各种压缩机优缺点解析
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高压腔压缩机与低压腔压缩机一、原理与特点涡旋式压缩可以分为高压缩腔与低压缩腔两种形式。
这两种压缩机的划分主要针对全封闭涡旋压缩机中,压缩机外壳所受压力高低进行区分。
电机处于排气侧(壳体内为排气压力),称为高压腔压缩机;电机处于回气侧(壳体内为回气压力),称为低压腔压缩机。
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。
一般涡旋压缩机为低压腔压缩机。
低压腔压缩机工作原理:低压腔压缩机从系统中吸取低温低压气态冷媒后直接进入到涡旋盘以下封闭的腔体内,然后进入涡旋盘压缩,高温高压冷媒从涡旋盘上方排气管直接排出压缩机。
表现为整个外壳都是低温的,壳腔内(除排气口及排气腔)都是低压的。
低压腔压缩机特点:由进气对电机进行冷却;进气温度较低,故冷却效果较好。
冷媒经电机时吸热膨胀,循环量减少,效率降低。
压缩机下方必须设置油泵,将润滑油送入压缩腔,有一定的能耗。
采用升压油泵供油,低速运转时容易出现供油不足的情况。
由于动静涡盘间隙较大,因此摩擦损失小。
动静涡盘之间的泄露间隙增大,因此必须设置密封条。
高压腔压缩机工作原理:高压腔压缩机从系统中吸取低温低压气态冷媒后直接进入涡旋盘压缩,高温高压冷媒进入到涡旋盘以下封闭的腔体内,然后再从壳的某一出口排出。
表现为整个外壳都是高温的,壳腔内(除吸气口及吸气腔)都是高压的。
高压腔压缩机特点:由排气对电机进行冷却;由于排气温度较高,故冷却效果一般。
冷媒直接进入压缩腔压缩,没有无效预热,效率更高。
无须增加其他的动力装置,能耗低。
无须增设密封条即可良好密封效果,损耗件减少,更易维护保养。
二、高压腔与低压腔压缩机优缺点低压腔压缩机优点:1、电机寿命长:高压腔压缩机的运转电机始终处于高温80~100℃的环境中,高温环境加剧漆包线老化及冷冻油碳化,电机易疲劳,寿命短,故障率高。
低压腔压缩机为低压外壳,运转电机处于低温10~30℃的环境下,低温环境减缓漆包线老化,冷冻油不易碳化,电机不易疲劳,能高效运转,寿命长,故障率极低。
容积式压缩机原理容积式压缩机是一种将气体从低压缩变为高压的压缩机。
它基于容积变化原理和列车活塞式压缩机的同样工作原理。
这种压缩机的优点是结构简单,可靠耐用。
这篇文章将详细介绍容积式压缩机的原理,包括工作原理、结构特点等方面。
一、容积式压缩机的基本原理容积式压缩机通过活塞往复运动来改变压缩腔的容积,从而将气体压缩。
在压缩过程中,气体被挤压缩小,同时增加了它的压强。
当气体达到一定压力时,就可以将其输出到需要的地方。
这种压缩机可以通过多种能源进行驱动,包括电力、燃气、液压等。
容积式压缩机的优点是结构简单、体积小、维护方便。
其中最重要的特点是能够保持相对恒定的压缩比。
这对于许多工业应用来说是至关重要的,例如气体化学反应或气体驱动设备。
二、容积式压缩机的结构特征容积式压缩机主要由以下部分组成:1. 缸体:在压缩过程中,气体被挤压缩小,对缸体的承受力有一定的要求。
通常, 缸体采用铸铁或钢板焊接制成。
为了防止气体泄露,一般在缸体上采用密封装置。
还可以在缸盖上安装阀门和传感器,以便对压缩过程进行监控和控制。
2. 活塞和活塞杆:活塞是容积式压缩机的核心部件,负责压缩气体。
活塞杆连接活塞和曲轴,它转换了活塞的往复运动成为旋转运动。
3. 曲轴和支撑轴承:曲轴连接了活塞杆,并将活塞的往复运动转化为旋转运动。
支撑轴承支撑着曲轴并减少摩擦。
4. 进气口和出气口:进气口将气体引入压缩机的压缩室。
出气口则将压缩好的气体引出压缩机。
在进气口和出气口上通常要安装阀门来控制气体通道。
三、容积式压缩机的工作过程容积式压缩机的工作过程可以分为两个阶段:吸气阶段和压缩阶段。
1. 吸气阶段在吸气阶段,活塞从缸体底部运动到缸体顶部,使压缩室的体积增加,形成一个低压区域。
同时进气口的阀门打开,将外部气体吸入压缩机。
由于压缩室体积的扩大,气体的密度变得很小,而压力也随之下降。
当活塞到达顶部时,进气阀关闭,接着活塞往下运动,减小压缩室体积,将外部气体推向出气口方向。
