一、基本原理
液態(tài)制冷劑吸熱蒸發(fā)成為氣態(tài)使制冷系統(tǒng)冷卻,制冷劑蒸發(fā)后被壓縮,進(jìn)入冷凝器又被冷凝為液態(tài),周而復(fù)始循環(huán),壓縮機(jī)使制冷劑循環(huán)和壓縮。
二、壓力
單位面積上所受的垂直作用力稱為壓力,又稱壓強(qiáng)。氣體對(duì)器壁所產(chǎn)生的壓力,是由于大量的氣體分子不斷地運(yùn)動(dòng)與容器壁相碰撞,結(jié)果形成對(duì)器壁的壓力。
三、壓縮機(jī)類型:活塞式、回轉(zhuǎn)式、離心式
1、 活塞式壓縮機(jī)
活塞式壓縮機(jī)有單缸和多缸兩種,氣缸布置分Z型、V型、W型、S型幾種。
活塞式壓縮機(jī)的主要部件:氣缸、活塞、連桿、曲軸、汽閥等。
活塞上下運(yùn)動(dòng)吸入氣體并經(jīng)壓縮后將氣體排出。
開啟式壓縮機(jī),其曲軸伸出機(jī)體用聯(lián)軸器或皮帶輪與電動(dòng)機(jī)相連接,曲軸伸出端設(shè)有軸封裝置,以防止制冷劑泄露。半封閉式壓縮機(jī)的機(jī)體和電動(dòng)機(jī)的外殼鑄成一體,構(gòu)成一個(gè)密閉機(jī)身,壓縮機(jī)上仍開有工作孔用蓋板通過螺栓與機(jī)體連接,可進(jìn)行拆檢。這種機(jī)器不需要軸封,密封性能好。
全封閉式壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)與壓縮機(jī)共同裝在一封閉的殼體內(nèi),平時(shí)不能拆檢,要求機(jī)器使用可靠。
活塞式壓縮機(jī)是見的機(jī)型,廣泛應(yīng)用于空調(diào)、冷庫、工業(yè)生產(chǎn)中。
2、回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)
滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)主要有汽缸中心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)子外表面沿汽缸內(nèi)表面滾動(dòng),兩者之間構(gòu)成一個(gè)回轉(zhuǎn)著的月牙形空間,滑片靠彈簧壓緊在轉(zhuǎn)子外表百上,構(gòu)成一條接觸密封線,將月牙空間隔成兩個(gè)部分,分別與吸入口和排氣口(通過排氣閥)相通,隨時(shí)著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng),氣體不斷地吸入和壓縮并排出。
滑片式壓縮機(jī)主要有機(jī)體、轉(zhuǎn)子和滑片等三部分組成。
由于偏心,汽缸內(nèi)壁與轉(zhuǎn)子外表面構(gòu)成月牙形空間,滑片因轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的離心力作用而緊帖汽缸內(nèi)壁,把月牙形空間分隔成若干扇形單元容積。隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng),氣體不斷地被吸入和壓縮并排出。
螺桿式壓縮機(jī)主要有機(jī)體和轉(zhuǎn)子等組成。
陰陽轉(zhuǎn)子相互嚙合作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),借助于包圍這一對(duì)轉(zhuǎn)子四周的機(jī)體及兩端封蓋,使轉(zhuǎn)子齒面與汽缸內(nèi)壁面所構(gòu)成的空間容積作周期性的變化,從而使吸入氣體沿轉(zhuǎn)子軸向壓縮至一定壓力后排出。
3、 離心式壓縮機(jī)
離心式壓縮機(jī)由葉輪、吸氣室、擴(kuò)壓器、回流器、蝸殼等組成。
經(jīng)吸氣室吸入的氣體流經(jīng)葉輪時(shí),被高速旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動(dòng)而提高速度,并受離心力的作用及在葉輪流道中的擴(kuò)壓流動(dòng)而提高壓力,此時(shí)氣體有較高的流速,經(jīng)擴(kuò)壓器使流速降低百轉(zhuǎn)化為壓力能,使氣體的壓力得到進(jìn)一步的提高,經(jīng)蝸殼排出。
離心式壓縮機(jī)使用于大冷量系統(tǒng)中。
四、壓縮機(jī)的三種作用
1、 建立所需要的壓差
為了使氣體冷凝為液體,必須將在低壓狀態(tài)下蒸發(fā)的制冷劑的壓力提高,系統(tǒng)中制冷劑需要蒸發(fā)的部分為處于低壓狀態(tài),需冷凝的部分為處于高壓狀態(tài)。處于壓縮機(jī)吸氣側(cè)那部分被稱為低壓側(cè),處于壓縮機(jī)排氣側(cè)的被稱為高壓側(cè)。
