几种常用制冷机介绍

1 制冷压缩机按提高气体压力的原理可分为哪几类？任选三类，简述其工作原理和结构特

点，并说明其最新的技术进展及主要生产商。

答 分类如下所示：

下面主要介绍螺杆式制冷压缩机，涡旋式制冷压缩机和离心式制冷压缩机：

一 螺杆式制冷压缩机

螺杆式制冷压缩机工作原理：

（一）双螺杆制冷压缩机(twin screw compressor)

双螺杆制冷压缩机是一种能量可调式喷油压缩机。它的吸气、压缩、排气三个连续过程

是靠机体内的一对相互啮合的阴阳转子旋转时产生周期性的容积变化来实现，一般阳转子为

主动转子，阴转子为从动转子。

主要部件：双转子、机体、主轴承、轴封、平衡活塞及能量调节装置。 容量15～100%

无级调节或二、三段式调节，采取油压活塞增减载方式。常规采用：径向和轴向均为滚动轴

承；开启式设有油分离器、储油箱和油泵；封闭式为差压供油进行润滑、喷油、冷却和驱动

滑阀容量调节之活塞移动。 压缩原理：

吸气过程：气体经吸气口分别进入阴阳转子的齿间容积。

制冷压缩机

容积型 速度型 涡旋式 滚动转子式 往复式 旋叶式 滑片式 离心式 轴流式 螺杆式 单螺杆 双

螺

杆

喷射式

压缩过程：转子旋转时，阴阳转子齿间容积连通（V型空间），由于齿的互相啮合，容积逐步缩小，气体得到压缩。

排气过程：压缩气体移到排气口，完成一个工作循环。

（二）单螺杆制冷压缩机（single screw compressor） 利用一个主动转子和两个星轮的啮合产生压缩。它的吸气、压缩、排气三个连续过程是靠转子、星轮旋转时产生周期性的容积变化来实现的。转子齿数为六，星轮为十一齿，主要部件为一个转子、两个星轮、机体、主轴承、能量调节装置，容量可以从10%-100%无级调节及三或四段式调节。

压缩原理：

吸气过程：气体通过吸气口进入转子齿槽，随着转子的旋转，星轮依次进入与转子齿槽啮合的状态，气体进入压缩腔（转子齿槽曲面、机壳内腔和星轮齿面所形成的密闭空间）。

压缩过程：随着转子旋转，压缩腔容积不断减小，气体随压缩直至压缩腔前沿转至排气口。

排气过程：压缩腔前沿转至排气口后开始排气，便完成一个工作循环。由于星轮对称布置，循环在每旋转一周时便发生两次压缩，排气量相应是上述一周循环排气量的两倍。

螺杆式制冷压缩机的结构特点与优点：

1 零部件少，易损件少，可靠性高；

2 操作维护方便，没有不平衡惯性力，运转平稳安全，振动小；

3 具有强制输气的特点，排气量几乎不受排气压力的影响，工况适应性强；

4 螺杆压缩机的转子齿实际上是有间隙的，因此对湿行程不敏感，能耐液击；

5 排气温度低，可以较高压比的工况下运行，可实现制冷量的无级调节，采有滑阀机构，使制冷量可从15%—100%进行无级调节，节省运行费用；

6 容易实现自动化，可实现远程通信。

螺杆式制冷压缩机最新技术进展和主要生产商：

螺杆式压缩机的主要应用场合是中、高容量的空调设备,如冷水机组和空气源热泵冷水机组。压缩机半数是在60～150hp ( 45～110kW)范围。约80%的机组是双螺杆形式,其余的是单螺杆形式。开利曾经成功地开发了三螺杆压缩机。主要的双螺杆压缩机制造商是比泽尔、汉钟、复盛、日立、特灵、开利、约克、莱福康、富士豪和顿汉- 布什。单螺杆型压缩机

由一个小集团的制造商生产,包括麦克维尔(大金) 、美国的韦尔特、英国的J&E Hall (大金) 、日本的三菱电机和大金。中国是最大的生产基地同时也是发展最快的地区,其次是美国和欧洲。东亚和日本具有相似的生产水平。

麦克维尔已经成功地开发了采用R410A的新系列螺杆式冷水机组,所获得的性能系数(COP)已经大于5.0，日立也在2008年6月开发了新系列的R410A螺杆式冷水机组。所有型号的COP都高达5.0，这种型式的产品已经在中国市场可以获得。比泽尔和莱福康则正在发展变频螺杆式压缩机。近年来大容量螺杆式压缩机已经成功地被开发

