制冷压缩机是制冷系统的核心耗能部件,提高制冷系统效率的直接有效手段是提高压缩机的效率,它将带来系统能耗的显著降低。同时这样还能避免仅在系统上采集。采取措施(如一味加大换热器面积等)所造成的材料消耗的大量增加。随着世界上能源紧缺形势的日益严重,各个国家越来越重视节能工作、对耗能产品的效率提出了越来越高的要求。
由于各种损失,诸如摩擦、泄漏、有害传热、电机损失、流动阻力、噪声振动等因素的存在,压缩机工作时实际效率远低于理论效率。因此,从理论上讲,任何能够降低任意一种损失的措施都能够提高压缩机的效率。这一客观事实导致了对压缩机的节能研究范围广、方向宽,研究课题与研究成果多种多样。
气阀的研究是一个古老的课题但也是一个永恒的课题,改进气阀的设计以提高压缩机效率的研究永无止境也永有收获。这方面的研究非常之多,从气阀材料、运动规律、结构优化到适用理论、测试方法等包罗万象。总之,关于压缩机节能方面的研究已成为制冷行业的一个首要热点问题。
它利用螺杆的齿槽容积和位置的变化来完成蒸气的吸入、压缩和排气过程。无油螺杆压缩机在本世纪三十年代问世,主要用于压缩空气。后来汽缸内喷油的螺杆式压缩机出现,性能得到提高,喷油式螺杆压缩机已是制冷压缩机中主要机种之一。螺杆式压缩机分为双螺杆和单螺杆两大类,双螺杆压缩机习惯上称为螺杆式压缩机。
在压缩机壳体外侧封闭联通一个Helmholtz共鸣器,即由Helmholtz共鸣器的腔室通过孔颈与压缩机壳体内部空腔相连成,以降低压缩机腔内受激声学模态的幅值。将共鸣器共振频率调制到实际压缩机空腔的大受激振动模式上,会大幅降低共振峰值和导致响应频谱的显著改变。但是这样会影响压缩机外观和在冰箱中的布置,其研究结果尚未应用于产品中。
压缩机作为跨临界二氧化碳空调系统效率及可靠性影响大的部件,应当充分结合二氧化碳超临界循环具体特点重新进行设计。CO2和氨一样,其绝热指数K 值较高,达1.30,这可能会使压缩机排气温度偏高,但由于CO2需要的压缩机的压比小,因此不需要对压缩机本身进行冷却。正因为绝热指数高,压比小,可减小压缩机余隙容积的再膨胀损失,使压缩机容积效率较高。经过实验和理论研究,Jurgen SUB和Horst Kruse发现,往复式压缩机有良好的油膜滑动密封,成为CO2系统的。BOCK对其二氧化碳压缩机排气阀进行了改进,排气改良后的二氧化碳压缩机效率提高了7%。
三体焊形式:也就是说轮盘、叶片、轮盖分别加工.这种加工方法对设备要求比较简单,轮盘、轮盖只需要车出外形就够了。叶片加工要麻烦一些,要利用三坐标机床铣出叶片模具,然后将下好料的叶片进行热处理,压型得到所需的叶片形状.后将叶片焊接到轮盘上,再将轮盖焊好。这样的话需要的设备大概是三坐标铣床、热处理炉、油压机以及其他所需的一些常规设备,所需投资比较低,更适合开始做。
整体铣制:也就是轮盘和叶片是在一起利用多坐标设备进行整体铣制而得到一个半开式叶轮.为避免干涉,目前国际上对这种叶轮的加工大都是利用五坐标加工中心进行。一台五坐标设备大概从几百万到上千万不止,成本非常高.以加工600mm叶轮为例,国内五轴床大概要350万人民币,进口五轴床大概要480万人民币,通过四坐标机床旋转工作台的倾斜实现三元叶轮的四坐标整体铣制,如果叶片稠度比较大,干涉问题在四坐标上就不可避免。四坐标的设备相对比较便宜,大概100多万人民币。
由制冷压缩机的工作机理可知,喘振是离心机所固有的性质,不可消除,但可通过有效途径加以避免,离心式制冷压缩机发生喘振的原因:流量过低及冷凝压力过高.喘振对机组的危害相当大,须认真设计防喘振系统。制冷压缩机一般采用增速齿轮,转子转速一般都在5000RPM以上,都采用滑动轴承,滑动轴承的设计也是研制离心机的一个。
绝大多数全封闭活塞式压缩机制冷量不超过0.5KW,主要应用于家用电冰箱/冷冻柜和小型商用制冷设备。 涡旋式压缩机制冷量范围为0.75~15KW(不包括特殊型号),并且多数在3~5KW之间,多应用是在小型家用空调、商用空调系统中。此类压缩机不用于零下5度的制冷工况。离心式制冷压缩机主要用于空调工况的冷水机组。螺杆式压缩机单机制冷量在30kw-1500kw,可用于冷库、人造冰场、冷水机组中。半封闭活塞式制冷压缩机用途广泛,单机制冷量从3kw-100kw,同时可以多机头并联使用,因此可提供制冷量范围从3kw-1000kw,多工况使用,既可用于制冷工况,又可以适用于空调工况。开启活塞式制冷压缩机只常用于冷库,极少数空调工况的冷水机组。