冷水機中壓縮機的原理及其幾種分類和對比

l、從蒸發器中吸m蒸氣，以保證蒸發器內一定的蒸發壓力；

2、提高壓力（壓縮），以創造在較高溫度下冷凝的條件；

3、輸送制冷劑，使制冷劑完成制冷循環。

一、壓縮機的種類很多，根據工作原理的不同，冷水機壓縮機可以分為定排量壓縮機和變排量壓縮機。

l、定排量壓縮機的排氣量是隨著發動機的轉速的提高而成比例提高的，它不能根據制冷的需求而自動改變功率輸，而且對發動機油耗的影響比較大。它的控制一般通過采集蒸發器出風口的溫度信號來實現，當溫度達到設定的溫度，壓縮機停止工作；當溫度升高后，壓縮機開始 T二作。定排量壓縮機也受冷水機壓力的控制，當管路內壓力過高時，壓縮機停止工作。

2、變排量壓縮機可以根據設定的溫度自動調節功率輸出。冷水機控制系統不采集蒸發器m風口的溫度信號，而是根據冷水機管路內壓力變化信號來控制壓縮機的壓縮比從而自動調節m 風口溫度。在制冷的全過程中，壓縮機始終是工作的，制冷強度的調節完全依賴裝在壓縮機內部的壓力調節閥來控制。當冷水機管路內高壓端壓力過高時，壓力調節閥縮短壓縮機內活塞行程以減小壓縮比，這樣就會降低制冷強度。當高壓端壓力下降到一定程度，低壓端壓力上升到一定程度時，壓力調節閥則增大活塞行程以提高制冷強度。

二、根據工作方式的不同，可分為兩大類：容積型與速度型。

容積型壓縮機是靠工作腔容積的改變來實現吸汽、壓縮、排汽等過程。屬于這類壓縮機的有往復式壓縮機和回轉式壓縮機。速度型壓縮機是靠高速旋轉的齒輪對蒸氣做功，壓力升高，并完成輸送蒸氣的任務。屬于這類壓縮機的有離心式和軸流式壓縮機，目前常用的是離心式壓縮機。

1、往復式壓縮機的工作原理

往復式壓縮機又稱活塞式壓縮機。壓縮機的工作腔是汽缸。活塞在汽缸內作上下往復運動，從而完成了壓縮、排汽、膨脹、吸汽等過程。圖1中的四個過程分別表示了壓縮機1二作中的四個過程。到**位置（稱活塞的下止點）時，汽缸吸滿蒸氣。而活塞轉而向上，這時吸、排汽門都關閉，汽缸容積縮小，蒸氣被壓縮，一直壓縮到排汽壓力為止。圖中（b）為排汽過程：當壓力達到一定值（大于排汽管內壓力）時，排汽閥開啟，活塞繼續上移，蒸氣排出，一直到活塞上移到**位置（這位置稱活塞的上止點）時，排汽結束。圖中（c）是余隙膨脹過程：為了防止活塞與吸排汽閥碰撞，活塞上移到上止點時，活塞與汽缸頂部之間留有一定間隙，稱余隙。當活塞轉而向下運動時，排汽結束時留在余隙內的高壓蒸氣阻止吸汽閥開啟，吸汽不能開始。這時余隙內的蒸氣隨著活塞下移而進行膨脹，一直膨脹到吸汽壓力以下時才結束。圖中之（d）是吸汽過程：吸汽閥開啟，隨著活塞往下運動而吸汽，一直進行到活塞下移到活塞下止點為止。

（1）優點：它應用比較廣泛，制造技術成熟，結構簡單，而且對加工材料和加工lT藝要求較低，造價比較低，適應性強，能適應廣闊的壓力范圍和制冷量要求，可維修性強。

（2）缺點：無法實現較高轉速，機器大而重，不容易實現輕量化，排氣不連續，氣流容易出現波動，而且工作時有較大的振動。由于曲軸連桿式壓縮機的上述特點，已經很少有小排量壓縮機采用這種結構形式，曲軸連桿式壓縮機目前大多應用在客車和卡車的大排量冷水機中。

2、 螺桿式壓縮機的構造與工作過程

螺桿式壓縮機是一種回轉式容積式壓縮機。它利用螺桿的齒槽容積和位置的變化來完成蒸氣的吸人、壓縮和排氣過程。無油螺桿壓縮機在本世紀三十年代問世，主要用于壓縮空氣。后來汽缸內噴油的螺桿式壓縮機出現，性能得到提高，目前，噴油式螺桿壓縮機已是制冷壓縮機中主要機種之一。螺桿式壓縮機分為雙螺桿和單螺桿兩大類，雙螺桿壓縮機習慣上稱為螺桿式壓縮機。

