目前,常用的制冷压缩机一般活塞式、转子式、涡旋式、螺杆式、离心式等5种。其中,活塞式压缩机是较为早期和常见的空调压缩机形式,至今仍然在制冷领域发挥余热。

那么,活塞式压缩机的工作原理是什么?活塞式压缩机的主要应用在哪里?活塞式压缩机有哪些优缺点?

活塞式压缩机工作原理

活塞式压缩机的工作是气缸、气阀和在气缸中作往复运动的活塞所构成的工作容积不断变化来完成。如果不考虑活塞式压缩机实际工作中的容积损失和能量损失(即理想工作过程),则活塞式压缩机曲轴每旋转一周所完成的工作,可分为吸气,压缩和排气过程。

活塞式压缩机工作过程

  • 压缩过程

活塞从下止点向上运动,吸、排汽阀处于关闭状态,气体在密闭的气缸中被压缩,由于气缸容积逐渐缩小,则压力、温度逐渐升高直至气缸内气体压力与排气压力相等。压缩过程一般被看作是等熵过程。

  • 排气过程

活塞继续向上移动,致使气缸内的气体压力大于排气压力,则排气阀开启,气缸内的气体在活塞的推动下等压排出气缸进入排气管道,直至活塞运动到上止点。此时由于排气阀弹簧力和阀片本身重力的作用,排气阀关闭排气结束。

活塞式压缩机的应用

主要应用:冷库及冷冻冷藏市场使用比较多的是半封闭活塞式压缩机;较少应用:商用制冷空调;

半封闭活塞式冷库压缩机一般采用四极电动机驱动,其额定功率一般在60—600KW之间。气缸数为2~8个,最多12个。

活塞压缩机的优点

不论流量大小,都能得到所需要的压力,排气压力范围广,最高压力可达320MPa(工业应用),甚至700MPa,(实验室中);

单机能力为在500m3/min以下的任意流量;

在一般的压力范围内,对材料的要求低,多采用普通的钢铁材料,加工较容易,造价也较低廉;

热效率较高,一般大、中型机组绝热效率可达0.7~0.85左右;

气量调节时,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;

气体的重度和特性对压缩机的工作性能影响不大,同一台压缩机可以用于不同的气体;

驱动机比较简单,大都采用电动机,一般不调速,可维修性强;

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;

活塞压缩机的缺点

结构复杂笨重,易损件多,占地面积大,投资较高,维修工作量大,使用周期较短,但经过努力可以达到8000小时以上;

转速不高,机器体积大而重,单机排气量一般小于500m3/min;

机器运转中有振动;

排气不连续,气流有脉动,容易引起管道振动,严重时往往因气流脉动、共振而造成管网或机件的损坏;

流量调节采用补助容积或旁路阀,虽然简单、方便、可靠,但功率损失大,在部分载荷操作时效率降低;

用油润滑的压缩机,气体中带油需要脱除;

大型工厂采用多台压缩机组时,操作人员多或工作强度较大。