空調器壓縮機目前仍廣泛采用效率高、重量輕、體積小的滾動轉子式壓縮機,往復(曲軸連桿)活塞式壓縮機已很少使用。這兩種壓縮機的原理已在電冰箱中介紹。渦旋式壓縮機結構新穎、精密,具有體積小、噪音低、重量輕、振動小、能耗小、壽命長、輸氣連續平穩、運行可靠、氣源清潔等優點。渦旋壓縮機是當今世界節能壓縮機,被譽為“新革命壓縮機”。渦旋壓縮機主要運行件渦盤只有磨損很小,因而壽命更長,被譽為“免維修壓縮機”。渦旋壓縮機運行平穩、振動小、工作環境寧靜,又被譽為“超靜壓縮機”。下面作重點介紹。
氣態制冷劑在渦旋定子、渦旋轉子以及支承端蓋板(圖上與定子做成一體)之間構成的空間內壓縮。在渦旋定子的圓周上設置吸氣口,在端蓋中心設置排氣口。
渦旋式壓縮機結構圖
渦旋轉子隨著曲軸轉動,以與定子偏心為半徑進行公轉,為了防止渦旋轉子自轉,設有防自轉環,該環上部和下部的突出鍵互成90度,呈“+字形”環,分別嵌入渦旋轉子和殼體的鍵槽內,有了十字環聯接件,就可以使曲軸的旋轉運動變為轉子的平移轉動。
渦旋定子和渦旋轉子的渦旋形狀基本相同,而渦旋線相位差180度,且軸線以偏心為之組合在一起。
在兩渦旋之間構成四個壓縮腔,每個壓縮腔呈月牙形。下圖(a)為吸氣終了壓縮腔的狀態。之后渦旋轉子每隔90度轉角順時針作圓周軌道運動,其情況分別見下圖(b)、(c)、(d)、最后到(d)完成一個周期。
如以渦旋轉子的渦旋線與渦旋定子的渦旋相切點A為基點,該A點在轉子平移轉動中是移動的,如圖所示。由此可以看出,這種壓縮腔是一邊向中心移動,一邊縮小容積的一種壓縮機構。
渦旋式壓縮機壓縮原理圖
渦旋式制冷壓縮機,構造簡單,不需要進排氣閥組,具有較高的容積效率,力矩變化小,振動小、噪聲低。渦旋式壓縮機與同規格往復活塞式壓縮機相比,總的絕熱效率提高10%,噪聲降低約5dB,體積減小40%,重量減輕15%。
名義制冷量工況
空調壓縮機銘牌上的制冷量、電流、功率是在名義制冷量工況下測得的,它與空調器的名義制冷量測試工況不同。
我國原機械部部頒標準JB2941-81規定,壓縮機名義制冷量測試工況(空調工況)如下:
蒸發溫度 5℃
冷凝溫度 40℃
吸氣溫度 15℃
過冷溫度 35℃
環境溫度 30±5℃
國外空調器用全封閉壓縮機,如泰康牌、日立腳、樂聲牌等銘牌上的制冷量都按
美國ASHRAE標準規定的制冷工況測得。
ASHRAE標準規定的名義制冷量工況如下:
蒸發溫度: 45℉(7.2℃)
冷凝溫度: 130℉(54.4℃)
吸氣溫度: 95℉(35℃)
過冷溫度: 115℉(46.1℃)
環境溫度: 95℉(35℃)
我國壓縮機實測制冷量一般不能比鉻牌制冷量低7%,而國外不能低于5%,壓縮機制冷量大多為負偏差。所以在選用國內外壓縮機時,必須考慮此因素。
壓縮機的性能曲線
壓縮機的性能曲線表示了在一定的蒸發溫度、冷凝溫度下,壓縮機的制冷量、工作電流,輸入功率的大小。
下圖為名義制冷量3000大卡/時某窗式空調器所采用的日立牌WAll3AX壓縮機性能曲線。例如:吸氣溫度為35℃、環境溫度為35℃、過冷溫度為8.3℃時,蒸發溫度為5℃、冷凝溫度為55℃,從壓縮機性能曲線可查出制冷量為3040大卡/時(3.53KW),電流為6.25安,輸入功率約為1440瓦。
利用性能曲線可對壓縮機的性能進行分析。當冷凝溫度一定時,蒸發溫度越低,壓縮機制冷量就越小,此時消耗的功率也隨之降低。當蒸發溫度一定時,冷凝溫度升高,壓縮機制冷量下降,輸人功率增加,性能系數減小。
WA113AX壓縮機性能曲線