各种制冷压缩机的原理和优缺点分析

各种制冷压缩机的原理和优缺点分析

1. 活塞式压缩机 (2)

（1）活塞式压缩机的工作原理 (2)

（2）活塞压缩机的优点 (2)

（3）活塞压缩机的缺点 (3)

2. 滚动转子式压缩机 (3)

（1）滚动转子式压缩机的工作原理 (3)

（2）滚动转子式压缩机的优点 (5)

（3）滚动转子式压缩机的缺点 (5)

3. 涡旋式压缩机 (6)

（1）涡旋式压缩机的工作原理 (6)

（2）涡旋式压缩机的优点 (7)

（3）涡旋式压缩机的缺点 (8)

4. 螺杆式压缩机 (8)

（1）螺杆式压缩机的工作原理 (8)

（2）螺杆式压缩机的优点 (9)

（3）螺杆式压缩机的缺点 (10)

5. 离心式压缩机 (10)

（1）离心式压缩机的工作原理 (10)

（2）离心式压缩机的优点 (11)

（3）离心式压缩机的缺点 (11)

各种制冷压缩机的原理和优缺点分析1. 活塞式压缩机（1）活塞式压缩机的工作原理

当活塞式压缩机的曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便做往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞式压缩机的活塞从气缸盖处开始运动时，气缸内的工作容积逐渐增大，这时，气体即沿着进

气管，推开进气阀而进入气缸，直到工作容积变到最大时为止，进气阀关闭；活塞式压缩机的活塞反向运动时，气缸内工作容积缩小，气体压力升高，当气缸内压力达到并略高于排气压力时，排气阀打开，气体排出气缸，直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭。当活塞式压缩机的活塞再次反向运动时，上述过程重复出现。总之，活塞式压缩机的曲轴旋转一周，活塞往复一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程，即完成一个工作循环。

（2）活塞压缩机的优点(1) 不论流量大小，都能得到所需要的，排气压力范围广，最高压力可达320MPa（工业应用），甚至700MPa，（实验室中）；

(2) 单机能力为在500m3/min以下的任意流量；

(3) 在一般的压力范围内，对材料的要求低，多采用普通的钢铁材料，加工较容易，造价也较低廉；

(4) 热效率较高，一般大、中型机组绝热效率可达0.7~0.85左右；

(5) 气量调节时，适应性强，即排气范围较广，且不受压力高低影响，能适应较广阔的压力范围和制冷量要求；

(6) 气体的重度和特性对压缩机的工作性能影响不大，同一台压缩机可以用于不同的气体；

(7) 驱动机比较简单，大都采用电动机，一般不调速，可维修性强；

(8) 活塞压缩机技术上较为成熟，生产使用上积累了丰富的经验；

（3）活塞压缩机的缺点（1）结构复杂笨重，易损件多，占地面积大，投资较高，维修工作量大，使用周期较短，但经过努力可以达到8000小时以上

（2）转速不高，机器体积大而重，单机排气量一般小于500m3/min

（3）机器运转中有振动

（4）排气不连续，气流有脉动，容易引起管道振动，严重时往往因气流脉动、共振而造成管网或机件的损坏

（5）流量调节采用补助容积或旁路阀，虽然简单、方便、可靠，但功率损失大，在部分载荷操作时效率降低

（6）用油润滑的压缩机，气体中带油需要脱除

（7）大型工厂采用多台压缩机组时，操作人员多或工作强度较大

活塞式压缩机在各种场合，特别是在中小制冷范围内，成为应用最广、生产批量最大的一种机型，在行业内长期占据“半壁江山”的位置。活塞式压缩机的上述优点使它在各种制冷空调装置，特别在中、小冷量范围内，成为制冷机中应用最广、生产批量最大的一种机型，广泛应用于冷库、冷藏运输、冷冻加工、陈列柜和厨房冰箱等领域。

2. 滚动转子式压缩机（1）滚动转子式压缩机的工作原理滚动转子式压缩机是一种容积型回转式压缩机，气缸工作容积的变化，是依靠一个偏心装置的圆筒形转子在气缸内的滚动来实现的，如下图所示。

