基本原理
液态制冷剂吸热蒸发变成气态,使得制冷系统降温,制冷剂在蒸发过程中受到挤压,进冷凝器再冷凝成液态,周而复始,循环往复,压缩机实现制冷剂的流通与压缩。
压力大
在单位面积内受到的垂直作用力叫做压力,也叫压强。在自然界中,物体受到外界力作用时都会产生相应的变化,这种现象就叫做受力变形。气体在器壁上形成的压力,就是因为大量气体分子连续移动碰撞容器壁而造成,其结果是在器壁处形成了压力。
测量气体
绝对压力就是装置内或某一处实际存在的压力,相当于表压力和局部大气压力的总和。
P绝=P表+B
表压力就是装置内或者某一处的绝对压力和局部大气压力这两者之间的差值。
P表=P绝-B
所谓真空度,就是装置内或某一个地方绝对压力低于当地大气压力之值。
P真=B-P绝
在国际单位制中,压力的单位是帕斯卡 简称帕Pa,1 Pa=1牛顿 N/米2 m2
在英制单位里,压力是以Psi表示,1 Psi等于一磅 N/英寸 in2
Psia是绝对压力,Psig是表压力
物理学将纬度450海平面全年平均大气压定为标准大气压 atm。
1atm=1.013*105Pa=760mmHg=14.7Psia=29.9″Hg 1atm=1.013*105Pa=760mmHg=14.7Psia=29.9″Hg
大气压力由大气层内空气重量引起,其大小因位置,高度及气候条件等因素而异。
压力测量重点
1、Psia表示绝对压力
2、Psig表示表压力。它反映了在一定时间内,该设备对外界环境变化所产生的一种适应能力。表压力为装置内绝对压力和局部大气压力之差。P表=P绝-B
3、大气压力会发生变化,在测定容器内压力时,要把表压折算为绝对压力。
4、在把表压转换成绝对压力时,要先测大气压再和表压加起来。
5、绝对压力低于本地大气压的现象,叫做真空。测量单位采用mmHg inHg。
3种压缩机,活塞式,回转式和离心式
1、活塞式压缩机
活塞式压缩机分为单缸与多缸,气缸的布置方式分为Z型,V型,W型,S型等数种。
活塞式压缩机主要零件:气缸,活塞,连杆,曲轴,汽阀。
活塞上下左右移动吸出气体,被压缩的气体被排出。
开启式压缩机等,它的曲轴延伸出机体,并通过联轴器或者皮带轮连接电动机,曲轴的伸出端安装有轴封装置,为了防止制冷剂泄漏。电机轴插入机体内并装有轴承,由螺钉将轴承固定在主轴体上,使电动机带动转子旋转而转动。半封闭式压缩机本体与电动机外壳浇铸在一起,形成封闭的机身,压缩机仍然开有工作孔的盖板与机体螺栓联接,可以拆卸检查。该机结构简单,紧凑合理,体积小,重量轻,噪音低。该机无需轴封且密封性能良好。
全封闭式压缩机电动机和压缩机一起安装在一个密闭壳体中,一般情况下无法拆卸和检查,这就需要机器能可靠地使用。
活塞式压缩机最为普遍,在空调,冷库和工业生产等领域有着广泛的用途。
2、回转式压缩机
滚动转子式压缩机的主要特点是:当汽缸的中心旋转时,转子的外侧沿着汽缸的内侧滚动,二者间形成回转的月牙形空间,滑片依靠弹簧紧压于转子的外表百,形成接触密封线,把月牙的空间分隔为两部分,分别连接吸入口及排气口 通过排气阀,时刻著转子旋转,气体被源源不断的吸入、压缩,然后被排出体外。
滑片式压缩机由机体,转子,滑片等3个部件构成。
汽缸的内壁和转子的外表因偏心而形成月牙形的空间,滑片由于转子转动产生离心力,紧帖在汽缸内壁,将月牙形的空间分割为多个扇形单元的体积。当气流从定子进气口进入时,在一定条件下将被压缩成气态。随转子旋转,气体被源源不断的吸入、压缩,然后再排出体外。
螺杆式压缩机是由机体和转子两大部分构成。
阴阳转子互相啮合,进行回转运动,借助环绕该对转子的机体和两端封盖,使得转子齿面和汽缸内壁面之间形成的空间容积做周期性变化,由此将吸入的气体沿着转子的轴向压缩到一定的压力,然后再将气体排出。
3、离心式压缩机
离心式压缩机主要包括叶轮,吸气室,扩压器,回流器和蜗壳。
通过吸气室的吸气,在叶轮内流动,在高速转动叶轮驱动下,转速增加,并且受到离心力和叶轮流道内扩压流动,使压力增大,这时,气体具有很高的流量,通过扩压器,将流速的减小百变为压力能,使得气体压力进一步增大并通过蜗壳流出。
