压缩机的基本原理和作用

基本原理

液态制冷剂吸热蒸发成为气态使制冷系统冷却，制冷剂蒸发后被压缩，进入冷凝器又被冷凝为液态，周而复始循环，压缩机使制冷剂循环和压缩。

压力

单位面积上所受的垂直作用力称为压力，又称压强。气体对器壁所产生的压力，是由于大量的气体分子不断地运动与容器壁相碰撞，结果形成对器壁的压力。

气体的测量

绝对压力是指设备内部或某处的真实压力，它等于表压力与当地大气压力之和。

P绝=P表+B

表压力是指设备内部或某处的绝对压力与当地大气压力这差。

P表=P绝-B

真空度是指设备内部或某处的绝对压力小于当地大气压力的数值。

P真=B-P绝

在国际单位制中，压力的单位为帕斯卡（简称帕Pa），1 Pa=1牛顿（N）/米2（ m2）

英制单位中，压力的单位为Psi，1 Psi=1磅（N）/英寸2（in2）

Psia表示绝对压力  Psig表示表压力

物理学上规定在纬度450的海平面上常年的平均大气压为1标准大气压（atm）。

1atm=1.013*105Pa=760mmHg=14.7Psia=29.9”Hg

大气压力是由于大气层中的空气的重量所造成的压力，它的大小随不同的地点、高度和气候条件而变化。

压力测量的要点

1、 Psia表示绝对压力

2、 Psig表示表压力。表压力是指设备内部的绝对压力与当地大气压力之差。P表=P绝-B

3、 大气压力是变化的，确定容器内部的压力时应将表压换算成绝对压力。

4、 将表压换算成绝对压力时应测量大气压，然后与表压相加。

5、 绝对压力小于当地大气压时称为真空。测量单位用mmHg(inHg).

三种压缩机类型：活塞式、回转式、离心式

1、 活塞式压缩机

活塞式压缩机有单缸和多缸两种，气缸布置分Z型、V型、W型、S型几种。

活塞式压缩机的主要部件：气缸、活塞、连杆、曲轴、汽阀等。

活塞上下运动吸入气体并经压缩后将气体排出。

开启式压缩机，其曲轴伸出机体用联轴器或皮带轮与电动机相连接，曲轴伸出端设有轴封装置，以防止制冷剂泄露。半封闭式压缩机的机体和电动机的外壳铸成一体，构成一个密闭机身，压缩机上仍开有工作孔用盖板通过螺栓与机体连接，可进行拆检。这种机器不需要轴封，密封性能好。

全封闭式压缩机的电动机与压缩机共同装在一封闭的壳体内，平时不能拆检，要求机器使用可靠。

活塞式压缩机是最常见的机型，广泛应用于空调、冷库、工业生产中。

2、 回转式压缩机

滚动转子式压缩机主要有汽缸中心转动时，转子外表面沿汽缸内表面滚动，两者之间构成一个回转着的月牙形空间，滑片靠弹簧压紧在转子外表百上，构成一条接触密封线，将月牙空间隔成两个部分，分别与吸入口和排气口（通过排气阀）相通，随时着转子的转动，气体不断地吸入和压缩并排出。

滑片式压缩机主要有机体、转子和滑片等三部分组成。

由于偏心，汽缸内壁与转子外表面构成月牙形空间，滑片因转子旋转的离心力作用而紧帖汽缸内壁，把月牙形空间分隔成若干扇形单元容积。随着转子的转动，气体不断地被吸入和压缩并排出。

螺杆式压缩机主要有机体和转子等组成。

阴阳转子相互啮合作回转运动，借助于包围这一对转子四周的机体及两端封盖，使转子齿面与汽缸内壁面所构成的空间容积作周期性的变化，从而使吸入气体沿转子轴向压缩至一定压力后排出。

3、 离心式压缩机

离心式压缩机由叶轮、吸气室、扩压器、回流器、蜗壳等组成。

经吸气室吸入的气体流经叶轮时，被高速旋转的叶轮带动而提高速度，并受离心力的作用及在叶轮流道中的扩压流动而提高压力，此时气体有较高的流速，经扩压器使流速降低百转化为压力能，使气体的压力得到进一步的提高，经蜗壳排出。

