每一種制冷壓縮機都有適合他的制冷系統(tǒng),所以并不是每個壓縮機都適合所有的制冷系統(tǒng)的,下面我們就壓縮機的工作原理與優(yōu)缺點來探討一下
1.活塞式壓縮機的工作原理及優(yōu)缺點
當(dāng)活塞式壓縮機的曲軸旋轉(zhuǎn)時,通過連桿的傳動,活塞便做往復(fù)運動,由氣缸內(nèi)壁、氣缸蓋和活塞頂面所構(gòu)成的工作容積則會發(fā)生周期性變化。活塞式壓縮機的活塞從氣缸蓋處開始運動時,氣缸內(nèi)的工作容積逐漸增大,這時,氣體即沿著進(jìn)氣管,推開進(jìn)氣閥而進(jìn)入氣缸,直到工作容積變到最大時為止,進(jìn)氣閥關(guān)閉;活塞式壓縮機的活塞反向運動時,氣缸內(nèi)工作容積縮小,氣體壓力升高,當(dāng)氣缸內(nèi)壓力達(dá)到并略高于排氣壓力時,排氣閥打開,氣體排出氣缸,直到活塞運動到極限位置為止,排氣閥關(guān)閉。當(dāng)活塞式壓縮機的活塞再次反向運動時,上述過程重復(fù)出現(xiàn)。總之,活塞式壓縮機的曲軸旋轉(zhuǎn)一周,活塞往復(fù)一次,氣缸內(nèi)相繼實現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、排氣的過程,即完成一個工作循環(huán)。
活塞壓縮機的優(yōu)點:
(1).不論流量大小,都能得到所需要的,排氣壓力范圍廣,最高壓力可達(dá)320MPa(工業(yè)應(yīng)用),甚至700MPa,(實驗室中)。
(2).單機能力為在500m3/min以下的任意流量。
(3).在一般的壓力范圍內(nèi),對材料的要求低,多采用普通的鋼鐵材料,加工較容易,造價也較低廉。
(4).熱效率較高,一般大、中型機組絕熱效率可達(dá)0.7~0.85左右。
(5).氣量調(diào)節(jié)時,適應(yīng)性強,即排氣范圍較廣,且不受壓力高低影響,能適應(yīng)較廣闊的壓力范圍和制冷量要求。
(6).氣體的重度和特性對壓縮機的工作性能影響不大,同一臺壓縮機可以用于不同的氣體。
(7).驅(qū)動機比較簡單,大都采用電動機,一般不調(diào)速,可維修性強。
(8).活塞壓縮機技術(shù)上較為成熟,生產(chǎn)使用上積累了豐富的經(jīng)驗。
活塞壓縮機的缺點:
(1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重,易損件多,占地面積大,投資較高,維修工作量大,使用周期較短,但經(jīng)過努力可以達(dá)到8000小時以上。
(2)轉(zhuǎn)速不高,機器體積大而重,單機排氣量一般小于500m3/min。
(3)機器運轉(zhuǎn)中有振動。
(4)排氣不連續(xù),氣流有脈動,容易引起管道振動,嚴(yán)重時往往因氣流脈動、共振而造成管網(wǎng)或機件的損壞。
(5)流量調(diào)節(jié)采用補助容積或旁路閥,雖然簡單、方便、可靠,但功率損失大,在部分載荷操作時效率降低。
(6)用油潤滑的壓縮機,氣體中帶油需要脫除。
(7)大型工廠采用多臺壓縮機組時,操作人員多或工作強度較大。
2.離心式壓縮機的工作原理及優(yōu)缺點
離心式制冷壓縮機的構(gòu)造和工作原理與離心式鼓風(fēng)機極為相似。但它的工作原理與活塞式壓縮機有根本的區(qū)別,它不是利用汽缸容積減小的方式來提高氣體的壓力,而是依靠動能的變化來提高氣體壓力。離心式壓縮機具有帶葉片的工作輪,當(dāng)工作輪轉(zhuǎn)動時,葉片就帶動氣體運動或者使氣體得到動能,然后使部分動能轉(zhuǎn)化為壓力能從而提高氣體的壓力。這種壓縮機由于它工作時不斷地將制冷劑蒸汽吸入,又不斷地沿半徑方向被甩出去,所以稱這種型式的壓縮機為離心式壓縮機。
離心式壓縮機的優(yōu)點:
(1)離心式壓縮機的氣量大,結(jié)構(gòu)簡單緊湊,重量輕,機組尺寸小,占地面積小,相對于活塞式壓縮機,在制冷量相同時,重量較活塞式輕5~8倍。
(2)由于它沒有汽閥活塞環(huán)等易損部件,又沒有曲柄連桿機構(gòu),運轉(zhuǎn)平衡,操作可靠,運轉(zhuǎn)率高,摩擦件少,因之備件需用量少,維護(hù)費用及人員少。
(3)工作輪和機殼之間沒有摩擦,無需潤滑。在化工流程中,離心式壓縮機對化工介質(zhì)可以做到絕對無油的壓縮過程。
(4)離心式壓縮機為一種回轉(zhuǎn)運動的機器,它適宜于工業(yè)汽輪機或燃汽輪機直接拖動。對一般大型化工廠,常用副產(chǎn)蒸汽驅(qū)動工業(yè)汽輪機作動力,為熱能綜合利用提供了可能。
離心式壓縮機的缺點:
(1)離心式壓縮機目前還不適用于氣量太小及壓比過高的場合。
(2)離心式壓縮機的穩(wěn)定工況區(qū)較窄,其氣量調(diào)節(jié)雖較方便,但經(jīng)濟(jì)性較差。
(3)目前離心式壓縮機效率一般比活塞式壓縮機低。
(4)一般要用增速齒輪傳動,轉(zhuǎn)速較高,對軸端密封要求高,這些均增加了制造上的困難和結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜性。
(5)操作的適應(yīng)性差,氣體的性質(zhì)對操作性能有較大影響。在機組開車、停車、運行中,負(fù)荷變化大。
(6)氣流速度大,流道內(nèi)的零部件有較大的摩擦損失。
(7)有喘振現(xiàn)象,對機器的危害極大。
3.螺桿式壓縮機的工作原理及優(yōu)缺點
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氣體的吸入、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。
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(jì)。
螺桿式壓縮機的缺點:
(1)轉(zhuǎn)子齒面是一空間曲面,需利用特制的刀具,在價格昂貴的設(shè)備上加工,機體零部件加工精度也有較高的要求,必須采用高精度設(shè)備。
(2)由于齒間容積周期性地與吸、排氣口連通,故壓縮機噪聲高。
(3)由于受到轉(zhuǎn)子剛度和軸承壽命等限制,壓縮機內(nèi)部只能依靠間隙密封,所以螺桿壓縮機只能適用于中、低壓范圍,不能用于高壓場合。
(4)由于噴油量大,油處理系統(tǒng)復(fù)雜,故機組附屬設(shè)備多。
(5)螺桿壓縮機依靠間隙密封氣休,在小容積范圍內(nèi)不具有優(yōu)越的性能。
通過上邊的分析總結(jié),感覺大家應(yīng)該可以根據(jù)上邊的一些知識原理,來為制冷系統(tǒng)選擇合適的壓縮機了。
