首先应明确一点:空调不是仅仅靠“压缩机”来制冷/制热的。要达成一个完整的
此外,还有吸收式制冷机,和压缩式制冷机用电能作为驱动能源不同,吸收式制冷机利用外部热能作为驱动能源,这里不做讨论。
电能做机械功,使制冷剂在压缩机,冷凝器,膨胀阀,蒸发器构成的热力设备中进行压缩,冷凝,节流和蒸发四个热力过程的非自发制冷循环,使得热量从低温物体向高温物体发生转移。
压缩机相当于空调器的心脏,冷凝器相当于肺,膨胀阀相当于毛细血管,蒸发器相当于细胞,而制冷剂则是整个制冷循环过程的血液。
制冷剂一般为常压气态的化学物质,在压缩机中进行绝热压缩,此时制冷剂温度上升,压力升高。
高温高压的气态制冷剂进入冷凝器中放出热量,发生气-液相变化,变成高压液态制冷剂。这个过程是向外放热的。
液态制冷剂经过膨胀阀减压,变为低温低压的液态,进入蒸发器之后,发生液-气相变化,变为低温低压的气态制冷剂,这个过程是从外界吸热的。
然后气态制冷剂再流回压缩机,进行下一次循环过程。驱动压缩机压缩制冷剂的机械能就是电力。
那么蒸发器侧接触的低温物质,也会因被吸热而继续降温;冷凝器侧的高温物质,也会因为被放热而持续升温。
在空调制冷时,室内机就是蒸发器所在的位置,会持续从室内空气吸热,使得经过蒸发器的空气温度降低,再通过风扇吹出空气给房间降温。而房间内的热量则被转移到室外机的冷凝器,释放到外界大气中。
空调制热时,室内机和室外机的功能发生了互换,冷媒的流动方向是相反的(通过四通换向阀)。气态冷媒进入室内机冷凝器液化放热,在室外机减压气化吸热。让外界空气中的热量转移到室内,给室内空气升温取暖。
压缩机的分类和工作原理区别其它答主已经说得比较清楚了,以后再慢慢补充。感谢@知识库邀请。
空调即为“空气调节”的简称,是指对一特定空间内空气的温度、湿度、空气流动速度、空气清洁度进行人工调节,以满足人体舒适和工艺生产过程。
目前空调压缩机应用分为家用、车用、商用这三类,这三类应用分别使用了不同的空调压缩机。
按动力来源:电动压缩机、传统皮带轮压缩机,同时传统压缩机又分为定排量压缩机和变排量压缩机
压缩机分类方式多种多样,主要压缩机有6大类型:往复活塞式、螺杆式、转子式、涡旋式、离心式、旋叶压缩机。
当活塞式压缩机的曲轴旋转时,通过连杆的传动,活塞便做往复运动,由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞式压缩机的活塞从气缸盖处开始运动时,气缸内的工作容积逐渐增大,这时气体即沿着进气管,推开进气阀而进入气缸,直到工作容积变到最大时为止,进气阀关闭;活塞式压缩机的活塞反向运动时,气缸内工作容积缩小,气体压力升高,当气缸内压力达到并略高于排气压力时,排气阀打开,气体排出气缸,直到活塞运动到极限位置为止,排气阀关闭。当活塞式压缩机的活塞再次反向运动时,上述过程重复出现。总之,活塞式压缩机的曲轴旋转一周,活塞往复一次,气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程,即完成一个工作循环。
不论流量大小,都能得到所需要的压力,排气压力范围广,最高压力可达320MPa(工业应用),甚至700 MPa,(实验室中);单机能力为在500 m3 / min以下的任意流量;在一般的压力范围内,对材料的要求低,多采用普通的钢铁材料,加工较容易,造价也较低廉;热效率较高,一般大、中型机组绝热效率可达0.7 ~ 0.85左右;气量调节时,适应性强,即排气范围较广,且不受压力高低影响,能适应较广阔的压力范围和制冷量要求;气体的重度和特性对压缩机的工作性能影响不大,同一台压缩机可以用于不同的气体;驱动机比较简单,大都采用电动机,一般不调速,可维修性强;活塞压缩机技术上较为成熟,生产使用上积累了丰富的经验;
