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制冷壓縮機(jī)的作用
閱讀:703 發(fā)布時(shí)間:2017-4-24制冷壓縮機(jī)的作用:
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)。
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(jī)是靠工作腔容積的改變來實(shí)現(xiàn)吸汽、壓縮、排汽等過程。屬于這類壓縮機(jī)的有往復(fù)式壓縮機(jī)和回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。速度型壓縮機(jī)是靠高速旋轉(zhuǎn)的T作I1"輪對(duì)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(jī)的有離心式和軸流式壓縮機(jī),目前常用的是離心式壓縮機(jī)。1、往復(fù)式壓縮機(jī)的工作原理
往復(fù)式壓縮機(jī)又稱活塞式壓縮機(jī)。壓縮機(jī)的工作腔是汽缸?;钊谄變?nèi)作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),從而完成了壓縮、排汽、膨脹、吸汽等過程。圖1中的四個(gè)過程分別表示了壓縮機(jī)1二作中的四個(gè)過程。
到zui低位置(稱活塞的下止點(diǎn))時(shí),汽缸吸滿蒸氣。而活塞轉(zhuǎn)而向上,這時(shí)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(shí),排汽閥開啟,活塞繼續(xù)上移,蒸氣排出,一直到活塞上移到zui高位置(這位置稱活塞的上止點(diǎn))時(shí),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(diǎn)時(shí),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(yùn)動(dòng)時(shí),排汽結(jié)束時(shí)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(shí)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(shí)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(yùn)動(dòng)而吸汽,一直進(jìn)行到活塞下移到活塞下止點(diǎn)為止。
( 2)優(yōu)點(diǎn):它應(yīng)用比較廣泛,制造技術(shù)成熟,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,而且對(duì)加工材料和加工lT藝要求較低,造價(jià)比較低,適應(yīng)性強(qiáng),能適應(yīng)廣闊的壓力范圍和制冷量要求,可維修性強(qiáng)。
(3)缺點(diǎn):無法實(shí)現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速,機(jī)器大而重,不容易實(shí)現(xiàn)輕量化,排氣不連續(xù),氣流容易出現(xiàn)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(jī)的上述特點(diǎn),已經(jīng)很少有小排量壓縮機(jī)采用這種結(jié)構(gòu)形式,曲軸連桿式壓縮機(jī)目前大多應(yīng)用在客車和卡車的大排量空調(diào)系統(tǒng)中。
2、螺桿式壓縮機(jī)的構(gòu)造與工作過程
螺桿式壓縮機(jī)是一種回轉(zhuǎn)式容積式壓縮機(jī)。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IqJ過程。無油螺桿壓縮機(jī)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(jī)出現(xiàn),性能得到提高,目前,噴油式螺桿壓縮機(jī)已是制冷壓縮機(jī)中主要機(jī)種之一。螺桿式壓縮機(jī)分為雙螺桿和單螺桿兩大類,雙螺桿壓縮機(jī)習(xí)慣上稱為螺桿式壓縮機(jī)。
(1)圖2為噴油式螺桿式壓縮機(jī)的構(gòu)造。在斷面為雙圓相交的汽缸內(nèi),裝有一對(duì)轉(zhuǎn)子—— 陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子。陽轉(zhuǎn)子有四個(gè)齒,陰轉(zhuǎn)子有六個(gè)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(jī)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(shí),吸汽就開始,隨著螺桿的旋轉(zhuǎn),齒槽脫離吸汽口,一對(duì)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(dòng),完成了對(duì)蒸氣壓縮和輸送的作用,如圖
(b)。當(dāng)這對(duì)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(duì)齒槽空間都存在著吸汽、
壓縮、排汽三個(gè)過程。在同一時(shí)刻存在著吸汽、壓縮、排汽三個(gè)過程,不過
它們發(fā)生在不同的齒槽空間。
(2)螺桿式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn):
