傳統(tǒng)的活塞式壓縮機(jī)與目前通用的螺桿式壓縮機(jī)性能比較與分析
摘要:冷壓縮機(jī)其在整個(gè)制冷系統(tǒng)中的作用是為了能持續(xù)不斷的制冷,需要壓縮機(jī)將已氣化的低壓蒸汽從蒸發(fā)器中吸出并對(duì)其做功。壓縮成為高壓的過熱的蒸汽再排到冷凝器中(提高壓力是為了使制冷劑蒸氣容易在常溫下放出熱量而冷凝成為液體)。在冷凝器中利用冷卻水或空氣將高壓的過熱氣體冷凝成為液體帶走熱量,制冷劑液體又從冷凝器液體排出。如此周而復(fù)始實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷
關(guān)鍵詞:優(yōu)點(diǎn).缺點(diǎn).壓縮機(jī)
前言
在人們?nèi)粘;顒?dòng)中,使用各式各樣的機(jī)器進(jìn)行能量傳遞或轉(zhuǎn)換,以滿足起不同的需要。在制冷與空調(diào)技術(shù)中,需要熱量從低于環(huán)境介質(zhì)溫度的物體中轉(zhuǎn)移到環(huán)境介質(zhì)高的物體中去。具有這樣功能的機(jī)器稱為制冷機(jī)在制冷機(jī)中起到心臟作用的稱為制冷壓縮機(jī)(簡(jiǎn)稱壓縮機(jī))其在整個(gè)制冷系統(tǒng)中的作用是為了能持續(xù)不斷的制冷,需要壓縮機(jī)將已氣化的低壓蒸汽從蒸發(fā)器中吸出并對(duì)其做功。壓縮成為高壓的過熱的蒸汽再排到冷凝器中(提高壓力是為了使制冷劑蒸氣容易在常溫下放出熱量而冷凝成為液體)。在冷凝器中利用冷卻水或空氣將高壓的過熱氣體冷凝成為液體帶走熱量,制冷劑液體又從冷凝器液體排出。如此周而復(fù)始實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷
壓縮機(jī)根據(jù)其工作原哩可分為容積型和速度型兩大類。按蒸發(fā)溫度范圍分為高溫制冷壓縮機(jī)-10~0℃,中溫制冷壓縮機(jī)-15~0℃,低溫制冷壓縮機(jī)-40~15℃。而按密封結(jié)構(gòu)形式分我們又可以分為開啟式壓縮機(jī),半封閉式壓縮機(jī),全封閉式壓縮機(jī)。而我們今天所談的是由壓縮機(jī)的機(jī)構(gòu)分的活塞式壓縮機(jī),螺桿式壓縮機(jī),等等。而我們今天主要討論的是目前我國(guó)市面上最多見的也是各個(gè)生產(chǎn)商生產(chǎn)最多的幾大最有特點(diǎn)的機(jī)型活塞式壓縮機(jī),螺桿式壓縮機(jī)。
一,活塞式制冷壓縮機(jī)的性能
(一) 活塞式壓縮機(jī)的工作原理
當(dāng)活塞式壓縮機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí),通過連桿的傳動(dòng),活塞便做往復(fù)運(yùn)動(dòng),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(huì)發(fā)生周期性變化。活塞式壓縮機(jī)的活塞從氣缸蓋處開始運(yùn)動(dòng)時(shí),氣缸內(nèi)的工作容積逐漸增大,這時(shí),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(shí)為止,進(jìn)氣閥關(guān)閉;活塞式壓縮機(jī)的活塞反向運(yùn)動(dòng)時(shí),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(shí),排氣閥打開,氣體排出氣缸,直到活塞運(yùn)動(dòng)到極限位置為止,排氣閥關(guān)閉。當(dāng)活塞式壓縮機(jī)的活塞再次反向運(yùn)動(dòng)時(shí),上述過程重復(fù)出現(xiàn)?傊,活塞式壓縮機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)一周,活塞往復(fù)一次,氣缸內(nèi)相繼實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、排氣的過程,即完成一個(gè)工作循環(huán)。
