目前,螺桿式、離心式和往復(fù)式是三種*常見(jiàn)的壓縮機(jī)類型,它們?cè)诠ぷ髟怼⒔Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能參數(shù)和應(yīng)用范圍等方面存在顯著差異。本文將全面介紹這三類壓縮機(jī)的基本情況,并進(jìn)行細(xì)致的對(duì)比分析,以供從業(yè)者參考選型。
螺桿壓縮機(jī)主要由一對(duì)嚙合的男女螺桿轉(zhuǎn)子組成。工作時(shí),電機(jī)帶動(dòng)男螺桿高速旋轉(zhuǎn),通過(guò)同步齒輪驅(qū)動(dòng)女螺桿反向轉(zhuǎn)動(dòng)。氣體由吸氣口進(jìn)入螺桿間的腔體,隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)不斷向排氣口移動(dòng),同時(shí)腔體容積逐漸縮小,氣體受到壓縮,*終以高壓狀態(tài)排出。
(1) 螺桿轉(zhuǎn)子:采用非對(duì)稱型線設(shè)計(jì),材質(zhì)多為球墨鑄鐵,表面經(jīng)磷化或氮化處理,具有良好的密封性和耐磨性。
(2) 滑閥:通過(guò)控制滑閥的軸向位移,可在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)容量調(diào)節(jié),并優(yōu)化吸排氣相位角。
(3) 軸承:多采用圓柱滾子軸承,配合彈性襯墊,有效承載徑向和軸向載荷。
(4) 油分離器:利用高效油氣分離元件,從排氣中分離出99%以上的液態(tài)冷凍油。
(5) 同步齒輪:保證男女轉(zhuǎn)子以相同轉(zhuǎn)速反向旋轉(zhuǎn),并傳遞扭矩。
(1) 結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,重量輕。單機(jī)容量可達(dá)1000kW以上,廣泛應(yīng)用于大型工業(yè)和商用領(lǐng)域。(2) 轉(zhuǎn)速高,通常在3000~30000rpm,制冷量大。配合變頻調(diào)速,實(shí)現(xiàn)寬范圍無(wú)級(jí)能量調(diào)節(jié)。(3) 過(guò)壓能力強(qiáng),排氣壓力可達(dá)2.5MPa,適用于熱泵、地源熱泵等高壓工況。(4) 振動(dòng)小,噪音低,運(yùn)行平穩(wěn)可靠。(5) 吸氣過(guò)熱度要求不高,一般5~15℃即可,系統(tǒng)匹配性好。(2) 需持續(xù)供油潤(rùn)滑,油路系統(tǒng)復(fù)雜。(3) 螺桿轉(zhuǎn)子存在泄漏間隙,容積效率略低于往復(fù)式。
4、螺桿壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：
(1) 中央空調(diào):辦公樓、商場(chǎng)、賓館等大型公共建筑的集中空調(diào)系統(tǒng)。(2) 工業(yè)制冷:化工、冶金、印刷等行業(yè)的工藝?yán)鋮s及大型冷庫(kù)。(3) 冷凍冷藏:超市、食品廠的展示柜和速凍隧道。(4) 熱泵熱水:賓館、游泳池等場(chǎng)所的生活熱水制取。(5) 軌道交通空調(diào):高鐵、地鐵車輛空調(diào)及站臺(tái)環(huán)境控制。
離心壓縮機(jī)的核心部件是高速旋轉(zhuǎn)的葉輪。氣體經(jīng)進(jìn)氣導(dǎo)葉引入葉輪,在離心力作用下沿流道加速流動(dòng),動(dòng)能顯著增加。氣體離開(kāi)葉輪后,經(jīng)擴(kuò)壓器將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能,從而實(shí)現(xiàn)升壓。多級(jí)串聯(lián)可獲得更高的壓比。
2、離心壓縮機(jī)的主要結(jié)構(gòu)如下：
(1) 葉輪:采用三維空間曲面型線,通常鑄造成整體式封閉葉輪,材質(zhì)多為鋁合金。大型機(jī)組配置2~4個(gè)并聯(lián)葉輪。(2) 可調(diào)進(jìn)氣導(dǎo)葉:通過(guò)液壓缸或步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)導(dǎo)葉角度,實(shí)現(xiàn)0~100%的連續(xù)容量調(diào)節(jié)。(3) 軸承:多采用可傾瓦推力軸承+套筒式徑向軸承,配合電磁懸浮軸承,實(shí)現(xiàn)無(wú)油潤(rùn)滑。(4) 密封系統(tǒng):采用非接觸式迷宮密封、碳刷密封或機(jī)械密封,防止氣體泄漏。(5) 防喘振系統(tǒng):包括可調(diào)喘振小孔、抽吸回路等,抑制喘振,擴(kuò)大穩(wěn)定運(yùn)行范圍。
