|
傳統的活塞式壓縮機與目前通用的螺桿式壓縮機性能比較與分析
摘要：冷(leng)壓(ya)縮機其(qi)在整個(ge)制(zhi)冷(leng)系統中(zhong)的(de)作用是(shi)為(wei)了能(neng)持(chi)續不斷的(de)制(zhi)冷(leng)，需(xu)要壓(ya)縮機將(jiang)已(yi)氣(qi)化的(de)低(di)壓(ya)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)從蒸(zheng)(zheng)發器中(zhong)吸出并對其(qi)做功(gong)。壓(ya)縮成(cheng)為(wei)高壓(ya)的(de)過(guo)熱的(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)再排到冷(leng)凝器中(zhong)（提高壓(ya)力是(shi)為(wei)了使(shi)制(zhi)冷(leng)劑蒸(zheng)(zheng)氣(qi)容(rong)易(yi)在常溫下放出熱量(liang)而(er)冷(leng)凝成(cheng)為(wei)液(ye)(ye)體）。在冷(leng)凝器中(zhong)利用冷(leng)卻水(shui)或空(kong)氣(qi)將(jiang)高壓(ya)的(de)過(guo)熱氣(qi)體冷(leng)凝成(cheng)為(wei)液(ye)(ye)體帶(dai)走熱量(liang)，制(zhi)冷(leng)劑液(ye)(ye)體又(you)從冷(leng)凝器液(ye)(ye)體排出。如此周(zhou)而(er)復始實現連(lian)續制(zhi)冷(leng)
關(guan)鍵詞：優(you)點.缺點(dian).壓縮機
前言
在(zai)(zai)人們(men)日常(chang)活動中(zhong)(zhong)，使(shi)用(yong)(yong)各式(shi)各樣的(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)器(qi)進(jin)行(xing)能(neng)(neng)量(liang)傳遞或轉換(huan)，以(yi)滿足起不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)需(xu)要(yao)(yao)。在(zai)(zai)制冷(leng)(leng)(leng)與(yu)空調技術(shu)中(zhong)(zhong)，需(xu)要(yao)(yao)熱(re)量(liang)從(cong)低于環境介質(zhi)溫度(du)的(de)(de)(de)物體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)轉移到環境介質(zhi)高(gao)的(de)(de)(de)物體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)去。具有這樣功(gong)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)器(qi)稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)制冷(leng)(leng)(leng)機(ji)(ji)(ji)在(zai)(zai)制冷(leng)(leng)(leng)機(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong)起到心臟作用(yong)(yong)的(de)(de)(de)稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)制冷(leng)(leng)(leng)壓(ya)(ya)(ya)(ya)縮(suo)機(ji)(ji)(ji)（簡稱(cheng)壓(ya)(ya)(ya)(ya)縮(suo)機(ji)(ji)(ji)）其在(zai)(zai)整個制冷(leng)(leng)(leng)系統中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)是為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)了能(neng)(neng)持續(xu)不(bu)斷的(de)(de)(de)制冷(leng)(leng)(leng)，需(xu)要(yao)(yao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)縮(suo)機(ji)(ji)(ji)將已(yi)氣化的(de)(de)(de)低壓(ya)(ya)(ya)(ya)蒸汽從(cong)蒸發器(qi)中(zhong)(zhong)吸出并(bing)對(dui)其做(zuo)功(gong)。壓(ya)(ya)(ya)(ya)縮(suo)成為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)過(guo)熱(re)的(de)(de)(de)蒸汽再排到冷(leng)(leng)(leng)凝器(qi)中(zhong)(zhong)（提高(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)是為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)了使(shi)制冷(leng)(leng)(leng)劑(ji)蒸氣容易在(zai)(zai)常(chang)溫下放出熱(re)量(liang)而冷(leng)(leng)(leng)凝成為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)液(ye)體(ti)(ti)(ti)(ti)）。