①螺桿式壓縮機(jī)只有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),沒有往復(fù)運(yùn)動(dòng),因此壓縮機(jī)的平衡性好,振動(dòng)小,可以提高壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速。
②螺桿式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,重量輕,無吸、排汽閥,易損件少,可靠性高,檢修周期長(zhǎng)。
③在低蒸發(fā)溫度或高壓縮比工況下,用單級(jí)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(jī)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(jī)對(duì)濕壓縮不敏感。
⑤螺桿式壓縮機(jī)的制冷量可以在10%一100%范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)節(jié),但在40%以上負(fù)荷時(shí)的調(diào)節(jié)比較經(jīng)濟(jì)。
(3)缺點(diǎn):噪聲較大,以及需要設(shè)
置一套潤(rùn)滑油分離、冷卻、過濾和加壓的輔助設(shè)備,造成機(jī)組體積大。
(4)應(yīng)用范圍
雙螺桿壓縮機(jī)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(jī)的容積流量范圍是2 50m 3/12f a)吸氣結(jié)束 f b)壓縮行程 f c)排出開始之前
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、zui小壓縮容積9、排氣口
10、動(dòng)圈渦旋中心l1、開始?jí)嚎s客積(zui大容積)12、回旋半徑min,終了壓力一般小于12MPa,個(gè)別場(chǎng)合可達(dá)4.5MPa。在化工系統(tǒng)中,大都采用于式結(jié)構(gòu),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(jī)的工作原理旋渦式壓縮機(jī)的機(jī)理早在20世紀(jì)初由法國(guó)人所發(fā)明,但是由于當(dāng)時(shí)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(xiàng)技術(shù)在美國(guó)才開始得到應(yīng)用。自本世紀(jì)80年代以來,渦旋壓縮機(jī)以其機(jī)構(gòu)緊湊、節(jié)能、微振低噪以及工作可靠性等特點(diǎn),開始在小型制冷及空調(diào)領(lǐng)域獲得越來越廣泛的應(yīng)用,也因此成為壓縮機(jī)技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。旋渦式壓縮機(jī)也是一種容積型回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī),一般為直立型。其結(jié)構(gòu)主要分為動(dòng)靜式和雙公轉(zhuǎn)式2種,目前動(dòng)靜式應(yīng)用zui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(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(dòng),而動(dòng)渦輪在專門的防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的約束下,由曲柄軸帶動(dòng)作偏心回轉(zhuǎn)平動(dòng),無自轉(zhuǎn),只有公轉(zhuǎn)。
(1)工作原理
如圖4所示,一對(duì)相同型線且相
互錯(cuò)開180度的渦旋葉片圈組合一對(duì)嚙合,動(dòng)圈2以回旋半徑的圓作不旋轉(zhuǎn)的回運(yùn)動(dòng)。如(A)所示,在吸氣完了時(shí),一對(duì)渦旋圈共形成兩對(duì)月牙形容積。zui大的月牙容積l1即將開始?jí)嚎s。動(dòng)圈渦旋中心繞定圈渦旋中心連續(xù)公轉(zhuǎn),原zui大的月牙容積實(shí)現(xiàn)a—b—c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(shí),在動(dòng)圈和定圈的外周義形成吸氣容積4、8,連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過程中,也實(shí)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(jī)優(yōu)點(diǎn):
①容積效率高,因?yàn)橄噜彽脑卵佬慰臻g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(dòng)渦盤與主軸等運(yùn)動(dòng)部件的受力變化小,整機(jī)振動(dòng)小。
④零部件少。約為往復(fù)式的40%。
⑤驅(qū)動(dòng)動(dòng)渦盤運(yùn)動(dòng)的偏心軸可
以高速旋轉(zhuǎn),因此渦旋式壓縮機(jī)體積小、重量輕,約比往復(fù)式輕l5%。
⑥渦旋壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠,而且容易實(shí)現(xiàn)變轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)和變排量技術(shù)。
(3)缺點(diǎn):要求加工精度高。