(二)活塞壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 1、活塞壓縮機(jī)的適用壓力范圍廣,不論流量大小,均能達(dá)到所需壓力; 2、適應(yīng)性強(qiáng),即排氣范圍較廣,且不受壓力高低影響,一般能適應(yīng)較廣闊的壓力范圍和及較小制冷量要求; 3、活塞壓縮機(jī)對(duì)材料要求低,多用普通鋼鐵材料,加工較容易,造價(jià)也較低廉; 4 、活塞壓縮機(jī)的裝置系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單。
(三)活塞壓縮機(jī)的缺點(diǎn)
1、轉(zhuǎn)速不高,機(jī)器大而重;
2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,易損件及運(yùn)動(dòng)部件多,故障點(diǎn)多,維修量大,維護(hù)成本高;
3、排氣不連續(xù),造成氣流脈動(dòng);
4、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有較大的震動(dòng)。
5、單機(jī)制冷量小,不適宜較大冷量場(chǎng)合使用。
二,螺桿式制冷壓縮機(jī)的性能
(一)螺桿式壓縮機(jī)原理介紹
螺桿式壓縮機(jī)汽缸內(nèi)裝有一對(duì)互相嚙合的螺旋形陰陽轉(zhuǎn)子,兩轉(zhuǎn)子都有幾個(gè)凹形齒,兩者互相反向旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子之間和機(jī)殼與轉(zhuǎn)子之間的間隙僅為5~10絲,主轉(zhuǎn)子(又稱陽轉(zhuǎn)子或凸轉(zhuǎn)子),通過由發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)(多數(shù)為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)),另一轉(zhuǎn)子(又稱陰轉(zhuǎn)子或凹轉(zhuǎn)子)是由主轉(zhuǎn)子通過噴油形成的油膜進(jìn)行驅(qū)動(dòng),或由主轉(zhuǎn)子端和凹轉(zhuǎn)子端的同步齒輪驅(qū)動(dòng)。所以驅(qū)動(dòng)中沒有金屬接觸(理論上)。
轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度和直徑?jīng)Q定壓縮機(jī)排氣量(流量)和排氣壓力,轉(zhuǎn)子越長(zhǎng),壓力越高;轉(zhuǎn)子直徑越大,流量越大。
螺旋轉(zhuǎn)子凹槽經(jīng)過吸氣口時(shí)充滿氣體。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),轉(zhuǎn)子凹槽被機(jī)殼壁封閉,形成壓縮腔室,當(dāng)轉(zhuǎn)子凹槽封閉后,潤(rùn)滑油被噴入壓縮腔室,起密封。冷卻和潤(rùn)滑作用。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)壓縮潤(rùn)滑劑+氣體(簡(jiǎn)稱油氣混合物)時(shí),壓縮腔室容積減小,向排氣口壓縮油氣混合物。當(dāng)壓縮腔室經(jīng)過排氣口時(shí),油氣混合物從壓縮機(jī)排出,完成一個(gè)吸氣——壓縮——排氣過程。螺桿機(jī)的每個(gè)轉(zhuǎn)子由減摩軸承所支承,軸承由靠近轉(zhuǎn)軸端部的端蓋固定。進(jìn)氣端由滾柱軸承支承,排氣端由一以對(duì)靠的賀錐滾柱支承通常是排氣端的軸承使轉(zhuǎn)子定位,也就是止推軸承,抵抗軸向推力,承受徑向載荷,并提供必須的軸向運(yùn)行最小間隙。
工作循環(huán)可分為吸氣、壓縮和排氣三個(gè)過程。隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),每對(duì)相互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環(huán)。
(二) 螺桿式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