出来。日立生产了大到170hp (125kW)的R410A螺杆式压缩机并计划发展更大容量的机组。汉钟已经开发了大于500hp (375kW)容量的螺杆式压缩机,从而有可能生产大容量的螺杆式冷水机组。比泽尔在商业用空调螺杆式压缩机方面是全球市场的领导者。以HFC和氨为制冷剂的新的较大型的半封闭和开启式螺杆压缩机产品使该公司以革新的产品扩大了它的产品范围。莱福康和富士豪是从欧洲来的其它两家传统螺杆式压缩机制造商,莱福康在2008年推出了一些新产品,它也在制冷用途方面把螺杆式压缩机范围扩大到240hp (180kW) 。富士豪推出了它的具有先进技术和高科技材料等的CXHO系列螺杆式压缩机。随着中国螺杆式压缩机

市场的快速发展,更多的主要螺杆式压缩机制造商把他们的生产基地转移到中国。继开利、约克(江森控制器公司) 、比泽尔、日立和大金在中国建立了他们的工厂之后,特灵也在江苏大仓建立了工厂。从台湾地区来的汉钟和复盛已经在大陆扩充了他们的制造基地,汉钟且已经列入深圳证交所中少数几家台湾公司之一。莱福康也已经在上海建立了装配厂。

在2006年,已经在苏州生产螺杆式压缩机的麦克维尔被大金收购,大金在2004年已经在苏州建立了一家螺杆压缩机工厂。大连冰山在获得了武汉冷冻机厂后大大地改进了它的研发和生产能力。烟台冰轮在采用了最新的第4代转子型线和高精密的制造技术后已经成功地生产了一种新型的螺杆式压缩机,它在能量调节、油处理以及油冷却方面获得了多项转

利。顿汉- 布什生产了从65～200hp ( 50～150kW )的全封闭立式螺杆式压缩机。

二涡旋式制冷压缩机

涡旋式制冷压缩机原理：

涡旋式压缩机的关键工作部件包括一个；固定涡旋体和与之啮合的、相对运动的运动涡旋体。动、静涡旋体的型线均是螺旋形，动盘相对静盘偏心并相差180度对置安装，理论上它们会在轴向的几条直线上接触，涡旋体型线的端部与相对的涡旋体底部相接触，于是在动、静盘间形成了一系列的月牙形空间，即基元容积。在动盘以静盘中心为旋转中心并以一定的旋转半径作无自转的回转平动时，外圈月牙空间便会不断向中心移动，使基元容积不断缩小，同时在其外侧未封闭的基元容积则不断扩大。每个基元容积的变化过程是类似的，公有相位角的差异。因此，每个基元容积在动盘的旋转过程中均作周期性的扩大和缩小，从而实现气体的吸入、压缩和排出。制冷剂气体从静盘外侧开设的吸气孔进入动、静盘间最外圈的月牙形空间，随着动涡旋的运动，气体被逐渐推向中心空间，其容积不断缩小而压力不断升高，从而实现了气体的压缩。在静盘顶部中心部位开有排气孔，当月牙形空间与中心排气孔相通时，高压气体被排出压缩机。

涡旋式制冷压缩机的结构特点与优点：

1 效率高

涡旋式压缩机的吸气、压缩、排气过程是连续单向进行，因而吸入气体的有害过热小；相邻工作腔间的压差小，气体泄漏少；没有余隙容积中气体的膨胀过程，容积效率高，通常高达95%以上；动涡旋体上的所有点均以几毫米的回转半径作同步转动，所以运动速度低，摩擦损失小；没有吸气阀，也可以不设置排气阀，所以气流的流动损失小。涡旋式压缩机的效率比往复式约高10%

2 力矩变化小，振动小，噪声低

因涡旋式压缩机的压缩过程较慢，一对涡旋体中几个月牙空间可同时进行压缩过程，故使曲轴转矩变化小，涡旋式的转矩仅为滚动转子式和往复式的1/10，压缩机运转平稳；又因为涡旋式压缩机吸气、压缩、排气是连续进行的，所以进排气的压力脉动很小，于是振动和噪声都小。

3 结构简单、体积小、重量轻、可靠性高

涡旋式与滚动转子式及往复式的零件数目之比为1：3：7，体积比往复式小40%，质量轻15%；又由于没有吸气阀和排气阀，易损零件少，加之有轴向、径向间隙可调的柔性机构，能避免液击造成的损失及破坏，即使有高转速下运行也保持商效率和高可靠性，其最高转速可达13000 r/min。

涡旋式制冷压缩机最新技术进展和主要生产商：

2008年用于空调器的涡旋式压缩机的市场规模据估计为1250万台。谷轮无疑是市场的领导者,它的产量为全球需求量的二分之一以上。公司号称具有R22、R407C、R134a和R410A