往复式压缩机气量调节方式及优缺点浅析作者:郑喜龙来源:《中国科技博览》2017年第20期[摘要]往复式压缩机具有效率高、压力及流量覆盖范围广泛、结构简单、占地面积小等优点,被广泛应用于石油化工、国防、以及冶金等行业。
但是在石油化工领域,由于生产负荷以及生产需求的变化,大多数的往复压缩机组并不能处于满负荷的工作状态,此时就需要对气量进行调节,使其运行能够满足生产负荷要求。
通过对在实际生产中的往复式压缩机的气量调节方式进行介绍及对比,分析其优缺点。
[关键词]往复式压缩机气量调节优缺点分析中图分类号:V845.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)20-0046-01往复式压缩机具有效率高、流量大、压力范围广等优点,广泛应用于石油、化工、冶金、机械等领域[1]。
在石油化工生产中往复式压缩机的地位是其他种类压缩机不能够替代的。
但是对于一台往复式压缩机来说,其额定的排气量在结构设计初期就已经确定,然而在实际生产中,往复式压缩机并非总处于满负荷的工作状态[2],现实生产中通过对压缩机的气量调节来满足生产需要的负荷。
目前在化工生产中往复式压缩机的气量调节主要包括以下几种:(1)转速调节;(2)旁路调节;(3)全程顶开吸气阀调节;(4)余隙调节;(5)无级气量调节(部分行程压开吸气阀)。
[2]下面对几种气量调节方式进行介绍及比较。
1、转速调节转速调节一般用于驱动机功率较小的电动机或者驱动机为内燃机或汽轮机的压缩机。
对于电动机的调节方式采用变频器改变驱动机的转速,可对排气量在60%-100%的范围内进行无级调节。
采用此种方式具有压缩机机械摩擦损失小、只改变单位时间内压缩机的工作循环次数并没有改变循环过程,在机组的背压没有发生改变的情况下压缩机的压缩比不会发生变化,并且压缩机机体并不需要额外安装其他装置等优点。
但是由于受到驱动电机自身的限制,在对电机进行变频调节时对电网的冲击较大、机体容易产生振动造成连锁停车、运动部件磨损增加、有时候还会造成压缩机的供油量不足、不能够长时间在低负荷下工作[3],调节范围有限。
不同类型的压缩机适用于不同的应用领域和工作条件。
以下是几种常见的压缩机类型及其适用范围的简述:
往复式压缩机(Reciprocating Compressor):
适用范围:往复式压缩机适用于低流量、高压力和周期性工作的场景。
常见应用包括汽车空调、冷冻设备、小型气体压缩系统等。
螺杆式压缩机(Screw Compressor):
适用范围:螺杆式压缩机适用于大流量、中高压力的连续运行。
常见应用包括中小型空压站、空调系统、冷冻设备、石油化工等。
离心式压缩机(Centrifugal Compressor):
适用范围:离心式压缩机适用于大流量、高压力的连续运行。
常见应用包括大型空压站、工业气体压缩、石油炼化、天然气压缩等。
轴流式压缩机(Axial Compressor):
适用范围:轴流式压缩机适用于大流量、低至中等压力的连续运行。
常见应用包括空气分离、风力发电、燃气轮机等。
旋涡式压缩机(Vortex Compressor):
适用范围:旋涡式压缩机适用于小流量、低压力的连续或间歇工作。
常见应用包括气体分离、气体循环、水泵喷泉等。
这些适用范围的描述仅为一般性参考,实际应用需根据具体的工况、流量、压力和介质等因素进行选择。
此外,不同压缩机类型还有各自的特点和优势,如能效性能、噪音水平、可靠性等,也需要综合考虑在具体应用中的适用性。
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其⼯作原理是利⽤动、静涡旋盘的相对公转运动形成封闭容积的连续变化,实现压缩⽓体的⽬的。
主要⽤于空调、制冷、⼀般⽓体压缩以及⽤于汽车发动机增压器和真空泵等场合,可在很⼤范围内取代传统的中、⼩型往复式压缩机。
基本结构结构特点两个具有双函数⽅程型线的动涡盘和静涡盘相错180°对置相互啮合,其中动涡盘由⼀个偏⼼距很⼩的曲柄轴驱动,并通过防⾃转机构约束,绕静涡盘作半径很⼩的平⾯运动,从⽽与端板配合形成⼀系列⽉⽛形柱体⼯作容积。
