压缩机

将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械

压缩机（compressor），是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械，是制冷系统的心脏。它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力。

压缩机简介

压缩机被看成是制冷系统的心脏，最能表现压缩机特征的专用名词称为“蒸气泵”。压缩机实际所承担的职责是提升压力，将吸气压力状态提高到排气压力状态。

制冷和空调行业中采用的压缩机有5大类型：往复式、螺杆式、回转式、涡旋式和离心式，其中往复式压缩机是小型和中型商用制冷系统中应用最多的一种压缩机。螺杆式压缩机主要用于大型商用和工业系统。回转式压缩机、涡旋式压缩机主要用于家用和小容量商用空调装置，离心式压缩机则广泛用于大型楼宇的空调系统。

各种往复式压缩机一般根据压缩机壳体形式以及驱动机构设置方式分类。根据壳体形式来分有开启式和封闭式、半封闭式压缩机。封闭式是指整个压缩机均设置在一个壳体内。

分类

压缩机按其原理可分为容积型压缩机与速度型压缩机。容积型又分为：往复式压缩机、回转式压缩机；速度型压缩机又分为：轴流式压缩机、离心式压缩机和混流式压缩机。

如家用冰箱和空调器压缩机都是容积式，其中又可分为往复式和旋转式。往复式压缩机使用的是活塞、曲柄、连杆机构或活塞、曲柄、滑管机构，旋转式使用的多是滚动转子压缩机。在商用空调上，又多是离心式、涡旋式、螺杆式。

按应用范围又可分为低背压式、中背压式、高背压式。低背压式（蒸发温度 -35 ～ -15 ℃）一般用于家用电冰箱、食品冷冻箱等。中背压式（蒸发温度 -20 ～ 0 ℃）一般用于冷饮柜、牛奶冷藏箱等。高背压式（蒸发温度 -5 ～ 15 ℃）一般用于房间空气调节器、除湿机、热泵等。

规格

压缩机的规格是按输入功率来划分的。一般每种规格间相差 50W 左右。另外，也有按气缸容积划分的。

主要性能

输入、输出功率，性能系数，制冷量，启动电流、运转电流、额定电压、频率，气缸容积，噪音等。衡量一种压缩机的性能，主要从重量、效率和噪音三个方面的比较。

按照中国标准，其安全性能检验是依据 GB 4706.17-2010规定项目进行的。其中主要项目是电气强度、泄漏电流、堵转，以及过载运行试验等。

对空调器压缩机的性能检验，依据 GB/T 5773－2004 (已废止)中的规定进行。

另外，在产品定型及生产中发生可能影响产品性能的重大变化时，连续生产满一年或时隔一年以上再生产时，以及出厂检验结果与型式试验有较大差异时，均必须进行型式试验。

运转要求

压缩机首次负荷运转是在空车运转和吹洗完成后进行的。压缩机应按以下要求进行负荷运转：

1. 开车后逐渐关闭放空阀或油水吹除阀，在压缩机的1/4额定压力下运转1小时；在1/2额定压力下运转4-8小时。

2. 压缩机在最小压力下运转，无异常现象后，方得将压力逐渐升高；

3. 对于大型高压压缩机，在公称压力下的运转时间不得少于24小时；

4. 运转过程中，检查下列项目：

（1）润滑油的压力、温度和供油情况。油压在送入分配管系之前不得低于1公斤/厘米2。曲轴箱或机身内润滑油油温应为：有十字头的压缩机不得超过60℃。无十字头的不得超过70℃。

