冷库用涡旋压缩机的研发

孟铭 陈冲 葛印 王建新

浙江兴茂制冷食品机械有限公司 浙江绍兴 312300

制冷压缩机是制冷装置中最重要的部件之一，它起着压缩和输送制冷剂的作用，是制冷系统的心脏。制冷压缩机的性能对制冷系统有重要的影响，是制冷装置中耗能最大的部分，所以提高压缩机的压缩效率和工作可靠性、开发应用节材、节能型压缩机就成为制冷技术发展的主要方向。

涡旋式压缩机是由一个固定的渐开线涡旋盘和一个呈偏心回旋平动的渐开线运动涡旋盘组成可压缩容积的压缩机。涡旋式压缩机是有两个双函数方程型线的动、静涡盘相互咬合而成，是靠气体容积减小而使压力升高的一种压缩机，是一种借助于容积的变化来实现气体压缩的流体机械[1]。

1 涡旋压缩机制冷技术的发展介绍

涡旋式压缩机是最近几十年发展起来的一种结构简单、体积小、重量轻、效率高、运转平衡的新型压缩机，也属于容积式压缩机，主要由涡旋定子、涡旋转子、曲柄、机架、十字连接环等组成，因无进、排气阀组，气流的流动阻力小、运动速度低、摩擦损失小，具有效率高；涡旋压缩机在压缩过程中，曲轴转矩变化小，压缩机运转平稳，进排气的压力脉动很小，使其振动和噪音较低；且具有体积小，结构简单可靠。

影响其性能的主要因素有：电机输入功率过大，导致电机的损耗过大，包括铜损、铁损等；由于动定盘的齿顶、底面因加工精度等未达标或者灰尘颗粒较大，导致压缩机腔内磨损严重；气体泄露；压缩机吸入的气体温度过高，在体积一定的情况下，由于热胀冷缩，使吸入气体密度减小，实际吸气量减小，从而导致实际排气量减小，增加功耗，降低制冷效果。

2 涡旋压缩机基本结构

涡旋压缩机是一种容积式压缩的压缩机，压缩部件由动涡旋盘和静涡旋组成，主要用于空调、制冷、一般气体压缩以及用于汽车发动机增压器和真空泵等场合，可在很大范围内取代传统的中、小型往复式压缩机[2]。

其工作原理是利用动、静涡旋盘的相对公转运动形成封闭容积的连续变化，实现压缩气体的目的。动涡旋盘上开背压孔，背压孔与中间压力腔相通，从背压孔引入气体至背压腔，使背压腔处于吸、排气压力之间的中间压力。通过背压腔内气体作用于动涡旋盘的底部，从而来平衡各月牙形空间内气体对动涡旋盘的不平衡轴向力和力矩，具有非常高的效率。

结构上具有的特点，两个具有双函数方程型线的动涡盘和静涡盘相错180°对置相互啮合，其中动涡盘由一个偏心距很小的曲柄轴驱动，并通过防自转机构约束，绕静涡盘作半径很小的平面运动，从而与端板配合形成一系列月牙形柱体工作容积。利用排气来冷却电机，同时为平衡动涡旋盘上承受的轴向气体力而采用背压腔结构，另外机壳内是高压排出气体，使得排气压力脉动小，因而振动和噪声都很小。在动涡旋盘上开背压孔，背压孔与中间压力腔相通，从背压孔引入气体至背压腔，使背压腔处于吸、排气压力之间的中间压力。通过背压腔内气体作用于动涡旋盘的底部，从而来平衡各月牙形空间内气体对动涡旋盘的不平衡轴向力和力矩。

3 冷库用涡旋压缩机设计方案的研究

涡旋压缩机在主轴旋转一周过程中，其吸气、压缩、排气三个工作过程是同时进行，外侧空间与吸气口相通，始终处于吸气过程，内侧空间与排气口相通，始终处于排气过程。

包括机壳、电机、固定涡旋盘和运动涡旋盘，在机壳的内部设有低压区、高压区和缓冲区，低压区上设有进气口，进气口处连接有进气管，高压区上设有出气口，出气口处连接有出气管，缓冲区上设有缓冲口，缓冲口上连接有调节管，调节管分别与进气管和出气管连接，出气管上设有降温管，降温管位于调节管的右侧，降温管包括第一支管和第二支管，第一支管和第二支管的进口处均设有控制阀，控制阀上设有温度感应器，第一支管内设有冷却器，冷却器由弯曲设置的外管和内管组成，内管的上侧设有冷媒入口，内管的下侧设有冷媒出口，机壳包括内壳和外壳，内壳和外壳之间设有减震层[3]。

通过缓冲区和调节管调节高压区和低压区的压力，减少压力波动，减少能量的损耗，提高压缩机的工作稳定性，通过冷却器有效降低排气温度，减少高温对压缩机的损耗，延长压缩机的使用寿命。

4 结语

本文所研究设计的冷库用涡旋压缩机，针对现有技术的上述技术问题，此类冷库用涡旋压缩机，对结构的创新设计，通过缓冲区和调节管调节高压区和低压区的压力，减少压力波动，减少能量的损耗，提高压缩机的工作稳定性，通过冷却器有效降低排气温度，减少高温对压缩机的损耗，延长压缩机的使用寿命。该产品严格按照冷库用涡旋压缩机的制造标准及其他相关规定进行研究和设计，已完全达到安全可靠的功效，为当地冷库用涡旋压缩机做出了卓越的贡献。