制冷壓縮機的分類及使用優缺點研究

胡荃中 劉俊杰

摘要：制冷壓縮機是空調等制冷設備的核心零部件。壓縮機的性能將直接決定制冷系統的功能，從這個意義上來看，制冷系統設計需要與壓縮機相互匹配。本文從結構和原理出發對壓縮機的種類進行劃分，對于幾種比較常見的壓縮機介紹其工作的原理，并且闡述在使用過程中的優缺點，希望相關研究人員以借鑒和參考。

關鍵詞：壓縮機;制冷系統;優缺點

1前言

制冷壓縮機是空調等制冷設備的核心零部件，它能夠利用壓縮氣體的形式，直接將電能轉化為機械能，從而實現制冷劑的轉化。它的原理是從低溫的系統中吸收熱量，然后從高溫環境中釋放熱量，壓縮機在其中起到一個串聯作用，相當于人體的心臟。從制冷壓縮機的技術發展趨勢上來看，更加重視低耗能、低污染以及低噪聲，這是未來制冷壓縮機研究的主要方向。下面主要按照原理結構以及工作內容將制冷壓縮機進行劃分，并對其優缺點進行簡要的闡述。對于單級的制冷壓縮機，只要介紹三種，分別為活塞式壓縮機、螺桿式壓縮機以及旋渦式壓縮機。

2制冷壓縮機的分類以及使用的優缺點

2.1活塞式壓縮機

活塞式壓縮機主要在氣缸內實現氣體的壓縮，整個過程分為壓縮、排氣、膨脹以及吸氣這四個過程，活塞在氣缸內能夠實現往復的運動，因此這種壓縮機也被成為活塞式壓縮機。活塞在運動中到達最低點位置，此時，吸氣室內能夠將外部的高壓蒸汽吸滿，這時活塞在動力的作用下，會向上運動，聯動的吸氣和排氣閥門會自動關閉，吸氣室內部氣體被壓縮，體積逐漸減小，一直到內部壓力能夠大于排氣閥的壓力為止，此時，排氣閥會由于壓力被打開，蒸汽轉而排向吸氣室之外，活塞會繼續向上運動，直到上升到最高點為止。然后膨脹的過程，為了防止活塞往返運動中與吸氣閥和排氣閥之間發生碰撞，當活塞上升到最上部位置時，它與氣缸之間要留有一定的縫隙，當活塞向下運動時排氣結束，縫隙內的高壓蒸汽會阻礙吸氣閥張開，吸氣停止，吸氣室內蒸汽由于受到壓縮會發生膨脹，最終當膨脹壓力與吸氣壓力相等時才停止膨脹，吸氣閥會打開，活塞重新向下運動，吸氣室吸收蒸汽，又形成一個循環。

活塞式制冷壓縮機它的應用范圍比較廣，同時制造技術也系統化，較為成熟，構造比較簡單，同時對活塞式壓縮機加工材料和工藝要求比較低，資金投入比較少，對復雜環境適應力較強，能夠在較大的范圍內實現壓力以及制冷的雙重要求，具有較強的可維修性。

但是活塞式制冷壓縮機也有其明顯的缺點，就是這種壓縮機無法實現比較高的轉速，并且活塞式壓縮機機器比較笨重，不符合目前提倡輕量化設備的理念，同時氣流在壓縮過程中不連續，穩定性能不高，導致運轉過程中會出現較大的震動，影響設備的壽命。

2.2螺桿式壓縮機

螺桿式壓縮機制冷量一般在15%到100%之內可以進行無級調節，在60%以上的時候，它的制冷量與耗能一般呈現相同的變化趨勢，比例相同的實現變化。一般為氣缸噴油螺旋桿式壓縮機，這也是制冷壓縮機的主要應用。這種壓縮機按照轉子的數量可以分為單螺桿式壓縮機以及雙螺桿式壓縮機，按照結構特點可以分為開啟式、半封閉式以及封閉式的壓縮機。

螺桿式壓縮機有兩個轉子，分別叫做陰轉子和陽轉子，兩對轉子中陽轉子有4個齒，陰轉子有6個齒。它依靠齒輪嚙合的兩個陰陽轉子，在陰陽轉子中借助于轉子上的齒以及齒槽，與機械內壁形成v字形的結構，內部的容積呈現出油規律的變化。當齒槽與壓縮機內部的吸氣口之間相互連接時，就會產生吸氣過程，螺旋桿在動力作用下，不斷旋轉，離開吸氣口，將齒槽內部吸滿高壓的蒸汽，陰陽轉子齒槽相互結合，這樣就會使得齒槽的容積變小，并且位置發生移動，起到了輸送蒸汽的作用，當齒槽與排氣口相連時，會導致內部的蒸汽被排出，完成整個壓縮過程。

這種壓縮機無法進行往復的運動，從這個角度上來看這種壓縮機具有較好的平衡性，它的振動性能比較小，因此能夠有效提升壓縮機的轉速。同時螺桿式制冷壓縮機它的制作比較簡單，重量較輕，性能上比較穩定，也不容易發生故障;它的加工精度比較高，易損件比較少，很容易實現自動化螺桿式壓縮機在低溫條件或者是高壓縮性條件下，利用單級壓縮也可以進行正常工作，這主要是因為螺旋桿式壓縮機它的內部沒有多余的空隙，也沒有吸氣閥和排氣閥，因此在不利條件下仍然有比較高的容積效率，主要是它對濕壓不夠敏感。這種壓縮機工作過程中，采用噴油的形式，油量使用比較多，同時輔助設備比較多。螺桿式壓縮機制冷量一般在15%到100%之內可以進行無級調節，在60%以上的時候，它的制冷量與耗能一般呈現比例相同的實現變化。螺桿式壓縮機在制冷以及化工工藝中占比比較大。

2.3旋渦式壓縮機

旋渦式壓縮機的內部結構較為緊湊，同時具有較好的節能效果，噪音也比較低，具有較強的可靠性，在小型制冷設備中得到了廣泛的應用，旋渦式壓縮機也是一種回轉式壓縮機，主要分為動靜式以及雙公轉式兩種。旋渦式壓縮機具有較高的容積效率，它的液壓空間內壓力差比較小，蒸汽縫隙比較少，也沒有吸氣閥和排氣閥，因此沒有膨脹的容積，在制冷量相同的情況下，旋渦式壓縮機要比活塞式壓縮機效率高10%，它的零部件比較少，一般是活塞式壓縮機的40%， 要比活塞式壓縮機低15%左右的重量，旋渦式壓縮機它的運轉比較可靠，同時能夠實現較強的變速運動以及變排量技術，不足之處就是它的加工精度比較高，影響了他的推廣使用。

3結束語

本文通過對制冷壓縮機的分類以及使用優缺點進行研究，探討制冷壓縮機產品的發展方向，在壓縮機選擇時要清楚溫控的精度和范圍，選擇適宜的制冷壓縮機。

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