在(zai)(zai)冷(leng)(leng)(leng)凝器(qi)中(zhong)(zhong)利用(yong)(yong)冷(leng)(leng)(leng)卻水或空氣將高(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)過(guo)熱(re)氣體(ti)(ti)(ti)(ti)冷(leng)(leng)(leng)凝成為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)液(ye)體(ti)(ti)(ti)(ti)帶走熱(re)量(liang)，制冷(leng)(leng)(leng)劑(ji)液(ye)體(ti)(ti)(ti)(ti)又從(cong)冷(leng)(leng)(leng)凝器(qi)液(ye)體(ti)(ti)(ti)(ti)排出。如(ru)此周(zhou)而復始實現(xian)連續(xu)制冷(leng)(leng)(leng)
壓縮機根據其工作原哩可(ke)分(fen)為容積型(xing)和速度型(xing)兩(liang)大類。按(an)蒸(zheng)發溫度范圍(wei)分(fen)為高溫制冷壓縮機-10~0℃，中(zhong)溫制冷壓縮機-15~0℃，低溫制冷壓縮機(ji)-40~15℃。而按密封結構形式分(fen)我們(men)又可以分(fen)為開啟式壓(ya)縮機，半封閉(bi)(bi)式壓(ya)縮機，全封閉(bi)(bi)式壓(ya)縮機。而我們(men)今天所(suo)談的(de)(de)是(shi)由壓(ya)縮機的(de)(de)機構分(fen)的(de)(de)活(huo)塞式壓(ya)縮機，螺(luo)桿(gan)(gan)式壓(ya)縮機，等(deng)(deng)等(deng)(deng)。而我們(men)今天主要討(tao)論的(de)(de)是(shi)目前(qian)我國市面上最(zui)多見的(de)(de)也是(shi)各個(ge)生產商生產最(zui)多的(de)(de)幾大最(zui)有特(te)點的(de)(de)機型活(huo)塞式壓(ya)縮機，螺(luo)桿(gan)(gan)式壓(ya)縮機。
一，活塞式(shi)制冷壓(ya)縮機的性能
（一） 活塞式壓縮機的工作原理(li)
當活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)式(shi)壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)(suo)機(ji)的(de)曲軸旋轉(zhuan)時(shi)(shi)(shi)，通過(guo)連桿的(de)傳動(dong)，活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)便做往復(fu)運動(dong)，由氣(qi)(qi)(qi)缸(gang)(gang)內(nei)壁、氣(qi)(qi)(qi)缸(gang)(gang)蓋(gai)和活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)頂面所構成的(de)工(gong)作(zuo)容積(ji)則會發(fa)生周期性變(bian)化。活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)式(shi)壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)(suo)機(ji)的(de)活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)從(cong)氣(qi)(qi)(qi)缸(gang)(gang)蓋(gai)處開始運動(dong)時(shi)(shi)(shi)，氣(qi)(qi)(qi)缸(gang)(gang)內(nei)的(de)工(gong)作(zuo)容積(ji)逐(zhu)漸增大，這時(shi)(shi)(shi)，氣(qi)(qi)(qi)體(ti)即沿著進氣(qi)(qi)(qi)管，推開進氣(qi)(qi)(qi)閥而進入氣(qi)(qi)(qi)缸(gang)(gang)，直到(dao)工(gong)作(zuo)容積(ji)變(bian)到(dao)最大時(shi)(shi)(shi)為止，進氣(qi)(qi)(qi)閥關閉(bi)；活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)式(shi)壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)(suo)機(ji)的(de)活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)反(fan)向運動(dong)時(shi)(shi)(shi