每一种制冷压缩机都有适合他的制冷系统,所以并不是每个压缩机都适合所有的制冷系统的,下面我们就压缩机的工作原理与优缺点来探讨一下
1.活塞式压缩机的工作原理及优缺点
当活塞式压缩机的曲轴旋转时,通过连杆的传动,活塞便做往复运动,由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞式压缩机的活塞从气缸盖处开始运动时,气缸内的工作容积逐渐增大,这时,气体即沿着进气管,推开进气阀而进入气缸,直到工作容积变到最大时为止,进气阀关闭;活塞式压缩机的活塞反向运动时,气缸内工作容积缩小,气体压力升高,当气缸内压力达到并略高于排气压力时,排气阀打开,气体排出气缸,直到活塞运动到极限位置为止,排气阀关闭。当活塞式压缩机的活塞再次反向运动时,上述过程重复出现。总之,活塞式压缩机的曲轴旋转一周,活塞往复一次,气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程,即完成一个工作循环。
活塞压缩机的优点:
(1).不论流量大小,都能得到所需要的,排气压力范围广,最高压力可达320MPa(工业应用),甚至700MPa,(实验室中)。
(2).单机能力为在500m3/min以下的任意流量。
(3).在一般的压力范围内,对材料的要求低,多采用普通的钢铁材料,加工较容易,造价也较低廉。
(4).热效率较高,一般大、中型机组绝热效率可达0.7~0.85左右。
(5).气量调节时,适应性强,即排气范围较广,且不受压力高低影响,能适应较广阔的压力范围和制冷量要求。
(6).气体的重度和特性对压缩机的工作性能影响不大,同一台压缩机可以用于不同的气体。
(7).驱动机比较简单,大都采用电动机,一般不调速,可维修性强。
(8).活塞压缩机技术上较为成熟,生产使用上积累了丰富的经验。
活塞压缩机的缺点:
(1)结构复杂笨重,易损件多,占地面积大,投资较高,维修工作量大,使用周期较短,但经过努力可以达到8000小时以上。
(2)转速不高,机器体积大而重,单机排气量一般小于500m3/min。
(3)机器运转中有振动。
(4)排气不连续,气流有脉动,容易引起管道振动,严重时往往因气流脉动、共振而造成管网或机件的损坏。
(5)流量调节采用补助容积或旁路阀,虽然简单、方便、可靠,但功率损失大,在部分载荷操作时效率降低。
(6)用油润滑的压缩机,气体中带油需要脱除。
(7)大型工厂采用多台压缩机组时,操作人员多或工作强度较大。
2.离心式压缩机的工作原理及优缺点
离心式制冷压缩机的构造和工作原理与离心式鼓风机极为相似。但它的工作原理与活塞式压缩机有根本的区别,它不是利用汽缸容积减小的方式来提高气体的压力,而是依靠动能的变化来提高气体压力。离心式压缩机具有带叶片的工作轮,当工作轮转动时,叶片就带动气体运动或者使气体得到动能,然后使部分动能转化为压力能从而提高气体的压力。这种压缩机由于它工作时不断地将制冷剂蒸汽吸入,又不断地沿半径方向被甩出去,所以称这种型式的压缩机为离心式压缩机。
离心式压缩机的优点:
(1)离心式压缩机的气量大,结构简单紧凑,重量轻,机组尺寸小,占地面积小,相对于活塞式压缩机,在制冷量相同时,重量较活塞式轻5~8倍。
(2)由于它没有汽阀活塞环等易损部件,又没有曲柄连杆机构,运转平衡,操作可靠,运转率高,摩擦件少,因之备件需用量少,维护费用及人员少。
(3)工作轮和机壳之间没有摩擦,无需润滑。在化工流程中,离心式压缩机对化工介质可以做到绝对无油的压缩过程。
(4)离心式压缩机为一种回转运动的机器,它适宜于工业汽轮机或燃汽轮机直接拖动。对一般大型化工厂,常用副产蒸汽驱动工业汽轮机作动力,为热能综合利用提供了可能。
离心式压缩机的缺点:
(1)离心式压缩机目前还不适用于气量太小及压比过高的场合。
(2)离心式压缩机的稳定工况区较窄,其气量调节虽较方便,但经济性较差。
(3)目前离心式压缩机效率一般比活塞式压缩机低。
(4)一般要用增速齿轮传动,转速较高,对轴端密封要求高,这些均增加了制造上的困难和结构上的复杂性。
(5)操作的适应性差,气体的性质对操作性能有较大影响。在机组开车、停车、运行中,负荷变化大。
(6)气流速度大,流道内的零部件有较大的摩擦损失。
(7)有喘振现象,对机器的危害极大。
3.螺杆式压缩机的工作原理及优缺点
螺杆式压缩机是一种回转式容积式压缩机。它利用螺杆的齿槽容积和位置的变化来完成气体的吸入、压缩和排气过程。无油螺杆压缩机在本世纪三十年代问世,主要用于压缩空气。后来汽缸内喷油的螺杆式压缩机出现,性能得到提高,目前,喷油式螺杆压缩机已是制冷压缩机中主要机种之一。螺杆式压缩机分为双螺杆和单螺杆两大类,双螺杆压缩机习惯上称为螺杆式压缩机。
螺杆式压缩机的优点:
(1)螺杆式压缩机只有旋转运动,没有往复运动,因此压缩机的平衡性好,振动小,可以提高压缩机的转速。
(2)螺杆式压缩机的结构简单、紧凑,重量轻,无吸排汽阀,易损件少,可靠性高,检修周期长。
(3)在低蒸发温度或高压缩比工况下,用单级压缩仍然可正常工作,且有良好的性能。这是由于螺杆式压缩机没有余隙,没有吸、排汽阀,故在这种不利工况下仍然有较高的容积效率。
(4)螺杆式压缩机对湿压缩不敏感。
(5)螺杆式压缩机的制冷量可以在10%一100%范围内无级调节,但在40%以上负荷时的调节比较经济。
螺杆式压缩机的缺点:
(1)转子齿面是一空间曲面,需利用特制的刀具,在价格昂贵的设备上加工,机体零部件加工精度也有较高的要求,必须采用高精度设备。
(2)由于齿间容积周期性地与吸、排气口连通,故压缩机噪声高。
(3)由于受到转子刚度和轴承寿命等限制,压缩机内部只能依靠间隙密封,所以螺杆压缩机只能适用于中、低压范围,不能用于高压场合。
(4)由于喷油量大,油处理系统复杂,故机组附属设备多。
(5)螺杆压缩机依靠间隙密封气休,在小容积范围内不具有优越的性能。
通过上边的分析总结,感觉大家应该可以根据上边的一些知识原理,来为制冷系统选择合适的压缩机了。