特点:利⽤排⽓来冷却电机,同时为平衡动涡旋盘上承受的轴向⽓体⼒⽽采⽤背压腔结构,另外机壳内是⾼压排出⽓体,使得排⽓压⼒脉动⼩,因⽽振动和噪声都很⼩。
背压腔如何实现轴向⼒的平衡?动涡旋盘上开背压孔,背压孔与中间压⼒腔相通,从背压孔引⼊⽓体⾄背压腔,使背压腔处于吸、排⽓压⼒之间的中间压⼒。
通过背压腔内⽓体作⽤于动涡旋盘的底部,从⽽来平衡各⽉⽛形空间内⽓体对动涡旋盘的不平衡轴向⼒和⼒矩。
⾼压外壳的特点:1、吸⽓温度加热损失少;2、排⽓脉动⼩;3、启动时冷冻机油发泡。
低压外壳的特点:1、吸⽓温度易过热;2、压缩机不易产⽣液击;3、内置电动机效率较⾼。
数码涡旋压缩机采⽤“轴向柔性”浮动密封技术,将⼀活塞安装在顶部订涡旋盘处,活塞顶部有⼀调节室,通过0.6mm直径的排⽓孔和排⽓压⼒相连接,⽽外接PWM阀(脉冲宽度调节阀)连接调节室和吸⽓压⼒。
一、压缩机的用途根据压缩气体使用的目的不同,将压缩机的应用分为以下四个方面:1.动力用压缩机是利用压缩空气作为动力风源:如机械、矿山、建筑等工业中使用压缩空气驱动风动工具;如控制仪表及自动化装置的仪表风;如纺织工业中用压缩空气吹送纬纱;如食品、制药行业用压缩空气来搅拌浆液;如交通运输业用压缩空气来制动车辆等。
——我公司的常规喷油螺杆、动力活塞压缩机均属于此类。
2.化工工艺用压缩机石化行业所需压缩机种类在化学工业中,将气体压缩至高压,有利于化学反应。
如化肥生产中的合成氨是由氮气和氢气在合成塔中高压下合成而得,这里就要用到氮氢气压缩机和循环压缩机。
如尿素是由二氧化碳和氨合成,这里就要用到二氧化碳压缩机。
如塑料、人造纤维、人造橡胶等行业要用到聚乙烯压缩机。
石油精炼,常要把氢加热加压后与油反应,使碳氢化合物重组分裂化成轻组分的碳氢化合物,此时要用到氢气压缩机等。
如炼油成套生产中常用的压缩机主要有催化裂化装置的主风机和富气压缩机,催化重整装置和加氢装置的循环氢压缩机和新氢压缩机,焦化装置的焦化气压缩机等。
乙烯成套生产装置中的压缩机数量最多,如一烯裂解装置中的裂解气压缩机、丙烯压缩机、乙烯压缩机,丁二烯抽提装置中的丁二烯压缩机,聚乙烯装置和聚丙烯装置中的循环气压缩机、回收气压缩机和尾气压缩机,PTA装置和丙烯腈装置中的工艺空气压缩机、氢气压缩机等。
空分空压装置中的压缩机主要有空气压缩机、氧气压缩机、氮气压缩机等。
其中,乙烯裂解装置中的裂解气压缩机、丙烯压缩机和乙烯压缩机,俗称乙烯“三机”,这一块的能耗占装置总能耗的30%~40%,是石化工业中最为重要的离心压缩机;高压聚乙烯装置中的超高压压缩机是石化生产装置中压力最高的往复压缩机,排气压力达到310MPa。
——我公司的工艺机事业部的产品、部分迷宫机的产品属于此类。
3.制冷和气体分离用压缩机冰箱、空调、冷库常使用氨、氟里昂、R600a、R134a等制冷工质压缩机等。
往复式压缩机和迷宫式压缩机比较往复式压缩机的优点:1、一次性投资小(相对离心机、螺杆机、迷宫机);2、容积效率高(相对迷宫机),本机组容积效率一、二级气缸平均为:91.22%、92.37%;3、动力平衡性好(因为往复压缩机是对称平衡式的,相对的力可加以平衡,而迷宫压缩机是立式的,相对动力平衡性较差);4、往复机泄漏小(相对迷宫机);5、操作、维修方便、简易(迷宫机相对往复机来说维修难度高);6、气体流量控制属有级调节(单台机:0、50%、100%三档),多台机调节范围更广,满足业主气源不稳定时对应选择;7、分子量的变化对机组没问题缺点:8、易损件多(相对离心机、螺杆机、迷宫机,但迷宫机也有气阀易损件),但往复机中的易损件可以通过选用进口件、或选用进口材料、或选用进口配方的材料提高其使用寿命;(本次投标机组中的活塞环、支撑环选用:HORBGIER;气阀阀片的原材料选用英国威格斯;填料环选用进口配方的PTFE)9、建议最好有备机(相对离心机)。
立式迷宫机与卧式对动平衡型往复机相比较有以下优点:a、机组占地面积小,目前在运行为四台压缩机,工作制为三开一备,厂房大小为42mX16m。
若采用卧式对动平衡型往复机需要三台,工作制为兩开一备,总占地面积为38mX6m(单台机组占地面积为16mX6m),而采用迷宫压缩机,因为其结构特性(无活塞环、支承环和填料环)故不需要考虑易损件更换带来的连续运行的风险,所以工作制为一开无备,单台迷宫机占地面积只为14mX10m。
