1、各种压缩机性能比较与分析摘要：冷压缩机其在整个制冷系统中的作用是为了能持续不断的制冷，需要压缩机将已气化的低压蒸汽从蒸发器中吸出并对其做功。压缩成为高压的过热的蒸汽再排到冷凝器中（提高压力是为了使制冷剂蒸气容易在常温下放出热量而冷凝成为液体）。在冷凝器中利用冷却水或空气将高压的过热气体冷凝成为液体带走热量，制冷剂液体又从冷凝器液体排出。如此周而复始实现连续制冷关键词：优点.缺点.压缩机前言在人们日常活动中，使用各式各样的机器进行能量传递或转换，以满足起不同的需要。在制冷与空调技术中，需要热量从低于环境介质温度的物体中转移到环境介质高的物体中去。具有这样功能的机器称为制冷机在制冷机中起到心脏作用
2、的称为制冷压缩机（简称压缩机）其在整个制冷系统中的作用是为了能持续不断的制冷，需要压缩机将已气化的低压蒸汽从蒸发器中吸出并对其做功。压缩成为高压的过热的蒸汽再排到冷凝器中（提高压力是为了使制冷剂蒸气容易在常温下放出热量而冷凝成为液体）。在冷凝器中利用冷却水或空气将高压的过热气体冷凝成为液体带走热量，制冷剂液体又从冷凝器液体排出。如此周而复始实现连续制冷压缩机根据其工作原哩可分为容积型和速度型两大类。按蒸发温度范围分为高温制冷压缩机-100 ，中温制冷压缩机 -150，低温制冷压缩机-4015。而按密封结构形式分我们又可以分为开启式压缩机，半封闭式压缩机，全封闭式压缩机。而我们今天所谈的是由压缩
3、机的机构分的活塞式压缩机，螺杆式压缩机，离心式压缩机，滚动转子式压缩机，涡旋式压缩机滑片式压缩机，旋叶式压缩机，螺旋叶式压缩机，等等。而我们今天主要讨论的是目前我国市面上最多见的也是各个生产商生产最多的几大最有特点的机型活塞式压缩机，螺杆式压缩机，离心式压缩机。一，活塞式制冷压缩机的性能（一）活塞式压缩机的工作原理 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
4、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。 （二）活塞压缩机的优点 1、活塞压缩机的适用压力范围广，不论流量大小，均能达到所需压力； 2、活塞压缩机的热效率高，单位耗电量少； 3、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；4、活塞压缩机对材料要求低，多用普通钢铁材料，加工较容易，
5、造价也较低廉； 5、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； 6 、活塞压缩机的装置系统比较简单。 （三）活塞压缩机的缺点1、转速不高，机器大而重； 2、结构复杂，易损件多，维修量大； 3、排气不连续，造成气流脉动； 4、运转时有较大的震动。 活塞式压缩机在各种场合，特别是在中小制冷范围内，成为制冷机中应用最广、生产批量最大的一种机型二，螺杆式制冷压缩机的性能（一）螺杆式压缩机原理介绍螺杆式压缩机汽缸内装有一对互相啮合的螺旋形阴阳转子，两转子都有几个凹形齿，两者互相反向旋转。转子之间和机壳与转子之间的间隙仅为 510 丝，主转子（又称阳转子或凸转子），通过由发动机或电动机驱动(多
6、数为电动机驱动)，另一转子（又称阴转子或凹转子）是由主转子通过喷油形成的油膜进行驱动，或由主转子端和凹转子端的同步齿轮驱动。所以驱动中没有金属接触（理论上）。转子的长度和直径决定压缩机排气量（流量）和排气压力，转子越长，压力越高；转子直径越大，流量越大。螺旋转子凹槽经过吸气口时充满气体。当转子旋转时，转子凹槽被机壳壁封闭，形成压缩腔室，当转子凹槽封闭后，润滑油被喷入压缩腔室，起密封。冷却和润滑作用。当转子旋转压缩润滑剂+气体（简称油气混合物）时，压缩腔室容积减小，向排气口压缩油气混合物。当压缩腔室经过排气口时，油气混合物从压缩机排出，完成一个吸气压缩排气过程。螺杆机的每个转子由减摩轴承所支承，