（1） 圖2為噴油式螺桿式壓縮機的構造。

在斷面為雙圓相交的汽缸內，裝有一對轉子？D？D 陽轉子和陰轉子。陽轉子有四個齒，陰轉子有六個齒，兩根轉子相互嚙合。當陽轉子旋轉一周，隱轉子旋轉2/3周，或者說，陽子的轉速比陰轉子的轉速快50%。圖3是螺桿式壓縮機從吸汽靠排汽的工作過程，在汽缸的吸汽端座上開有吸汽口，當齒槽與吸汽口相通時，吸汽就開始，隨著螺桿的旋轉，齒槽脫離吸汽口，一對齒槽空間吸滿蒸氣，如圖（a）。螺桿繼續旋轉，兩螺桿的齒與齒槽相互嚙合，有汽缸體、嚙合的螺桿和排汽端座組成的齒槽容積變小，而且位置向排汽端移動，成了對蒸氣壓縮和輸送的作用，如圖（b）。當這對齒槽空間與端座的排汽口相通時，壓縮終了，蒸氣被排出，如圖（c）。每對齒槽空間都存在著吸汽、壓縮、排汽三個過程。在同一時刻存在著吸汽、壓縮、排汽三個過程，不過它們發生在不同的齒槽空間。

（2） 螺桿式壓縮機的優點：

①螺桿式壓縮機只有旋**動，沒有往復運動，因此壓縮機的平衡性好，振動小，可以提高壓縮機的轉速。

②螺桿式壓縮機的結構簡單、緊湊，重量輕，無吸、排汽閥，易損件少，可靠性高，檢修周期長。

③在低蒸發溫度或高壓縮比工況下，用單級壓縮仍然可正常工作，且有良好的性能。這是由于螺桿式壓縮機沒有余隙，沒有吸、排汽閥，故在這種不利工況下仍然有較高的容積效率。

④螺桿式壓縮機對濕壓縮不敏感。

⑤螺桿式壓縮機的制冷量可以在10%一****范圍內無級調節，但在40%以上負荷時的調節比較經濟。

（3）缺點：

噪聲較大，以及需要設置一套潤滑油分離、冷卻、過濾和加壓的輔助設備，造成機組體積大。

（4）應用范圍

雙螺桿壓縮機在化工、制冷及空氣動力工程中，它所占的比重較大。螺桿壓縮機的容積流量范圍是2 50m 3／12 a）吸氣結束 b）壓縮行程

c）排出開。

1、定圈2、動圈3、動圈渦旋中心4、5、6、8、制冷劑氣體7、*小壓縮容積9、排氣口10、動圈渦旋中心l1、開始壓縮客積（**容積）12、回旋半徑min，終了壓力一般小于12MPa，個別場合可達4．5MPa。在化工系統中，大都采用于式結構，而空氣動力工程與制冷領域中常采用濕式。

3、 旋渦式壓縮機的工作原理旋渦式壓縮機的機理早在20世紀初由法國人所發明，但是由于當時加工精度不高和結構上存在問題，而一直未得到推廣使用。到了七十年代，這項技術在美國才開始得到應用。自本世紀80年代以來，渦旋壓縮機以其機構緊湊、高效節能、微振低噪以及工作可靠性等特點，開始在小型制冷及冷水機領域獲得越來越廣泛的應用，也因此成為壓縮機技術發展的主要方向之一。旋渦式壓縮機也是一種容積型回轉式壓縮機，一般為直立型。其結構主要分為動靜式和雙公轉式2種，目前動靜式應用*為普遍，它的工作部件主要由動渦輪與靜渦輪組成。動、靜渦輪的結構十分相似，都是由端板和由端板上伸出的漸開線型渦旋齒組成，兩者偏心配置且相差180o，靜渦輪靜止不動，而動渦輪在專門的防轉機構的約束下，由曲柄軸帶動作偏心回轉平動，無自轉，只有公轉。

（1）工作原理

一對相同型線且相互錯開180度的渦旋葉片圈組合一對嚙合，動圈2以回旋半徑的圓作不旋轉的回運動。如（A）所示，在吸氣完了時，一對渦旋圈共形成兩對月牙形容積。**的月牙容積l1即將開始壓縮。動圈渦旋中心繞定圈渦旋中心連續公轉，原**的月牙容積實現a？Db？Dc的壓縮，達到預定壓力，由排氣口9排出。在月牙11壓縮的同時，在動圈和定圈的外周義形成吸氣容積4、8，連續回**動過程中，也實現了相同的壓縮，如此周而復始完成吸氣、壓縮、排氣過程。

（2）渦旋式壓縮機優點：

①容積效率高，因為相鄰的月牙形空間之間的壓差小，泄漏少，無吸汽和排汽閥，阻力小，無余隙容積的再膨脹。

②絕熱效率高，在同樣制冷量情況下，旋渦式比往復式約高10%。

③動渦盤與主軸等運動部件的受力變化小，整機振動小。

④零部件少。約為往復式的40%。

⑤驅動動渦盤運動的偏心軸可以高速旋轉，因此渦旋式壓縮機體積小、重量輕，約比往復式輕l5%。

⑥渦旋壓縮機運轉可靠，而且容易實現變轉速運動和變排量技術。

（3）缺點：要求加工精度高。