往復(fù)式、螺桿式、離心式三種壓縮機性能特點、優(yōu)缺點比較

1、螺桿式壓縮機

螺桿式壓縮機又稱螺桿壓縮機。20世紀(jì)50年代，就有噴油螺桿式壓縮機應(yīng)用在制冷裝置上，由于其結(jié)構(gòu)簡單，易損件少，能在大的壓力差或壓力比的工況下，排氣溫度低，對制冷劑中含有大量的潤滑油（常稱為濕行程）不敏感，有良好的輸氣量調(diào)節(jié)性，很快占據(jù)了大容量往復(fù)式壓縮機的使用范圍，而且不斷地向中等容量范圍延伸，廣泛地應(yīng)用在冷凍、冷藏、空調(diào)和化工工藝等制冷裝置上。

以它為主機的螺桿式熱泵從20世紀(jì)70年代初便開始用于采暖空調(diào)方面，有空氣熱源型、水熱泵型、熱回收型、冰蓄冷型等。在工業(yè)方面，為了節(jié)能，亦采用螺桿式熱泵作熱回收。

2、離心式壓縮機

離心式壓縮機是一種葉片旋轉(zhuǎn)式壓縮機（即透平式壓縮機）。在離心式壓縮機中，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪給予氣體的離心力作用，以及在擴壓通道中給予氣體的擴壓作用，使氣體壓力得到提高。

早期，由于這種壓縮機只適于低，中壓力、大流量的場合，而不為人們所注意。由于化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，各種大型化工廠，煉油廠的建立，離心式壓縮機就成為壓縮和輸送化工生產(chǎn)中各種氣體的關(guān)鍵機器，而占有極其重要的地位。隨著氣體動力學(xué)研究的成就使離心壓縮機的效率不斷提高，又由于高壓密封，小流量窄葉輪的加工，多油楔軸承等技術(shù)關(guān)鍵的研制成功，解決了離心壓縮機向高壓力，寬流量范圍發(fā)展的一系列問題，使離心式壓縮機的應(yīng)用范圍大為擴展，以致在很多場合可取代往復(fù)壓縮機，而大大地擴大了應(yīng)用范圍。

3、往復(fù)活塞壓縮機

是各類壓縮機中發(fā)展最早的一種，公元前1500年中國發(fā)明的木風(fēng)箱為往復(fù)活塞壓縮機的雛型。18世紀(jì)末，英國制成第一臺工業(yè)用往復(fù)活塞空氣壓縮機。20世紀(jì)30年代開始出現(xiàn)迷宮壓縮機，隨后又出現(xiàn)各種無油潤滑壓縮機和隔膜壓縮機。50年代出現(xiàn)的對動型結(jié)構(gòu)使大型往復(fù)活塞壓縮機的尺寸大為減小，并且實現(xiàn)了單機多用。

活塞式壓縮機使用歷史悠久，是目前國內(nèi)用得最多的制壓縮機。由于其壓力范圍廣，能夠適應(yīng)較寬的能量范圍，有高速、多缸、能量可調(diào)、熱效率高、適用于多種工況等優(yōu)點;其缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損件多，檢修周期短，對濕行程敏感，有脈沖振動，運行平穩(wěn)性差。

螺桿壓縮機是一種新的壓縮裝置，它與往復(fù)式相比：

優(yōu)點：

①機器結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，占地面積少，重量輕。

②熱效率高，加工件少，壓縮機的零件總數(shù)只有活塞式的1/10。機器易損件少，運行安全可靠，操作維護(hù)簡單。

③氣體沒有脈動，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，機組對基礎(chǔ)不高不需要專門基礎(chǔ)④運行中向轉(zhuǎn)子腔噴油，因此排氣溫度低。

⑤對濕行程不敏感，濕蒸汽或少量液體進(jìn)入機內(nèi)，沒有液擊危險。

⑥可在較高壓比下運行。

⑦可借助滑閥改變壓縮有效行程，可進(jìn)行10~100%的無級冷量調(diào)節(jié)。

缺點：

需要復(fù)雜的油處理設(shè)備，要求分離效果很好的油分離器及油冷卻器等設(shè)備，噪聲較大，一般都在85分貝以上，需要隔聲措施。

離心式與活塞式相比，有轉(zhuǎn)速高，氣量大，機械磨損小，易損件少，維護(hù)簡單，連續(xù)工作時間長，振動小，運行平穩(wěn)，對基礎(chǔ)要求低，在大氣量時，單位功率機組的質(zhì)量輕、體積小，占地面積少，氣量可在30%~100%的范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié)，易于多級壓縮和節(jié)流，可以滿足某些化工流程的要求，易于實現(xiàn)自動化，對于大型機，可以采用經(jīng)濟(jì)性較高的工業(yè)汽輪機直接拖動，這對有廢熱蒸汽的企業(yè)有經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢。缺點是：噪聲頻率較高，冷卻水消耗大，操作不當(dāng)時會產(chǎn)生喘振。