b、机组的易损件数量大幅减少,若采用迷宫压缩机,其密封原理为节流密封,无活塞环、支承环和填料环等易损件,对连续工作制下运行的机组,可保证运行的可靠性。
而采用卧式对动平衡型往复机,易损件数量大,同时氮气介质对易损件(材质为填充聚四氟乙烯自润滑材料)有脆性作用,大大降低了使用寿命(一般为其他介质的一半),增大机组连续运行风险,对后续的检维修工作量也有大幅增加,浪费大量人力资源,同时对未来备品备件的储备要求更大,运行成本更高。
压缩机知识点总结一、压缩机的基本概念及分类1. 压缩机的定义压缩机是一种用于将气体或蒸汽压缩成高压状态的机械设备,是空调、制冷、空气压缩、化工、石油等领域中常用的一种设备。
2. 压缩机的分类按照其工作原理和结构特点,压缩机可以分为往复式压缩机、螺杆式压缩机、离心式压缩机和涡旋式压缩机等几种类型。
1)往复式压缩机往复式压缩机是一种利用活塞往复运动将气体进行压缩的压缩机。
其优点是结构简单、制造成本低,但运转时噪音较大,运行稳定性较差。
2)螺杆式压缩机螺杆式压缩机是利用两个螺杆互相啮合的工作原理将气体压缩的压缩机。
其优点是运行平稳、效率高,适用范围广。
3)离心式压缩机离心式压缩机是通过快速旋转的叶轮将气体进行压缩的压缩机。
其优点是体积小、噪音低、效率高。
4)涡旋式压缩机涡旋式压缩机是一种利用涡旋动能将气体进行压缩的压缩机。
其优点是运行平稳、噪音小、效率高、维护成本低。
二、压缩机的工作原理1. 压缩机的基本工作原理压缩机的基本工作原理是通过改变气体的体积来实现气体的压缩。
当气体被压缩时,其分子之间的距离变小,分子之间的碰撞频率增加,使得气体的温度和压力同时升高。
2. 压缩机在不同类型压缩机的工作原理不同类型的压缩机具有不同的工作原理。
比如,往复式压缩机是通过活塞来进行工作的,螺杆式压缩机是通过两个螺杆的啮合来进行工作的,离心式压缩机是通过叶轮的旋转来进行工作的。
三、压缩机的应用领域压缩机广泛应用于空调、制冷、空气压缩、化工、石油等领域。
1. 空调制冷领域在空调制冷领域,压缩机用于将低温低压的制冷剂通过压缩变为高温高压的气体,从而实现制冷循环。
2. 空气压缩领域在空气压缩领域,压缩机用于将自由空气通过压缩而成为高压空气,用于工业生产的各种设备。
3. 化工领域在化工领域,压缩机用于将气体进行压缩,使得气体能够达到需要的压力和流量,从而广泛应用于化工生产的各个环节。
4. 石油领域在石油领域,压缩机用于将天然气进行压缩,从而实现气体的输送、储存和加工。
往复式压缩机与活塞式压缩机往复式压缩机(Reciprocating Compressor)和活塞式压缩机(Piston Compressor)是常见的压缩机类型,广泛应用于工业生产中的压缩空气、气体增压和冷冻系统等领域。
它们都是通过往复式活塞运动来增加气体压力的,但在结构和工作原理上存在一些差异。
往复式压缩机往复式压缩机是利用往复活塞的运动将气体压缩的装置。
它由活塞、曲柄连杆机构、气缸和阀门组成。
当活塞向气缸内运动时,气体被压缩和推入气缸。
随着活塞的运动,气缸内的压力逐渐增加,当达到预定压力值时,压缩机的阀门会自动开启,将压缩气体排出。
往复式压缩机的优点是结构比较简单,运行稳定可靠,并且适用于高压力和大流量的气体压缩。
然而,它也存在一些不足之处,比如噪音较大、运行振动较大以及能效较低。
活塞式压缩机活塞式压缩机是使用活塞将气体压缩的一种装置。
它由气缸、活塞、气阀和冷却系统等组成。
当活塞运动时,气阀会控制气体的流动,使气体被压缩在气缸内。
活塞运动的节奏可以根据实际需要进行调节,以满足不同的工作要求。
活塞式压缩机的优点是结构紧凑、节能高效,并且适用于低到中等压力和流量的气体压缩。
由于其工作过程相对平稳,活塞式压缩机的噪音和振动相对较小。
但在高压力和大流量的情况下,活塞式压缩机的效率会相对较低。
对比和应用往复式压缩机和活塞式压缩机在工作原理和结构上存在一定的差异,分别适用于不同的应用场景。
往复式压缩机通常用于工业领域,如化工、电力、石油等行业。
它适用于大流量、高压力的气体压缩需求。
比如,某些化工生产过程需要大量的压缩空气或气体,往复式压缩机可以满足其高压力和大流量的要求。
