工精度高。