)，氣(qi)(qi)(qi)缸(gang)(gang)內(nei)工(gong)作(zuo)容積(ji)縮(suo)(suo)(suo)(suo)小，氣(qi)(qi)(qi)體(ti)壓(ya)力(li)升高，當氣(qi)(qi)(qi)缸(gang)(gang)內(nei)壓(ya)力(li)達(da)到(dao)并(bing)略(lve)高于(yu)排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)力(li)時(shi)(shi)(shi)，排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)閥打開，氣(qi)(qi)(qi)體(ti)排(pai)(pai)出氣(qi)(qi)(qi)缸(gang)(gang)，直到(dao)活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)運動(dong)到(dao)極(ji)限位(wei)置為止，排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)閥關閉(bi)。當活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)式(shi)壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)(suo)機(ji)的(de)活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)再次反(fan)向運動(dong)時(shi)(shi)(shi)，上述過(guo)程重復(fu)出現(xian)。總(zong)之(zhi)，活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)式(shi)壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)(suo)機(ji)的(de)曲軸旋轉(zhuan)一周，活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)往復(fu)一次，氣(qi)(qi)(qi)缸(gang)(gang)內(nei)相繼實現(xian)進氣(qi)(qi)(qi)、壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)(suo)、排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)的(de)過(guo)程，即完成一個工(gong)作(zuo)循環。
（二）活塞(sai)壓縮機的(de)優(you)點
1、活塞壓縮機的適用(yong)壓力(li)范圍廣，不論流量大小，均能達到所(suo)需壓力(li)；
2、適應性強，即排氣范(fan)圍較(jiao)廣(guang)，且不受壓(ya)力高(gao)低影響，一般能適應較(jiao)廣(guang)闊的壓(ya)力范(fan)圍和及較(jiao)小制冷量(liang)要(yao)求；
3、活(huo)塞壓縮機對材料(liao)要求(qiu)低，多(duo)用普通鋼鐵材料(liao)，加工(gong)較容易，造(zao)價也(ye)較低廉；
4 、活塞壓縮機(ji)的裝置系統比(bi)較簡(jian)單。
（三）活塞壓縮機的(de)缺點(dian)
1、轉(zhuan)速不高，機器大而重；
2、結構復(fu)雜，易損件及運(yun)動部件多，故障點多，維修量(liang)大，維護(hu)成本(ben)高；
3、排氣(qi)不連續，造(zao)成氣(qi)流脈動；
4、運轉時有較大的(de)震動。
5、單機(ji)制冷量小，不(bu)適宜較大(da)冷量場合(he)使用。
二，螺桿式(shi)制冷壓縮機的性能(neng)
（一）螺桿式壓縮機原理(li)介(jie)紹(shao)
螺桿(gan)式(shi)壓(ya)縮機汽缸內裝有(you)一對互(hu)相(xiang)(xiang)嚙(nie)合的螺旋形陰(yin)陽(yang)轉子(zi)，兩轉子(zi)都有(you)幾個凹(ao)形齒，兩者互(hu)相(xiang)(xiang)反向旋轉。轉子(zi)之(zhi)間(jian)(jian)和機殼與轉子(zi)之(zhi)間(jian)(jian)的間(jian)(jian)隙僅為5～10絲，主(zhu)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)（又稱陽轉(zhuan)(zhuan)子(zi)或凸(tu)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)），通過由(you)發(fa)動機或電動機驅動(多數為電動(dong)機(ji)驅(qu)動(dong))，另一轉(zhuan)(zhuan)子(zi)（又(you)稱陰轉(zhuan)(zhuan)子(zi)或凹轉(zhuan)(zhuan)子(zi)）是由(you)主轉(zhuan)(zhuan)子(zi)通過噴油形成(cheng)的油膜進行驅(qu)動，或由(you)主轉(zhuan)(zhuan)子(zi)端和凹轉(zhuan)(zhuan)子(zi)端的同步齒(chi)輪(lun)驅(qu)動。所以驅(qu)動中沒(mei)有(you)金(jin)屬接觸（理論上(shang)）。
