制冷壓縮機小型制冷設(shè)備選用
1.制冷壓縮機是制冷設(shè)備中關(guān)鍵配件，一般情況下小型制冷設(shè)備選用全封閉制冷壓縮機也有選用半封閉的，中型制冷設(shè)備選用半封閉制冷壓縮機，大型制冷設(shè)備選用半封閉并聯(lián)制冷壓縮機組或螺桿式壓縮機。
2.全封閉制冷壓縮機有活塞式和渦旋式。
3.半封閉制冷壓縮機有活塞式和螺桿式。
4.小型制冷設(shè)備的制冷壓縮機與冷凝器等配件組裝在一起稱作制冷機組，制冷機組有水冷機組和風冷機組之分。小型以風冷制冷設(shè)備為首選，    結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、易安裝、操作方便、附屬設(shè)備少等優(yōu)點，這種制冷設(shè)備是比較常用的，水冷卻的制冷設(shè)備可用于所有的大、中、小制冷系統(tǒng)中。
    根據(jù)制冷壓縮機的工作原理，可分為容積型和速度型兩大類。
在容積型壓縮機中，氣體壓力靠可變?nèi)莘e被強制縮小來提高，常用的容積型壓縮機有往復(fù)式活塞壓縮機、回轉(zhuǎn)式壓縮機、螺桿式壓縮機及滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機。
    在速度型壓縮機中，氣體壓力的提高是由氣體的動能轉(zhuǎn)化而來。常用的速度型壓縮機有離心式壓縮機。 　
制冷壓縮機是制冷系統(tǒng)的核心耗能部件，提高制冷系統(tǒng)效率的最直接有效手段是提高壓縮機的效率，它將帶來系統(tǒng)能耗的顯著降低。同時這樣還能避免僅在系統(tǒng)上采取措施（如一味加大換熱器面積等）所造成的材料消耗的大量增加。隨著世界上能源緊缺形勢的日益嚴重，各個國家越來越重視節(jié)能工作、對耗能產(chǎn)品的效率提出了越來越高的要求。由于各種損失諸如摩擦、泄漏、有害傳熱、電機損失、流動阻力、噪聲振動等的存在，壓縮機工作時實際效率遠低于理論效率。因此，從理論上講，任何能夠降低任意一種損失的措施都能夠提高壓縮機的效率。這一客觀事實導(dǎo)致了對壓縮機的節(jié)能研究范圍廣、方向?qū)挘�研究課題與研究成果多種多樣。 國際上對壓縮機的節(jié)能研究工作主要集中在幾個方面：研究潤滑特性、壓縮機軸承部位的摩擦特性以降低摩擦功耗、提高壓縮機效率；降低泄漏損失以提高壓縮機的效率；采用變頻或變?nèi)菁夹g(shù)通過制冷系統(tǒng)的出力與用戶負荷的最佳匹配來實現(xiàn)節(jié)能，有關(guān)這方面的內(nèi)容特別是變頻技術(shù)已相對較為成熟且廣為人知。氣閥的研究是一個古老的課題但也是一個永恒的課題，改進氣閥的設(shè)計以提高壓縮機效率的研究永無止境也永有收獲。這方面的研究非常之多，從氣閥材料、運動規(guī)律、結(jié)構(gòu)優(yōu)化到適用理論、測試方法等包羅萬象�？傊�，關(guān)于壓縮機節(jié)能方面的研究已成為制冷行業(yè)的一個首要熱點問題。
容積型制冷壓縮機.　　