三種常見壓縮制冷機（往復(fù)式。螺桿式，離心式）性能特點比較

在制冷系統(tǒng)中，因為往復(fù)式制冷壓縮機與螺桿式制冷壓縮機在工作原理上的不同，所以影響他們的壓力損失與泄漏損失的原因也是不同的。

對于往復(fù)式制冷壓縮機來說，影響它的壓力損失與泄漏損失的主要原因是氣閥的質(zhì)量與氣閥關(guān)閉時的密封性。這是因為吸氣閥開啟時要克服彈簧阻力（壓縮 彈簧）以及氣體流過氣閥時，由于通過截面較小，流動速度較高，故產(chǎn)生一定的流動阻力，因此，往復(fù)式制冷壓縮機在吸氣過程中氣缸內(nèi)氣體的壓力恒低于吸氣管中 的氣體壓力；同理，往復(fù)式制冷壓縮機在排氣過程中氣缸內(nèi)氣體的壓力恒高于吸氣管中的氣體壓力。如果氣閥的通道截面越小，則阻力損失就越大。如果閥片的重量大，氣閥的彈簧力也大，則阻力損失也增大，這樣壓力系數(shù)值就降低。

對于螺桿式制冷壓縮機來說，影響它的壓力損失與泄漏損失的主要原因是氣體的流速。

在螺桿式制冷壓縮機中，螺桿的性能好壞是個關(guān)鍵。如果螺桿的齒型為對稱的圓弧型，那么它的制造簡單。如果螺桿的齒型為非對稱線型，那么它的輸氣螺 量大，效率高。如果減小螺桿的長徑比，就可以使螺桿具有良好的強度，增加螺桿式制冷壓縮機運轉(zhuǎn)的可靠性，并且有利于使螺桿式制冷壓縮機向高壓力比的方向發(fā) 展。

在螺桿式制冷壓縮機中，直徑和長度尺寸相同的的兩對螺桿，轉(zhuǎn)子面積利用系數(shù)值大的一對，其排氣量大。從表面上看，轉(zhuǎn)子面積利用系數(shù)越大，對于螺桿式制冷壓縮機的性能越好。但是，如果轉(zhuǎn)子面積利用系數(shù)過大，則會降低螺桿的強度與剛度。

在螺桿式制冷壓縮機中，減少螺桿的齒數(shù)，可以增大螺桿的齒間面積，提高螺桿式制冷壓縮機的排氣量。從表面上看，螺桿的齒數(shù)越少，對于螺桿式制冷壓縮機的性能越好。但是，如果螺桿的齒數(shù)過少，則會降低螺桿的抗彎強度和剛度。

在螺桿式制冷壓縮機中，提高螺桿的圓周速度，就可以使螺桿式制冷壓縮機中的外型尺寸和質(zhì)量等到減小，氣體通過螺桿式制冷壓縮機中的間隙的相對泄漏 量就會減少，有利于提高螺桿式制冷壓縮機的容積效率和熱效率。從表面上看，螺桿的圓周速度越快，對于螺桿式制冷壓縮機的性能越好。但是，如果螺桿的圓周速 度過快，就會相應(yīng)地增加氣體在吸排氣孔口及齒間圓周速度內(nèi)的流動損失。

在三種常見的制冷壓縮機（往復(fù)式、螺桿式、離心式）中，往復(fù)運動產(chǎn)生的慣性立是往復(fù)式制冷壓縮機的主要缺點。因為經(jīng)常受到往復(fù)運動產(chǎn)生的慣性，所以往復(fù)式制冷壓縮機中的氣閥和曲柄連桿機構(gòu)最容易受到破化。

在三種常見的制冷壓縮機（往復(fù)式、螺桿式、離心式）中，運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的巨大噪聲是螺桿式制冷壓縮機的主要缺點。因為經(jīng)常受到制冷劑氣體周期性地高速通過吸、排氣孔口，以及通過縫隙的泄漏等原因帶來的影響，所以在螺桿式制冷壓縮機中必須選擇合理的螺桿運轉(zhuǎn)速度。

在三種常見的制冷壓縮機（往復(fù)式、螺桿式、離心式）中，喘振是離心式制冷壓縮機的主要缺點。

造成離心式制冷壓縮機的喘振原因是因為，當(dāng)冷凝器的冷卻水進(jìn)水量減小到一定程度時，離心式制冷壓縮機的流量減小到很小，它的通道中出現(xiàn)嚴(yán)重的氣體 脫流，它的出口壓力突然下降。雖然離心式制冷壓縮機和冷凝器是聯(lián)合地工作，但是冷凝器中的氣體的壓力并不是同時地減低，于是冷凝器中的氣體的壓力反大于離 心式制冷壓縮機的出口壓力，造成冷凝器中的氣體倒流至離心式制冷壓縮機中，直至冷凝器中的氣體壓力下降到等于離心式制冷壓縮機的出口壓力為止。

這是，離心 式制冷壓縮機又開始向冷凝器送氣，流量增加，離心式制冷壓縮機恢復(fù)正常工作。但是，當(dāng)冷凝器中的氣體壓力也恢復(fù)到原來的氣體壓力時，離心式制冷壓縮機的流 量又減小，離心式制冷壓縮機的出口壓力有開始下降，氣體又產(chǎn)生倒流。如此周而復(fù)始，產(chǎn)生周期性的氣流的振蕩現(xiàn)象。所以在離心式制冷壓縮機中，冷凝器的冷卻 水量是不宜過小的，否則會使在離心式制冷壓縮機在運轉(zhuǎn)時，發(fā)生強烈的振動，嚴(yán)重時甚至?xí)斐蓪﹄x心式制冷壓縮機的破化。

總結(jié)：在制冷系統(tǒng)中，由于三種常見的制冷壓縮機（往復(fù)式、螺桿式、離心式）具有各自不同的特點。因此，它們在性能上具有各自的優(yōu)點和各自的缺點。

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