摘要：詳細(xì)介紹了全封閉制冷壓縮機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)和前景。引用大量的數(shù)據(jù)證明各種壓縮機(jī)的發(fā)展空間和必然性。從而為各行業(yè)使用制冷壓縮機(jī)提供了可靠的數(shù)據(jù)和指導(dǎo)說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：電磁振動(dòng)式 壓縮機(jī)電動(dòng)式 壓縮機(jī)

制冷壓縮機(jī)質(zhì)量的好壞將直接影響著電冰箱、空調(diào)器等小型制冷設(shè)備的制冷效果、使用壽命、噪音和震動(dòng)等多種性能。就制冷壓縮機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu)而言,形式多樣,性能各異。現(xiàn)在生產(chǎn)的小型制冷設(shè)備采用的全封閉式壓縮機(jī),按其結(jié)構(gòu)特性可分為電磁式和電動(dòng)式兩大類。而電動(dòng)式又可分為往復(fù)活塞式、旋轉(zhuǎn)活塞式和渦旋式3種類型。下面就以上幾種全封閉制冷壓縮機(jī)的性能特點(diǎn)簡(jiǎn)單介紹如下：

1電磁振動(dòng)式壓縮機(jī)

電磁振動(dòng)式壓縮機(jī)有以下3種:(1)動(dòng)圈式電磁振動(dòng)型;(2)動(dòng)鐵芯式電磁振動(dòng)型;(3)懸吊動(dòng)磁鐵式電磁振動(dòng)型。其中,動(dòng)圈式在全封閉式制冷壓縮機(jī)中被實(shí)際應(yīng)用,它是利用通以交流電流的線圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)與永久磁場(chǎng)之間相互作用,直接驅(qū)動(dòng)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的壓縮機(jī)。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零部件少、加工精度要求不高、容易制造。因此從20世紀(jì)50年代開(kāi)始就用于容積較小的電冰箱。但從另一方面,由于電源頻率變化引起的制冷量變化大,且50Hz和60Hz不能通用,存在著因排氣、吸氣壓力引起行程變化等問(wèn)題,使活塞行程的長(zhǎng)短隨負(fù)荷的變化而改變,同時(shí)機(jī)內(nèi)彈簧作高頻諧振,易產(chǎn)生彈性疲勞,因此一般只適用于生產(chǎn)100W以下的壓縮機(jī)。而動(dòng)鐵芯式和懸吊動(dòng)磁鐵式電磁振動(dòng)型由于只在研究階段還沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用,故此不作介紹。

2電動(dòng)式壓縮機(jī)

2.1往復(fù)活塞式壓縮機(jī)

按其結(jié)構(gòu)分為滑管式和連桿式壓縮機(jī)兩類。

(1)滑管式壓縮機(jī)

滑管式壓縮機(jī)產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代,它是往復(fù)活塞式壓縮機(jī)的一種類型。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好,成本較低,對(duì)零部件的加工精度要求不高,制造和裝配都比較容易,所以發(fā)展較快。目前這類壓縮機(jī)在國(guó)內(nèi)外的電冰箱生產(chǎn)中應(yīng)用比較普遍。缺點(diǎn)是活塞與缸壁間的側(cè)力較大、磨擦功耗大、能效比偏低,因此目前滑管式壓縮機(jī)正在進(jìn)入衰退期,將逐漸被連桿式壓縮機(jī)或旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)所取代。

(2)連桿式壓縮機(jī)

連桿式壓縮機(jī)也屬往復(fù)活塞式,是電冰箱采用時(shí)間較早的一種。在20世紀(jì)50年代以前生產(chǎn)的電冰箱幾乎都是采用連桿式壓縮機(jī)。其特點(diǎn)是運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)、噪聲低、磨損小、使用壽命長(zhǎng)、能效比較高、工作可靠、綜合性能優(yōu)良。但由于零部件形狀復(fù)雜,加工精度要求較高,工藝難度較大,因此其發(fā)展一度受到限制,在電冰箱及其它小型制冷設(shè)備中被滑管式和旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)所取代。近幾年來(lái)隨著機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展,對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多方面的技術(shù)改進(jìn)。目前連桿式壓縮機(jī)已成為電冰箱壓縮機(jī)的主導(dǎo)產(chǎn)品,總需求是有較大的提高。近年來(lái)世界各電冰箱生產(chǎn)大國(guó),尤其是日本、意大利、美國(guó)等國(guó)對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)的制造技術(shù)進(jìn)行了多方面提改造,從而使連桿式壓縮機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)都有了很大的提高。因此,有重新成為電冰箱壓縮機(jī)主導(dǎo)產(chǎn)品的趨勢(shì)。

2.2旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)

旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的電機(jī)無(wú)需將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng),而是直接帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)活塞作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成對(duì)制冷劑蒸氣的壓縮。這種壓縮機(jī)更適合于小型空調(diào)器,特別是在家用空調(diào)器上的應(yīng)用更為廣泛,如美國(guó)通用電器公司和沃普公司生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)都設(shè)計(jì)了較好的防過(guò)熱和潤(rùn)滑裝置。它采用把冷凝器處的部分制冷液用配管引至壓縮室,使之在氣缸內(nèi)噴射的冷卻方式,提高了冷卻效果。為了防止把大量的制冷液直接吸入氣缸內(nèi),產(chǎn)生液擊,在吸氣回路的壓縮機(jī)前部設(shè)有氣液分離器,潤(rùn)滑油和制冷液一旦進(jìn)入器內(nèi),則制冷液在氣液分離器內(nèi)蒸發(fā),壓縮機(jī)吸入的是氣體;潤(rùn)滑油從氣液分離器下方的小孔中緩緩地連續(xù)少量進(jìn)入壓縮機(jī),用這種方法防止液擊。油泵給油的方法是,在轉(zhuǎn)軸下端裝設(shè)兩個(gè)齒輪狀的葉輪,它與轉(zhuǎn)軸一同轉(zhuǎn)動(dòng),對(duì)油施加離心力,從轉(zhuǎn)軸中心孔把油導(dǎo)向上方。

另外,在軸的外表面上開(kāi)有螺旋狀的油槽,實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承部位的給油。作為安全措施,在壓縮機(jī)頂部裝有過(guò)負(fù)荷繼電器,這種繼電器是用感溫板感受壓縮機(jī)內(nèi)部高壓氣體的溫度,當(dāng)達(dá)到一定的溫度后,繼電器動(dòng)作,壓縮機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn),用這種方法防止電動(dòng)機(jī)燒毀,因此說(shuō)旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)是一種很有發(fā)展前景的壓縮機(jī)。其主要優(yōu)點(diǎn)是:由于活塞作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),壓縮工作圓滑平穩(wěn),平衡性能好,另外旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)沒(méi)有余隙容積,無(wú)再膨脹氣體的干擾,因此具有壓縮效率高、零部件少、體積小、重量輕、平衡性能好、噪音低、防護(hù)措施完備和耗電量小等優(yōu)點(diǎn)。

缺點(diǎn)是壓縮機(jī)對(duì)材質(zhì)、加工精度、熱處理、裝配工藝及潤(rùn)滑系統(tǒng)要求較高,由于要靠運(yùn)動(dòng)間隙中的潤(rùn)滑油進(jìn)行密封,為從排氣中分離出油,機(jī)殼內(nèi)須做成高壓,因此,電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)容易過(guò)熱,如果不采取特殊的措施,在大型壓縮機(jī)和低溫用壓縮機(jī)中是不能使用的。由于它比其它類型的壓縮機(jī)有較明顯的優(yōu)勢(shì),所以它得到了推廣應(yīng)用。如國(guó)產(chǎn)上菱BCD-180W、阿里斯頓BCD—220W等電冰箱都采用了旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。尤其在家用空調(diào)器上的應(yīng)用就更為普遍,從發(fā)展的趨勢(shì)看旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)今后有可能成為市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品。

2.3渦旋式壓縮機(jī)

渦旋式壓縮機(jī)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的新型產(chǎn)品。它效率高,噪聲低,體積小,重量輕,不需要排氣閥組,工作的可靠性及容積效率都較高,允許氣體制冷劑中帶少量液體,輸氣效率高,氣體泄漏少,可較好地運(yùn)用于小型熱泵系統(tǒng)、小型空調(diào)等。綜上所述,幾種壓縮機(jī)的性能特點(diǎn),我們不難看出經(jīng)多年的技術(shù)改造,連桿式壓縮機(jī)在一定的時(shí)期內(nèi)仍有明顯的優(yōu)勢(shì),而旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)則是一種新型的產(chǎn)品,特別是在空調(diào)器上的應(yīng)用更為廣泛,必將成為制冷產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品。通過(guò)對(duì)往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的性能試驗(yàn)比較可知,往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī),啟動(dòng)后排氣、吸氣壓力的時(shí)間變化特性不同,電動(dòng)機(jī)上的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩由吸、排氣壓力的大小確定,在往復(fù)式的情況下,投入運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘內(nèi)至十幾分鐘后,排氣壓力出現(xiàn)峰值,對(duì)于電動(dòng)機(jī),為了承受這個(gè)尖峰負(fù)荷,需要比穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需轉(zhuǎn)矩大得多(2~4倍)。而旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī),由于不存在剛剛啟動(dòng)后的峰值,所以,只要有穩(wěn)定運(yùn)所需的轉(zhuǎn)矩即可,因此可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的小型化,這也是它今后發(fā)展優(yōu)勢(shì)所在。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡鵬程,趙清.電冰箱、空調(diào)器的原理和維修.北京:電子工業(yè)出版社,1995.114~148

[2]制冷原理及設(shè)備(第2版)西安交通大學(xué)出版社，1997-4-1

[3]活塞式單機(jī)雙級(jí)制冷壓縮機(jī)中國(guó)機(jī)械工業(yè)出版社，2003.12