制冷系统基础知识 制冷压缩机概述

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　　制冷压缩机概述：

　　压缩机为制冷系统中的核心设备，只有通过它将电能转换为机械功，把低温低压气态制冷剂压缩为高温高压气体，才能保证制冷的循环进行。在蒸汽压缩式制冷系统中，把制冷剂从低压提升为高压，并使制冷剂不断循环流动，从而使系统不断将内部热量排放到高于系统温度的环境中。制冷压缩机是制冷系统的心脏，制冷系统通过压缩机输入电能，从而将热量从低温环境排放到高温环境。制冷压缩机的能效比决定整个制冷系统的能效比。由于环境温度是经常变化的，故制冷压缩机大部分时间是处于部分负荷状态，因此制冷压缩机要具有能量调节。
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　　毫不夸张地说，压缩机是制冷系统的心脏，无论是空调、冷库、化工制冷工艺等等工况都要有压缩机这个重要的环节来做保障！
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0 {- ?! p; n- K　　压缩机的分类
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; L% U& Q4 a2 S! M; w0 X+ A  {, j　　制冷压缩机种类和形式很多，根据工作方式可分容积型和速度型两类，其中容积式是最为普遍的。

+ J+ J0 }( |+ g" h8 g1 ?( I/ A　　1、速度型压缩机

$ A. I" ]: f# l, G2 l9 P+ p　　速度型压缩机又分为轴流式、离心式和混流式三种。
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' S7 p4 h* I% W4 P5 i1 x　　速度型压缩机靠气体在高速旋转叶轮的作用下，得到巨大的动能，随后在扩压器急剧降速，使气体的动能转变为势能，也就是压力能。离心式压缩机和轴流式压缩机是这类机器的主要形式，喷射式压缩机也应属于此类。

9 f" _# o" ^, z4 {　　2、容积型压缩机
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' q" C8 x8 ^% C+ E3 m# b* T　　容积型压缩机又分为往复式活塞式和回转式两种。

　　（1）往复活塞式是通过活塞在气缸内做往复运动改变气体工作容积；活塞式压缩机历史悠久，生产技术成熟。

1 p, q5 t% N9 m4 U) C　　（2）回转式压缩机包括刮片（滑片）旋转式压缩机、螺杆式压缩机，目前国内生产的空调器多数采用旋转式压缩机；螺杆式压缩机主要用于大型制冷设备,现在一些大型商场办公楼内也有很多采用螺杆式压缩机。


1 x, o) y+ B  C4 V. p# u　　图1常用压缩机分类特征、容量范围、主要用途及特点

　　容积式压缩机具体分类：
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　　（1）容积式：是依靠容积的周期性变化来实现流体的增压与输送。利用机械能以改变机器内腔容积方式，实现连续吸气、压缩、排气过程。

　　A．活塞式：依靠活塞在气缸内作往复运动，周期性地改变气缸中的气体容积。如：往复泵、活塞式压缩机。
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+ G* f: z0 Y6 a/ a' M$ L　　依外部构造分为：
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/ [" p( b: f6 y( c* l0 W1 Z　　①全封闭制冷压缩机：制冷量小于60KW，多用于空调机和小型制冷设备中。

　　驱动电机和运动部件封闭在同一空间里，结构紧凑，密封性好，噪声低。但功率较小，不易维修。
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　　美优乐全封闭压缩机泰康全封闭压缩机
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　　常见品牌：法美巴西泰康，法美优乐，美谷轮﹑布里斯托，丹麦丹佛斯，意大利恩布拉克﹑伊莱克斯，日本日立﹑松下﹑东芝﹑三洋，三菱﹑DAKIN大金，韩LG，中国春兰等。

　　②半封闭制冷压缩机分类：制冷量60～600KW，可用于各种空调﹑制冷设备中。

　　由曲轴箱机体与电机外壳共同构成密闭的空间，工作稳定寿命长，制冷能力较大，可用于多种工况，可维修，但噪声稍高。分为单级压缩型（常规型，碟阀型，卸载型，连通型）和双级压缩型。
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　　雪梅半封闭式压缩机三洋半封闭式压缩机
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, W; I, `. K9 Q+ W  R　　常见品牌：美德谷轮，德比泽尔﹑博克﹑格拉索，意大利富士豪﹑莱富康，日本三菱﹑日立﹑三洋，中国泰州雪梅﹑大连冰山﹑南京五洲等。

　　③开启式制冷压缩机分类：

　　压缩机和电机分别为两个设备于外部连接，结构复杂笨重，工作不稳定，已近于淘汰。
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　　B．回转式：是借助于转子在气缸内作回转运动，周期性地改变转子与气缸的相对位置，即改变它所包容的气体体积。如：滑片泵、螺杆泵、齿轮泵。

