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涡旋空气压缩机工作原理及常见故障

制冷压缩机:蒸汽压缩式制冷装置中的关键核心设备,对系统的运行性能、噪声、振动、使用寿命和节能有着决定性的作用。

压缩机在系统中的作用:抽吸来自蒸发器的制冷蒸汽,并提高其压力和温度,然后排向冷凝器。

容积式压缩机:通过对运动机构作功,减少压缩空间容积来提高蒸气压力,完成压缩功能。

速度型压缩机:则由旋转部件连续将角动量转换给蒸气,再将该动量转为压力,提高蒸气压力,达到压缩气体的目的。

涡旋压缩机:

原理:动盘与静盘的涡旋线型相同,但相位差180°进行啮合,形成一系列封闭空间;静盘不动,动盘绕着定盘中心,以偏心距为半径作公转运动。当动盘公转时,依次相啮合,使月牙形面积不断压缩变小,从而使气体不断被压输,最后从静盘中心孔处排出。

结构:动盘(涡旋转子)、静盘(涡旋定子)、支架、十字联轴环、背压腔、偏心轴。

涡盘安装在机壳上部;

静涡盘、电动机定子:安装在机壳内壁上;

十字滑环:上下两面设置相互垂直两对凸键的圆环,上面凸键装在动涡盘背面的键槽内,下面凸键装在支架键槽内;

压缩原理:连续不断的吸、排气;

涡盘左右两侧同时进行压缩;

压缩机解剖实例:

不同冷媒涡旋压缩机结构示意图:

供油示意图:

油平衡管:

涡旋压缩机内部的油路:

说明:

1、油路简单,与压缩机运行的转速无关,只要压缩机开始工作,形成排气压力与中间压力,建立压差(Pd-Pb)后,在压差的作用下就可以稳定可靠的供油润滑,能够切实解决压缩机变频运转的润滑。

2、压差供油,使压缩机运动部件润滑更加可靠,更好的冷却、液体阻塞作用,从而使压缩机工作可靠性更高、效率更高。

涡旋压缩机内部的气体流路:

说明:

1、气体直接进入压缩腔压缩,避免形成高压与低压的二个腔体,减少压缩机的零件;

2、直接吸气减少气体的过热度,提高压缩机容积效率,提升压缩机的性能;

3、排气腔体较大,能够有效缓冲排气,降低排气脉动,减小噪音与振动。

4、直接吸气不存在液体制冷剂对润滑油膜的破坏作用,也使压缩机工作可靠性提高。

涡旋压缩机,动盘旋转一周时,吸气、压缩、排气过程是连续进行的,而且,各级压力腔对称分布,回转速度低,因此,其旋转一周时的压缩转矩变化很小(上图表示:往复式、旋转及涡旋式压缩机的转矩变化)

涡旋压缩机与其他压缩机相比较之下,转矩变化幅度仅有1/10,非常小,所以其运行时振动、噪音均很小。

高压腔与低压腔涡旋压缩机的比较:

高压腔与低压腔涡旋压缩机的划分,主要是对全封闭涡旋压缩机中,电机所处在的工作环境压力进行区分。

电机处于排气侧(壳体内为排气压力),称为高压腔压缩机(一般以HITACHI为代表);

电机处于吸气侧(壳体内为吸气压力),称为低压腔压缩机(一般以COPELAND为代表)。

两种结构的涡旋压缩机,与其结构对应具有相应的特点,且各具优缺点。

转子压缩机:

内部结构:

工作原理:转子的主轴在电动机拖动下旋转时,偏心转子紧贴着汽缸内壁面回转,造成月牙状空间容积周期性的变化,完成吸排气和压缩过程。

涡旋压缩机运行中常见的故障:

水分超标损坏:

解剖表现:机构表面轻则镀铜,重则生锈。(涡盘间隙和滚动活塞与缸盖、气缸内壁间隙约10~20um,生锈、镀铜导致间隙减小,摩擦增大。)

产生原因:系统真空度不够或冷媒水分含量超标。

对策:注意系统密闭性,抽空符合要求,使用合格冷媒。

杂质超标损坏:

解剖表现:涡旋盘表面不规则磨耗迹象。

产生原因:系统安装过程产生氧化皮或系统管路灰尘污垢较多,系统回油不足或润滑不足发生异常磨耗。

对策:注意系统清洁,确认吸气、回油过滤器的清洁及油量、油质合适。

缺油或润滑不足损坏:

缺油和润滑不足属于不同概念,缺油是指压缩机油量少于标称油量的三分之一,压缩机机构部、涡旋盘表面无油,相对干燥;而润滑不足是指压缩机内部油量较多,但油粘度较低,不足以在摩擦表面形成有效油膜。

解剖表现:机构部件表面发干,异常磨损(缺油);机构表面油量合适但异常磨损。

产生原因:系统回油不足或压缩机高温导致油粘度低下或冷媒量过多导致油粘度低下。

对策:注意系统清洁,确认是否设置回油弯,确认吸气、回油过滤器的清洁及油量、油质合适,确保冷冻机油和冷媒的质量比符合要求,严禁冷媒过充!

电机损坏:

解剖表现:线圈短路烧毁,或白栏槽熔化,或过热烧毁。

产生原因:系统杂质超标将线圈划伤导致短路(多发生于表面),或线圈制造过程中漆伤导致短路(多发生于非表面),或过负荷使用导致线圈过快老化烧毁。

对策:注意系统的洁净度,压缩机厂家生产过程精细化,安装位置通风良好,避免过负荷使用。

空调用压缩机的接线方式有6种方式,其中只有一种方式是正确的。

压缩机与空调系统接线模拟演示:

制造不良:

解剖表现:涡旋盘内有焊渣/打压发现压机焊点泄漏。

产生原因:员工焊接/厂家焊接。

对策:提高焊接人员技术水平,加强厂家焊接质量管控。