制冷系统的工作原理及特点

制冷系统主要部件的工作原理及特点

（1）制冷压缩机

制冷压缩机是用以压缩和输送制冷剂的设备。在消耗外界补偿功的条件下，它以机械方法吸入来自蒸发器的低温低压制冷剂蒸汽，将该蒸汽压缩成高温高压的过热蒸汽，并排放到冷凝器中去，使制冷剂能在制冷系统中实现制冷循环。

①开启式压缩机。

这种压缩机与电动机没有共同外壳。根据曲轴箱形式，又可分为开式曲轴箱压缩机和闭式曲轴箱压缩机。前者因曲轴箱与大气相通，气缸里漏出的制冷剂直接进人大气，泄漏量大，目前已很少应用。后者曲轴箱的曲轴用轴封加以密闭，使曲轴箱封闭，以减少制冷剂的泄漏量。

②半封闭式压缩机。

这种压缩机与电动机直接连接；一起装在以螺栓连接的密封壳体内，并共用同一主轴，机壳为可拆卸式，便于维修。根据电动机的冷却形式可分为进气冷却式、进气与空气混合冷却式等形式。目前半封闭式压缩机多为高速多缸式。

③全封闭式压缩机：

这种压缩机和电动机直接连接，并一起装在一个焊接的密封壳体内。这种压缩机结构紧凑、密封性极好。使用方便、振动小、噪音低，适用于小型制冷设备。全封式压缩机有活塞式、旋转式、涡旋式三种。

A、旋转式压缩机

是一种特殊的小型回转式压缩机，如图1－l－2所示。其转子偏心地装在定子内，排气时间长（比往复活塞式长30％左右），流过气阀的流动阻力损失小，缸径行程比大，排气容积和吸气管管径大，吸气过热小，电动机工作温度低，效率高，成本低以及寿命长。

B、活塞式压缩机

外形如图1－l－3所示

C、涡旋式压缩机

是通过涡旋定子和涡旋转子组成涡卷以及构成这个涡卷的端板所形成的空间来压缩气体的回转式压缩机。工作时，随着曲轴的回转，涡旋转子以其中心始终绕涡旋定子中心作一偏心量为半径的圆周运动。它与往复活塞式压缩机相比，其主要特点是：压缩气体几乎不泄漏、不需吸排气阀、绝热效率可提高10％、震动小、扭矩变化小、噪音可降低5dB（A）、体积减小40％、重量减轻15％。它适用于热泵式、吊顶型等空调机上。

系列柔性涡旋压缩机：

超高能效比

能效比比目前市场上最先进的活塞式压缩机还高12％

杰出的可靠性

运动部件少，轴向及径向的专利柔性设计提供了前所未有的耐液击和容忍微量杂质的能力内置电机断路装置

能有效保护电机免受高温及高电流之损坏

低噪音、低排气脉冲

噪音值比活塞式压缩机低5分贝以上

简化系统设计

独特的卸载启动设计使单相压缩机启动时无需启动电容、继电器，在大多数应用中无需曲轴箱加热器和气液分离器

近100％的容积效率带来超常的制热能力，系列范围已扩展到25匹。

④双螺杆式压缩机。

A、双螺杆式压缩机是依靠两个螺旋形转子相互啮合而进行压缩的回转式压缩机，主要由阳螺杆、阴螺杆、气缸、转轴和轴封等组成。阳螺杆为主动螺杆，阴螺杆为从动螺杆，两螺杆的啮合与旋转齿轮传动相似。气缸做成横“矿字形，其内壁与两螺杆的齿面之间的空间形成气缸工作容积，吸气口与排气口分别布置在气缸的两端。螺杆旋转时，对吸入的蒸汽进行压缩，直至最后排出。由于螺杆的转速较高，因此排气压力脉动性小。它不存在余隙容积，效率高。

B、双螺杆式制冷压缩机的性能特点：

a) 双螺杆式压缩机属于容积式气体压缩机，即通过工作容积的逐渐减少来达到工质压力提高的目的。

b) 双螺杆式压缩机的工作腔是由一对相互平行放置的啮合的阴阳转子和壳体组成。转子两端置于轴承之上，阳转子的一端与电动机相连，阴转子为从动转子，由阳转手带动，转子的两端有吸气口及排气口。

c) 一般阳转子有四个凸而宽的齿，阴转子有六个四面窄的齿。与一对螺旋齿轮相似，相互咬合，凸齿逐渐地在齿沟的总长度上移动，达到压缩的目的，并更进一步促进吸气。

带走压缩机压缩过程中所产生的压缩热，使压缩尽可能接近于等温压缩以提高热效率。并且排气温度与绝热压缩的情况相比要低得多。如单级压缩的冷凝温度为+40℃，蒸发温度为-40℃的情况下，工质使用氨时活塞式压缩机的排气温度达到200℃左右，根本不能工作，如采用螺杆式压缩机，在上述情况下排气温度可以控制在80℃左右。

由于双螺杆式压缩机的排气温度十分低，所以就能够防止轴承、转子、滑阀机构及箱体等的热变形，转子间的间隙因而可以造得比无油螺杆式压缩机更小，从而使内部泄漏减少。

用油膜来密封阳转子和阴转子之间的间隙及转子和气缸间的间隙，使内部泄漏损失减少，增大了压力差和压缩比，从而能够保持较高的容积效率。

提供用阳转子来直接带动阴转子所需要的润滑，并且使噪声减少。

双螺杆式制冷压缩机能量调节采用滑阀式卸载装置，这是螺杆式压缩机所特有的机构，根据滑阀的位置来无级地调节排气量。当滑间与固定部分紧接在一起时，为全负荷运行。当滑阀向排气侧移动时，滑阀与固定部分之间就出现短路，使一部分气体不受压缩而回流到吸入侧，这等于将转子的有效长度缩短，因而排气量减少。滑阀的位置一般在10%～100％能量之间进行无级调节。

采用滑阀式卸载装置后，不但节约了运行费用，而且可以最大限度地减少起动负荷，滑间机构可以用电动式、油压式或气动式操纵。并和蒸发压力及温度继电器配合使用进行机组的能量自动调节。

e)螺杆式与活塞式比较，其优点如下：

压缩机结构紧凑、体积小、质量轻。λ

λ易损零件少，运行可靠，操作维护简单。

气体没有脉动，运行平稳，对机组基础要求不严，不需要专门的基础。λ

λ排气温度低。这是由于压缩过程中喷人大量的润滑油，不像活塞式制冷压缩机，排气温度受压缩比的影响。螺杆式压缩机的排气温度几乎与吸气温度无关，而与所喷入的油温有关。其排气温度一般可以控制在100℃以下。

λ对湿行程不敏感。湿蒸汽或少量液体进入机内，没有液击的危险。

λ采用滑间装置，制冷量可在10％～100％范围内进行无级调节，并可以在无负荷条件下起动。

可在较高压缩比下运行，单级压缩时蒸发温度可达一扔℃，因此适用于低温制冷系统。λ

f)螺杆式压缩机的缺点：

λ要求复杂的油处理设备，要求分离效率很高的油分离器，否则喷人气缸中的大量的润滑油，会进入辅助设备而恶化传热效果。

λ适应多种用途的性能比多缸活塞式压缩机差。每台螺杆式压缩机都有固定的容积比，当实际工作条件下（压缩比）不符合给定容积比时，将导致效率降低。

λ噪声比较大，常采取专门的隔音措施。

（2）换热器

A、用来实现冷热流体之间热量交换的设备称为换热器。