活塞式压缩机通常应用于商业和家用领域,如汽车空调、冰箱等。
它适用于低到中等压力和流量的气体压缩需求。
比如,汽车空调系统需要将低压气体压缩为高压气体以实现制冷效果,活塞式压缩机可以完成这一任务。
在实际应用中,选择往复式压缩机或活塞式压缩机需要根据具体的压缩要求和预算考虑。
空气压缩机其理想的压缩过程是等温压缩,虽然事实上做不到这一点,但是越接近等温压缩,则效率越高。
压缩过程中温升越低,压缩机越节能。
目前冶金行业普遍使用的是螺杆压缩机,一般是一级压缩,每年需更换润滑油,每50 000h需对机头进行大修,运行成本较高。
螺杆压缩机主机排出的压缩空气需要在内部进行油气分离,大约要消耗0.5kg的压力。
二、离心式压缩机优点离心式空气压缩机是利用高速旋转的叶轮使空气受到离心力的作用产生压力,同时获得速度,离开叶轮后空气经扩压器等扩张通道将动能逐渐转化成压力能,从而使压力得到提高,一级压缩完成后再进入下一级压缩,至达到额定压力后排出。
离心式空气压缩机一般由多级组成,排气压力越高所需级数越多,一般常用压力为三级压缩。
多级压缩的目的是降低和控制压缩过程的温升,离心机采用油封和气封,100%隔离油气运行,不存在分离耗能损失,确保100%无油压缩空气,更洁净更环保。
1台0.7MPa、190 m3/min离心机和5台40~60 m3/min螺杆机运行能耗对比分析如表1所示(按年产气190m3三、离心压缩机替代螺杆压缩机实践应用根据上述对比分析,为节省设备运行成本,杭钢集团公司在炼铁烧结空压站空压机更新改造中,尝试采用离心压缩机替代螺杆压缩机。
烧结空压站装备有螺杆式空压机6台(40m3/min的2台、60m3/min的4台),正常运行模式为:运行2台60m3/min、1台40m3/min,3台备机。
装机容量及运行参数如下。
60m3/min:335kW、电压380V、电流615A;40m3/min:262kW、电压380V、电流390A、功率因数0.85。
原计划原样更新性能状态较差的6#40m3/min的螺杆式空压机,现更新为170m3/min的离心空压机。
装机容量及运行参数:高压850kW、PT=60、CT=150/5,电表读数每天用电量平均10.58kW.h。
改造所涉及设备采购费用、配套设施费用合计202万元。
比泽尔压缩机优缺点分析及安装事项一、安装要求:冷水机安装前请选择地基平稳,四周空旷,畅通及避免腐蚀、污染、日晒、雨淋,方便安装维修之场所。
冷水机管路配管,请根据机身管路尺寸进行安装,切勿将水管尺寸缩小,这样会影响制冷效果及增加耗电量,冷水机请必须安装在距离墙壁1m以上空间位置,方便安装维护保养和调试。
注:1、电源负载及接地部分,请依照相关法规施工!2、新安装的冷冻机冷冻水管必须包保温层!二、操作方法首次运转必须先检查下列事项是否正确:1.电源电压及相数是否符合型号规格,请对照铭牌所示。
[注:冷冻机电源是采用三相四线,电压380V/50HZ电源相位线分别为了R、S、T,中性线(零线)N,接地导线为双色线用E表示。
]2.冷冻水循环水喉是否接通管路,并保持阀门打开;(请参考安装示意图)3.先将冷冻水箱加满水或其它冷冻介质后方可启动水泵;(注:请根据要求来配用冷冻介质)4.请留意水泵运行方向是否逆转(如水泵是三相,逆转须将电源相位线中任意二相对换,接妥后再把开关合上)。
三、操作顺序1.首先将电源开启ON位置;2. 开启冷冻水泵开关,请注意冻水出入口阀门必须打开,经延时开关延时后压缩机会自动运行,请查视及调节所需温度。
3.关机时,请依相反的顺序操作关机即可。
四、操作注意事项1.冷冻水泵不可在水箱内无水的情况下运转;2.操作开关请尽量避免连续切换;3.冻水温度达到设定温度时,压缩机会自动停止运行,此属正常现象;4.温度开关应避免设定在5℃以下,防止蒸发器结冰;(低温冷冻机除外)5.为确保制冷效果,保持最佳状态,请定期清洗冷凝器、蒸发器及水过滤器。
