活塞式制冷壓縮機(jī)原理和制冷過程
活塞式制冷壓縮機(jī)工藝成熟、效率高,使用溫度范圍廣,適合于多種制冷劑,是廣泛應(yīng)用于大中型冷庫(kù)的制冷機(jī)型。
一、活塞式壓縮機(jī)的工作原理
當(dāng)活塞式壓縮機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí),通過連桿的傳動(dòng),活塞便做往復(fù)運(yùn)動(dòng),由氣缸內(nèi)壁、氣缸蓋和活塞頂面所構(gòu)成的工作容積則會(huì)發(fā)生周期性變化?;钊綁嚎s機(jī)的活塞從氣缸蓋處開始運(yùn)動(dòng)時(shí),氣缸內(nèi)的工作容積逐漸增大,這時(shí),氣體即沿著進(jìn)氣管,推開進(jìn)氣閥而進(jìn)入氣缸,直到工作容積變到最大時(shí)為止,進(jìn)氣閥關(guān)閉;活塞式壓縮機(jī)的活塞反向運(yùn)動(dòng)時(shí),氣缸內(nèi)工作容積縮小,氣體壓力升高,當(dāng)氣缸內(nèi)壓力達(dá)到并略高于排氣壓力時(shí),排氣閥打開,氣體排出氣缸,直到活塞運(yùn)動(dòng)到極限位置為止,排氣閥關(guān)閉。當(dāng)活塞式壓縮機(jī)的活塞再次反向運(yùn)動(dòng)時(shí),上述過程重復(fù)出現(xiàn)??傊?,活塞式壓縮機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)一周,活塞往復(fù)一次,氣缸內(nèi)相繼實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、排氣的過程,即完成一個(gè)工作循環(huán)。
二、活塞式壓縮機(jī)制冷過程
制冷過程是在氨壓縮機(jī)、冷卻器、調(diào)節(jié)閥、蒸發(fā)器等組成的循環(huán)密閉系統(tǒng)中進(jìn)行,氨液通過調(diào)節(jié)閥降低壓力進(jìn)入蒸發(fā)器后,吸收被冷卻介質(zhì)的熱量而蒸發(fā),使介質(zhì)溫度降低,達(dá)到制冷的目的;蒸發(fā)的氨氣被壓縮機(jī)吸回,經(jīng)壓縮排入冷卻器,使氨氣降溫凝為氨液,然后,通過調(diào)節(jié)閥再進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā),如此反復(fù)循環(huán)達(dá)到制冷的目的。
三、活塞式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
1、活塞壓縮機(jī)的適用壓力范圍廣,不論流量大小,均能達(dá)到所需壓力;
2、活塞壓縮機(jī)的熱效率高,單位耗電量少;
3、適應(yīng)性強(qiáng),即排氣范圍較廣,且不受壓力高低影響,能適應(yīng)較廣闊的壓力范圍和制冷量要求;
4、活塞壓縮機(jī)對(duì)材料要求低,多用普通鋼鐵材料,加工較容易,造價(jià)也較低廉;
5、活塞壓縮機(jī)技術(shù)上較為成熟,生產(chǎn)使用上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn);
6、活塞壓縮機(jī)的裝置系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單。
四、活塞式壓縮機(jī)的缺點(diǎn)
1、轉(zhuǎn)速不高,機(jī)器大而重;
2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,易損件多,維修量大;
3、排氣不連續(xù),造成氣流脈動(dòng);
4、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有較大的震動(dòng)。
五、活塞式制冷壓縮機(jī)分類
(1)按密封方式分類可分為開啟式、半封閉式、全封閉式三種。
開啟式壓縮機(jī)的曲軸功率輸入端伸出機(jī)體之外,通過傳動(dòng)裝置與電機(jī)相連。壓縮時(shí)產(chǎn)生的熱量不會(huì)傳給電機(jī),這對(duì)大型壓縮機(jī)防止電機(jī)過熱有利。制冷劑也不接觸電機(jī)線圈,這對(duì)于對(duì)銅有腐蝕作用的氨來說是合適的。因此大、中型食品凍干機(jī)中的氨制冷壓縮機(jī)均用開啟式,開啟式壓縮機(jī)的缺點(diǎn)是制冷劑可能通過壓縮機(jī)伸出機(jī)殼的軸滲漏。
半封閉式壓縮機(jī)是將壓縮機(jī)和配用電機(jī)用可拆卸的螺栓連接在同一機(jī)體內(nèi),共用一根主軸,可不用軸封裝置,減少了泄漏的可能性。這種機(jī)型吸入的低溫制冷劑蒸氣往往先經(jīng)電機(jī),可以降低電機(jī)的溫升,這對(duì)提高機(jī)器的壽命有好處。另外噪音較低。生產(chǎn)用醫(yī)藥凍干機(jī)多用此種機(jī)型。
全封閉式壓縮機(jī)是將電機(jī)和壓縮機(jī)焊連于同一機(jī)殼內(nèi),它與半封閉式壓縮機(jī)不同的是焊后只能用切割拆卸,因而維修不便。
適合于制冷量小的小型制冷機(jī)。
(2)按級(jí)數(shù)分類有單級(jí)壓縮機(jī)、單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)。離心式壓縮機(jī)還有多級(jí)壓縮機(jī)。
(3)按所壓縮的制冷工質(zhì)分類有氨制冷壓縮機(jī)、氟制冷壓縮機(jī)以及其他工質(zhì)制冷壓縮機(jī)。
六、活塞式制冷壓縮機(jī)的性能表和性能曲線
同一臺(tái)壓縮機(jī),其使用工況(即蒸發(fā)溫度to、冷凝溫度tk、吸氣溫度t,和過冷溫度t,不同)和采用的制冷劑不同,其制冷量和功耗也不相同。一般制造商將所生產(chǎn)的壓縮機(jī)在所使用的制冷劑情況下,將其制冷量Q。和功率P.隨tk、t。的變化而變化的關(guān)系繪成曲線,稱為壓縮機(jī)的性能曲線,供用戶查閱,如圖1、圖2所示。有時(shí)也將上述關(guān)系制成表,如表3所示,用戶選用壓縮機(jī)時(shí)應(yīng)以這些圖或表的數(shù)據(jù)為依據(jù)。
圖1
圖2