針對高轉(zhuǎn)速離心式制冷壓縮機的研究

田棟

摘要：制冷技術(shù)在當今社會的各個領(lǐng)域中都發(fā)揮著重要的作用，如食品冷藏、空調(diào)制冷等等，而制冷技術(shù)通常需要經(jīng)過一定的制冷設(shè)備來實現(xiàn)，而高轉(zhuǎn)速離心式制冷壓縮機就是一種典型的現(xiàn)代化制冷設(shè)備。它具有制冷速度快、占地面積小、工作效率高等諸多優(yōu)點，在制冷領(lǐng)域占據(jù)著不可替代的位置。因此本文對高轉(zhuǎn)速離心式制冷壓縮機的工作原理及曲線特性進行了簡要的描述，主要針對其自動調(diào)節(jié)能力進行了詳細的分析的探討，希望為相關(guān)工作者提供有價值的參考。

關(guān)鍵詞：高轉(zhuǎn)速;離心式;制冷壓縮機

在制冷行業(yè)中，傳統(tǒng)的制冷方式雖然能夠達到一定的制冷效果，但是整體上來說對環(huán)境的污染較為嚴重，如氟利昂的排放等等，而新型的離心式制冷壓縮機是一種通過氣體的壓縮和釋放來實現(xiàn)制冷的速度型壓縮機，可以有效的降低環(huán)境污染和能源損耗。但是在壓縮機的使用過程中要注意離心式制冷壓縮機的自我調(diào)節(jié)能力，使其在工作中能夠更好的應(yīng)對開關(guān)機等突然狀況，從而更好的完成相應(yīng)的制冷工作。

1.離心式制冷壓縮機的工作原理

離心式壓縮機的工作原理與鼓風(fēng)機的工作原理十分的相似，從其構(gòu)造上來對其工作原理進行解析：當離心式壓縮機的工作葉輪開始轉(zhuǎn)動以后，氣體就會在葉輪上葉片的帶動下而運動起來，這使得氣體具有了一定的動能，氣體的動能再轉(zhuǎn)化為壓力能從而實現(xiàn)制冷劑蒸汽的壓縮。

工作葉輪和與它相配合的固定元件共同組成了——級，在壓縮機處于工作狀態(tài)時，工作葉輪會隨著軸而高速運轉(zhuǎn)，將軸與級十輪組成的結(jié)構(gòu)稱為轉(zhuǎn)子，區(qū)別于轉(zhuǎn)子的其它不動件稱為固定元件，如氣室、蝸殼等等。在壓縮機開始工作后，制冷劑蒸氣在吸氣室的作用下被均勻的引入到工作葉輪。蒸汽經(jīng)過的流通通道應(yīng)做成漸縮的樣子，以便當蒸汽通過其時，可以使氣體形成加速，從而盡量降低氣流流通這程中的能量損失。制冷劑蒸汽進入工作葉輪后就會隨著葉輪的轉(zhuǎn)動也進行高速轉(zhuǎn)動，葉輪槽中的蒸汽在較大離心力的作用下而產(chǎn)生擴壓流動，使氣體的速度和壓力得到進一步的提升。

2.離心式壓縮機性能曲線的特點

離心式壓縮機的流量和壓力比之間是一一對應(yīng)的關(guān)系，當壓縮機的背壓升高后，流量是自動減小的。最大流量工況有兩種情況：一種是流道某喉部處氣體達到臨界狀態(tài)，氣體的容積流量達到最大值，即所謂的“阻塞”工況;另一種情況是級內(nèi)流動損失很大，所提供的壓力比近似等于1，這也是最大流量工況。

對應(yīng)的最小流量工況一般稱之為“喘振”工況，當級的流量大幅度減小時，幾乎在所有的葉道內(nèi)都發(fā)生嚴重的邊界層分離，使來流受阻，能量損失嚴重，壓力比大大下降，致使氣體不能向后排出，級后的高壓氣體將發(fā)生倒流，使得級后氣體的壓力再次逐漸升高，級的排氣壓力也相應(yīng)升高，其流量對應(yīng)減少，達到一定程度時，再次發(fā)生級后氣體倒流的現(xiàn)象，這種不穩(wěn)定的現(xiàn)象稱為“喘振”。

3.離心式制冷壓縮機的自動調(diào)節(jié)

3.1反喘振調(diào)節(jié)