结构复杂笨重,易损件多,占地面积大,投资较高,维修工作量大,使用周期较短,但经过努力可以达到八千小时以上;转速不高,机器体积大而重,单机排气量一般小于500 m3 / min;机器运转中有振动;排气不连续,气流有脉动,容易引起管道振动,严重时往往因气流脉动、共振而造成管网或机件的损坏;流量调节采用补助容积或旁路阀,虽然简单、方便、可靠,但功率损失大,在部分载荷操作时效率降低;用油润滑的压缩机,气体中带油需要脱除;大型工厂采用多台压缩机组时,操作人员多或工作强度较大。
滚动转子式压缩机是一种容积型回转式压缩机,气缸工作容积的变化,是依靠一个偏心装置的圆筒形转子在气缸内的滚动来实现的。转子回转一周,将完成上一工作循环的压缩和排气过程及下一工作循环的吸气过程;由于不设进汽阀,吸气开始的时机和汽缸上吸气孔口位置有严格的对应关系,不随工况的变化而变动;由于设置了排汽阀,压缩终了的时机将随排气管中压力的变化而变动。
结构简单,体积小,重量轻,同活塞式压缩机比较,体积可减小40% ~50%,重量也可减轻40% ~ 50%;零部件少,特别是易损件少,同时相对运动部件之间的摩擦损失少,因而可靠性较高;仅滑片有较小的往复惯性力,旋转惯性力可完全平衡,转速可以较高,并且振动小,运转平稳;没有吸气阀,吸气时间长,余隙容积小,并且直接吸气,减小了吸气有害过热,所以其效率高。但其加工及装配精度要求高。由于没有气阀,可以用于输送污浊和带液滴、含粉尘的工艺用气体。
回转式压缩机的主要缺点是滑片与气缸壁面之间的泄漏、摩擦和磨损较大,限制了它的工作寿命及效率的提高;并且这种压缩机加工精度要求较高。如果采用双层滑片,运行时两块滑片的端部都与气缸内壁保持接触,形成两道密封线,并在两道密封线之间形成油封,大大降低了滑片端部的泄漏损失,减少摩擦力及摩擦损失,使机器的工作寿命及效率均有所提高。这种压缩机一旦在其轴承、主轴、滚轮或是滑片处发生磨损,间隙增大,马上会对其性能产生较明显的不良影响,因而它通常是用在工厂中整体装配的冰箱、空调器中,系统内也要求具有较高的清洁度。
涡旋压缩机中的主要部件是两个形状相同但角相位置相对错开180°的渐开线涡旋盘,其一是固定涡旋盘,而另一个是由偏心轴带动,其轴线绕着固定涡旋盘轴线做公转的绕行涡旋盘。
工作中两个涡旋盘在多处相切形成密封线,加上两个涡旋盘端面处的适当密封,从而形成好几个月牙形气腔。两个涡旋盘间公共切点处的密封线随着绕行涡旋盘的公转而沿着涡旋曲线不断转移,使这些月牙形气腔的形状大小一直在变化。压缩机的吸气口开在固定涡旋盘外壳的上部。当偏心轴顺时针旋转时,气体从吸气口进入吸气腔,相继被摄入到外围的与吸气腔相通的月牙形气腔里。随着这些外围月牙形气腔的闭合而不再与吸气腔相通,其密闭容积便逐渐被转移向固定涡旋盘的中心且不断缩小,气体被不断压缩而压力升高。
从具体结构上看,涡旋压缩机没有吸、排气阀,这大大提高了高速运转的可靠性。综合起来看,涡旋压缩机有以下几个主要特点:属于第三代压缩机,多个压缩腔同时工作,相邻压缩腔之间的气体压差小,气体泄漏量少,容积效率高,可达98%,比第二代压缩机转子压缩机效率高5%左右;驱动动涡盘运动的偏心轴可以高速旋转,因此,涡旋式压缩机体积小重量轻;动涡盘与主轴等运动部件的受力变化小,整机振动小;没有吸、排气阀,涡旋压缩机运转可靠,且特别适应于变转速运动和变频调速技术;涡旋压缩机的压缩腔是由涡旋型线构成的,为多室压缩机构,当动涡盘中心绕静涡盘中心作圆周运动时,各压缩腔容积随主轴转角发生变化,将相应地减小或扩大,由此实现气体的吸入、压缩和排气过程,由于吸排气过程几乎连续进行,整机噪声很低;轴向和径向柔性结构提高了涡旋压缩机的生产效率,而且保证轴向间隙和径向间隙的密封效果,不因摩擦和磨损而降低,即涡旋压缩机有可靠和有效的密封性,所以其制冷系数不是随运行时间的增加而减小,而是略有提高;涡旋压缩机有着良好的工作特性,性能主要受自身压缩比和吸气压力的影响,排气压力范围广,适用各种室内、外环境,确保压缩机一直在高能效比下运行,从而保证空调机组的能效比。