7、轴承由靠近转轴端部的端盖固定。进气端由滚柱轴承支承，排气端由一以对靠的贺锥滚柱支承通常是排气端的轴承使转子定位，也就是止推轴承，抵抗轴向推力，承受径向载荷，并提供必须的轴向运行最小间隙。工作循环可分为吸气、压缩和排气三个过程。随着转子旋转，每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环。（二）螺杆式压缩机的优点1，螺杆压缩机与活塞压缩机相同，都属于容积式压缩机。就使用效果来看螺杆空压机有如下优点。2，可靠性高。螺杆压缩机零部件少，没有易损件，因而它运转可靠，寿命长，大修间隔期可达4-8 万小时。3，操作维护方便。螺杆压缩机自动化程度高，操作人员不必经过长时间的专业培训，可实现无人值守运转。4，动力平衡
8、好。螺杆压缩机没有不平衡惯性力，机器可平稳地高速工作，可实现无基础运转，特别适合作移动式压缩机，体积小、重量轻、占地面积少。5，适应性强。螺杆压缩机具有强制输气的特点，容积流量几乎不受排气压力的影响，在宽阔的范围内能保持较高效率，在压缩机结构不作任何改变的情况下，适用于多种工况。（三）螺杆式压缩机的缺点噪声较大，以及需要设置一套润滑油分离、冷却、过滤和加压的辅助设备，造成机组体积过大。三，离心式制冷压缩机的性能（一）离心式压缩机的原理介绍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汽体的压力，而是依靠动能的
9、变化来提高汽体压力。离心式压缩机具有带叶片工作轮，当工作轮转动时，叶片就带动汽体运动或者使汽体得到动能，然后使部分动能转化为压力能从而高汽体的压力。这种压缩机由于它工作时不断的冷剂蒸汽吸入，又不断的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。其中根据压缩机中安装的工作轮数量的多少，分为单级式和多级式。如果只有一个工作轮，就称为单级离心式压缩机，如果是由几个工作轮串联而组成，就称为多级离心式压缩机。在空调中，由于压力增高较少，所以一般都是采用单级，其它方面所用的离心式制冷压缩机大都是多级的。单级离心式制冷压缩机的构造主要由工作轮、扩压器和蜗壳等所组成。压缩机工作时制冷剂蒸汽由吸汽口
10、轴向进入吸汽室，并在吸汽室的导流作用引导由蒸发器(或中间冷却器) 来的制冷剂蒸汽均匀地进入高速旋转的轮 3(工作轮也称叶轮，它是离心式制冷压缩机的重要部件，因为只有通过工作轮才能将能量传给汽体)。汽体在叶片作用下，以便跟着工作轮作高速旋转，一边由于受离心力的作用，在叶片槽道中作扩压流动，从而体的压力和速度都得提高。由工作轮出来的体再进入截面积逐渐扩大的扩压器 4(因为汽体从工作轮流出时具有较高的流速，扩压器便把动能部分的转化为压力能，从而提高汽体的压力)。汽体流过扩压器时速度减小，而压力则进一步提高。经扩压器后汽体汇集到蜗壳中，再经排气口引导至中间冷却器或冷凝器中（二）离心式压缩机的优点1，单
11、机制冷量大，在制冷量相同时它的体积小，占地面积少，重量较活塞式轻 58 倍。 2 由于它没有汽阀活塞环等易损部件，又没有曲柄连杆机构，因而工作可靠、运转平稳、噪音小、操作简单、维护费用低。 3 工作轮和机壳之间没有摩擦，无需润滑。故制冷剂蒸汽与润滑油不接触，从而提高了蒸发器和冷凝器的传热性能。 4 能经济方便的调节制冷量且调节的范围较大。 5 对制冷剂的适应性差，一台结构一定的离心式制冷压缩机只能适应一种制冷剂。 6 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 2530 万大卡时以上。如制冷量太少，则要求流量小，流道窄，从而使流动阻力大，效率低。但近年来经过不断改进，用于空
