五種壓縮機(jī)優(yōu)缺點全面解析

當(dāng)活塞式壓縮機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)時，通過連桿的傳動，活塞便做往復(fù)運動，由氣缸內(nèi)壁、氣缸蓋和活塞頂面所構(gòu)成的工作容積則會發(fā)生周期性變化?；钊綁嚎s機(jī)的活塞從氣缸蓋處開始運動時，氣缸內(nèi)的工作容積逐漸增大，這時氣體即沿著進(jìn)氣管，推開進(jìn)氣閥而進(jìn)入氣缸，直到工作容積變到最大時為止，進(jìn)氣閥關(guān)閉；活塞式壓縮機(jī)的活塞反向運動時，氣缸內(nèi)工作容積縮小，氣體壓力升高，當(dāng)氣缸內(nèi)壓力達(dá)到并略高于排氣壓力時，排氣閥打開，氣體排出氣缸，直到活塞運動到極限位置為止，排氣閥關(guān)閉。當(dāng)活塞式壓縮機(jī)的活塞再次反向運動時，上述過程重復(fù)出現(xiàn)。

總之，活塞式壓縮機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù)一次，氣缸內(nèi)相繼實現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、排氣的過程，即完成一個工作循環(huán)。

(1)不論流量大小，都能得到所需要的壓力，排氣壓力范圍廣，最高壓力可達(dá)320MPa（工業(yè)應(yīng)用），甚至700MPa，（實驗室中）；

(2)單機(jī)能力為在500m3/min以下的任意流量；

(3)在一般的壓力范圍內(nèi)，對材料的要求低，多采用普通的鋼鐵材料，加工較容易，造價也較低廉；

(4)熱效率較高，一般大、中型機(jī)組絕熱效率可達(dá)0.7~0.85左右；

(5)氣量調(diào)節(jié)時，適應(yīng)性強(qiáng)，即排氣范圍較廣，且不受壓力高低影響，能適應(yīng)較廣闊的壓力范圍和制冷量要求；

(6)氣體的重度和特性對壓縮機(jī)的工作性能影響不大，同一臺壓縮機(jī)可以用于不同的氣體；

(7)驅(qū)動機(jī)比較簡單，大都采用電動機(jī)，一般不調(diào)速，可維修性強(qiáng)；

(8)活塞壓縮機(jī)技術(shù)上較為成熟，生產(chǎn)使用上積累了豐富的經(jīng)驗；

(1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重，易損件多，占地面積大，投資較高，維修工作量大，使用周期較短，但經(jīng)過努力可以達(dá)到8000小時以上；

(2)轉(zhuǎn)速不高，機(jī)器體積大而重，單機(jī)排氣量一般小于500m3/min；

(3)機(jī)器運轉(zhuǎn)中有振動；

(4)排氣不連續(xù)，氣流有脈動，容易引起管道振動，嚴(yán)重時往往因氣流脈動、共振而造成管網(wǎng)或機(jī)件的損壞；

(5)流量調(diào)節(jié)采用補助容積或旁路閥，雖然簡單、方便、可靠，但功率損失大，在部分載荷操作時效率降低；

(6)用油潤滑的壓縮機(jī)，氣體中帶油需要脫除；

(7)大型工廠采用多臺壓縮機(jī)組時，操作人員多或工作強(qiáng)度較大。

滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)是一種容積型回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，氣缸工作容積的變化，是依靠一個偏心裝置的圓筒形轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)的滾動來實現(xiàn)的。

(1)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)一周，將完成上一工作循環(huán)的壓縮和排氣過程及下一工作循環(huán)的吸氣過程。

(2)由于不設(shè)進(jìn)汽閥，吸氣開始的時機(jī)和汽缸上吸氣孔口位置有嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，不隨工況的變化而變動。

(3)由于設(shè)置了排汽閥，壓縮終了的時機(jī)將隨排氣管中壓力的變化而變動。

這類壓縮機(jī)如今在家用電冰箱和空調(diào)器中應(yīng)用也很普遍，它的優(yōu)點為：

(1)結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，同活塞式壓縮機(jī)比較，體積可減小40％～50％，重量也可減輕40％～50％；

(2)零部件少，特別是易損件少，同時相對運動部件之間的摩擦損失少，因而可靠性較高；

(3)僅滑片有較小的往復(fù)慣性力，旋轉(zhuǎn)慣性力可完全平衡，轉(zhuǎn)速可以較高，并且振動小，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)；

(4)沒有吸氣閥，吸氣時間長，余隙容積小，并且直接吸氣，減小了吸氣有害過熱，所以其效率高。但其加工及裝配精度要求高。由于沒有氣閥，可以用于輸送污濁和帶液滴、含粉塵的工藝用氣體；

回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的主要缺點是滑片與氣缸壁面之間的泄漏、摩擦和磨損較大，限制了它的工作壽命及效率的提高；并且這種壓縮機(jī)加工精度要求較高。如果采用雙層滑片，運行時兩塊滑片的端部都與氣缸內(nèi)壁保持接觸，形成兩道密封線，并在兩道密封線之間形成油封，大大降低了滑片端部的泄漏損失，減少摩擦力及摩擦損失，使機(jī)器的工作壽命及效率均有所提高。

這種壓縮機(jī)一旦在其軸承、主軸、滾輪或是滑片處發(fā)生磨損，間隙增大，馬上會對其性能產(chǎn)生較明顯的不良影響，因而它通常是用在工廠中整體裝配的冰箱、空調(diào)器中，系統(tǒng)內(nèi)也要求具有較高的清潔度。

