渦旋式壓縮機(jī)的優(yōu)缺點
(一)工作原理:
渦旋壓縮機(jī)中的主要部件是兩個形狀相同但角相位置相對錯開180°的漸開線渦旋盤,其一是固定渦旋盤,而另一個是由偏心軸帶動,其軸線繞著固定渦旋盤軸線做公轉(zhuǎn)的繞行渦旋盤。
工作中兩個渦旋盤在多處相切形成密封線,加上兩個渦旋盤端面處的適當(dāng)密封,從而形成好幾個月牙形氣腔。兩個渦旋盤間公共切點處的密封線隨著繞行渦旋盤的公轉(zhuǎn)而沿著渦旋曲線不斷轉(zhuǎn)移,使這些月牙形氣腔的形狀大小一直在變化。壓縮機(jī)的吸氣口開在固定渦旋盤外殼的上部。
當(dāng)偏心軸順時針旋轉(zhuǎn)時,氣體從吸氣口進(jìn)入吸氣腔,相繼被攝入到外圍的與吸氣腔相通的月牙形氣腔里。隨著這些外圍月牙形氣腔的閉合而不再與吸氣腔相通,其密閉容積便逐漸被轉(zhuǎn)移向固定渦旋盤的中心且不斷縮小,氣體被不斷壓縮而壓力升高。
(二)優(yōu)點:
從具體結(jié)構(gòu)上看,渦旋壓縮機(jī)沒有吸、排氣閥,這大大提高了高速運轉(zhuǎn)的可靠性。綜合起來看,渦旋壓縮機(jī)有以下幾個主要特點:
1、屬于第三代壓縮機(jī),多個壓縮腔同時工作,相鄰壓縮腔之間的氣體壓差小,氣體泄漏量少,容積效率高,可達(dá)98%,比第二代壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)效率高5%左右;
2、驅(qū)動動渦盤運動的偏心軸可以高速旋轉(zhuǎn),因此,渦旋式壓縮機(jī)體積小重量輕;
3、動渦盤與主軸等運動部件的受力變化小,整機(jī)振動小;
4、沒有吸、排氣閥,渦旋壓縮機(jī)運轉(zhuǎn)可靠,且特別適應(yīng)于變轉(zhuǎn)速運動和變頻調(diào)速技術(shù);
5、渦旋壓縮機(jī)的壓縮腔是由渦旋型線構(gòu)成的,為多室壓縮機(jī)構(gòu),當(dāng)動渦盤中心繞靜渦盤中心作圓周運動時,各壓縮腔容積隨主軸轉(zhuǎn)角發(fā)生變化,將相應(yīng)地減小或擴(kuò)大,由此實現(xiàn)氣體的吸入、壓縮和排氣過程,由于吸排氣過程幾乎連續(xù)進(jìn)行,整機(jī)噪聲很低;
6、軸向和徑向柔性結(jié)構(gòu)提高了渦旋壓縮機(jī)的生產(chǎn)效率,而且保證軸向間隙和徑向間隙的密封效果,不因摩擦和磨損而降低,即渦旋壓縮機(jī)有可靠和有效的密封性,所以其制冷系數(shù)不是隨運行時間的增加而減小,而是略有提高;
7、渦旋壓縮機(jī)有著良好的工作特性,性能主要受自身壓縮比和吸氣壓力的影響,排氣壓力范圍廣,適用各種室內(nèi)、外環(huán)境,確保壓縮機(jī)一直在高能效比下運行,從而保證空調(diào)機(jī)組的能效比。在熱泵式空調(diào)系統(tǒng)中,特別表現(xiàn)在制熱性能高、穩(wěn)定性好、安全性高;
8、渦旋式壓縮機(jī)無余隙容積,在結(jié)構(gòu)上屬于多室壓縮,相鄰的腔室內(nèi)壓力差別不是很大(近似連續(xù)變化),同時,動、靜渦盤端面接觸部的密封條靠軸向背壓被壓緊而使得動、靜渦盤緊密接觸,并在冷凍油的幫助下實現(xiàn)良好的密封效果,從而使得內(nèi)泄漏幾乎不存在;當(dāng)密封條端平面被磨損后,可以沿軸向方向自動補償,以保證動渦盤端面和靜渦盤底面始終貼緊,而且壓縮機(jī)工作時間越長,這些貼緊的相對運動面的配合越好,密封效果也越好,這些優(yōu)點使得渦旋壓縮機(jī)不存在二次壓縮制冷劑氣體的問題,是保持高容積效率運行的重要保障因素之一;
9、力矩變化小,平衡性高,振動小,運轉(zhuǎn)平穩(wěn),從而操作簡便,易于實現(xiàn)自動化;
10、因其自身運動部件少、沒有往復(fù)運動機(jī)構(gòu),所以結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、零件少(特別是易損件少),可靠性高,壽命在二十年以上。
(三)缺點:
1、其運動機(jī)件表面多是呈曲面形狀,這些曲面的加工及其檢驗均較復(fù)雜,制造需高精度的加工設(shè)備及精確的調(diào)心裝配技術(shù),因此制造成本較高;
2、其運動機(jī)件之間或運動機(jī)件與固定機(jī)件之間,常以保持一定的運動間隙來達(dá)到密封,氣體通過間隙勢必引起泄漏,這就限制了回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)難以達(dá)到較大的壓縮比,因此,大多數(shù)回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)多在空調(diào)工況下使用。