12、调的离心式制冷压缩机，单机制冷量可以小到 10 万大卡时左右。（三）离心式压缩离心机的缺点加工精度要求很高。四，活塞式制冷压缩机的性能与螺杆制冷式压缩机性能，离心式制冷压缩机性能比较(一)活塞式压缩机的噪音比较大，且维修不便，维修，大多数活塞压缩机使用过程中经常出现的问题，所以给用户带来极大的不便。同时可以降低生产成本，增加经济效益。(二)活塞式压缩机内有气阀，活塞，活塞环，连接杆等诸多易损件。连续运行的可靠性较差。与螺杆式压缩机相比活塞式压缩机效率低，特别是长期运行，其经济性差。由于活塞式压缩机的压缩内腔内有很多易损件，这些易损件的磨损和磨坏都将造成制冷剂在压缩时的泄漏，最终导致要所及的效率
13、降低，由于螺杆式压缩机不存在影响机器效率的易损件，进行压缩时的一对转子由自身结构的特点不会出现磨损。因此长期持续的经济性远远优于活塞式制冷压缩机。(三)活塞式压制冷压缩机为往复式运动结构，存在不可消除的惯性力。因此运行时震动值较大，噪音较高，较大活塞式制冷压缩机安装时需要专门的固定基础。螺杆式制冷压缩机为回转式运动结构，平衡性较好，其震动值较小，噪音较低，无需安装基础。同时也避免了对工作环境的污染。(四)活塞式制冷压缩机是往复间断压缩运行时，气流较大，螺杆式制冷压缩机转速较高，输气平稳，无气流脉动。(五)螺杆式制冷压缩机有完善的自动控制与保护系统，属于机电一体化产品，方便了设备的维护与管理。同
14、时最大限度的降低了能耗。螺杆式制冷压缩机是一种整体机构集中化产品，占地面积小，没有活塞式压缩机复杂的管路系统，可以美化环境。(六)离心式制冷压缩机冷量相同时它的体积小，占地面积少，重量较活塞式轻 58 倍。(七)由于离心式制冷压缩机没有气阀活塞环等易损件，又没有曲柄连杆机构，因而工作可靠、运转平稳、噪音小、操作简单、维护费用低。(八)离心式制冷压缩机工作轮和机壳之间没有摩擦，无需润滑。故制冷剂蒸汽与润滑油不接触，从而提高了蒸发器和冷凝器的传热性能。(九)能经济方便的调节制冷量且调节的范围较大。(十)对制冷剂的适应性差，一台结构一定的离心式制冷压缩机只能适应一种制冷剂。(十一)由于适宜采用分子量
15、比较大的制冷剂，故只适用于大制冷量，一般都在 2530 大卡时以上。如制冷量太少，则要求流量小，流道窄，从而使流动阻力大，效率低。结束语经过以上分析我们知道在名义制冷量较小时我们采用活塞式压缩机制冷机组，在名义制冷量较大时我们采用离心式压缩机制冷机组，两者之间我们则采用螺杆式压缩机制冷机组参考文献1.朱 立主编.制冷压缩机.北京：高等教育出版社.20052.章建民主编.制冷机 北京：化学工业出版社.20003.董天禄主编.离心式，螺杆式制冷机组及应用.北京：机械工业出版社.20024.邓谦等.但螺杆压缩机的进展与突破.压缩机技术，1996（6）：37395.吴宝志编.螺杆式压缩机.北京：机械工
16、业出版社.19976.张金城主编.简明制冷空调工手册. 北京：机械工业出版社.19997.张俊华编著.制冷压缩机.北京：科学出版社.2000学生毕业论文选登（二） 论四类压缩机性能的分析比较摘要 本文主要对螺杆式压缩机,活塞式压缩机,滚动转子式压缩机,涡旋式压缩机的性能进行分析,并对这四类压缩机在效率性、平衡性及振动、输气系数、输气量调节四个方面进行它们性能的比较。关键字 压缩机 性能 分析 比较一前言：在当今社会,冰箱和空调等已经成为了家庭和生产活动中不可或缺的一部分,这些设备可以使人们生活的更为舒适,同时在生产活动中也能使人们的工作效率大大提高,因此,人们往往选用性能良好的设备来满足自己的