離心壓縮機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)包括：(1) 風(fēng)量大,單機(jī)容量可達(dá)5000kW以上,適合大型工業(yè)用戶。(2) 體積流量調(diào)節(jié)范圍寬,通常在10%~105%,滿足各工況要求。(3) 結(jié)構(gòu)緊湊,重量輕,占地面積小。(4) 機(jī)械效率高,運(yùn)行平穩(wěn),噪音低。(5) 無(wú)油潤(rùn)滑,排氣潔凈,免去油分離環(huán)節(jié)。(1) 轉(zhuǎn)速*高,軸承、平衡要求苛刻。(2) 壓比通常不超過(guò)5,增壓能力不如往復(fù)式。(3) 小負(fù)荷時(shí)容易發(fā)生喘振,需復(fù)雜的防喘措施。(4) 適用于氟利昂系統(tǒng),不適合氨系統(tǒng)等。
4、離心壓縮機(jī)主要應(yīng)用于大型商用和工業(yè)領(lǐng)域
(1) 高層建筑中央空調(diào)系統(tǒng)。(2) 石油、化工等行業(yè)的工藝?yán)鋮s。(5) 水冷冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。往復(fù)式壓縮機(jī)主要由活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)而工作。活塞由曲軸連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng),向下運(yùn)動(dòng)時(shí),吸氣閥打開(kāi),氣缸內(nèi)形成低壓,吸入低壓蒸氣;活塞上行時(shí),吸氣閥關(guān)閉,氣體被壓縮繼續(xù)。往復(fù)式壓縮機(jī)的主要結(jié)構(gòu)包括：(1) 氣缸:通常采用鑄鐵材質(zhì),內(nèi)壁經(jīng)硬質(zhì)合金噴涂或鑲嵌襯套,具有優(yōu)良的耐磨性和密封性。(2) 活塞:帶有壓縮環(huán)和油環(huán),材質(zhì)多為鋁合金,表面經(jīng)陽(yáng)*氧化或噴涂處理。(3) 曲軸連桿:采用球墨鑄鐵或鍛鋼材質(zhì),經(jīng)淬火和磨削加工,保證強(qiáng)度和剛度。(4) 吸排氣閥:多為簧片閥或蝶閥,通過(guò)彈簧實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉。(5) 潤(rùn)滑系統(tǒng):設(shè)有機(jī)油泵和油道,為運(yùn)動(dòng)部件提供充分的潤(rùn)滑和冷卻。
3、往復(fù)式壓縮機(jī)性能特點(diǎn)
(1) 壓縮比高,單級(jí)壓比可達(dá)10以上,適用于制冷劑種類廣泛,包括氟利昂、氨等。(3) 調(diào)節(jié)方式多樣,可通過(guò)轉(zhuǎn)速控制、氣缸間歇運(yùn)行等實(shí)現(xiàn)容量調(diào)節(jié)。(4) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造成本較低,檢修方便。(5) 可靠性高,使用壽命長(zhǎng),小型機(jī)組可免維護(hù)運(yùn)行。(1) 運(yùn)動(dòng)部件多,機(jī)械損耗大,能耗較高。(2) 內(nèi)漏較多,容積效率隨使用時(shí)間逐漸下降。(3) 振動(dòng)和噪音大,需采取減振降噪措施。(4) 吸氣過(guò)熱度要求較高,系統(tǒng)匹配性欠佳。
4、主要應(yīng)用
往復(fù)式壓縮機(jī)主要應(yīng)用于以下場(chǎng)合：(1) 家用制冷:冰箱、冷柜、小型空調(diào)器等。(2) 商用制冷:冷庫(kù)、陳列柜、制冰機(jī)等。(4) 工藝制冷:塑料機(jī)械、激光設(shè)備等小型冷卻系統(tǒng)。(5) 非標(biāo)制冷:航空、醫(yī)療、實(shí)驗(yàn)室等特殊環(huán)境。離心機(jī)容量*大,可達(dá)5000kW以上;螺桿機(jī)次之,在1000kW左右;活塞機(jī)容量相對(duì)較小,但靈活性*佳。活塞機(jī)壓比*高,可達(dá)10以上;螺桿機(jī)次之,在5左右;離心機(jī)壓比*低,單級(jí)不超過(guò)3。活塞機(jī)*高,在85%以上;螺桿機(jī)次之,在80%左右;離心機(jī)*低,通常在70%以下。離心機(jī)采用可調(diào)進(jìn)氣導(dǎo)葉,調(diào)節(jié)范圍*寬;螺桿機(jī)靠滑閥調(diào)節(jié),范圍較窄;活塞機(jī)需變轉(zhuǎn)速控制,調(diào)節(jié)*不便。活塞機(jī)適用范圍*廣,包括氟利昂、氨等;螺桿機(jī)主要用于氟利昂;離心機(jī)只適合氟利昂。螺桿機(jī)*高,振動(dòng)小,壽命長(zhǎng);離心機(jī)次之;活塞機(jī)*差,故障率高。離心機(jī)*低,轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡性好;螺桿機(jī)略高,齒輪嚙合有噪音;活塞機(jī)*高,氣流脈動(dòng)明顯。離心機(jī)*低,機(jī)械效率高;螺桿機(jī)次之;活塞機(jī)*高,往復(fù)損耗大。參考文獻(xiàn):
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轉(zhuǎn)載自 HETA 制冷空調(diào)換熱器