    容積型壓縮機是全封閉制冷壓縮機靠工作腔容積的改變來實現(xiàn)吸汽、壓縮、排汽等過程。屬于這類壓縮機的有往復(fù)式壓縮機和回轉(zhuǎn)式壓縮機。速度型壓縮機是靠高速旋轉(zhuǎn)的T作I1"輪對蒸氣做功，壓力升高，并完成輸送蒸氣的任務(wù)。屬于這類壓縮機的有離心式和軸流式壓縮機，常用的是離心式壓縮機。 它應(yīng)用比較廣泛，制造技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡單，而且對加工材料和加工lT藝要求較低，造價比較低，適應(yīng)性強，能適應(yīng)廣闊的壓力范圍和制冷量要求，可維修性強。 　　缺點：無法實現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速，機器大而重，不容易實現(xiàn)輕量化，排氣不連續(xù)，氣流容易出現(xiàn)波動，而且工作時有較大的振動。由于曲軸連桿式壓縮機的上述特點，已經(jīng)很少有小排量壓縮機采用這種結(jié)構(gòu)形式，曲軸連桿式壓縮機大多應(yīng)用在客車和卡車的大排量空調(diào)系統(tǒng)中。
螺桿式制冷壓縮機　
　  螺桿式壓縮機是一種回轉(zhuǎn)式容積式壓縮機。它利用螺桿的齒槽容積和位置的變化來完成蒸氣的吸人、壓縮和排IqJ過程。無油螺桿壓縮機在本世紀三十年代問世，主要用于壓縮空氣。后來汽缸內(nèi)噴油的螺桿式壓縮機出現(xiàn)，性能得到提高，噴油式螺桿壓縮機已是制冷壓縮機中主要機種之一。螺桿式壓縮機分為雙螺桿和單螺桿兩大類，雙螺桿壓縮機習慣上稱為螺桿式壓縮機。
變排量制冷壓縮機　
　  變排量壓縮機可以根據(jù)設(shè)定的溫度自動調(diào)節(jié)功率輸出。空調(diào)控制系統(tǒng)不采集蒸發(fā)器m風口的溫度信號，而是根據(jù)空調(diào)管路內(nèi)壓力變化信號來控制壓縮機的壓縮比從而自動調(diào)節(jié)m 風口溫度。在制冷的全過程中，壓縮機始終是工作的，制冷強度的調(diào)節(jié)完全依賴裝在壓縮機內(nèi)部的壓力調(diào)節(jié)閥來控制。當空調(diào)管路內(nèi)高壓端壓力過高時，壓力調(diào)節(jié)閥縮短壓縮機內(nèi)活塞行程以減小壓縮比，這樣就會降低制冷強度。當高壓端壓力下降到一定程度，低壓端壓力上升到一定程度時，壓力調(diào)節(jié)閥則增大活塞行程以提高制冷強度。
定排量制冷壓縮機　　
    v的排氣量是隨著發(fā)動機的轉(zhuǎn)速的提高而成比例提高的，它不能根據(jù)制冷 的需求而自動改變功率輸 ，而且對發(fā)動機油耗的影響比較大。它的控制一般通過采集蒸發(fā)器出風口的溫度信號來實現(xiàn)，當溫度達到設(shè)定的溫度，壓縮機停止工作；當溫度升高后，壓縮機開始 T二作。定排量壓縮機也受空調(diào)系統(tǒng)壓力的控制，當管路內(nèi)壓力過高時，壓縮機停止工作。
【機械原理】　　
    開啟活塞式壓縮機制冷壓縮機在蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中，把制冷劑從低壓提升為高壓，并使制冷劑不斷循環(huán)流動，從而使系統(tǒng)不斷將內(nèi)部熱量排放到高于系統(tǒng)溫度的環(huán)境中。制冷壓縮機是制冷系統(tǒng)的心臟，制冷系統(tǒng)通過壓縮機輸入電能，從而將熱量從低溫環(huán)境排放到高溫環(huán)境。制冷壓縮機的能效比決定整個制冷系統(tǒng)的能效比。由于環(huán)境溫度是經(jīng)常變化的，故壓縮機大部分時間是出于部分負荷狀態(tài)，因此壓縮機要具有能量調(diào)節(jié)。螺桿式壓縮機沒有活塞式壓縮機所需的氣缸，活塞、活塞環(huán)、汽缸套等易損部件，機器結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，沒有余隙容積，少量液體進入機內(nèi)時無液擊危險�？衫�用活閥進行10%～100%的無級能量調(diào)節(jié)，適用范圍廣，運行平穩(wěn)可靠，需檢修周期長，無故障運行時間可達（2～5）×104h。由于使用潤滑油使機器的冷卻使用和密封性能得到改善，排氣溫度降低，即使蒸發(fā)溫度較低（-40℃）和壓縮比較高（25左右），仍然可以單級運行，即在一定范圍內(nèi)可以代替兩級壓縮循環(huán)。