在热泵式空调系统中,特别表现在制热性能高、稳定性好、安全性高;涡旋式压缩机无余隙容积,在结构上属于多室压缩,相邻的腔室内压力差别不是很大(近似连续变化),同时,动、静涡盘端面接触部的密封条靠轴向背压被压紧而使得动、静涡盘紧密接触,并在冷冻油的帮助下实现良好的密封效果,从而使得内泄漏几乎不存在;当密封条端平面被磨损后,可以沿轴向方向自动补偿,以保证动涡盘端面和静涡盘底面始终贴紧,而且压缩机工作时间越长,这些贴紧的相对运动面的配合越好,密封效果也越好,这些优点使得涡旋压缩机不存在二次压缩制冷剂气体的问题,是保持高容积效率运行的重要保障因素之一;力矩变化小,平衡性高,振动小,运转平稳,从而操作简便,易于实现自动化;因其自身运动部件少、没有往复运动机构,所以结构简单、体积小、重量轻、零件少(特别是易损件少),可靠性高,寿命在二十年以上。
其运动机件表面多是呈曲面形状,这些曲面的加工及其检验均较复杂,制造需高精度的加工设备及精确的调心装配技术,因此制造成本较高;其运动机件之间或运动机件与固定机件之间,常以保持一定的运动间隙来达到密封,气体通过间隙势必引起泄漏,这就限制了回转式压缩机难以达到较大的压缩比,因此,大多数回转式压缩机多在空调工况下使用。
螺杆压缩机是通过由五个凸齿组成的阳转子(以下简称为M转子)与由六个凹齿组成的阴转子(以下简称为F转子)的啮合形成齿形空间吸入冷媒,通过减小齿形空间来压缩冷媒至所定压力。螺杆压缩机的工作流程如下:
吸入行程:从在轴向到半径方向上开口的吸入口吸入冷媒。随着转子的回转,在转子下侧,啮合分开,齿沟长度增大,冷媒被吸入齿形空间;
压缩行程:从齿沟的吸入侧开始进行齿形的啮合,密封线渐渐向排出侧行进,齿形空间减少,进行压缩;通过随着冷媒一起吸入的润滑油,在转子间隙内形成油膜密封,同时对转子进行润滑。阳转子和阴转子渐渐靠近排出口进行压缩,压力升高;
排出行程:齿形空间与排出口连上,开始排出行程。此行程持续到排出端,直到齿形空间的冷媒被完全送出为止。
零部件少,易损件少,可靠性高;操作维护方便;没有不平衡惯性力,运转平稳安全,振动小;具有强制输气的特点,排气量几乎不受排气压力的影响,工况适应性强;螺杆压缩机的转子齿面实际上是有间隙的,因此对湿行程不敏感,能耐液击;排气温度低,可在较高压比的工况下运行;可实现制冷情无级调节,采用滑阀机构,使制冷量可从 15% ~ 100%进行无级调节,节省运行费用;容易实现自动化,可实现远程通信。
转子齿面是一空间曲面,需利用特制的刀具,在价格昂贵的设备上加工,机体零部件加工精度也有较高的要求,必须采用高精度设备;由于齿间容积周期性地与吸、排气口连通,故压缩机噪声高;由于受到转子刚度和轴承寿命等限制,压缩机内部只能依靠间隙密封,所以螺杆压缩机只能适用于中、低压范围,不能用于高压场合;由于喷油量大,油处理系统复杂,故机组附属设备多;螺杆压缩机依靠间隙密封气体,在小容积范围内不具有优越的性能。
离心式制冷压缩机的构造和工作原理与离心式鼓风机极为相似。但它的工作原理与活塞式压缩机有根本的区别,它不是利用汽缸容积减小的方式来提高气体的压力,而是依靠动能的变化来提高气体压力。
离心式压缩机具有带叶片的工作轮,当工作轮转动时,叶片就带动气体运动或者使气体得到动能,然后使部分动能转化为压力能从而提高气体的压力。这种压缩机由于它工作时不断地将制冷剂蒸汽吸入,又不断地沿半径方向被甩出去,所以称这种型式的压缩机为离心式压缩机。
离心式压缩机的气量大,结构简单紧凑,重量轻,机组尺寸小,占地面积小,相对于活塞式压缩机,在制冷量相同时,重量较活塞式轻五至八倍;由于它没有汽阀活塞环等易损部件,又没有曲柄连杆机构,运转平衡,操作可靠,运转率高,摩擦件少,因之备件需用量少,维护费用及人员少;工作轮和机壳之间没有摩擦,无需润滑。在化工流程中,离心式压缩机对化工介质可以做到绝对无油的压缩过程;离心式压缩机为一种回转运动的机器,它适宜于工业汽轮机或燃汽轮机直接拖动。对一般大型化工厂,常用副产蒸汽驱动工业汽轮机作动力,为热能综合利用提供了可能。