1、螺桿壓縮機(jī)與活塞壓縮機(jī)相同,都屬于容積式壓縮機(jī),就使用效果來看螺桿壓縮機(jī)有如下優(yōu)點(diǎn)。 2、可靠性高。螺桿壓縮機(jī)零部件少,沒有易損件,因而它運(yùn)轉(zhuǎn)可靠,壽命長(zhǎng),大修間隔期可達(dá)6-10萬小時(shí)。 3、操作維護(hù)方便。螺桿壓縮機(jī)自動(dòng)化程度高,操作人員不必經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的專業(yè)培訓(xùn),可實(shí)現(xiàn)無人值守運(yùn)轉(zhuǎn)。
4、動(dòng)力平衡好。螺桿壓縮機(jī)沒有不平衡慣性力,機(jī)器可平穩(wěn)地高速工作,可實(shí)現(xiàn)無基礎(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn),特別適合作移動(dòng)式壓縮機(jī),體積小、重量輕、占地面積少。 5、適應(yīng)性強(qiáng)。螺桿壓縮機(jī)具有強(qiáng)制輸氣的特點(diǎn),容積流量幾乎不受排氣壓力的影響,在寬闊的范圍內(nèi)能保持較高效率,在壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)不作任何改變的情況下,適用于多種工況。
(三)螺桿式壓縮機(jī)的缺點(diǎn)
噪聲稍大,以及需要設(shè)置一套潤(rùn)滑油分離、冷卻、過濾和加壓的輔助設(shè)備,成本有所增加。
四,活塞式制冷壓縮機(jī)的性能與螺桿制冷式壓縮機(jī)性能比較
(一)活塞式壓縮機(jī)的噪音比較大,且不便維修,大多數(shù)活塞壓縮機(jī)使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題,所以給用戶帶來極大的不便。
(二)活塞式壓縮機(jī)內(nèi)有氣閥,活塞,活塞環(huán),連接桿等諸多易損件。連續(xù)運(yùn)行的可靠性較差。與螺桿式壓縮機(jī)相比活塞式壓縮機(jī)效率低,特別是長(zhǎng)期運(yùn)行,其經(jīng)濟(jì)性差。由于活塞式壓縮機(jī)的壓縮內(nèi)腔內(nèi)有很多易損件,這些易損件的磨損和磨壞都將造成制冷劑在壓縮時(shí)的泄漏,最終導(dǎo)致要所及的效率降低,由于螺桿式壓縮機(jī)不存在影響機(jī)器效率的易損件,進(jìn)行壓縮時(shí)的一對(duì)轉(zhuǎn)子由自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)不會(huì)出現(xiàn)磨損。因此長(zhǎng)期持續(xù)的經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于活塞式制冷壓縮機(jī)。
(三)活塞式式制冷壓縮機(jī)為往復(fù)式運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu),存在不可消除的慣性力。因此運(yùn)行時(shí)震動(dòng)值較大,噪音較高,較大活塞式制冷壓縮機(jī)安裝時(shí)需要專門的固定基礎(chǔ)。螺桿式制冷壓縮機(jī)為回轉(zhuǎn)式運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu),平衡性較好,其震動(dòng)值較小,噪音較低,無需安裝基礎(chǔ)。同時(shí)也避免了對(duì)工作環(huán)境的污染。
(四)活塞式制冷壓縮機(jī)是往復(fù)間斷壓縮運(yùn)行時(shí),氣流較大,螺桿式制冷壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速較高,輸氣平穩(wěn),無氣流脈動(dòng)。
(五)螺桿式制冷壓縮機(jī)有完善的自動(dòng)控制與保護(hù)系統(tǒng),PLC自動(dòng)化控制,屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品,方便了設(shè)備的維護(hù)與管理。同時(shí)最大限度的降低了能耗。螺桿式制冷壓縮機(jī)是一種整體機(jī)構(gòu)集中化產(chǎn)品,占地面積小,沒有活塞式壓縮機(jī)復(fù)雜的管路系統(tǒng),可以美化環(huán)境。
|