　　依内部构造制冷压缩机分类：

5 {) K  ]: e. x　　①滚动转子式制冷压缩机：制冷量8～12KW，多用于小型空调机和制冷设备中。

0 D& @7 w; u9 G- w　　全封闭式，结构紧凑，密封性好，噪声低。但功率较小，不易维修。


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: R; c7 W' m  J1 v& i/ w　　百福马压缩机三菱压缩机

! G6 s  G4 \* Q1 C' u7 ~　　常见品牌：日本三菱﹑日立﹑松下﹑三洋﹑东芝，中国庆安﹑黄石东贝等。
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　　②：制冷量8～150KW，可用于各种空调﹑制冷设备中。
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. T2 [/ P) Z  p. a# ^; h　　全封闭式，结构简单紧凑，工作性能高，密封性好，噪声低，为今后主导机型。
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8 o. I  v6 c8 M: f% S# x　　大金涡旋式制冷压缩机丹佛斯涡旋式制冷压缩机
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+ O7 \: i+ U* s! [6 ?　　常见制冷压缩机品牌：美德谷轮，法美优乐，日本日立﹑松下﹑大金﹑三洋，中国春兰等。
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: r0 v/ I3 L+ b1 t1 p) h/ F　　③螺杆式制冷压缩机：制冷量100～1200KW，可用于大中型空调﹑制冷设备中。

! Q) x# n: |* @. H　　半封闭式，结构紧凑，工作性能高，制冷能力大并可进行无级调节，但润滑油系统较复杂，噪声较高。分为单，双螺杆型。
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　　富士豪螺杆活塞制冷压缩机比泽尔螺杆式压缩机

　　常见制冷压缩机分类品牌：德比泽尔﹑格拉索，意大利富士豪﹑莱富康﹑多菱，日本日立﹑大金﹑三菱重工﹑神钢，韩国，国外，台湾复盛﹑汉钟，中国重庆嘉陵﹑大连冰山等。
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　　（2）透平式：依靠高速旋转的工作叶轮，将机械能传递给流体介质，并转化成流体的压力能。根据介质在叶轮内的流动方向，分为：
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- W0 K7 w5 U# h! q- S+ ~+ W: t( }　　A．离心式：在其纵剖面上气流是沿半径方向流动的。

　　离心式制冷压缩机：靠离心力的作用，连续将吸入的气体压缩。

　　制冷量最大可达30000KW，用于大型空调﹑制冷设备中。
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　　工作稳定，性能高寿命长，制冷能力大，可进行无级调节。

　　常见品牌：美TRANE特灵﹑CARRIER开利﹑YORK约克和MCQUAY麦克维尔，日本MITSUBISHI三菱重工﹑HITACHI日立和EBARA，瑞士SULZER，韩国和中国厂家等。

' D. P* Y8 o4 [6 n# `% p4 A　　B.轴流式：在其纵剖面上气流是沿轴线方向流动的。
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　　根据工作原理分类可分为定排量压缩机和变排量压缩机。

　　1、定排量压缩机

　　定排量压缩机的排气量是随着发动机的转速的提高而成比例提高的，它不能根据制冷的需求而自动改变功率输，而且对发动机油耗的影响比较大。它的控制一般通过采集蒸发器出风口的温度信号来实现，当温度达到设定的温度，压缩机停止工作；当温度升高后，压缩机开始运作。定排量压缩机也受空调系统压力的控制，当管路内压力过高时，压缩机停止工作。
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　　2、变排量压缩机

　　变排量压缩机可以根据设定的温度自动调节功率输出。空调控制系统不采集蒸发器出风口的温度信号，而是根据空调管路内压力变化信号来控制压缩机的压缩比从而自动调节出风口温度。在制冷的全过程中，压缩机始终是工作的，制冷强度的调节完全依赖装在压缩机内部的压力调节阀来控制。当空调管路内高压端压力过高时，压力调节阀缩短压缩机内活塞行程以减小压缩比，这样就会降低制冷强度。当高压端压力下降到一定程度，低压端压力上升到一定程度时，压力调节阀则增大活塞行程以提高制冷强度。

