機(jī)械原理
制冷壓縮機(jī)在蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中，把制冷劑從低壓提升為高壓，并使制冷劑不斷循環(huán)流動，從而使系統(tǒng)不斷將內(nèi)部熱量排放到高于系統(tǒng)溫度的環(huán)境中。制冷壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)的心臟，制冷系統(tǒng)通過壓縮機(jī)輸入電能，從而將熱量從低溫環(huán)境排放到高溫環(huán)境。制冷壓縮機(jī)的能效比決定整個制冷系統(tǒng)的能效比。由于環(huán)境溫度是經(jīng)常變化的，故壓縮機(jī)大部分時間是處于部分負(fù)荷狀態(tài)，因此壓縮機(jī)要具有能量調(diào)節(jié)。
螺桿式壓縮機(jī)沒有活塞式壓縮機(jī)所需的氣缸，活塞、活塞環(huán)、汽缸套等易損部件，機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，沒有余隙容積，少量液體進(jìn)入機(jī)內(nèi)時無液擊危險(xiǎn)。可利用活閥進(jìn)行10%～99%的無級能量調(diào)節(jié)，適用范圍廣，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，需檢修周期長，運(yùn)行時間可達(dá)(2～5)×104h。由于使用潤滑油使機(jī)器的冷卻使用和密封性能得到改善，排氣溫度降低，即使蒸發(fā)溫度較低(-40℃)和壓縮比較高(25左右)，仍然可以單級運(yùn)行，即在一定范圍內(nèi)可以代替兩級壓縮循環(huán)。但是，螺桿式制冷壓縮機(jī)的加工和裝配要求精度較高，不適宜于變工況運(yùn)行，有較大的噪音，在一般情況下，需裝置消音和隔音設(shè)備，在制冷壓縮時，需要噴加潤滑油，因而需要油泵、油冷卻器和油回收器等較多輔助設(shè)備。
在壓縮機(jī)殼體外側(cè)封閉聯(lián)通一個Helmholtz共鳴器，即由Helmholtz共鳴器的腔室通過孔頸與壓縮機(jī)殼體內(nèi)部空腔相連成，以降低壓縮機(jī)腔內(nèi)受激聲學(xué)模態(tài)的幅值。將共鳴器共振頻率調(diào)制到實(shí)際壓縮機(jī)空腔的大受激振動模式上，會大幅降低共振峰值和導(dǎo)致響應(yīng)頻譜的顯著改變。但是這樣會影響壓縮機(jī)外觀和在冰箱中的布置，其研究結(jié)果尚未應(yīng)用于產(chǎn)品中。
壓縮機(jī)作為跨臨界二氧化碳空調(diào)系統(tǒng)效率及可靠性影響大的部件，應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合二氧化碳超臨界循環(huán)具體特點(diǎn)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。CO2和氨一樣，其絕熱指數(shù)K值較高，達(dá)1.30，這可能會使壓縮機(jī)排氣溫度偏高，但由于CO2需要的壓縮機(jī)的壓比小，因此不需要對壓縮機(jī)本身進(jìn)行冷卻。正因?yàn)榻^熱指數(shù)高，壓比小，可減小壓縮機(jī)余隙容積的再膨脹損失，使壓縮機(jī)容積效率較高。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)和理論研究，JurgenSUB和HorstKruse發(fā)現(xiàn)，往復(fù)式壓縮機(jī)有良好的油膜滑動密封，成為CO2系統(tǒng)。BOCK對其二氧化碳壓縮機(jī)排氣閥進(jìn)行了改進(jìn)，排氣改良后的二氧化碳壓縮機(jī)效率提高了7%。
剩余潤滑油量和電機(jī)端線圈繞組也會導(dǎo)致同種型號成批壓縮機(jī)聲級之間存在差異(偏離聲級平均值)。通過改變殼體外部支承來增加扭轉(zhuǎn)剛度，且減小振動面；噪聲研究的復(fù)雜性要求研究者具有較強(qiáng)的理論素質(zhì)、要求企業(yè)具有較好的技術(shù)基礎(chǔ)、并且需要較大的投資和較長的時間。這方面是中國壓縮機(jī)企業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)之一，基本上處于定性的實(shí)驗(yàn)研究階段，伴隨著很大的隨意性和偶然性。
基于環(huán)保要求的新制冷劑的應(yīng)用也是制冷壓縮機(jī)行業(yè)的一個熱點(diǎn)問題，隨著用于冰箱產(chǎn)品的R22制冷劑替代工作的結(jié)束，新制冷劑壓縮機(jī)的研究主要集中在空調(diào)行業(yè)。除了已比較成熟的R410A、R407C方面的研究外，大的熱點(diǎn)問題是二氧化碳壓縮機(jī)的研究。由于二氧化碳系統(tǒng)壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的壓臨界循環(huán)系統(tǒng)，壓縮機(jī)的軸封設(shè)計(jì)要求比原有壓縮機(jī)高得多，壓縮機(jī)的軸封泄漏在一段時間內(nèi)仍將是阻礙其實(shí)用化的主要原因。
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