容积式制冷压缩机发展历程

蒸汽压缩式制冷和热泵系统，在当今制冷应用中占据主导地位。压缩机作为压缩式制冷系统的关键部件，其在系统中的作用在于：抽取来自蒸发器的制冷剂蒸汽，并提高蒸汽温度和压力后，将它排向冷凝器；在冷凝器中，高压制冷剂过热蒸汽在冷凝温度下放热冷凝；而后通过节流元件，降压后的气液混合物流向蒸发器，在蒸发器中吸热沸腾，变为蒸汽后进入压缩机，从而实现了制冷系统中制冷剂的不断循环流动。当前应用较为广泛的制冷压缩机包括: 往复式压缩机、转子式压缩机、涡旋式压缩机、螺杆式压缩机以及离心式压缩机。

往复式压缩机迄今还是应用最广泛的一种机型，其中活塞压缩机发展历史悠久，具有丰富的设计、研究、制造和运行经验，由于在恶劣的工况下仍有高度的可靠性及良好的性能，在各个领域中依然被应用和发展着。虽然活塞压缩机的市场份额在不断的减小，它必须在小制冷量范围内和转子式压缩机及涡旋式压缩机，在大制冷量范围内和螺杆式压缩机进行竞争，但是在冰箱用制冷压缩机方面活塞式压缩机占有主导地位，近乎99%为活塞压缩机。因此要采用新技术来力保其自身的市场范围，其方法是应用热力学和流体力学的新成果，优化气阀结构、摩擦副等的设计，降低系统的噪声，提高压缩机的效率，此外考虑到环境保护，还要加大压缩机制冷剂替代方面的研究。

涡旋压缩机最早于1905年提出，直到20世纪70年代数控铣床的出现，才为涡旋压缩机的发展带来了机遇。涡旋压缩机具有高效率、转矩变化小、对制冷剂液滴(即液击) 的容许度大、可靠性高、噪声低、重量小及体积小等特点，即兼有回转式和容积式的优势，而被广泛使用在房间空调器、组合式空调器、变制冷剂流量系统以及小型冷水机组上。当前涡旋压缩机主要的研究方面有: 涡旋压缩机的几何特性、工作原理、泄漏及密封、加工工业及材料、型线修正及通用线型、整体优化等。随着人们对环境保护以及节能的认识不断增强，大容量、压缩机制冷剂替代、变频、变工况及变容量的研究是以后涡旋压缩机的发展方向与趋势。

转子式压缩机首先是从美国20世纪30年代发展起来的，大约有70年的历史。因其具有体积小、结构简单、运转平稳、噪声低等特点，在小型空调、热泵、家用冰箱、房间空调器以及除湿机中得到越来越广泛的应用。对于转子式的压缩机研究已相当深入，主要包括以下几个方面: 模拟及数学模型、性能改进、摩擦学损失、振动及噪声的改善等。随着世界的能源紧缺和环境保护的呼声越来越高，为了适应节能降耗和舒适性的要求，转子式压缩机应不断提高改进气性能，向着高效节能、保护环境、低噪声和智能控制方向发展。例如，考虑到环境保护，进行压缩机制冷剂替代的研究，包括相应于新制冷剂的压缩机的热力性能的计算，新型润滑油的开发，新制冷剂与润滑油的相容性研究等；以及变频、可调节制冷量的研究。

螺杆压缩机最早是由德国人H.Krigar 在1878年提出，直到1934年瑞典皇家理工学院A.Lysholm才奠定了螺杆式压缩机SRM技术，并开始在工业上应用。20 世纪50年代时，喷油螺杆压缩机开始应用在制冷装置上，发展到如今，在制冷与热泵系统上已得到了广泛的应用，主要应用场合是中、高容量的空调设备，如冷水机组和空气源热泵机组等。与其他型式的压缩机相比，螺杆压缩机结构较为简单，易损件少，能在大的压力差或压比的工况下工作，且排气温度低，对制冷剂含有的润滑油液滴不敏感，有良好的输气量调节特性等特点。随着螺杆压缩机应用越来越广泛，对其的研究较为深入，主要集中于以下几个方面: 线型和转子几何，间隙、气体泄漏及油的影响，热力学过程研究，刀具计算与研究，生产实际中的问题研究，转子振动与噪声，转子碰撞与摩擦、喷液螺杆机研究等；另外螺杆压缩机是定内容积比的，怎样调节内容积比以及输气量，与实际应用相符合，将是螺杆压缩机今后的发展方向与趋势。

离心式制冷压缩机是一种速度型压缩机，与前述几种压缩机工作原理不同。与其他型式的压缩机相比: 尺寸小、重量轻、效率高，易磨损零件少，容易实现多级压缩，混入的润滑油极少等优点；但也有缺点，如: 转子转速较高，必须应用与中高流量场合，不适合小流量场合使用；有喘振，这是离心压缩机固有的缺点，机组中必须添加防喘振系统；一般要用增速齿轮传动，转速较高，对轴端密封要求高，这些均造成了制造上的困难和结构上的复杂性。离心压缩机主要应用与大容量空调系统，如冷水机组等。当前对于离心式压缩机的研究，除了对其本身的基本结构的研究，如叶轮的设计、防喘振系统设计、润滑、密封和轴承研究等外，如何做到节能、高效是离心式压缩机的研究核心内容，在国内外也有不少的这方面的相关研究，主要有以下措施：采用节能高效的三元叶轮、采用采用小间隙软密封；采用光滑气流通道；采用干气密封；采用磁悬浮轴承；采用可转动的进口导叶调节或叶片扩压器的叶片调节；降低压缩机各段的进口温度；合理匹配级与级之间的参数等，这也是离心式压缩机发展的方向与趋势 。2100433B

按工作腔和运动部件形状，容积式压缩机可分为“往复式”和“回转式”两大类。前者的运动部件进行往复运动，后者的运动部件做单方向回转运动。

容积式压缩机的工作原理是依靠工作腔容积的变化来压缩气体或蒸汽，因而它具有容积可周期变化的工作腔 。

1、工作腔的容积变化规律只取决于机构的尺寸，故机器压力与流量关系不大，工作的稳定性较好；寿命一般较长，比如 优耐特斯压缩机，寿命达30年以上。

2、气体的吸入和排出是靠工作腔容积变化，与气体性质关系不大，故机器适应性强并容易达到较高的压 力；

3、机器的热效率较高。

4、一般来讲结构比较复杂，尤其是往复式压缩机易于损坏的零件多，一些压缩机的气体吸入和排出是间隙的，容易引起振动 。

回转式压缩机通过一个或几个部件的旋转运动来完成压缩腔内部容积变化的容积式压缩机。包括滑片式、滚动活塞式、螺杆式和涡旋式压缩机。 回转式制冷压缩机是工作容积作旋转动动的容积式压缩机。气体压缩和压力变化是依靠容积变化来实现的，而容积的变化又是通过压缩机的一个或几个转子在气缸里作旋转运动来达到的，与往复压缩机不同的是，其容积在周期性地扩大和缩小的同时，空间位置也在不断变化。只要在气缸上合理地配置吸气和排气孔口，就可以实现吸气，压缩和排气等基本工作过程

简介

依靠膜片变形而引起气缸容积改变的制冷压缩机。