　　压缩机常见故障及故障原因分析

: D3 O  ~$ Y$ E8 n' Q　　1、排气量不足是与压缩机的设计气量相比而言。主要可从下述几方面考虑：

　　（1）进气滤清器的故障：积垢堵塞，使排气量减少；吸气管太长，管径太小，致使吸气阻力增大影响了气量，要定期清洗滤清器。

0 I0 N8 q- M. i2 F: J　　（2）压缩机转速降低使排气量降低：空气压缩机使用不当，因空气压缩机的排气量是按一定的海拔高度、吸气温度、湿度设计的，当把它使用在超过上述标准的高原上时，吸气压力降低等，排气量必然降低。

　　（3）气缸、活塞、活塞环磨损严重、超差、使有关间隙增大，泄漏量增大，影响到了排气量。属于正常磨时，需及时更换易损件，如活塞环等。属于安装不正确，间隙留得不合适时，应按图纸给予纠正，如无图纸时，可取经验资料，对于活塞与气缸之间沿圆周的间隙，如为铸铁活塞时，间隙值为气缸直径的0.06／100～0.09／100；对于铝合金活塞，间隙为气径直径的0.12／100～0.18／100；钢活塞可取铝合金活塞的较小值。
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9 n2 G7 q# \9 i* n　　（4）填料函不严产生漏气使气量降低。其原因首先是填料函本身制造时不合要求；其次可能是由于在安装时，活塞杆与填料函中心对中不好，产生磨损、拉伤等造成漏气；一般在填料函处加注润滑油，它起润滑、密封、冷却作用。

& a. z6 @- y1 G: C! P* @　　（5）压缩机吸、排气阀的故障对排气量的影响。阀座与阀片间掉入金属碎片或其它杂物，关闭不严，形成漏气。这不仅影响排气量，而且还影响间级压力和温度的变化；阀座与阀片接触不严形成漏气而影响了排气量，一个是制造质量问题，如阀片翘曲等，第二是由于阀座与阀片磨损严重而形成漏气。

　　（6）气阀弹簧力与气体力匹配的不好。弹力过强则使阀片开启迟缓，弹力太弱则阀片关闭不及时，这些不仅影响了气量，而且会影响到功率的增加，以及气阀阀片、弹簧的寿命。同时，也会影响到气体压力和温度的变化。
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　　（7）压紧气阀的压紧力不当。压紧力小，则要漏气，当然太紧也不行，会使阀罩变形、损坏，一般压紧力可用下式计算：p=kπ/4D2P2，D为阀腔直径，P2为最大气体压力，K为大于1的值，一般取1.5～2.5，低压时K＝1.5～2.0，高压时K＝1.5～2.5。这样取K，实践证明是好的。气阀有了故障，阀盖必然发热，同时压力也不正常。

　　2、排气温度不正常

& C; R$ o; a/ I  `& l　　排气温度不正常是指其高于设计值。从理论上进，影响排气温度增高的因素有：进气温度、压力比、以及压缩指数(对于空气压缩指数K＝1.4)。实际情况影响到吸气温度高的因素如：中间冷却效率低，或者中冷器内水垢结多影响到换热，则后面级的吸气温度必然要高，排气温度也会高。气阀漏气，活塞环漏气，不仅影响到排气温度升高，而且也会使级间压力变化，只要压力比高于正常值就会使排气温度升高。此外，水冷式机器，缺水或水量不足均会使排气温度升高。
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　　3、压力不正常以及排气压力降低
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　　压缩机排出的气量在额定压力下不能满足使用者的流量要求，则排气压力必然要降低，所要排气压力降低是现象，其实质是排气量不能满足使用者的要求。此时，只好另换一台排气压力相同，而排气量大的机器。影响级间压力不正常的主要原因是气阀漏气或活塞环磨损后漏气，故应从这些方面去找原因和采取措施。

　　4、不正常的响声
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　　压缩机若某些件发生故障时，将会发出异常的响声，一般来讲，操作人员是可以判别出异常的响声的。活塞与缸盖间隙过小，直接撞击；活塞杆与活塞连接螺帽松动或脱扣，活塞端面丝堵桧，活塞向上串动碰撞气缸盖，气缸中掉入金属碎片以及气缸中积聚水份等均可在气缸内发出敲击声。曲轴箱内曲轴瓦螺栓、螺帽、连杆螺栓、十字头螺栓松动、脱扣、折断等，轴径磨损严重间隙增大，十字头销与衬套配合间隙过大或磨损严重等等均可在曲轴箱内发出撞击声。排气阀片折断，阀弹簧松软或损坏，负荷调节器调得不当等等均可在阀腔内发出敲击声。由此去找故障和采取措施。

3 w6 d7 X* `- \* B; g　　5、过热故障

　　在曲轴和轴承、十字头与滑板、填料与活塞杆等摩擦处，温度超过规定的数值称之为过热。过热所带来的后果：一个是加快摩擦副间的磨损，二是过热量的热不断积聚直致烧毁摩擦面以及烧抱而造成机器重大的事故。造成轴承过热的原因主要有：轴承与轴颈贴合不均匀或接触面积过小；轴承偏斜曲轴弯曲、扭；润滑油粘度太小，油路堵塞，油泵有故障造成断油等；安装时没有找平，没有找好间隙，主轴与电机轴没有找正，两轴有倾斜等。

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