轉(zhuan)子(zi)(zi)的長(chang)度(du)和直徑決定壓(ya)縮(suo)機(ji)排氣量（流量）和排氣壓(ya)力，轉(zhuan)子(zi)(zi)越(yue)(yue)長(chang)，壓(ya)力越(yue)(yue)高(gao)；轉(zhuan)子(zi)(zi)直徑越(yue)(yue)大，流量越(yue)(yue)大。
螺旋(xuan)轉(zhuan)子(zi)(zi)(zi)凹(ao)槽(cao)(cao)經過吸氣口時充滿氣體。當(dang)轉(zhuan)子(zi)(zi)(zi)旋(xuan)轉(zhuan)時，轉(zhuan)子(zi)(zi)(zi)凹(ao)槽(cao)(cao)被機殼(ke)壁封閉，形成(cheng)壓(ya)縮腔室，當(dang)轉(zhuan)子(zi)(zi)(zi)凹(ao)槽(cao)(cao)封閉后，潤滑(hua)油被噴(pen)入(ru)壓(ya)縮腔室，起(qi)密(mi)封。冷卻和潤滑(hua)作用。當(dang)轉(zhuan)子(zi)(zi)(zi)旋(xuan)轉(zhuan)壓(ya)縮潤滑(hua)劑+氣(qi)(qi)體(ti)（簡稱油(you)氣(qi)(qi)混合物(wu)）時，壓(ya)縮(suo)腔(qiang)室容積減小，向排(pai)(pai)氣(qi)(qi)口壓(ya)縮(suo)油(you)氣(qi)(qi)混合物(wu)。當壓(ya)縮(suo)腔(qiang)室經過排(pai)(pai)氣(qi)(qi)口時，油(you)氣(qi)(qi)混合物(wu)從壓(ya)縮(suo)機排(pai)(pai)出，完成一個吸氣(qi)(qi)——壓縮——排(pai)氣(qi)(qi)過程。螺桿機(ji)的(de)(de)每個(ge)轉(zhuan)子由(you)減(jian)摩軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)所支承(cheng)(cheng)(cheng)，軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)由(you)靠近(jin)轉(zhuan)軸(zhou)端(duan)(duan)部的(de)(de)端(duan)(duan)蓋固定。進氣(qi)(qi)端(duan)(duan)由(you)滾柱(zhu)軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)支承(cheng)(cheng)(cheng)，排(pai)氣(qi)(qi)端(duan)(duan)由(you)一以對靠的(de)(de)賀錐(zhui)滾柱(zhu)支承(cheng)(cheng)(cheng)通常是(shi)排(pai)氣(qi)(qi)端(duan)(duan)的(de)(de)軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)使轉(zhuan)子定位，也就是(shi)止推(tui)軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)，抵(di)抗軸(zhou)向(xiang)推(tui)力，承(cheng)(cheng)(cheng)受徑(jing)向(xiang)載荷(he)，并提供必須的(de)(de)軸(zhou)向(xiang)運行(xing)最小間隙。
工作循環(huan)可分(fen)為吸(xi)氣、壓(ya)縮(suo)和排(pai)氣三(san)個過程(cheng)。隨著轉子(zi)旋轉，每對(dui)相互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環(huan)。
（二） 螺(luo)桿式壓(ya)縮機(ji)的(de)優點(dian)
1、螺桿壓(ya)縮(suo)機(ji)與活塞壓(ya)縮(suo)機(ji)相同，都屬于容積式壓(ya)縮(suo)機(ji)，就(jiu)使用效果來看螺桿壓(ya)縮(suo)機(ji)有如下優點。
2、可(ke)(ke)靠(kao)性高。螺桿(gan)壓縮(suo)機零部件少，沒有易損件，因而它運(yun)轉可(ke)(ke)靠(kao)，壽命長，大修(xiu)間隔期可(ke)(ke)達6-10萬小時。
3、操作(zuo)維護方便。螺(luo)桿壓縮機(ji)自動化(hua)程度高(gao)，操作(zuo)人員不必經過長時間的(de)專業(ye)培(pei)訓，可實現無人值守(shou)運轉(zhuan)。
4、動力平(ping)(ping)衡好。螺桿壓(ya)縮機沒(mei)有(you)不平(ping)(ping)衡慣性力，機器可平(ping)(ping)穩(wen)地(di)高速(su)工(gong)作，可實(shi)現無基礎運轉，特別適合作移動式壓(ya)縮機，體積(ji)小、重量輕、占地(di)面積(ji)少(shao)。
5、適應性強(qiang)。螺桿壓縮(suo)機(ji)具(ju)有強(qiang)制輸氣(qi)的(de)(de)(de)特點，容積流(liu)量幾乎不受(shou)排氣(qi)壓力(li)的(de)(de)(de)影響，在寬闊的(de)(de)(de)范圍(wei)內能(neng)保持較高效(xiao)率(lv)，在壓縮(suo)機(ji)結(jie)構不作任何改(gai)變的(de)(de)(de)情況下，適用于(yu)多種工(gong)況。
