4.1.6 压缩机的运行极限在线视频

最后 我们介绍压缩机的“运行极限”问题

在进入正式内容前

我先问大家一个问题

请问

压缩机 是否可以在任意冷凝温度

和蒸发温度条件下运行

答案是否定的

压缩机要求 必须运行在规定的工作范围内

这个工作范围 就是压缩机的运行极限

压缩机的运行极限 受制于压缩机的可靠性

即 必须受制于压缩机的电机功率

排气温度不超限

必须保证 压缩机的供油安全

不出现异常噪声等多个因素

压缩机的运行极限

是指压缩机运行时的冷凝温度

和蒸发温度的界限

这里给出了 某种单级半封闭活塞压缩机

采用不同制冷剂时的运行极限图

可以看出

压缩机的运行极限 通常表示为

以蒸发温度为横坐标

冷凝温度为纵坐标的

二维坐标图中的一个多边形区域

这个图 必须通过实验

或者是 实验+模拟相结合的方法才能获得

只有工况点落在多边形区域的内部

才能保障压缩机长期 安全运行

而在多边形之外

绝对不允许压缩机长时间运行

否则 就会烧毁压缩机

下面 以一台涡旋压缩机的运行极限为例

结合制冷循环压焓图

来说明 这些边界线的制约条件是哪些

最高冷凝温度限制线①

当蒸发温度一定的时候

随着冷凝温度的升高

压缩机的耗功增加

由此导致 电机的负载增大

为防止电机过载烧毁

冷凝温度不应过高

此外 冷凝温度或压力过高时

压缩机壳体和排气管路

承受较大的对环境的压力差

存在有破裂的风险

最低冷凝温度限制线②

理论上讲

当蒸发温度一定时

随着冷凝温度的降低

压缩功将减小

压缩机的能效比 也将提高

但实际上

动力传输过程中的各种损耗

并不随冷凝温度的降低而显著减小

由此导致 压缩机总功耗并不明显降低

此外 对于固定内容积比压缩机

此时 压缩机处于过压缩状态

内容积效率和指示效率 将快速下降

导致 压缩机的效率大幅下降

因此 不同压缩机也限制了

最低的冷凝温度

最高蒸发温度限制线③

虽然 蒸发温度上升

可以提高压缩机效率

但当蒸发温度过高的时候

压缩机吸气密度增加 质量流量增加

导致压缩机功耗大幅增加

因此 存在有压缩机过载的风险

此外

较高的蒸发温度意味着

润滑油的温度较高

润滑效果变差

可能导致 机械部件的严重磨损

最低蒸发温度的限制线④

当蒸发温度过低时

压缩机吸气比容很大

制冷剂循环量不足

电机的冷却效果变差

可能导致 电机过热

另外一方面

蒸发温度过低 会导致润滑油的粘度增加

润滑油 从蒸发器返回到压缩机

或者 从压缩机油池

送达各个摩擦表面的难度要增加

有可能导致 润滑的失效

左上角的最高排气温度

和最高压缩比限制线⑤

随着冷凝温度提高和蒸发温度的降低

压缩机排气温度和系统的压缩比显著增加

过高的排气温度 将导致润滑油炭化

还将导致 压缩部件的过度变形

可能导致 咬合现象发生

对于固定内容积比压缩机而言

过高的系统压缩比

将导致 压缩机处于严重的欠压缩状态

不仅导致 压缩机效率降低

而且 在排气过程中

大压差的制冷剂 回流冲击到压缩部件

长期运行 则存在疲劳断裂的风险

还有 右下角的最小压差限制线⑥

随着冷凝温度的降低和蒸发温度的升高

压缩比将逐渐减小

由此导致（靠）吸排气压差供油的压缩机

出现了供油动力不足

润滑效果变差的问题

另外 部分压缩机依靠吸排气压差

或者是 压缩中段压力和吸气压力差

来实现部件的密封 或者是动力平衡

那么过小的这种压差 将导致密封不严

运动部件的稳定性降低

噪音增大

压缩机的运行极限

可以通过一定的技术措施进行扩大

例如

这台R134a螺杆式压缩机

在常规使用方式下的运行极限 是区域A

即 这个黄色部分

如果 采用喷液冷却

则可 使得运行极限扩大至A+B的区域

增大了橘黄色的B的区域

再进一步辅以喷油冷却

还可使运行极限

向左上角延伸至 浅蓝色区域

使得压缩机的运行极限

扩大至A+B+C这个区域

再如

对于一台R32的涡旋压缩机而言

我们采用制冷剂喷射

或者是 制冷剂泄出的方式

不仅可以使运行极限

向左上角或右下角方向扩大

还能在一定范围内

调节其压缩机的内压缩比

提高压缩机的能效比

这里给出了 与不进行喷射和泄出相比

采用制冷剂喷射和泄出技术后

压缩机的制冷能效比的改善程度

至此 我们介绍完了

“制冷压缩机”部分的全部内容