針對(duì)高轉(zhuǎn)速離心式制冷壓縮機(jī)的研究

田棟

摘要：制冷技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域中都發(fā)揮著重要的作用，如食品冷藏、空調(diào)制冷等等，而制冷技術(shù)通常需要經(jīng)過(guò)一定的制冷設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，而高轉(zhuǎn)速離心式制冷壓縮機(jī)就是一種典型的現(xiàn)代化制冷設(shè)備。它具有制冷速度快、占地面積小、工作效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，在制冷領(lǐng)域占據(jù)著不可替代的位置。因此本文對(duì)高轉(zhuǎn)速離心式制冷壓縮機(jī)的工作原理及曲線特性進(jìn)行了簡(jiǎn)要的描述，主要針對(duì)其自動(dòng)調(diào)節(jié)能力進(jìn)行了詳細(xì)的分析的探討，希望為相關(guān)工作者提供有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：高轉(zhuǎn)速;離心式;制冷壓縮機(jī)

在制冷行業(yè)中，傳統(tǒng)的制冷方式雖然能夠達(dá)到一定的制冷效果，但是整體上來(lái)說(shuō)對(duì)環(huán)境的污染較為嚴(yán)重，如氟利昂的排放等等，而新型的離心式制冷壓縮機(jī)是一種通過(guò)氣體的壓縮和釋放來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷的速度型壓縮機(jī)，可以有效的降低環(huán)境污染和能源損耗。但是在壓縮機(jī)的使用過(guò)程中要注意離心式制冷壓縮機(jī)的自我調(diào)節(jié)能力，使其在工作中能夠更好的應(yīng)對(duì)開關(guān)機(jī)等突然狀況，從而更好的完成相應(yīng)的制冷工作。

1.離心式制冷壓縮機(jī)的工作原理

離心式壓縮機(jī)的工作原理與鼓風(fēng)機(jī)的工作原理十分的相似，從其構(gòu)造上來(lái)對(duì)其工作原理進(jìn)行解析：當(dāng)離心式壓縮機(jī)的工作葉輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)以后，氣體就會(huì)在葉輪上葉片的帶動(dòng)下而運(yùn)動(dòng)起來(lái)，這使得氣體具有了一定的動(dòng)能，氣體的動(dòng)能再轉(zhuǎn)化為壓力能從而實(shí)現(xiàn)制冷劑蒸汽的壓縮。

工作葉輪和與它相配合的固定元件共同組成了——級(jí)，在壓縮機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)，工作葉輪會(huì)隨著軸而高速運(yùn)轉(zhuǎn)，將軸與級(jí)十輪組成的結(jié)構(gòu)稱為轉(zhuǎn)子，區(qū)別于轉(zhuǎn)子的其它不動(dòng)件稱為固定元件，如氣室、蝸殼等等。在壓縮機(jī)開始工作后，制冷劑蒸氣在吸氣室的作用下被均勻的引入到工作葉輪。蒸汽經(jīng)過(guò)的流通通道應(yīng)做成漸縮的樣子，以便當(dāng)蒸汽通過(guò)其時(shí)，可以使氣體形成加速，從而盡量降低氣流流通這程中的能量損失。制冷劑蒸汽進(jìn)入工作葉輪后就會(huì)隨著葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)也進(jìn)行高速轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪槽中的蒸汽在較大離心力的作用下而產(chǎn)生擴(kuò)壓流動(dòng)，使氣體的速度和壓力得到進(jìn)一步的提升。

2.離心式壓縮機(jī)性能曲線的特點(diǎn)

離心式壓縮機(jī)的流量和壓力比之間是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，當(dāng)壓縮機(jī)的背壓升高后，流量是自動(dòng)減小的。最大流量工況有兩種情況：一種是流道某喉部處氣體達(dá)到臨界狀態(tài)，氣體的容積流量達(dá)到最大值，即所謂的“阻塞”工況;另一種情況是級(jí)內(nèi)流動(dòng)損失很大，所提供的壓力比近似等于1，這也是最大流量工況。

對(duì)應(yīng)的最小流量工況一般稱之為“喘振”工況，當(dāng)級(jí)的流量大幅度減小時(shí)，幾乎在所有的葉道內(nèi)都發(fā)生嚴(yán)重的邊界層分離，使來(lái)流受阻，能量損失嚴(yán)重，壓力比大大下降，致使氣體不能向后排出，級(jí)后的高壓氣體將發(fā)生倒流，使得級(jí)后氣體的壓力再次逐漸升高，級(jí)的排氣壓力也相應(yīng)升高，其流量對(duì)應(yīng)減少，達(dá)到一定程度時(shí)，再次發(fā)生級(jí)后氣體倒流的現(xiàn)象，這種不穩(wěn)定的現(xiàn)象稱為“喘振”。

3.離心式制冷壓縮機(jī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)

3.1反喘振調(diào)節(jié)