（三）螺(luo)桿式壓縮機的缺點(dian)
噪聲稍(shao)大(da)，以及需要(yao)設置一(yi)套潤滑油分離、冷(leng)卻、過濾(lv)和加壓的輔助設備，成本(ben)有所增加。
四，活(huo)塞式制冷壓(ya)縮機的性能(neng)與螺桿制冷式壓(ya)縮機性能(neng)比(bi)較
(一)活(huo)塞式壓縮(suo)機的噪音比較大(da)，且不(bu)便維修，大(da)多數活(huo)塞壓縮(suo)機使用(yong)過程(cheng)中(zhong)經(jing)常出現的問題，所(suo)以給用(yong)戶帶來極大(da)的不(bu)便。
(二)活塞(sai)式(shi)(shi)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)機(ji)內(nei)有氣閥(fa)，活塞(sai)，活塞(sai)環，連接桿等諸多易(yi)損(sun)件(jian)(jian)(jian)。連續運(yun)行(xing)的(de)(de)可靠性(xing)(xing)(xing)較差(cha)。與(yu)螺(luo)桿式(shi)(shi)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)機(ji)相(xiang)比活塞(sai)式(shi)(shi)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)機(ji)效(xiao)率(lv)(lv)低(di)，特別(bie)是長(chang)期(qi)運(yun)行(xing)，其經(jing)濟性(xing)(xing)(xing)差(cha)。由于(yu)活塞(sai)式(shi)(shi)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)機(ji)的(de)(de)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)內(nei)腔(qiang)內(nei)有很多易(yi)損(sun)件(jian)(jian)(jian)，這些易(yi)損(sun)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)磨(mo)損(sun)和(he)磨(mo)壞(huai)都(dou)將(jiang)造成(cheng)制冷劑在壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)時的(de)(de)泄(xie)漏，最終導(dao)致(zhi)要(yao)所(suo)及的(de)(de)效(xiao)率(lv)(lv)降低(di)，由于(yu)螺(luo)桿式(shi)(shi)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)機(ji)不存在影(ying)響機(ji)器效(xiao)率(lv)(lv)的(de)(de)易(yi)損(sun)件(jian)(jian)(jian)，進行(xing)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)時的(de)(de)一對轉(zhuan)子由自(zi)身結構的(de)(de)特點不會出現磨(mo)損(sun)。因(yin)此長(chang)期(qi)持續的(de)(de)經(jing)濟性(xing)(xing)(xing)遠遠優于(yu)活塞(sai)式(shi)(shi)制冷壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)機(ji)。
(三)活塞式(shi)式(shi)制(zhi)(zhi)冷壓(ya)縮機(ji)為(wei)(wei)往(wang)復式(shi)運動結(jie)構，存在不可消除的(de)(de)慣性力。因此(ci)運行(xing)時震(zhen)動值較大，噪音較高，較大活塞式(shi)制(zhi)(zhi)冷壓(ya)縮機(ji)安裝時需(xu)要(yao)專門的(de)(de)固定基礎。螺桿(gan)式(shi)制(zhi)(zhi)冷壓(ya)縮機(ji)為(wei)(wei)回轉式(shi)運動結(jie)構，平衡性較好，其震(zhen)動值較小，噪音較低(di)，無需(xu)安裝基礎。同時也避(bi)免了對工作環境的(de)(de)污染。
(四(si))活(huo)塞(sai)式制冷壓(ya)縮機是往復間斷壓(ya)縮運(yun)行時，氣流較大，螺桿式制冷壓(ya)縮機轉速(su)較高，輸氣平穩，無氣流脈(mo)動。
(五)螺桿式制冷壓縮(suo)機有完善(shan)的自動控制與保護系統，PLC自動(dong)化(hua)控制(zhi)，屬于機電(dian)一體化(hua)產(chan)品(pin)，方(fang)便(bian)了設備的(de)維護與(yu)管理(li)。同時最大限度的(de)降低(di)了能耗。螺桿式(shi)制(zhi)冷壓(ya)縮機是一種整體機構(gou)集中化(hua)產(chan)品(pin)，占地面積小，沒有活塞式(shi)壓(ya)縮機復雜的(de)管路系統，可(ke)以美化(hua)環(huan)境。
|
