空调系统的三种压缩机性能特点、优缺点比较

[摘要] 在制冷系统中,因为三种常见的制冷紧缩机 (往复式、螺杆式、离心式) 具有各自不同的特色。它们在功能上具有各自的长处和各自的缺陷。我们一同看看吧。

空调系统的三种压缩机性能特点、优缺点比较

1、螺杆式紧缩机

螺杆式紧缩机又称螺杆紧缩机。20 世纪 50 年代,就有喷油螺杆式紧缩机使用在制冷装置上,因为其结构简略,易损件少,能在大的压力差或压力比的工况下,排气温度低,对制冷剂中含有许多的润滑油 (常称为湿行程) 不灵敏,有杰出的输气量调理性,很快占据了大容量往复式紧缩机的使用规模,而且不断地向中等容量规模延伸,广泛地使用在冷冻、冷藏、空谐和化工工艺等制冷装置上。

以它为主机的螺杆式热泵从 20 世纪 70 年代初便开端用于采暖空调方面,有空气热源型、水热泵型、热收回型、冰蓄冷型等。在工业方面,为了节能,亦选用螺杆式热泵作热收回。

2、离心式紧缩机

离心式紧缩机是一种叶片旋转式紧缩机(即透平式紧缩机)。在离心式紧缩机中,高速旋转的叶轮给予气体的离心力效果,以及在扩压通道中给予气体的扩压效果,使气体压力得到进步。

早期,因为这种紧缩机只适于低,中压力、大流量的场合,而不为人们所留意。因为化学工业的开展,各种大型化工厂,炼油厂的建立,离心式紧缩机就成为紧缩和输送化工生产中各种气体的要害机器,而占有极其重要的位置。随着气体动力学研究的成就使离心紧缩机的效率不断进步,又因为高压密封,小流量窄叶轮的加工,多油楔轴承等技术要害的研制成功,解决了离心紧缩机向高压力,宽流量规模开展的一系列问题,使离心式紧缩机的使用规模大为扩展,致使在许多场合可取代往复紧缩机,而大大地扩展了使用规模。

3、往复活塞紧缩机

是各类紧缩机中开展最早的一种,公元前 1500 年中国创造的木风箱为往复活塞紧缩机的雏型。18 世纪末,英国制成第一台工业用往复活塞空气紧缩机。20 世纪 30 年代开端呈现迷宫紧缩机,随后又呈现各种无油润滑紧缩机和隔膜紧缩机。50 年代呈现的对动型结构使大型往复活塞紧缩机的尺度大为减小,而且完成了单机多用。

活塞式紧缩机使用历史悠久,是目前国内用得最多的制紧缩机。因为其压力规模广,能够习惯较宽的能量规模,有高速、多缸、能量可调、热效率高、适用于多种工况等长处; 其缺陷是结构杂乱,易损件多,检修周期短,对湿行程灵敏,有脉冲振荡,作业平稳性差。

螺杆紧缩机是一种新的紧缩装置,它与往复式比较:

长处:

①机器结构紧凑,体积小,占地面积少,重量轻。

②热效率高,加工件少,紧缩机的零件总数只有活塞式的 1 /10。机器易损件少,作业安全可靠,操作保护简略。

③气体没有脉动,作业平稳,机组对根底不高不需求专门根底④作业中向转子腔喷油,因而排气温度低。

⑤对湿行程不灵敏,湿蒸汽或少数液体进入机内,没有液击风险。

⑥可在较高压比下作业。

⑦可借助滑阀改变紧缩有效行程,可进行 10~100% 的无级冷量调理。

缺陷:

需求杂乱的油处理设备,要求分离效果很好的油分离器及油冷却器等设备,噪声较大,一般都在 85 分贝以上,需求隔声措施。

离心式与活塞式比较,有转速高,气量大,机械磨损小,易损件少,保护简略,连续作业时间长,振荡小,作业平稳,对根底要求低,在大气量时,单位功率机组的质量轻、体积小,占地面积少,气量可在 30%~100% 的规模内无级调理,易于多级紧缩和节流,能够满意某些化工流程的要求,易于完成自动化,关于大型机,能够选用经济性较高的工业汽轮机直接拖动,这对有废热蒸汽的企业有经济的优势。缺陷是:噪声频率较高,冷却水耗费大,操作不当时会发生喘振。