但是，螺桿式制冷壓縮機的加工和裝配要求精度較高，不適宜于變工況運行，有較大的噪音，在一般情況下，需裝置消音和隔音設(shè)備，在制冷壓縮時，需要噴加潤滑油，因而需要油泵、油冷卻器和油回收器等較多輔助設(shè)備。在壓縮機殼體外側(cè)封閉聯(lián)通一個Helmholtz共鳴器，即由Helmholtz共鳴器的腔室通過孔頸與壓縮機殼體內(nèi)部空腔相連成，以降低壓縮機腔內(nèi)受激聲學模態(tài)的幅值。將共鳴器共振頻率調(diào)制到實際壓縮機空腔的最大受激振動模式上，會大幅降低共振峰值和導(dǎo)致響應(yīng)頻譜的顯著改變。但是這樣會影響壓縮機外觀和在冰箱中的布置，其研究結(jié)果尚未應(yīng)用于產(chǎn)品中。壓縮機作為跨臨界二氧化碳空調(diào)系統(tǒng)效率及可靠性影響最大的部件，應(yīng)當充分結(jié)合二氧化碳超臨界循環(huán)具體特點重新進行設(shè)計。CO2和氨一樣，其絕熱指數(shù)K 值較高，達1.30，這可能會使壓縮機排氣溫度偏高，但由于CO2需要的壓縮機的壓比小，因此不需要對壓縮機本身進行冷卻。正因為絕熱指數(shù)高，壓比小，可減小壓縮機余隙容積的再膨脹損失，使壓縮機容積效率較高。經(jīng)過實驗和理論研究，Jurgen SUB和Horst Kruse發(fā)現(xiàn)，往復(fù)式壓縮機有良好的油膜滑動密封，成為CO2系統(tǒng)的首選。BOCK對其二氧化碳壓縮機排氣閥進行了改進，排氣改良后的二氧化碳壓縮機效率提高了7%。剩余潤滑油量和電機端線圈繞組也會導(dǎo)致同種型號成批壓縮機聲級之間存在差異（偏離聲級平均值）。通過改變殼體外部支承來增加扭轉(zhuǎn)剛度，且減小振動面；噪聲研究的復(fù)雜性要求研究者具有較強的理論素質(zhì)、要求企業(yè)具有較好的技術(shù)基礎(chǔ)、并且需要較大的投資和較長的時間。這方面是中國壓縮機企業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)之一，基本上處于定性的實驗研究階段，伴隨著很大的隨意性和偶然性�；�于環(huán)保要求的新制冷劑的應(yīng)用也是制冷壓縮機行業(yè)的一個熱點問題，隨著用于冰箱產(chǎn)品的R22制冷劑替代工作的結(jié)束，新制冷劑壓縮機的研究主要集中在空調(diào)行業(yè)。除了已比較成熟的R410A、R407C方面的研究外，最大的熱點問題是二氧化碳壓縮機的研究。由于二氧化碳系統(tǒng)壓力遠遠大于傳統(tǒng)的壓臨界循環(huán)系統(tǒng)，壓縮機的軸封設(shè)計要求比原有壓縮機高得多，壓縮機的軸封泄漏在一段時間內(nèi)仍將是阻礙其實用化的主要原因。
【機械研制】　
  　制冷壓縮機研制一臺制冷壓縮機包括多方面的內(nèi)容:氣動熱力計算、強度與振動計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、各種材料的選擇、加工制造工藝設(shè)計、自動控制與調(diào)節(jié)設(shè)計、以及驅(qū)動型式選擇等.其中的難重點主要有以下幾個方面:
葉輪的設(shè)計　　
    轉(zhuǎn)子作為制冷壓縮機的運動部件，其核心部分為葉輪.現(xiàn)在國內(nèi)外各大離心機廠家均采用三元流方法進行葉輪設(shè)計.三元流方法要求設(shè)計人員具備數(shù)值模擬、計算流體動力學、流體機械內(nèi)部流場理論等非常專業(yè)的知識.國內(nèi)公司技術(shù)人員大部分不具備這些專業(yè)知識,要設(shè)計高效的三元葉輪,只有和高校科研機構(gòu)合作.高校中離心式壓縮機方面的專家主要有上海交大的谷傳綱教授、西安交大的王尚錦教授.谷教授長期從事壓縮機方面的研究,先后主持完成6項國家自然科學基金項目,在壓縮機三元流設(shè)計,壓縮機組試驗、監(jiān)測及控制,系統(tǒng)防喘振等方面均有深入的研究,他所主持完成的《多級制冷壓縮機氣動設(shè)計技術(shù)與應(yīng)用》項目獲2004年國家科技進步二等獎.王教授領(lǐng)導(dǎo)的西安交大賽爾機泵科研組,以獨具特色的“可控渦葉輪設(shè)計理論”，在石化等領(lǐng)域的機組改造中有出色的應(yīng)用.