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。

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??；

(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20年以上。

(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。

螺桿壓縮機(jī)是通過由5個凸齒組成的陽轉(zhuǎn)子（以下簡稱為M轉(zhuǎn)子）與由6個凹齒組成的陰轉(zhuǎn)子（以下簡稱為F轉(zhuǎn)子）的嚙合形成齒形空間吸入冷媒，通過減小齒形空間來壓縮冷媒至所定壓力。螺桿壓縮機(jī)的工作流程如下：

〔吸入行程〕

從在軸向到半徑方向上開口的吸入口吸入冷媒。隨著轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子下側(cè)，嚙合分開，齒溝長度增大，冷媒被吸入齒形空間。

〔壓縮行程〕

從齒溝的吸入側(cè)開始進(jìn)行齒形的嚙合，密封線漸漸向排出側(cè)行進(jìn)，齒形空間減少，進(jìn)行壓縮。

〔壓縮行程〕

通過隨著冷媒一起吸入的潤滑油，在轉(zhuǎn)子間隙內(nèi)形成油膜密封，同時對轉(zhuǎn)子進(jìn)行潤滑。陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子漸漸靠近排出口進(jìn)行壓縮，壓力升高。

〔排出行程〕

齒形空間與排出口連上，開始排出行程。此行程持續(xù)到排出端，直到齒形空間的冷媒被完全送出為止。
 

(1)零部件少，易損件少，可靠性高;

(2)操作維護(hù)方便;

(3)沒有不平衡慣性力.運轉(zhuǎn)平穩(wěn)安全，振動小;

(4)具有強(qiáng)制輸氣的特點，排氣量幾乎不受排氣壓力的影響，工況適應(yīng)性強(qiáng);

(5)螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子齒面實際上是有間隙的.因此對濕行程不敏感，能耐液擊;

(6)排氣溫度低，可在較高壓比的工況下運行:

(7)可實現(xiàn)制冷情無級調(diào)節(jié)，采用滑閥機(jī)構(gòu)，使制冷量可從 15%~100%進(jìn)行無級調(diào)節(jié)，節(jié)省運行費用;

(8)容易實現(xiàn)自動化，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。

(1)轉(zhuǎn)子齒面是一空間曲面，需利用特制的刀具，在價格昂貴的設(shè)備上加工，機(jī)體零部件加工精度也有較高的要求，必須采用高精度設(shè)備:

(2)由于齒間容積周期性地與吸、排氣口連通，故壓縮機(jī)噪聲高;

(3)由于受到轉(zhuǎn)子剛度和軸承壽命等限制，壓縮機(jī)內(nèi)部只能依靠間隙密封，所以螺桿壓縮機(jī)只能適用于中、低壓范圍，不能用于高壓場合;

(4)由于噴油量大，油處理系統(tǒng)復(fù)雜，故機(jī)組附屬設(shè)備多;

(5)螺桿壓縮機(jī)依靠間隙密封氣體，在小容積范圍內(nèi)不具有優(yōu)越的性能。

離心式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造和工作原理與離心式鼓風(fēng)機(jī)極為相似。但它的工作原理與活塞式壓縮機(jī)有根本的區(qū)別，它不是利用汽缸容積減小的方式來提高氣體的壓力，而是依靠動能的變化來提高氣體壓力。離心式壓縮機(jī)具有帶葉片的工作輪，當(dāng)工作輪轉(zhuǎn)動時，葉片就帶動氣體運動或者使氣體得到動能，然后使部分動能轉(zhuǎn)化為壓力能從而提高氣體的壓力。這種壓縮機(jī)由于它工作時不斷地將制冷劑蒸汽吸入，又不斷地沿半徑方向被甩出去，所以稱這種型式的壓縮機(jī)為離心式壓縮機(jī)。

(1)離心式壓縮機(jī)的氣量大，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，重量輕，機(jī)組尺寸小，占地面積小，相對于活塞式壓縮機(jī)，在制冷量相同時，重量較活塞式輕5～8倍。

(2)由于它沒有汽閥活塞環(huán)等易損部件，又沒有曲柄連桿機(jī)構(gòu)，運轉(zhuǎn)平衡，操作可靠，運轉(zhuǎn)率高，摩擦件少，因之備件需用量少，維護(hù)費用及人員少。

(3)工作輪和機(jī)殼之間沒有摩擦，無需潤滑。在化工流程中，離心式壓縮機(jī)對化工介質(zhì)可以做到絕對無油的壓縮過程。

(4)離心式壓縮機(jī)為一種回轉(zhuǎn)運動的機(jī)器，它適宜于工業(yè)汽輪機(jī)或燃汽輪機(jī)直接拖動。對一般大型化工廠，常用副產(chǎn)蒸汽驅(qū)動工業(yè)汽輪機(jī)作動力，為熱能綜合利用提供了可能。

(1)離心式壓縮機(jī)目前還不適用于氣量太小及壓比過高的場合，并且由于適宜采用分子量比較大的制冷劑，故只適用于大制冷量，一般都在25～30萬大卡/時以上。

(2)離心式壓縮機(jī)的穩(wěn)定工況區(qū)較窄，其氣量調(diào)節(jié)雖較方便，但經(jīng)濟(jì)性較差。

(3)目前離心式壓縮機(jī)效率一般比活塞式壓縮機(jī)低。

(4)一般要用增速齒輪傳動，轉(zhuǎn)速較高，對軸端密封要求高，這些均增加了制造上的困難和結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜性。