17、需求，这样以来，这些设备的灵魂部件压缩机自然成为了人们关注的对象。下面我们就来分析几种压缩机的性能并对它们的性能进行比较。二压缩机性能的分析1螺杆式压缩机的性能分析20 世纪 70 年代以来，螺杆式压缩机的工作可靠性不断改进，因此在中等制冷量范围内的制冷空调工程中得到了比较普遍的应用、并且依靠较高的可靠性和效率，成功地挤入原来活塞式压缩机所主宰的较小制冷范围内（750以下）。螺杆式压缩机获得如此成功，让我们来分析它的性能。(1)螺杆压缩机的转速较高（通常在 3000r/min 以上），而且体积小、质量轻、占地面积小等优点，因而经济性好。(2).螺杆式压缩机没有往复质量惯性力，动力平衡性能好，故
18、基础可以很小。(3).螺杆式压缩机、结构简单紧凑，易损件少，所以运行周期长，使用可靠，有利于实现操作自动化。(4).螺杆式压缩机具有强制输气的特点，既输气量几乎不受压力的影响。在较宽的工作范围内，仍可保持较高的效率。(5).因为没有吸气阀和排气阀，所以它不同于往复式压缩机，从它的结构点和次类压缩机所拥有的坚固程度来看，它的压缩结构是相当简单的。压缩机所有的支撑点是滚动型的，半密封的设计，淘汰了密封的设计，并且保证了气体泄露是自由运转。(6).螺杆式压缩机属于旋转型的压缩机,它没有离心式或往复式的压缩运动方式。而它的压缩排气的压力震动是非常低的，因为螺杆旋转时，回收压缩一周就发生 6 次，如压缩
19、操作过程中放上一枚硬币也不会因震动跌落。螺杆式压缩机在中等制冷量范围内也具有良好的热力性能，并且有很好的调节性能，能适应苛刻的工况变化。同时，为了保证螺杆式制冷压缩机的正常运转，必须配置相应的辅助机构，如润滑系统，输气量调节的控制装置，安全保护装置和监控仪表等。螺杆式压缩机虽然具有单级压力比高的优点，但随着压力比的增加，泄露损失也急速增加，低温工况运转时效率显著降低。2活塞式压缩机性能的分析活塞式压缩机迄今还是应用最广泛的一种机型,虽然它的市场份额已被其他形式的压缩机占去一部分,但是在小制冷量应用场合,活塞式压缩机还会继续扩展其占有的的市场。下面就对活塞是压缩机的性能进行分析。(1)由于余隙容
20、积、吸气和排气压力损失，气体与汽缸壁之间的热量交换以及泄露等因素的影响。压缩机的实际输气量重视小于它的理论输气量。(2)由于活塞、活塞环、与汽缸壁面的摩擦及驱动润滑油泵的功率等损失，使得压缩机的机械效率一般在 0.75-0.9 之间。(3)压缩机排气过热会使压缩机的输气系数降低和功耗增加，会导致活塞的过分膨胀而卡死在汽缸内，以及封闭式压缩机的内置压缩机被烧毁，影响压缩机的寿命。对于 R717 和 R22 的排气温度应低于150，对于 R12 应低于 130。(4)由于压缩机的内部流动阻力、机械摩擦力和热交换的存在，压缩过程并不是等熵过程，而是多变过程。3滚动转子式压缩机性能的分析滚动转子式压缩
21、机如今广泛应用于家电冰箱和空调器中，其中大中型滚动转子式压缩机也运用于冷库。分析它的性能。(1)零部件少，结构简单。(2)易损零件少，运行可靠。(3)没有吸气阀片，余隙容积小，输气系数较高。(4)在相同制冷量情况下，压缩机体积小，重量轻，运转平衡。(5)加工精度要求较高。(6)密封线较长，密封性能较差，泄露损失较大。(7)滑片与汽缸壁面之间的泄露、摩擦和磨损较大，限制了它的工作寿命和效率的提高。4.涡旋式压缩机的性能涡旋式压缩机是 20 世纪 80 年代才发展起来的新型压缩机，它以效率高、体积小、质量轻、噪声低、结构简单且运转平衡等特点被广泛应用于空调和制冷机组中。下面就来介绍它的性能。(1)
22、相邻两室的压差小，气体的泄露量小。(2)由于吸气、压缩、排气过程是同时连续进行的，压力上升较慢，因此转矩变化幅度小，震动小。(3)没有余隙容积，故不存在引起输气系数下降的膨胀过程。(4)没有吸、排气阀，效率高，可靠性强，噪声低。(5)由于采用气体支撑机构,故允许带液压缩,一旦压缩腔内压力过高 ,可使动盘和静盘端面脱离,压力立即得以释放。(6)机壳内腔为排气室，减少了吸气预热，提高了压缩机的输气系数。(7)涡线体型线加工精度非常高，必须采用专用的精密加工设备，而且密封要求高，密封结构复杂。二当我们了解了这些压缩机的性能后可以从以下四个方面来对以上四种压缩机的性能进行比较。1.效率性涡旋式压缩机没