滚动转子式压缩机的工作过程如下图所示：

由上述的工作过程可以看出：

1、转子回转一周，将完成上一工作循环的压缩和排气过程及下一工作循环的吸气过程。

2、由于不设进汽阀，吸气开始的时机和汽缸上吸气孔口位置有严格的对应关系，不随工况的变化而变动。

3、由于设置了排汽阀，压缩终了的时机将随排气管中压力的变化而变动。（2）滚动转子式压缩机的优点这类压缩机如今在家用电冰箱和空调器中应用也很普遍，它的优点为：

1)结构简单，体积小，重量轻，同活塞式压缩机比较，体积可减小40％～50％，重量也可减轻40％～50％；

2)零部件少，特别是易损件少，同时相对运动部件之间的摩擦损失少，因而可靠性较高；

3)仅滑片有较小的往复惯性力，旋转惯性力可完全平衡，转速可以较高，并且振动小，运转平稳；

4)没有吸气阀，吸气时间长，余容积小，并且直接吸气，减小了吸气有害过热，所以其效率高。但其加工及装配精度要求高。由于没有气阀，可以用于输送污浊和带液滴、含粉尘的工艺用气体；

（3）滚动转子式压缩机的缺点回转式压缩机的主要缺点是滑片与气缸壁面之间的泄漏、摩擦和磨损较大，限制了它的工作寿命及效率的提高；并且这种压缩机加工精度要求较高。如果采用双层滑片，运行时两块滑片的端部都与气缸内壁保持接触，形成两道密封线，并在两道密封线之间形成油封，大大降低了滑片端部的泄漏损失，减少摩擦力及摩擦损失，使机器的工作寿命及效率均有所提高。

这种压缩机一旦在其轴承、主轴、滚轮或是滑片处发生磨损，间隙增大，马上会对其性能产生较明显的不良影响，因而它通常是用在工厂中整体装配的冰箱、空调器中，系统内也要求具有较高的清洁度。

3. 涡旋式压缩机（1）涡旋式压缩机的工作原理

涡旋压缩机中的主要部件是两个形状相同但角相位置相对错开180°的渐开线

涡旋盘，其一是固定涡旋盘，而另一个是由偏心轴带动，其轴线绕着固定涡旋盘轴线做公转的绕行涡旋盘。工作中两个涡旋盘在多处相切形成密封线，加上两个涡旋盘端面处的适当密封，从而形成好几个月牙形气腔。两个涡旋盘间切点处的密封线随着绕行涡旋盘的公转而沿着涡旋曲线不断转移，使这些月牙形气腔的形状大小一直在变化。压缩机的吸气口开在固定涡旋盘外壳的上部。当偏心轴顺时针旋转时，气体从吸气口进入吸气腔，相继被摄入到外围的与吸气腔相通的月牙形气腔里。随着这些外围月牙形气腔的闭合而不再与吸气腔相通，其密闭容积便逐渐被转移向固定涡旋盘的中心且不断缩小，气体被不断压缩而压力升高。（2）涡旋式压缩机的优点从具体结构上看，涡旋压缩机没有吸、排气阀，这大大提高了高速运转的可靠性。

综合起来看，涡旋压缩机有以下几个主要特点：

⑴、属于第三代压缩机，多个压缩腔同时工作，相邻压缩腔之间的气体压差小，气体泄漏量少，容积效率高，可达98%，比第二代压缩机转子压缩机效率高5％左右；

⑵、驱动动涡盘运动的偏心轴可以高速旋转，因此，涡旋式压缩机体积小重量轻；

⑶、动涡盘与主轴等运动部件的受力变化小，整机振动小；

⑷、没有吸、排气阀，涡旋压缩机运转可靠，且特别适应于变转速运动和变频调速技术；

⑸、涡旋压缩机的压缩腔是由涡旋型线构成的，为多室压缩机构，当动涡盘中心