葉輪的加工制作　
　  以三元流理論設(shè)計的葉輪葉片形狀一般為空間曲面，葉片及葉輪的加工成型是制造的重點,也是難點.對于三元葉輪，常用的加工方法主要有兩種：1)三體焊形式：也就是說輪盤、葉片、輪蓋分別加工.這種加工方法對設(shè)備要求比較簡單，輪盤、輪蓋只需要車出外形就夠了.葉片加工要麻煩一些，首先要利用三坐標機床銑出葉片模具，然后將下好料的葉片進行熱處理，壓型得到所需的葉片形狀.最后將葉片焊接到輪盤上，再將輪蓋焊好.這樣的話需要的設(shè)備大概是三坐標銑床、熱處理爐、油壓機以及其他所需的一些常規(guī)設(shè)備，所需投資比較低，更適合開始做。 　　2)整體銑制：也就是輪盤和葉片是在一起利用多坐標設(shè)備進行整體銑制而得到一個半開式葉輪.為避免干涉，目前國際上對這種葉輪的加工大都是利用五坐標加工中心進行.一臺五坐標設(shè)備大概從幾百萬到上千萬不止，成本非常高.以加工600mm葉輪為例,國內(nèi)五軸床大概要350萬人民幣,進口五軸床大概要480萬人民幣，通過四坐標機床旋轉(zhuǎn)工作臺的傾斜實現(xiàn)三元葉輪的四坐標整體銑制，如果葉片稠度比較大，干涉問題在四坐標上就不可避免.四坐標的設(shè)備相對比較便宜，大概100多萬人民幣。
轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速的計算　　
    臨界轉(zhuǎn)速是設(shè)計轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時要考慮的一個重要因素，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速要避開臨界轉(zhuǎn)速，臨界轉(zhuǎn)速的計算一般采用普洛爾法，市場上有專門計算臨界轉(zhuǎn)速的軟件,也可以自己開發(fā)計算軟件。
防喘振系統(tǒng)的設(shè)計　　
    由制冷壓縮機的工作機理可知，喘振是離心機所固有的性質(zhì)，不可消除，但可通過有效途徑加以避免，離心式制冷壓縮機發(fā)生喘振的原因：流量過低及冷凝壓力過高.喘振對機組的危害相當大，須認真設(shè)計防喘振系統(tǒng)。
滑動軸承的設(shè)計　　
    制冷壓縮機一般采用增速齒輪，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速一般都在5000RPM以上，都采用滑動軸承，滑動軸承的設(shè)計也是研制離心機的一個重點。
【機械特點】　　
定排量制冷壓縮機1、絕大多數(shù)全封閉活塞式壓縮機制冷量不超過0.5KW，主要應(yīng)用于家用電冰箱/冷凍柜和小型商用制冷設(shè)備。 2、渦旋式壓縮機制冷量范圍為0.75～15KW（不包括特殊型號），并且多數(shù)在3～5KW之間，最多應(yīng)用是在小型家用空調(diào)、商用空調(diào)系統(tǒng)中。此類壓縮機不用于零下5度的制冷工況。 3、離心式制冷壓縮機主要用于空調(diào)工況的冷水機組。　4、螺桿式壓縮機單機制冷量在30kw-1500kw，可用于冷庫、人造冰場、冷水機組中�！�5、半封閉活塞式制冷壓縮機用途廣泛，單機制冷量從3kw-100kw,同時可以多機頭并聯(lián)使用，因此可提供制冷量范圍從3kw-1000kw,多工況使用，既可用于制冷工況，又可以適用于空調(diào)工況。 6、開啟活塞式制冷壓縮機只常用于冷庫，極少數(shù)空調(diào)工況的冷水機組。