23、有吸、排气阀，旋转涡旋盘上所有接触线转动半径小，摩擦速度低，损失小，效率高。滚动转子式压缩机滑片与汽缸壁面之间的泄露、摩擦和磨损较大，限制了它的工作寿命和效率的提高。活塞式压缩机由于活塞、活塞环、与汽缸壁面的摩擦及驱动润滑油泵的功率等损失，使得压缩机的机械效率一般在 0.75-0.9 之间。螺杆式压缩机具有强制输气的特点，即输气量几乎不受压力的影响。在较宽的工作范围内，仍可保持较高的效率。螺杆式压缩机虽然具有单级压力比高的优点，但随着压力比的增加，泄露损失也急速增加，因此低温工况运转时效率显著降低。2.平衡性、振动螺杆式压缩机没有往复质量惯性力，动力平衡性能好。螺杆式压缩机属于旋转型的压缩机,
24、它没有离心式或往复式的压缩运动方式。而它的压缩排气的压力震动是非常低的，因为螺杆旋转时，回收压缩一周就发生 6 次，如压缩操作过程中放上一枚硬币也不会因震动跌落。活塞式压缩机在运行时震动大。涡旋式压缩机由于吸气、压缩、排气过程是同时连续进行的，压力上升较慢，因此转矩变化幅度小，震动小。在任何频率下，涡旋式压缩机的震动和噪声都比活塞式压缩机和滚动转子式压缩机的低，这是因为涡旋式压缩机的压缩过程长，转矩变化非常平缓，且通过惯性力的二次平衡其动力平衡很好，所以震动和噪声水平较低。3.输气系数涡旋压缩机吸气、压缩、排气连续单向进行，直接吸气，吸入气体有害过热小，且没有余隙容积中气体的膨胀过程，因而输气
25、系数高。滚动转子式压缩机没有吸气阀片，余隙容积小，输气系数高，而且吸气过程阻力很小(因吸气速度小,又无吸气阀), 因而输气系数比同容量的活塞式压缩机高 20%左右。活塞式压缩机由于余隙容积、吸气和排气压力损失，气体与汽缸壁之间的热量交换以及泄露等因素的影响。压缩机的实际输气量总是小于它的理论输气量。螺杆式制冷压缩机，工况不同时，输气系数不同，大致为 0.70.92，小输气量高压比时取下限，大输气量低压比时取上限。由于螺杆压缩机无进、排气阀和余隙容积，新齿形的应用和喷油使密封和冷却效果大大改善，故其输气系数比活塞式及其它类型的回转式压缩机都高，而且变化平坦。4.输气量调节输气量调节滑阀是螺杆式制
26、冷压缩机中用来调节输气量的一种结构元件，虽然螺杆式制冷压缩机的输气量调节方法有多种，但采用滑阀的调节方法获得了普遍的应用。采用将基元容积中的部分工质回流到吸气腔的方法，来减少基元容积值（推迟压缩过程的起始位置），从而实现输气量的无级调节。涡旋式压缩机与滚动转子压缩机均可采用变转速调节方法改变其输气量，且两种压缩机均适用于转速在宽广范围内的变化的场合。活塞式压缩机最简单的输气量调节方法是压缩机间歇运行，当系统达到设定的最低温度时，压缩机停机：当系统温度高于设定的最高温度时，压缩机启动。这种能量调节方法只适用于功率 10KW 左右的小型制冷机中，对于容量较大的压缩机，机器的频繁开停不仅能量损失大，而且影响机器的寿命和供电回路中电压的稳定，影响其他设备的正常工作。上述表明，涡旋式压缩机比活塞式压缩机和滚动转子式压缩机适用于更宽的速度范围，在空调或热泵中采用涡旋式压缩机进行变频调节输气量是有前途的。另外，为了降低生产成本，增加经济效益，方便设备管理，在中等制冷量范围内的制冷空调工程中,用高效率高可靠性的螺杆压缩机淘汰现有的活塞式压缩机,是日益发展强大的必然趋势。参考文献:1 朱立.制冷压缩机.北京:高等教育出版社,20052 郁永章.容积压缩机技术手册（第 25 章）.北京：机械工业出版社，20003 李文林.回转式制冷压缩机.北京.机械工业出版社.1992
