三种常见的压缩机(往复式、螺杆式、离心式)

作者: 时间:2021.07.02


性能特点对比

在制冷系统中,由于活塞制冷压缩机与螺杆制冷压缩机的工作原理不同,导致它们的压降和泄漏损失的原因也不同。

对于活塞制冷压缩机,其压降和泄漏损失的主要原因是阀门的质量以及阀门关闭时的密封性。这是因为在吸气阀打开时,需要克服弹簧阻力(压缩弹簧),并且当气体流经阀门时,由于通道截面小、流速高,会产生一定的流阻。因此,活塞制冷压缩机在吸气过程中,气缸内的气体压力始终低于吸气管中的气体压力;同样,在排气过程中,活塞制冷压缩机气缸内的气体压力始终高于吸气管中的气体压力。如果气阀的通道截面较小,则阻力损失较大;如果阀片较大且阀门的弹簧力也较大,则阻力损失会增加,从而导致压缩系数值下降。

对于螺杆制冷压缩机,其压降和泄漏损失的主要原因是气流速度。

在螺杆制冷压缩机中,螺杆的性能是关键。如果螺杆的齿形是对称弧形,那么它的制造较为简单;如果螺杆的齿形是不对称的,那么其排气量较大,效率较高。如果减小螺杆的长度与直径比,可以使螺杆具有良好的强度,增加螺杆制冷压缩机的运行可靠性,并有利于螺杆制冷压缩机向高压比方向发展。

在螺杆制冷压缩机中,两个相同直径和长度尺寸的螺杆对,其转子面积利用系数值较大,其排气量也较大。从表面看,转子面积利用系数越大,螺杆制冷压缩机的性能越好。然而,如果转子面积利用系数过大,螺杆的强度和刚度将会降低。

在螺杆制冷压缩机中,减少螺杆的齿数可以增加螺杆齿间的面积,从而提高螺杆制冷压缩机的排气量。从表面上看,螺杆齿数越少,螺杆制冷压缩机的性能越好。然而,如果螺杆齿数过少,螺杆的弯曲强度和刚度将会降低。

在螺杆制冷压缩机中,增加螺杆的周速可以减少螺杆制冷压缩机的尺寸和质量,减小通过螺杆缝隙泄漏的气体,从而有利于提高螺杆制冷压缩机的容积效率和热效率。从表面上看,螺杆的周速越快,螺杆制冷压缩机的性能越好。然而,如果螺杆的周速过快,则会相应增加气体在吸排气口和螺杆齿间的流失。

在三种常见的制冷压缩机(活塞、螺杆、离心)中,活塞运动产生的惯性是活塞制冷压缩机的主要缺点。由于活塞制冷压缩机常受到活塞往复运动所产生的惯性影响,阀门和曲轴连杆机构最容易损坏。

在三种常见的制冷压缩机(活塞、螺杆、离心)中,螺杆系统产生的巨大噪音是其主要缺点。由于螺杆压缩机在运转过程中,常受到制冷剂气体通过吸排气口的周期性高速流动和缝隙泄漏的影响,必须选择合适的螺杆转速。

在三种常见的制冷压缩机(活塞、螺杆、离心)中,离心制冷压缩机的主要缺点是发生“喘振”。

其原因是当冷凝器的冷却水进水量减少到一定程度时,离心制冷压缩机的流量降至较小,发生严重的气体脱附,流量突然下降。尽管离心制冷压缩机与冷凝器一起工作,冷凝器内的气体压力并未同时降低,因此冷凝器内的气体压力大于离心制冷压缩机的出口压力,导致冷凝器内的气体回流至离心制冷压缩机,直到冷凝器内的气体压力降至与离心制冷压缩机出口压力相等为止。此时,离心制冷压缩机开始将气体送至冷凝器,流量增加,离心制冷压缩机恢复正常工作。然而,当冷凝器内的气体压力恢复至原气体压力时,离心制冷压缩机的流量再次下降,离心制冷压缩机的出口压力开始下降,气体再次回流。如此反复,产生气流的周期性波动。因此,离心制冷压缩机的冷凝器冷却水量不宜过小,否则会在离心制冷压缩机运转过程中产生强烈震动,严重时甚至会导致离心制冷压缩机损坏。

总结:在制冷系统中,由于三种常见的制冷压缩机(活塞、螺杆、离心)各有其特性,因此它们在性能上有各自的优缺点。