離心式制冷壓縮機(jī)在工作過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生喘振現(xiàn)象。喘振現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是由于蒸發(fā)壓力過(guò)低或冷凝壓力過(guò)高等等，可通過(guò)冷凝壓力和蒸發(fā)壓力的合理管控制來(lái)防止喘振現(xiàn)象的發(fā)生，但是當(dāng)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)制冷量時(shí)，如負(fù)荷超過(guò)一小時(shí)，也同樣會(huì)發(fā)生喘振現(xiàn)象，這就需要進(jìn)行反喘振調(diào)節(jié)，才能有效的進(jìn)行設(shè)備保護(hù)。旁通調(diào)節(jié)法就是一種非常有效的調(diào)節(jié)方式。當(dāng)壓縮機(jī)的冷量低于喘振點(diǎn)時(shí)，可將壓縮機(jī)內(nèi)的一部分氣體直接流入到壓縮機(jī)的吸口處，從而減少流入蒸發(fā)器的制冷劑量，又不會(huì)因壓縮機(jī)吸入量過(guò)小發(fā)生喘振現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)有效的反喘振調(diào)節(jié)。

3.2離心式壓縮機(jī)的性能調(diào)節(jié)

一般情況下離心式制冷壓縮機(jī)與管路共同工作時(shí)，壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)工況點(diǎn)便是相應(yīng)的工作點(diǎn)。但在實(shí)際的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中，要有針對(duì)性的氣體流量調(diào)節(jié)，從而達(dá)到裝置的要求，這就要通過(guò)改變工況點(diǎn)來(lái)解決，而工況點(diǎn)是壓縮機(jī)性能曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)，對(duì)相應(yīng)的性能曲線進(jìn)行調(diào)節(jié)就是對(duì)工況點(diǎn)進(jìn)行了調(diào)節(jié)。依據(jù)工藝流程可將調(diào)節(jié)任務(wù)分為等壓力調(diào)節(jié)、等流量調(diào)節(jié)、比例調(diào)節(jié)。

3.3離心式制冷壓縮機(jī)的自動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)

離心式制冷壓縮機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)以及生活的制冷工作中擔(dān)當(dāng)著重要的角色，已經(jīng)成為各領(lǐng)域大型制冷系統(tǒng)的關(guān)鍵性機(jī)械設(shè)備，在離心式制冷壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，應(yīng)注意避免低壓端空氣以及不凝性氣體滲入到壓縮機(jī)內(nèi)，并注意相關(guān)油溫的控制，避免油溫過(guò)高，盡量的降低相關(guān)安全及質(zhì)量事故的發(fā)生，這就需要離心式制冷壓縮機(jī)能夠具有自動(dòng)控制的能夠的能力，從而對(duì)自身進(jìn)行安全防護(hù)。此外，要對(duì)離心式制冷壓縮機(jī)進(jìn)行能量調(diào)節(jié)，可以有效的減少壓縮機(jī)的開關(guān)次數(shù)，確保離心式制冷壓縮機(jī)能夠穩(wěn)定且持續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而更好的應(yīng)對(duì)由于冷熱負(fù)荷變化而引起的問題。

離心式制冷壓縮機(jī)的能量調(diào)節(jié)主要是根據(jù)其感受及鑒別機(jī)構(gòu)來(lái)感知壓縮機(jī)的回氣壓力或制冷的蒸發(fā)溫度，從而進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，可叫做壓力控制法和溫度控制法。壓力控制法主要是通過(guò)壓力控制器以及變送器等傳感器具，將回氣壓力視為能量調(diào)節(jié)的控制參數(shù)。一旦蒸發(fā)器的冷熱負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，傳壓管通過(guò)對(duì)壓力參數(shù)變化的感應(yīng)，從而進(jìn)行調(diào)節(jié)。溫度控制法則是依據(jù)蒸發(fā)溫度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，由于冷熱負(fù)荷的變化會(huì)產(chǎn)生一定的溫度變化，在感溫元件的感應(yīng)后，將其傳遞到控制部位，從而完成能量控制。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高轉(zhuǎn)速離心式制冷壓縮機(jī)以及獨(dú)特的環(huán)保工作原理以及特點(diǎn)，可適用于不同環(huán)境下的制冷工作，其運(yùn)用不但提高了制冷工作效率，同時(shí)也節(jié)約了生產(chǎn)場(chǎng)地空間，降低了相應(yīng)的生產(chǎn)成本。要想使離心式制冷壓縮機(jī)能夠正常、高效的運(yùn)轉(zhuǎn)，需要設(shè)備管理人員對(duì)該機(jī)械設(shè)備進(jìn)行定期的檢察和維護(hù)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，避免因故障而使設(shè)備無(wú)法運(yùn)行而影響正常的使用，也可以達(dá)到提高壓縮機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性及延長(zhǎng)使用壽命的作用。

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