离心式压缩机使用于大冷量系统中。

压缩机的三种作用

1、 建立所需要的压差

为了使气体冷凝为液体，必须将在低压状态下蒸发的制冷剂的压力提高，系统中制冷剂需要蒸发的部分为处于低压状态，需冷凝的部分为处于高压状态。处于压缩机吸气侧那部分被称为低压侧，处于压缩机排气侧的被称为高压侧。

高压和低压的压力值取决于系统中制冷剂在冷凝器和蒸发器内的运行温度。制冷剂为R12的空调系统中，当压缩机处于停机状态时，若此时的温度为800F，则制冷剂在低压侧和高压侧在压力均为84.3Psig，制冷剂没有蒸发和冷凝。

对于R12，当压缩机运行时排气压力可能会上升到117.4Psig，此时对应的温度为1000F。1000F的制冷剂将热量传到800F的空气中，制冷剂被冷凝为液体。同时由于压缩机的吸气作用使蒸发压力降到84.3Psig，制冷剂的温度降到800F以下，从而可从空气中吸收热量。

为使蒸发温度达到400F，蒸发压力必须到37Psig。为了使温度更低，比如00F，蒸发压力必须降到9.2Psig。要想使温度为-400F，蒸发压力必须达到真空度10.9inHg。

压缩比：等于压缩机的绝对排气压力与压缩机的绝对压力的比值。

对于蒸发温度为400F，压缩比2.4是很容易实现的，对于00F，要达到5.6 就比较难，对于-400F，要达到14.2就很困难了。蒸发温度越低，所需要的压缩比就越高，压缩机的效率就越低。

由于在高压缩比时，压缩机的效率和安全性受到一定影响，大多工程应用上将压缩比限制在10比1以下，甚至在7比1以下。当然，这并不排除有些小型压缩机和特殊设计的压缩机的压缩比较高，可达到12比1甚至更高。

2、 吸入足量的制冷剂

制冷剂的吸入量取决于运行温度，运行温度越低，达到同样制冷量所需的制冷剂的量越大。这就意味着要冷却同样的负荷，在温度较低时就需要较大的压缩机。

在同样转速成下，压缩机吸入定量的制冷剂，但随着蒸发温度的不同，其制冷是屯不同，假如在400F时压缩机的制冷量为8tons，在00F时只有4tons，在-400F时只有1tons。

制冷量不同所需的电动机也不同。在蒸发温度为400F时压缩机的制冷量较大，需要的电动机的功率也较大，同样的压缩机在较低蒸发温度下运行时制冷量较小，功率较小的电动机就能满足其需要，在蒸发温度为-400F时工作的压缩机所匹配的电动机远不能满足压缩机在蒸发温度为400F时的工干什么需要。

3、 适用于所用的制冷剂。

设计压缩机时要考虑到所使用的制冷剂有些制冷剂，比如氨，压缩后温度很高，设计氨用压缩机时就需要用水或制冷剂冷却的冷却套，而压缩后温度不是很高的制冷剂，比如R12，在设计压缩机时仅需散热片即可。

压缩机的零部件的材料也要考虑，比如氨对铜及其合金有腐蚀作用，而R12和一些氟里昂对塑料和橡胶有腐蚀作用。

压缩机的分类

没有一个压缩机能满足各种工作的要求。

压缩机可按不同方式分类，如使用的制冷剂，制冷量等。压缩机按蒸发温度可分为：高温（H）、中温（M）、低温（L）、超低温（XL）

总结

蒸汽压缩机的三种机型

活塞式压缩机是最常见的机型，制冷量一般在1到50 tons之间或再大一些。

回转式压缩机常用于制冷和空调。

离心式压缩机制冷量较大，一般用于大冷量系统中。

无论何种形式的压缩机，不管其制冷量大小 ，都要完成下列基本工作：

1、 建立所需要的压差

2、 吸入足量的制冷剂

3、 适用于所用的制冷剂