机组安全装置:1、相位保护器;2、低水位保护器:3、水流开关保护;4、水泵过载保护;5、压缩机过载保护;6、高低压开关保护;附注(一):散热不良及处理方法当冷凝器散热不良时,压缩机效率低,运转电流提高,当高压压力升至20kg/cm2 ,压缩机受高压开关保护跳脱,压缩机停止运转,散热不良高压过载并显示故障代码或故障指示,此时请检视环境温度是否过高,冷却风扇是否运转,冷凝器是否脏堵,以上正常后再按复位按扭(REST)或关机重启即可正常运转。
详解涡旋压缩机(原理、结构、特点、比较,性能分析等)旋涡压缩机结构、工作过程及主要特点涡旋压缩机是一种容积式压缩的压缩机,压缩部件由动涡旋盘和静涡旋组成。
其工作原理是利用动、静涡旋盘的相对公转运动形成封闭容积的连续变化,实现压缩气体的目的。
主要用于空调、制冷、一般气体压缩以及用于汽车发动机增压器和真空泵等场合,可在很大范围内取代传统的中、小型往复式压缩机。
基本结构结构特点两个具有双函数方程型线的动涡盘和静涡盘相错180°对置相互啮合,其中动涡盘由一个偏心距很小的曲柄轴驱动,并通过防自转机构约束,绕静涡盘作半径很小的平面运动,从而与端板配合形成一系列月牙形柱体工作容积。
特点:利用排气来冷却电机,同时为平衡动涡旋盘上承受的轴向气体力而采用背压腔结构,另外机壳内是高压排出气体,使得排气压力脉动小,因而振动和噪声都很小。
背压腔如何实现轴向力的平衡?动涡旋盘上开背压孔,背压孔与中间压力腔相通,从背压孔引入气体至背压腔,使背压腔处于吸、排气压力之间的中间压力。
通过背压腔内气体作用于动涡旋盘的底部,从而来平衡各月牙形空间内气体对动涡旋盘的不平衡轴向力和力矩。
高压外壳的特点:1、吸气温度加热损失少;2、排气脉动小;3、启动时冷冻机油发泡。
低压外壳的特点:1、吸气温度易过热;2、压缩机不易产生液击;3、内置电动机效率较高。
数码涡旋压缩机采用“轴向柔性”浮动密封技术,将一活塞安装在顶部订涡旋盘处,活塞顶部有一调节室,通过0.6mm 直径的排气孔和排气压力相连接,而外接PWM阀(脉冲宽度调节阀)连接调节室和吸气压力。
PWM 阀处于常闭位置时,活塞上下侧的压力为排气压力,一弹簧力确保两个涡旋盘共同加载。
PWM阀通电时,调节室内排气被释放至低压吸气管,导致活塞上移,带动顶部定涡旋盘上移,该动作使动、定涡旋盘分隔,导致无制冷剂通过涡旋盘。
用于冷冻系统中的系统流程图:对压缩过程进行中间补气的经济器运行方式,是解决涡旋压缩机在低温工况下运行时,由于压比过高导致排气温度过高的有效方法。
详解涡旋压缩机(原理、结构、特点、⽐较,性能分析等)涡旋压缩机是⼀种容积式压缩的压缩机,压缩部件由动涡旋盘和静涡旋组成。
其⼯作原理是利⽤动、静涡旋盘的相对公转运动形成封闭容积的连续变化,实现压缩⽓体的⽬的。
主要⽤于空调、制冷、⼀般⽓体压缩以及⽤于汽车发动机增压器和真空泵等场合,可在很⼤范围内取代传统的中、⼩型往复式压缩机。
基本结构结构特点两个具有双函数⽅程型线的动涡盘和静涡盘相错180°对置相互啮合,其中动涡盘由⼀个偏⼼距很⼩的曲柄轴驱动,并通过防⾃转机构约束,绕静涡盘作半径很⼩的平⾯运动,从⽽与端板配合形成⼀系列⽉⽛形柱体⼯作容积。
特点:利⽤排⽓来冷却电机,同时为平衡动涡旋盘上承受的轴向⽓体⼒⽽采⽤背压腔结构,另外机壳内是⾼压排出⽓体,使得排⽓压⼒脉动⼩,因⽽振动和噪声都很⼩。
背压腔如何实现轴向⼒的平衡?在动涡旋盘上开背压孔,背压孔与中间压⼒腔相通,从背压孔引⼊⽓体⾄背压腔,使背压腔处于吸、排⽓压⼒之间的中间压⼒。
通过背压腔内⽓体作⽤于动涡旋盘的底部,从⽽来平衡各⽉⽛形空间内⽓体对动涡旋盘的不平衡轴向⼒和⼒矩。
⾼压外壳的特点:1.吸⽓温度加热损失少;2.排⽓脉动⼩;3.启动时冷冻机油发泡。
低压外壳的特点:1.吸⽓温度易过热;2.压缩机不易产⽣液击;3.内置电动机效率较⾼。
数码涡旋压缩机采⽤“轴向柔性”浮动密封技术,将⼀活塞安装在顶部定涡旋盘处,活塞顶部有⼀调节室,通过0.6mm直径的排⽓孔和排⽓压⼒相连通,⽽外接PWM阀(脉冲宽度调节阀)连接调节室和吸⽓压⼒。
PWM阀处于常闭位置时,活塞上下侧的压⼒为排⽓压⼒,⼀弹簧⼒确保两个涡旋盘共同加载。
PWM阀通电时,调节室内排⽓被释放⾄低压吸⽓管,导致活塞上移,带动顶部定涡旋盘上移,该动作使动、定涡旋盘分隔,导致⽆制冷剂通过涡旋盘。
数码涡旋的调节机构⽤于冷冻系统中的系统流程图:对压缩过程进⾏中间补⽓的经济器运⾏⽅式,是解决涡旋压缩机在低温⼯况下运⾏时,由于压⽐过⾼导致排⽓温度过⾼的有效⽅法。