高壓和低壓的壓力值取決于系統(tǒng)中制冷劑在冷凝器和蒸發(fā)器內(nèi)的運(yùn)行溫度。制冷劑為R12的空調(diào)系統(tǒng)中,當(dāng)壓縮機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)時(shí),若此時(shí)的溫度為800F,則制冷劑在低壓側(cè)和高壓側(cè)在壓力均為84.3Psig,制冷劑沒有蒸發(fā)和冷凝。
對(duì)于R12,當(dāng)壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)排氣壓力可能會(huì)上升到117.4Psig,此時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度為1000F。1000F的制冷劑將熱量傳到800F的空氣中,制冷劑被冷凝為液體。同時(shí)由于壓縮機(jī)的吸氣作用使蒸發(fā)壓力降到84.3Psig,制冷劑的溫度降到800F以下,從而可從空氣中吸收熱量。
為使蒸發(fā)溫度達(dá)到400F,蒸發(fā)壓力必須到37Psig。為了使溫度更低,比如00F,蒸發(fā)壓力必須降到9.2Psig。要想使溫度為-400F,蒸發(fā)壓力必須達(dá)到真空度10.9inHg。
壓縮比:等于壓縮機(jī)的排氣壓力與壓縮機(jī)的壓力的比值。
對(duì)于蒸發(fā)溫度為400F,壓縮比2.4是很容易實(shí)現(xiàn)的,對(duì)于00F,要達(dá)到5.6 就比較難,對(duì)于-400F,要達(dá)到14.2就很困難了。蒸發(fā)溫度越低,所需要的壓縮比就越高,壓縮機(jī)的效率就越低。
由于在高壓縮比時(shí),壓縮機(jī)的效率和安全性受到一定影響,大多工程應(yīng)用上將壓縮比限制在10比1以下,甚至在7比1以下。當(dāng)然,這并不排除有些小型壓縮機(jī)和特殊設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)的壓縮比較高,可達(dá)到12比1甚至更高。
2、 吸入足量的制冷劑
制冷劑的吸入量取決于運(yùn)行溫度,運(yùn)行溫度越低,達(dá)到同樣制冷量所需的制冷劑的量越大。這就意味著要冷卻同樣的負(fù)荷,在溫度較低時(shí)就需要較大的壓縮機(jī)。
在同樣轉(zhuǎn)速成下,壓縮機(jī)吸入定量的制冷劑,但隨著蒸發(fā)溫度的不同,其制冷是屯不同,假如在400F時(shí)壓縮機(jī)的制冷量為8tons,在00F時(shí)只有4tons,在-400F時(shí)只有1tons。
制冷量不同所需的電動(dòng)機(jī)也不同。在蒸發(fā)溫度為400F時(shí)壓縮機(jī)的制冷量較大,需要的電動(dòng)機(jī)的功率也較大,同樣的壓縮機(jī)在較低蒸發(fā)溫度下運(yùn)行時(shí)制冷量較小,功率較小的電動(dòng)機(jī)就能滿足其需要,在蒸發(fā)溫度為-400F時(shí)工作的壓縮機(jī)所匹配的電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)不能滿足壓縮機(jī)在蒸發(fā)溫度為400F時(shí)的工干什么需要。
3、 適用于所用的制冷劑。
設(shè)計(jì)壓縮機(jī)時(shí)要考慮到所使用的制冷劑有些制冷劑,比如氨,壓縮后溫度很高,設(shè)計(jì)氨用壓縮機(jī)時(shí)就需要用水或制冷劑冷卻的冷卻套,而壓縮后溫度不是很高的制冷劑,比如R12,在設(shè)計(jì)壓縮機(jī)時(shí)僅需散熱片即可。
壓縮機(jī)的零部件的材料也要考慮,比如氨對(duì)銅及其合金有腐蝕作用,而R12和一些氟里昂對(duì)塑料和橡膠有腐蝕作用。
五、壓縮機(jī)的分類
沒有一個(gè)壓縮機(jī)能滿足各種工作的要求。
壓縮機(jī)可按不同方式分類,如使用的制冷劑,制冷量等。壓縮機(jī)按蒸發(fā)溫度可分為:高溫(H)、中溫(M)、低溫(L)、超低溫(XL)
六、總結(jié)
蒸汽壓縮機(jī)的三種機(jī)型
活塞式壓縮機(jī)是見的機(jī)型,制冷量一般在1到50 tons之間或再大一些。
回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)常用于制冷和空調(diào)。
離心式壓縮機(jī)制冷量較大,一般用于大冷量系統(tǒng)中。
七、無論何種形式的壓縮機(jī),不管其制冷量大小,都要完成下列基本工作:
1、建立所需要的壓差
2、吸入足量的制冷劑
3、適用于所用的制冷劑
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