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汽體的壓力,而是依靠動(dòng)能的變化來提高汽體壓力。
離心式壓縮機(jī)具有帶葉片的工作輪,當(dāng)工作輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),葉片就帶動(dòng)汽體運(yùn)動(dòng)或者使汽體得到動(dòng)能,然后使部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能從而提高汽體的壓力。這種壓縮機(jī)由于它工作時(shí)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)。其中根據(jù)壓縮機(jī)中安裝的工作輪數(shù)量的多少,分為單級(jí)式和多級(jí)式。如果只有一個(gè)工作輪,就稱為單級(jí)離心式壓縮機(jī),如果是由幾個(gè)工作輪串聯(lián)而組成,就稱為多級(jí)離心式壓縮機(jī)。在空調(diào)中,由于壓力增高較少,所以一般都是采用單級(jí),其它方面所用的離心式制冷壓縮機(jī)大都是多級(jí)的。單級(jí)離心式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造主要由工作輪、擴(kuò)壓器和蝸殼等所組成。
壓縮機(jī)工作時(shí)制冷劑蒸汽由吸汽口軸向進(jìn)入吸汽室,并在吸汽室的導(dǎo)流作用引導(dǎo)由蒸發(fā)器(或中間冷卻器)來的制冷劑蒸汽均勻地進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的工作輪3(工作輪也稱葉輪,它是離心式制冷壓縮機(jī)的重要部件,因?yàn)橹挥型ㄟ^工作輪才能將能量傳給汽體)。汽體在葉片作用下,一邊跟著工作輪作高速旋轉(zhuǎn),一邊由于受離心力的作用,在葉片槽道中作擴(kuò)壓流動(dòng),從而使汽體的壓力和速度都得到提高。由工作輪出來的汽體再進(jìn)入截面積逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)壓器4(因?yàn)槠w從工作輪流出時(shí)具有較高的流速,擴(kuò)壓器便把動(dòng)能部分地轉(zhuǎn)化為壓力能,從而提高汽體的壓力)。汽體流過擴(kuò)壓器時(shí)速度減小,而壓力則進(jìn)一步提高。經(jīng)擴(kuò)壓器后汽體匯集到蝸殼中,再經(jīng)排氣口引導(dǎo)至中間冷卻器或冷凝器中。
離心式制冷壓縮機(jī)的特點(diǎn)與特性
離心式制冷壓縮機(jī)與活塞式制冷壓縮機(jī)相比較,具有下列優(yōu)點(diǎn):
單機(jī)制冷量大,在制冷量相同時(shí)它的體積小,占地面積少,重量較活塞式輕5~8倍。
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),因而工作可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)費(fèi)用低。
工作輪和機(jī)殼之間沒有摩擦,無需潤(rùn)滑。故制冷劑蒸汽與潤(rùn)滑油不接觸,從而提高了蒸發(fā)器和冷凝器的傳熱性能。
能經(jīng)濟(jì)方便的調(diào)節(jié)制冷量且調(diào)節(jié)的范圍較大。
對(duì)制冷劑的適應(yīng)性差,一臺(tái)結(jié)構(gòu)一定的離心式制冷壓縮機(jī)只能適應(yīng)一種制冷劑。
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(shí)以上。如制冷量太少,則要求流量小,流道窄,從而使流動(dòng)阻力大,效率低。但近年來經(jīng)過不斷改進(jìn),用于空調(diào)的離心式制冷壓縮機(jī),單機(jī)制冷量可以小到10萬大卡/時(shí)左右。
離心式制冷壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)
離心式制冷壓縮機(jī)和其它制冷設(shè)備共同構(gòu)成一個(gè)能量供給與消耗的統(tǒng)一系統(tǒng)。制冷機(jī)組在運(yùn)行時(shí),只有當(dāng)通過壓縮機(jī)的制冷劑的流量與通過設(shè)備的流量相等時(shí),以及壓縮機(jī)所產(chǎn)生的能量頭與制冷設(shè)備的阻力相適應(yīng)時(shí),制冷系統(tǒng)的工況才能保持穩(wěn)定。但是制冷機(jī)的負(fù)荷總是隨外界條件與用戶對(duì)冷量的使用情況而變化的,因此為了適應(yīng)用戶對(duì)冷負(fù)荷變化的需要和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,就需要根據(jù)外界的變化對(duì)制冷機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié),離心式制冷機(jī)組制冷量的調(diào)節(jié)有:1°改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速;2°采用可轉(zhuǎn)動(dòng)的進(jìn)口導(dǎo)葉;3°改變冷凝器的進(jìn)水量;4°進(jìn)汽節(jié)流等幾種方式,其中最常用的是轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)和進(jìn)汽節(jié)流兩種調(diào)節(jié)方法。
所謂轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié),就是轉(zhuǎn)動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)口處的導(dǎo)流葉片以使進(jìn)入到葉輪去的汽體產(chǎn)生旋繞,從而使工作輪加給汽體的動(dòng)能發(fā)生變化來調(diào)節(jié)制冷量。所謂進(jìn)汽節(jié)流調(diào)節(jié),就是在壓縮機(jī)前的進(jìn)汽管道上安裝一個(gè)調(diào)節(jié)閥,如要改變壓縮機(jī)的工況時(shí),就調(diào)節(jié)閥門的大小,通過節(jié)流使壓縮機(jī)進(jìn)口的壓力降低,從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)制冷量。
離心式壓縮機(jī)制冷量的調(diào)節(jié)最經(jīng)濟(jì)有效的方法就是改變進(jìn)口導(dǎo)葉角度,以改變蒸汽進(jìn)入葉輪的速度方向(C1U)和流量V。但流量V必須控制在穩(wěn)定工作范圍內(nèi),以免效率下降。