离心式压缩机用于大冷量的系统。
压缩机3种功能
1、设定要求压差
才能将气体凝结成液体,低压状态蒸发制冷剂压力须增加,系统内制冷剂所要挥发的那一部分是在低压下,需要凝结的部位是在高压状态下。因此,在制冷循环过程中,压缩和冷凝这两个环节是同时进行的。位于压缩机吸气侧的那段区域叫做低压侧,位于压缩机排气侧,称高压侧。
高压与低压之间的压力值决定了冷凝器与蒸发器之间系统内部制冷剂的工作温度。由于制冷装置的工作环境温度较低,因此制冷剂在低压侧有可能发生蒸发或冷凝现象而造成能量损失。制冷剂采用R12时,空调系统,压缩机停机后,如果这时气温在800F,那么制冷剂的低压侧与高压侧的压力都达到了84.3Psig,制冷剂不蒸发,不凝结。
对R12来说,压缩机工作时,排气压力有可能升至117.4Psig,这时相应的气温是1000F。通过分析压缩机在工作过程中排热情况,得出了在此工况下系统内的最高效率点和最佳排气量。1000F制冷剂向800F空气传热,制冷剂凝结成液体。因此可以认为该系统是一个不稳定的循环过程。同时,因压缩机吸气作用,蒸发压力下降至84.3Psig,制冷剂温度降至800F以下,这样就可以吸收空气的热。
以实现蒸发温度400F,蒸发压力一定要达到37Psig。如果在真空环境下进行蒸发的话,则会产生较高的温度。要让温度降低如00F,蒸发压力须降至9.2Psig以下。如果蒸发系统是在真空环境下进行工作的,则要求真空级别很高。为了让温度达到-400F,蒸发压力要求真空度为10.9inHg。
压缩比:相当于压缩机绝对排气压力比。
对蒸发温度400F时,压缩比为2.4易于实现,对00F来说,实现5.6有一定的难度,对-400F来说,实现14.2的难度。压缩比越小,对气体流量要求越高。蒸发温度高,要求压缩比越大,压缩机效率越不高。
由于在高压缩比时,压缩机效率及安全性都受到了一定程度上的影响,大多数工程应用上将压缩比仅限于10比1以下,甚至在7比1以下。当然也不能排除一些小型压缩机及特殊设计压缩机压缩比大,可以达到12比1,甚至更高。
2、吸足制冷剂
制冷剂吸入量主要由运行温度决定,运行温度高,达到相同制冷量时,制冷剂用量越多。如果环境温度高于一定值时,由于蒸发器中蒸发压力降低,会使进入压缩机内的气体压缩膨胀后体积增大,从而导致制冷能力下降。这意味着对相同负载进行降温,当温度比较高时,则要求压缩机比较大。
相同转速成条件下,压缩机抽吸定量制冷剂,但是随蒸发温度变化而变化,它的制冷在屯里不一样,假设压缩机在400F时的制冷量为8tons,在00F时只有4tons,在-400F时只有1tons。
制冷量不一样,要求电动机不一样。蒸发温度400F,压缩机制冷量大,所需电动机功率亦较高,同一台压缩机,当它工作于更低的蒸发温度时,制冷量就会更低,功率越低,电动机越能满足需要,蒸发温度-400F下运行的压缩机配套电动机,远远满足不了蒸发温度400F下压缩机工做。
3、适合所使用制冷剂使用。
在设计压缩机时,应考虑所用制冷剂中的某些制冷剂如氨等,压缩之后的温度较高,在氨用压缩机设计中,需要使用水或者制冷剂来对冷却套进行降温,以及被压缩的温度不太高的制冷剂如R12等,压缩机设计时只需要散热片。
压缩机各零部件材质亦应予以考虑,例如,氨会腐蚀铜和它的合金,但R12及某些氟里昂会腐蚀塑料及橡胶。
压缩机分类
任何压缩机都不可能满足多种工作需要。
压缩机可以通过不同的途径进行分类,例如所用制冷剂、制冷量。目前在工业上应用最广泛的是离心式压缩机和螺杆式压缩机两种类型。压缩机根据蒸发温度的不同可以分为:高温 H,中温 M,低温 L,超低温 XL等
小结
蒸汽压缩机3个型号
活塞式压缩机最为普遍,其制冷量通常为1~50 tons甚至更高。
回转式压缩机一般用于制冷、空调等领域。
离心式压缩机的制冷量大,通常应用于大冷量系统。
不论哪种压缩机形式,也不论制冷量是大还是小,它必须完成以下几项基本任务:
1、设定要求压差
2、吸足制冷剂
3、适合所使用制冷剂使用