在制冷系统中,因为往复式制冷紧缩机与螺杆式制冷紧缩机在作业原理上的不同,所以影响他们的压力丢失与走漏丢失的原因也是不同的。

关于往复式制冷紧缩机来说,影响它的压力丢失与走漏丢失的首要原因是气阀的质量与气阀关闭时的密封性。这是因为吸气阀开启时要克服绷簧阻力 (紧缩 绷簧) 以及气体流过气阀时,因为通过截面较小,活动速度较高,故发生必定的活动阻力,因而,往复式制冷紧缩机在吸气进程中气缸内气体的压力恒低于吸气管中 的气体压力; 同理,往复式制冷紧缩机在排气进程中气缸内气体的压力恒高于吸气管中的气体压力。假如气阀的通道截面越小,则阻力丢失就越大。假如阀片的重量大,气阀的绷簧力也大,则阻力丢失也增大,这样压力系数值就下降。

关于螺杆式制冷紧缩机来说,影响它的压力丢失与走漏丢失的首要原因是气体的流速。

在螺杆式制冷紧缩机中,螺杆的功能好坏是个要害。假如螺杆的齿型为对称的圆弧型,那么它的制造简略。假如螺杆的齿型为非对称线型,那么它的输气螺 量大,效率高。假如减小螺杆的长径比,就能够使螺杆具有杰出的强度,添加螺杆式制冷紧缩机作业的可靠性,而且有利于使螺杆式制冷紧缩机向高压力比的方向发 展。

在螺杆式制冷紧缩机中,直径和长度尺度相同的的两对螺杆,转子面积利用系数值大的一对,其排气量大。从表面上看,转子面积利用系数越大,关于螺杆式制冷紧缩机的功能越好。可是,假如转子面积利用系数过大,则会下降螺杆的强度与刚度。

在螺杆式制冷紧缩机中,减少螺杆的齿数,能够增大螺杆的齿间面积,进步螺杆式制冷紧缩机的排气量。从表面上看,螺杆的齿数越少,关于螺杆式制冷紧缩机的功能越好。可是,假如螺杆的齿数过少,则会下降螺杆的抗弯强度和刚度。

在螺杆式制冷紧缩机中,进步螺杆的圆周速度,就能够使螺杆式制冷紧缩机中的外型尺度和质量比及减小,气体通过螺杆式制冷紧缩机中的空隙的相对走漏 量就会减少,有利于进步螺杆式制冷紧缩机的容积效率和热效率。从表面上看,螺杆的圆周速度越快,关于螺杆式制冷紧缩机的功能越好。可是,假如螺杆的圆周速 度过快,就会相应地添加气体在吸排气孔口及齿间圆周速度内的活动丢失。

在三种常见的制冷紧缩机 (往复式、螺杆式、离心式) 中,往复运动发生的惯性立是往复式制冷紧缩机的首要缺陷。因为经常遭到往复运动发生的惯性,所以往复式制冷紧缩机中的气阀和曲柄连杆机构最容易遭到破化。

在三种常见的制冷紧缩机 (往复式、螺杆式、离心式) 中,作业时发生的巨大噪声是螺杆式制冷紧缩机的首要缺陷。因为经常遭到制冷剂气体周期性地高速通过吸、排气孔口,以及通过缝隙的走漏等原因带来的影响,所以在螺杆式制冷紧缩机中必须挑选合理的螺杆作业速度。

在三种常见的制冷紧缩机 (往复式、螺杆式、离心式) 中,喘振是离心式制冷紧缩机的首要缺陷。

形成离心式制冷紧缩机的喘振原因是因为,当冷凝器的冷却水进水量减小到必定程度时,离心式制冷紧缩机的流量减小到很小,它的通道中呈现严重的气体 脱流,它的出口压力忽然下降。虽然离心式制冷紧缩机和冷凝器是联合地作业,可是冷凝器中的气体的压力并不是一起地减低,于是冷凝器中的气体的压力反大于离 心式制冷紧缩机的出口压力,形成冷凝器中的气体倒流至离心式制冷紧缩机中,直至冷凝器中的气体压力下降到等于离心式制冷紧缩机的出口压力停止。

这是,离心 式制冷紧缩机又开端向冷凝器送气,流量添加,离心式制冷紧缩机康复正常作业。可是,当冷凝器中的气体压力也康复到原来的气体压力时,离心式制冷紧缩机的流 量又减小,离心式制冷紧缩机的出口压力有开端下降,气体又发生倒流。如此周而复始,发生周期性的气流的振荡现象。所以在离心式制冷紧缩机中,冷凝器的冷却 水量是不宜过小的,否则会使在离心式制冷紧缩机在作业时,发生强烈的振荡,严重时甚至会形成对离心式制冷紧缩机的破化。

总结:在制冷系统中,因为三种常见的制冷紧缩机 (往复式、螺杆式、离心式) 具有各自不同的特色。因而,它们在功能上具有各自的长处和各自的缺陷。

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