各种压缩机优缺点解析「活塞式压缩机」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,气缸工作容积缩小,气体压力升高,当气缸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,气缸相继实现进气、压缩、排气的过程,即完成一个工作循环。
活塞压缩机的优点:(1)不论流量大小,都能得到所需要的压力,排气压力围广,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)在一般的压力围,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,即排气围较广,且不受压力高低影响,能适应较广阔的压力围和制冷量要求;(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;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。
「滚动转子式压缩机」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的滚动来实现的。
(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。
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,余隙容积小,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。
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,系统也要求具有较高的清洁度。
「涡旋式压缩机」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。
两个涡旋盘间公共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。
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:(1)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;(2)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;(3)动涡盘与主轴等运动部件的受力变化小,整机振动小;(4)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;(5)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,当动涡盘中心绕静涡盘中心作圆周运动时,各压缩腔容积随主轴转角发生变化,将相应地减小或扩大,由此实现气体的吸入、压缩和排气过程,由于吸排气过程几乎连续进行,整机噪声很低;(6)轴向和径向柔性结构提高了涡旋压缩机的生产效率,而且保证轴向间隙和径向间隙的密封效果,不因摩擦和磨损而降低,即涡旋压缩机有可靠和有效的密封性,所以其制冷系数不是随运行时间的增加而减小,而是略有提高;(7)涡旋压缩机有着良好的工作特性,性能主要受自身压缩比和吸气压力的影响,排气压力围广,适用各种室、外环境,确保压缩机一直在高能效比下运行,从而保证空调机组的能效比。
在热泵式空调系统中,特别表现在制热性能高、稳定性好、安全性高;(8)涡旋式压缩机无余隙容积,在结构上属于多室压缩,相邻的腔室压力差别不是很大(近似连续变化),同时,动、静涡盘端面接触部的密封条靠轴向背压被压紧而使得动、静涡盘紧密接触,并在冷冻油的帮助下实现良好的密封效果,从而使得泄漏几乎不存在;当密封条端平面被磨损后,可以沿轴向方向自动补偿,以保证动涡盘端面和静涡盘底面始终贴紧,而且压缩机工作时间越长,这些贴紧的相对运动面的配合越好,密封效果也越好,这些优点使得涡旋压缩机不存在二次压缩制冷剂气体的问题,是保持高容积效率运行的重要保障因素之一;(9)力矩变化小,平衡性高,振动小,运转平稳,从而操作简便,易于实现自动化;(10)因其自身运动部件少、没有往复运动机构,所以结构简单、体积小、重量轻、零件少(特别是易损件少),可靠性高,寿命在20年以上。
