一、涡旋压缩机工作原理
压缩机上部的两个涡旋盘进行气体压缩。压缩机回气通过吸气口进入压缩机。因为所有的气体都流过电机,这样保证电机在所有应用下都能完全冷却,油分离并滴回油池。在离开电机后,气体进入涡旋盘压缩。最后,压缩排气从排气口离开压缩机。下面的图显示了整个压缩过程。动涡旋盘(灰色)的中心绕着静涡旋盘(黑色)的中心作圆周运动。此运动在两个涡旋盘之间产生对称的压缩腔。低压吸气进入形成的新月形腔内:动涡旋盘连续运动将此腔体密封,当此密封腔向涡旋盘中心逐渐移动时容积变小,气压升高。当腔体到达排气口所在的中心位置时形成最大压缩;动涡旋盘三个圆周运动后一个完整的压缩过程完成。
动态示意图
压缩是连续过程:涡旋盘运动时吸气,压缩和排气同时进行。
涡旋盘工作原理
涡旋盘实物
二、涡旋压缩机优缺点
优点:
1.结构简单、体积小、重量轻。(与活塞压缩机比:零件减少90%、体积减小40%、重量减轻15%)。
2.无吸排气阀。减少了易损件,降低吸排气阻力损失,降低噪音与振动,易于实现变转速。
3.无余隙容积。容积效率提高。
4.不直接接触,采用油膜密封。摩擦损失小,机械效率高。
5.多压缩室同时工作,工作连续,压缩力矩变化平稳。
缺点:
1.精度要求高,形位公差都在微米级。
2.无排气阀,变工况性能欠佳。
3.工作腔不易实施外部冷却,压缩过程的热量难排出,因此只能够压缩绝热指数小的气体或者内冷却。
4.大排量涡旋压缩机难实现。受齿高限制,排量大直径大,不平衡旋转质量增大,机器不紧凑且重量增加。
三、高压腔与低压腔涡旋压缩机特点
高压腔与低压腔涡旋压缩机的划分,主要是对全封闭涡旋压缩机中,电机所处在的工作环境温度进行区分。
电机处于排气侧(壳体内为排气压力),称为高压腔(一般以日立为代表);
电机处于回气侧(壳体内为回气压力) ,称为低压腔(一般以谷轮为代表)。
两种结构的涡旋压缩机,与其结构对应具有相应的特点,且各具优缺点。
高压腔涡旋压缩机优点
1.具有较大的排气缓冲容积, 振动小, 输气均匀。
2.吸气预热小﹑容积效率高(直接吸气)。
3.润滑得到可靠保证(可以采用压力供油润滑)。
4.压缩机中可以有较多的润滑油起良好的润滑﹑冷却及液体阻塞作用。
5.直接吸气不存在液体制冷剂对润滑油膜的破坏作用。
6.承受轴向气体力的能力较好,螺钉只起紧固作用。
低压腔涡旋压缩机优点
1.吸气段具有较大的缓冲容积。
2.电机的工作环境较好(低温﹑低压)。
3.壳体大部分低压,气密性及受力较好。
4.抗液击的能力较强,对进入管道中的异物﹑杂质抵抗能力较强。
高压腔涡旋压缩机缺点
1.较小的吸气缓冲容积,吸气消音效果较差。
2.抗液击的能力较差。
3.高压壳体对气密性及强度要求较高。
4.电机工作环境恶劣,直接吸气容易因杂质﹑异物损坏压缩机。
低压腔涡旋压缩机缺点
1.较强的吸气预热造成容积效率下降。
2.较小的排气缓冲容积,噪音﹑振动较大。
3.压缩机中油量必须严格控制,润滑密封效果较差。
4.液体制冷剂有可能破坏润滑油膜,造成轴承润滑恶化。
5.壳体内高﹑低压腔的存在,增加了密封的难度。
影响EER的主要因素
1.从制冷系统上说,降低冷凝温度Tk和升高蒸发温度T0都可以使EER上升。
2.采用高效的压缩机,采用直流变频压缩机代替普通定速压缩机或交流变频压缩机。
3.适当加大冷凝器、加大室外机的风量,使Tk下降 ;适当加大蒸发器、加大室内机的风量,使T0上升。但加大内外机风量的同时要考虑风机功率的增加,从整机上说,不一定是风量越大EER越高。
4.利用高效的换热器,例如用内螺纹管代替光管,采用合适的管径与流路等。
5.采用高效的直流电机代替交流电机。
6.冷媒充注量尽量少。
7.采用排量较大的变频压缩机代替排量较小的变频压缩机,以压缩机的额定频率来做制冷的主频。