离心式压缩机目前还不适用于气量太小及压比过高的场合,并且由于适宜采用分子量比较大的制冷剂,故只适用于大制冷量,一般都在25 ~ 30万大卡 / 时以上;离心式压缩机的稳定工况区较窄,其气量调节虽较方便,但经济性较差;目前离心式压缩机效率一般比活塞式压缩机低;一般要用增速齿轮传动,转速较高,对轴端密封要求高,这些均增加了制造上的困难和结构上的复杂性。
旋转叶片式压缩机,也叫滑片机、旋叶机。顾名思义,是通过转动叶片来实现气体压缩,最终将实现机械能转化成风能的一种压缩机。它属于容积式压缩机的一种。
旋转叶片式压缩机的气缸形状有圆形和椭圆形2种。在圆形气缸中,转子的主轴与气缸的圆心有一个偏,合距,使转子紧贴在气缸内表面的吸、排气孔之间。在椭圆形气缸中,转子的主轴和椭圆中心重合。
转子上的叶片将气缸分成几个空间,当主轴带动转子旋转一周时,这些空间的容积不断发生变化,制冷剂蒸气在这些空间内也发生体积和温度上的变化。旋转叶片式压缩机没有吸气阀,因为叶片能完成吸入和压缩制冷剂的任务。如果有2个叶片,则主轴旋转一周有2次排气过程。叶片越多,压缩机的排气波动就越小。
作为第3代压缩机,由于旋转叶片式压缩机的体积和重量可以做到很小,易于在狭小的发动机舱内进行布置,加之噪声和振动小以及容积效率高等优点,在汽车空调系统中也得到了一定的应用。但是旋转叶片式压缩机对加工精度要求很高,制造成本较高。
⑷按结构型式分类:压缩机----容积式、速度式。容积式----回转式(包括螺杆式、滑片式、罗茨式)、往复式(包括活塞式、隔膜式)。速度式----离心式、轴流式、喷射式、混流式。
但一般情况下,我们通常以原理来给制冷压缩机的分类。如下图,用一张图来表示,非常容易看懂理解。
一般中小型制冷空调系统中,压缩机常用采用全封闭式结构,将作为原动力的电动机和压缩制冷剂的压缩机密封在一个容器内,里面装入使运行平滑的润滑油和润滑机构。常见的空调器压缩机有三种类型:往复活塞式压缩机、旋转式压缩机和涡旋式压缩机。
往复活塞式压缩机主要由汽缸、活塞、曲轴和连杆机构组成,曲轴由电动机带动旋转,并通过连杆使活塞在汽缸中作上下往复运动,压缩机每完成一次循环,曲轴旋转一周,依次进行一次压缩、排气、膨胀和吸气过程,压缩机在电动机的带动下连续运转,活塞在汽缸内往复不断运动,实现制冷循环。
旋转式压缩机上部是电动机,下部是压缩机,整个气缸几乎全部浸在冷冻油中,气缸里面的转子由偏心轴带动,在气缸内沿着缸壁面滚动,气缸壁面有一条穿通的槽,槽内有一滑块,它们的配合精度很高,滑块与转子之间配合,在槽内滑动,它在弹簧的作用下与转子外圆壁面紧密接触,组成动密封,将转子与气缸壁之间的空间分成进气腔与压缩腔两部分,偏心轴每转动一周,进气腔进气的同时,压缩腔完成压缩与排气过程,旋转式压缩机主的要特征是旁边有一个气液分离器(贮液器)。
涡旋式压缩机是由一个固定的渐开线涡旋盘和一个呈偏心回旋平动的渐开线运动涡旋盘组成可压缩容积的压缩机。涡旋压缩机的独特设计,使其成为当今世界节能压缩机。涡旋压缩机主要运行件涡盘只有龊合没有磨损,因而寿命更长,被誉为免维修压缩机。涡旋压缩机运行平稳、振动小、工作环境宁静,又被誉为‘超静压缩机’。涡旋式压缩机结构新颖、精密,具有体积小、噪音低、重量轻、振动小、能耗小、寿命长、输气连续平稳、运行可靠、气源清洁等优点。
中国控股压缩机品牌:西安大金庆安、四川长虹东元、中山格兰仕、珠海凌达(格力系)、上海日立海立(海信系)、美芝GMCC(美的系)、春兰压缩机。
合资压缩机品牌:TCL瑞智(惠州)、松下万宝(广州)、华润三洋(沈阳)(现在叫松下)、飞达仕东方(西安)。
日本压缩机品牌:东芝开利、三菱电机、三菱重工、松下Panasonic、SANYO (松下系)、日立HITACHI、恩不拉科(日本电产Nidec,原产巴西)。
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