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恒溫恒濕試驗室制冷空調(diào)壓縮機的工作原理

制冷壓縮機是空調(diào)系統(tǒng)的核心部件，通常稱為制冷機的主機?？茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步，新式空調(diào)系統(tǒng)不斷出現(xiàn)，推動了制冷壓縮機制造技術(shù)的不斷進(jìn)步。從目前制冷壓縮機的發(fā)展趨勢來看，結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)能以及微振低噪等特點是空調(diào)壓縮機制造技術(shù)不斷追求的目標(biāo)。下面對制冷壓縮機做一個概述。
　　
    制冷壓縮機的作用有三方面：*，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；第二，提高壓力(壓縮)，以創(chuàng)造在較高溫度下冷凝的條件；第三，輸送制冷劑，使制冷劑完成制冷循環(huán)。

    一、空調(diào)壓縮機可以分為定排量壓縮機和變排量壓縮機

    l、定排量壓縮機的排氣量是隨著發(fā)動機的轉(zhuǎn)速的提高而成比例提高的，它不能根據(jù)制冷 的需求而自動改變功率輸 ，而且對發(fā)動機油耗的影響比較大。它的控制一般通過采集蒸發(fā)器出風(fēng)口的溫度信號來實現(xiàn)，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度，壓縮機停止工作;當(dāng)溫度升高后，壓縮機開始 T二作。定排量壓縮機也受空調(diào)系統(tǒng)壓力的控制，當(dāng)管路內(nèi)壓力過高時，壓縮機停止工作。

    2、變排量壓縮機可以根據(jù)設(shè)定的溫度自動調(diào)節(jié)功率輸出?？照{(diào)控制系統(tǒng)不采集蒸發(fā)器m風(fēng)口的溫度信號，而是根據(jù)空調(diào)管路內(nèi)壓力變化信號來控制壓縮機的壓縮比從而自動調(diào)節(jié)m 風(fēng)口溫度。在制冷的全過程中，壓縮機始終是工作的，制冷強度的調(diào)節(jié)*依賴裝在壓縮機內(nèi)部的壓力調(diào)節(jié)閥來控制。當(dāng)空調(diào)管路內(nèi)高壓端壓力過高時，壓力調(diào)節(jié)閥縮短壓縮機內(nèi)活塞行程以減小壓縮比，這樣就會降低制冷強度。當(dāng)高壓端壓力下降到一定程度，低壓端壓力上升到一定程度時，壓力調(diào)節(jié)閥則增大活塞行程以提高制冷強度。

    二、 容積型與速度型壓縮機

    容積型壓縮機是靠工作腔容積的改變來實現(xiàn)吸汽、壓縮、排汽等過程。屬于這類壓縮機的有往復(fù)式壓縮機和回轉(zhuǎn)式壓縮機。速度型壓縮機是靠高速旋轉(zhuǎn)的T作I1"輪對蒸氣做功，壓力升高，并完成輸送蒸氣的任務(wù)。屬于這類壓縮機的有離心式和軸流式壓縮機，目前常用的是離心式壓縮機。

    1、螺桿式壓縮機的構(gòu)造與工作過程
    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蒸氣的吸人、壓縮和排IqJ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。

    噴油式螺桿式壓縮機的構(gòu)造。在斷面為雙圓相交的汽缸內(nèi)，裝有一對轉(zhuǎn)子—— 陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子。陽轉(zhuǎn)子有四個齒，陰轉(zhuǎn)子有六個齒，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%。螺桿式壓縮機從吸汽靠排汽的工作過程是，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，吸汽就開始，隨著螺桿的旋轉(zhuǎn)，齒槽脫離吸汽口，一對齒槽空間吸滿蒸氣。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，完成了對蒸氣壓縮和輸送的作用。當(dāng)這對齒槽空間與端座的排汽口相通時，壓縮終了，蒸氣被排出。每對齒槽空間都存在著吸汽、壓縮、排汽三個過程。在同一時刻存在著吸汽、壓縮、排汽三個過程，不過它們發(fā)生在不同的齒槽空間。

   
    2、旋渦式壓縮機的工作原理
    旋渦式壓縮機的機理早在20世紀(jì)初由法國人所發(fā)明，但是由于當(dāng)時加工精度不高和結(jié)構(gòu)上存在問題，而一直未得到推廣使用。到了七十年代，這項技術(shù)在美國才開始得到應(yīng)用。自本世紀(jì)80年代以來，渦旋壓縮機以其機構(gòu)緊湊、節(jié)能、微振低噪以及工作可靠性等特點，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，也因此成為壓縮機技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。旋渦式壓縮機也是一種容積型回轉(zhuǎn)式壓縮機，一般為直立型。其結(jié)構(gòu)主要分為動靜式和雙公轉(zhuǎn)式2種，目前動靜式應(yīng)用zui為普遍，它的工作部件主要由動渦輪與靜渦輪組成。動、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，而動渦輪在專門的防轉(zhuǎn)機構(gòu)的約束下，由曲柄軸帶動作偏心回轉(zhuǎn)平動，無自轉(zhuǎn)，只有公轉(zhuǎn)。 

    渦旋式壓縮機優(yōu)點：
    ① 容積效率高，因為相鄰的月牙形空間之間的壓差小，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 動渦盤與主軸等運動部件的受力變化小，整機振動小。
    ④ 零部件少。約為往復(fù)式的40% 。
    ⑤ 驅(qū)動動渦盤運動的偏心軸可以高速旋轉(zhuǎn)，因此渦旋式壓縮機體積小、重量輕，約比往復(fù)式輕l5% 。
    ⑥ 渦旋壓縮機運轉(zhuǎn)可靠，而且容易實現(xiàn)變轉(zhuǎn)速運動和變排量技術(shù)。

    缺點：要求加工精度高。

    3、往復(fù)式壓縮機的工作原理
    往復(fù)式壓縮機又稱活塞式壓縮機。壓縮機的工作腔是汽缸?；钊谄變?nèi)作上下往復(fù)運動，從而完成了壓縮、排汽、膨脹、吸汽等過程。
　　
    到zui低位置(稱活塞的下止點)時，汽缸吸滿蒸氣。而活塞轉(zhuǎn)而向上，這時吸、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。排汽過程為：當(dāng)壓力達(dá)到一定值(大于排汽管內(nèi)壓力)時，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)時，排汽結(jié)束。余隙膨脹過程為：為了防止活塞與吸排汽閥碰撞，活塞上移到上止點時，活塞與汽缸頂部之間留有一定間隙，稱余隙。當(dāng)活塞轉(zhuǎn)而向下運動時，排汽結(jié)束時留在余隙內(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才結(jié)束。吸汽過程為：吸汽閥開啟，隨著活塞往下運動而吸汽，一直進(jìn)行到活塞下移到活塞下止點為止。

    優(yōu)點：它應(yīng)用比較廣泛，制造技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡單，而且對加工材料和加工lT藝要求較低，造價比較低，適應(yīng)性強，能適應(yīng)廣闊的壓力范圍和制冷量要求，可維修性強。

    缺點：無法實現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速，機器大而重，不容易實現(xiàn)輕量化，排氣不連續(xù)，氣流容易出現(xiàn)波動，而且工作時有較大的振動。由于曲軸連桿式壓縮機的上述特點，已經(jīng)很少有小排量壓縮機采用這種結(jié)構(gòu)形式，曲軸連桿式壓縮機目前大多應(yīng)用在客車和卡車的大排量空調(diào)系統(tǒng)中。