離心式制冷壓縮機在工作過程中可能會發(fā)生喘振現(xiàn)象。喘振現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是由于蒸發(fā)壓力過低或冷凝壓力過高等等，可通過冷凝壓力和蒸發(fā)壓力的合理管控制來防止喘振現(xiàn)象的發(fā)生，但是當調(diào)節(jié)壓縮機制冷量時，如負荷超過一小時，也同樣會發(fā)生喘振現(xiàn)象，這就需要進行反喘振調(diào)節(jié)，才能有效的進行設(shè)備保護。旁通調(diào)節(jié)法就是一種非常有效的調(diào)節(jié)方式。當壓縮機的冷量低于喘振點時，可將壓縮機內(nèi)的一部分氣體直接流入到壓縮機的吸口處，從而減少流入蒸發(fā)器的制冷劑量，又不會因壓縮機吸入量過小發(fā)生喘振現(xiàn)象，從而實現(xiàn)有效的反喘振調(diào)節(jié)。

3.2離心式壓縮機的性能調(diào)節(jié)

一般情況下離心式制冷壓縮機與管路共同工作時，壓縮機的設(shè)計工況點便是相應(yīng)的工作點。但在實際的機械運轉(zhuǎn)中，要有針對性的氣體流量調(diào)節(jié)，從而達到裝置的要求，這就要通過改變工況點來解決，而工況點是壓縮機性能曲線與管路特性曲線的交點，對相應(yīng)的性能曲線進行調(diào)節(jié)就是對工況點進行了調(diào)節(jié)。依據(jù)工藝流程可將調(diào)節(jié)任務(wù)分為等壓力調(diào)節(jié)、等流量調(diào)節(jié)、比例調(diào)節(jié)。

3.3離心式制冷壓縮機的自動控制和自動調(diào)節(jié)

離心式制冷壓縮機在工業(yè)生產(chǎn)以及生活的制冷工作中擔當著重要的角色，已經(jīng)成為各領(lǐng)域大型制冷系統(tǒng)的關(guān)鍵性機械設(shè)備，在離心式制冷壓縮機的運轉(zhuǎn)過程中，應(yīng)注意避免低壓端空氣以及不凝性氣體滲入到壓縮機內(nèi)，并注意相關(guān)油溫的控制，避免油溫過高，盡量的降低相關(guān)安全及質(zhì)量事故的發(fā)生，這就需要離心式制冷壓縮機能夠具有自動控制的能夠的能力，從而對自身進行安全防護。此外，要對離心式制冷壓縮機進行能量調(diào)節(jié)，可以有效的減少壓縮機的開關(guān)次數(shù)，確保離心式制冷壓縮機能夠穩(wěn)定且持續(xù)的運轉(zhuǎn)，從而更好的應(yīng)對由于冷熱負荷變化而引起的問題。

離心式制冷壓縮機的能量調(diào)節(jié)主要是根據(jù)其感受及鑒別機構(gòu)來感知壓縮機的回氣壓力或制冷的蒸發(fā)溫度，從而進行自動調(diào)節(jié)，可叫做壓力控制法和溫度控制法。壓力控制法主要是通過壓力控制器以及變送器等傳感器具，將回氣壓力視為能量調(diào)節(jié)的控制參數(shù)。一旦蒸發(fā)器的冷熱負荷發(fā)生變化時，傳壓管通過對壓力參數(shù)變化的感應(yīng)，從而進行調(diào)節(jié)。溫度控制法則是依據(jù)蒸發(fā)溫度進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，由于冷熱負荷的變化會產(chǎn)生一定的溫度變化，在感溫元件的感應(yīng)后，將其傳遞到控制部位，從而完成能量控制。

4.結(jié)語

綜上所述，高轉(zhuǎn)速離心式制冷壓縮機以及獨特的環(huán)保工作原理以及特點，可適用于不同環(huán)境下的制冷工作，其運用不但提高了制冷工作效率，同時也節(jié)約了生產(chǎn)場地空間，降低了相應(yīng)的生產(chǎn)成本。要想使離心式制冷壓縮機能夠正常、高效的運轉(zhuǎn)，需要設(shè)備管理人員對該機械設(shè)備進行定期的檢察和維護，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，避免因故障而使設(shè)備無法運行而影響正常的使用，也可以達到提高壓縮機運行穩(wěn)定性及延長使用壽命的作用。

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