恒温恒湿箱制冷系统(压缩机)性能原理分析

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点击量: 241517 来源: 东莞环仪仪器科技有限公司

  往复式压缩机又称活塞式压缩机。压缩机的工作腔是汽缸。活塞在汽缸内作上下往复运动,从而完成了压缩、排汽、膨胀、吸汽等过程。

  优点:它应用比较广泛,制造技术成熟,结构简单,而且对加工材料和加工lT艺要求较低,造价比较低,适应性强,能适应广阔的压力范围和制冷量要求,可维修性强。

  缺点:无法实现较高转速,机器大而重,不容易实现轻量化,排气不连续,气流容易出现波动,而且工作时有较大的振动。由于曲轴连杆式压缩机的上述特点,已经很少有小排量压缩机采用这种结构形式,曲轴连杆式压缩机目前大多应用在客车和卡车的大排量空调系统中。

  

 

  螺杆式压缩机的构造与工作过程

  螺杆式压缩机是一种回转式容积式压缩机。它利用螺杆的齿槽容积和位置的变化来完成蒸气的吸人、压缩和排IqJ过程。无油螺杆压缩机在本世纪三十年代问世,主要用于压缩空气。后来汽缸内喷油的螺杆式压缩机出现,性能得到提高,目前,喷油式螺杆压缩机已是制冷压缩机中主要机种之一。螺杆式压缩机分为双螺杆和单螺杆两大类,双螺杆压缩机习惯上称为螺杆式压缩机。

  (1)在断面为双圆相交的汽缸内,装有一对转子——阳转子和阴转子。阳转子有四个齿,阴转子有六个齿,两根转子相互啮合。当阳转子旋转一周,隐转子旋转2/3周,或者说,阳子的转速比阴转子的转速快50%。图3是螺杆式压缩机从吸汽靠排汽的工作过程,在汽缸的吸汽端座上开有吸汽口,当齿槽与吸汽口相通时,吸汽就开始,随着螺杆的旋转,齿槽脱离吸汽口,一对齿槽空间吸满蒸气,如图(a)。

  螺杆继续旋转,两螺杆的齿与齿槽相互啮合,有汽缸体、啮合的螺杆和排汽端座组成的齿槽容积变小,而且位置向排汽端移动,完成了对蒸气压缩和输送的作用,如图(b)。当这对齿槽空间与端座的排汽口相通时,压缩终了,蒸气被排出,如图(c)。每对齿槽空间都存在着吸汽、压缩、排汽三个过程。在同一时刻存在着吸汽、压缩、排汽三个过程,不过它们发在不同的齿槽空间。

  (2)螺杆式压缩机的优点:

  ①螺杆式压缩机只有旋转运动,没有往复运动,因此压缩机的平衡性好,振动小,可以提高压缩机的转速。

  ②螺杆式压缩机的结构简单、紧凑,重量轻,无吸、排汽阀,易损件少,可靠性高,检修周期长。

  ③在低蒸发温度或高压缩比工况下,用单级压缩仍然可正常工作,且有良好的性能。这是由于螺杆式压缩机没有余隙,没有吸、排汽阀,故在这种不利工况下仍然有较高的容积效率。

  ④螺杆式压缩机对湿压缩不敏感。

  ⑤螺杆式压缩机的制冷量可以在10%一100%范围内无级调节,但在40%以上负荷时的调节比较经济。

  (3)缺点:噪声较大,以及需要设

  置一套润滑油分离、冷却、过滤和加压的辅助设备,造成机组体积大。

  (4)应用范围

  双螺杆压缩机在化工、制冷及空气动力工程中,它所占的比重较大。螺杆压缩机的容积流量范围是2 50m 3/12f a)吸气结束 f b)压缩行程 f c)排出开始之前 图4旋涡式压缩机工作原理

  

 

  1、定圈 2、动圈3、动圈涡旋中心 4、5、6、8、制冷剂气体 7、*小压缩容积 9、排气口

  10、动圈涡旋中心l1、开始压缩客积(*大容积)

  12、回旋半径min,终了压力一般小于12MPa,个别场合可达4.5MPa。在化工系统中,大都采用于式结构,而空气动力工程与制冷领域中常采用湿式。

  3、旋涡式压缩机的工作原理旋涡式压缩机的机理早在20世纪初由法国人所发明,但是由于当时加工精度不高和结构上存在问题,而一直未得到推广使用。到了七十年代,这项技术在美国才开始得到应用。自本世纪80年代以来,涡旋压缩机以其机构紧凑、高效节能、微振低噪以及工作可靠性等特点,开始在小型制冷及空调领域获得越来越广泛的应用,也因此成为压缩机技术发展的主要方向之一。旋涡式压缩机也是一种容积型回转式压缩机,一般为直立型。其结构主要分

  为动静式和双公转式2种,目前动静式应用*为普遍,它的工作部件主要由动涡轮与静涡轮组成。动、静涡轮的结构十分相似,都是由端板和由端板上伸出的渐开线型涡旋齿组成,两者偏心配置且相差180o,静涡轮静止不动,而动涡轮在专门的防转机构的约束下,由曲柄轴带动作偏心回转平动,无自转,只有公转。

  (1)工作原理

  互错开180度的涡旋叶片圈组合一对啮合,动圈2以回旋半径的圆作不旋转的回运动。如(A)所示,在吸气完了时,一对涡旋圈共形成两对月牙形容积。*大的月牙容积l1即将开始压缩。动圈涡旋中心绕定圈涡旋中心连续公转,原*大的月牙容积实现a—b—c的压缩,达到预定压力,由排气口9排出。在月牙11压缩的同时,在动圈和定圈的外周义形成吸气容积4、8,连续回转运动过程中,也实现了相同的压缩,如此周而复始完成吸气、压缩、排气过程。

  (2)涡旋式压缩机优点:

  ①容积效率高,因为相邻的月牙形空间之间的压差小,泄漏少,无吸汽和排汽阀,阻力小,无余隙容积的再膨胀。

  ②绝热效率高,在同样制冷量情况下,旋涡式比往复式约高10%。

  ③动涡盘与主轴等运动部件的受力变化小,整机振动小。

  ④零部件少。约为往复式的40%。

  ⑤驱动动涡盘运动的偏心轴可

  以高速旋转,因此涡旋式压缩机体积小、重量轻,约比往复式轻l5%。

  ⑥涡旋压缩机运转可靠,而且容易实现变转速运动和变排量技术。

  (3)缺点:要求加工精度高。