涡旋式压缩机的缺点:(1)其运动机件表面多是呈曲面形状,这些曲面的加工及其检验均较复杂,制造需高精度的加工设备及精确的调心装配技术,因此制造成本较高;(2)其运动机件之间或运动机件与固定机件之间,常以保持一定的运动间隙来达到密封,气体通过间隙势必引起泄漏,这就限制了回转式压缩机难以达到较大的压缩比,因此,大多数回转式压缩机多在空调工况下使用。
「螺杆式压缩机」螺杆压缩机是通过由5个凸齿组成的阳转子(以下简称为M转子)与由6个凹齿组成的阴转子(以下简称为F 转子)的啮合形成齿形空间吸入冷媒,通过减小齿形空间来压缩冷媒至所定压力。
螺杆压缩机的工作流程如下:〔吸入行程〕从在轴向到半径方向上开口的吸入口吸入冷媒。
随着转子的回转,在转子下侧,啮合分开,齿沟长度增大,冷媒被吸入齿形空间。
〔压缩行程〕从齿沟的吸入侧开始进行齿形的啮合,密封线渐渐向排出侧行进,齿形空间减少,进行压缩。
〔压缩行程〕通过随着冷媒一起吸入的润滑油,在转子间隙形成油膜密封,同时对转子进行润滑。
阳转子和阴转子渐渐靠近排出口进行压缩,压力升高。
〔排出行程〕齿形空间与排出口连上,开始排出行程。
此行程持续到排出端,直到齿形空间的冷媒被完全送出为止。
螺杆式压缩机的优点:(1)零部件少,易损件少,可靠性高;(2)操作维护方便;(3)没有不平衡惯性力.运转平稳安全,振动小;(4)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;(5)螺杆压缩机的转子齿面实际上是有间隙的.因此对湿行程不敏感,能耐液击;(6)排气温度低,可在较高压比的工况下运行:(7)可实现制冷情无级调节,采用滑阀机构,使制冷量可从15%~100%进行无级调节,节省运行费用;(8)容易实现自动化,可实现远程通信。
螺杆式压缩机的缺点:(1)转子齿面是一空间曲面,需利用特制的刀具,在价格昂贵的设备上加工,机体零部件加工精度也有较高的要求,必须采用高精度设备:(2)由于齿间容积周期性地与吸、排气口连通,故压缩机噪声高;(3)由于受到转子刚度和轴承寿命等限制,压缩机部只能依靠间隙密封,所以螺杆压缩机只能适用于中、低压围,不能用于高压场合;(4)由于喷油量大,油处理系统复杂,故机组附属设备多;(5)螺杆压缩机依靠间隙密封气体,在小容积围不具有优越的性能。
「离心式压缩机」离心式制冷压缩机的构造和工作原理与离心式鼓风机极为相似。
但它的工作原理与活塞式压缩机有根本的区别,它不是利用汽缸容积减小的方式来提高气体的压力,而是依靠动能的变化来提高气体压力。
离心式压缩机具有带叶片的工作轮,当工作轮转动时,叶片就带动气体运动或者使气体得到动能,然后使部分动能转化为压力能从而提高气体的压力。
这种压缩机由于它工作时不断地将制冷剂蒸汽吸入,又不断地沿半径方向被甩出去,所以称这种型式的压缩机为离心式压缩机。
离心式压缩机的优点:(1)离心式压缩机的气量大,结构简单紧凑,重量轻,机组尺寸小,占地面积小,相对于活塞式压缩机,在制冷量相同时,重量较活塞式轻5~8倍;(2)由于它没有汽阀活塞环等易损部件,又没有曲柄连杆机构,运转平衡,操作可靠,运转率高,摩擦件少,因之备件需用量少,维护费用及人员少;(3)工作轮和机壳之间没有摩擦,无需润滑。
在化工流程中,离心式压缩机对化工介质可以做到绝对无油的压缩过程;(4)离心式压缩机为一种回转运动的机器,它适宜于工业汽轮机或燃汽轮机直接拖动。
对一般大型化工厂,常用副产蒸汽驱动工业汽轮机作动力,为热能综合利用提供了可能。
离心式压缩机的缺点:(1)离心式压缩机目前还不适用于气量太小及压比过高的场合,并且由于适宜采用分子量比较大的制冷剂,故只适用于大制冷量,一般都在25~30万大卡/时以上;(2)离心式压缩机的稳定工况区较窄,其气量调节虽较方便,但经济性较差;(3)目前离心式压缩机效率一般比活塞式压缩机低;(4)一般要用增速齿轮传动,转速较高,对轴端密封要求高,这些均增加了制造上的困难和结构上的复杂性。