（2）压缩机运转平稳，各运动部件声音应正常。

（3）测量进、出口水温和检查冷却水供应情况，冷却水不允许断续地流和有气泡及堵塞等现象。冷却水排水温度不得超过40℃。

（4）各连接法兰部分，轴封，进、排气阀、气缸盖和水套等，不得漏气、漏油、漏水。

（5）进、排气阀的工作应正常，安全阀灵敏。

（6）各连接部分不得有松动现象。

（7）测量各级排气温度和压力数值应符合各技术条件的规定。

（8）电动机发热情况及电流值应符合规定。

5、运转完毕后，拆检下列项目：

（1）拆卸各级气阀，各级气缸前盖，检查气缸镜面摩擦情况，如有摩擦痕迹时应找出原因。

（2）检查活塞杆表面摩擦情况，不应有磨痕及拉道现象。

(3)拆卸各级气阀，检查阀片与阀体的贴合情况，阀片如有裂纹时，以备件换之。

(4)检查十字滑板、与机身导轨摩擦面的摩擦情况。

(5)拆卸连杆大头瓦、十字头销，检查摩擦面的摩擦情况。

(6)更换机身内润滑油。压缩机初次运转后；由于机件各处进行磨合，和润滑油的清洗作用，有大量细碎的金属粉末进入润滑油，因此，机器经过24小时的工作后即应更换全部润滑油。运转200小时后，再次换新油一次。更换两次后，按定期维修要求换油。

为了使靡合均匀，初次运转时必须使各处有充分的润滑油。

压缩机的生产

压缩机是以流水线方式生产的。在机械加工车间（包括铸造）制造出缸体、活塞（转轴）、阀片、连杆、曲轴、端盖等零部件；在电机车间组装出转子、定子；在冲压车间制造出壳体等。然后在总装车间进行装配、焊接、清洗烘干，最后经检验合格包装出厂。

大多数压缩机制造厂不生产启动器和热保护器，而是根据需要从市场采购。

环保要求

随着工业的发展伴之产生的对地球的污染越来越严重，环境保护已成为全球关注的重要问题，而防止大气臭氧层的破坏和全球气候变暖，更是引起世界各国的普遍重视，并使国际上政府间达到共识，签署了有关协议。

而在制冷与空调领域中CFCS和HCFCS对大气臭氧层的破坏以及能源消耗造成的全球变暖，都是压缩机在设计时应高度重视的问题。

众所周知，制冷剂的选用是影响压缩机设计的诸多因素中应予高度重视的一个。

为了开发使用替代制冷剂的新压缩机，设计者首先遇到两个问题：

其一，压缩机必须把其工作容积的尺寸重新划定，以适应不同流量的压力的要求；

其二，压缩机中与制冷剂接触的各种材料之间的相容性，如合成橡胶和润滑油，必须给予解决。

在过去的历史中，有五十余种物质曾被用作制冷剂。二次大战后，除了在大冷量范围内还用氨以外，几乎所有制冷空调领域中都被卤代烃CFCS 和HCFCS 所主宰，1974年蒙特利尔协议书中所规定的CFCS替代已在工业化国家中实现，而HCFCS的替代计划将要在2020年完成；而对发展中国家，则将分别在2010年和2040年停用。但是，在某些发达国家中则准备提前实现。

CFC-11

CFC-11是一种低压制冷剂，主要用于离心式冷水机组中，其过渡替代剂为HCFC-123。另外，HFC-245ca或HFC-245fa也属低压制冷剂，但它具有可燃性，故而对其减燃方法和毒性尚待研究，而且它的使用不及CFC-11 和HCFC-123效率高。因而，许多企业已改用HFC-134a于离心式冷水机组中。

CFC-12

CFC-12由于它的应用面广和在汽车空调中的泄漏问题，因而是首先考虑要替代的对象。在家用电冰箱和汽车空调中可用HFC-134a来替代。用于中温和高温范围里，HFC-134a具有和CFC-12相近的制冷量和效率。但在低于-23℃的工况下，则因其制冷量和效率都比CFC-12低而失去其吸引力。虽然HFC-134a的臭氧消耗潜能ODP值为零，但其全球变暖潜能GWP值高达1300（以CO2的GWP值为基准的比较值），从长远考虑，这也会影响其发展使用。

HCFC-22

HCFC-22已广泛用于商业制冷及商业和住宅空调及热泵中，其ODP值远小于CFC-11和CFC-12的，仅为0.055。但其GWP值却相当高，约为1700。正是由于这些原因，已经在欧洲一些国家，如德国，正在被迅速淘汰。已经有好几种混合制冷剂作为HCFC-22的替代物。美国制冷协会在其制冷剂替代物的评估计划（AREP）中已推荐了4种：HFC-134a、R407C、R410A和R410B。但是，其中HFC-134a比之其它三种，其制冷量和压力都较小，用它作制冷剂需要对系统作较大的重新设计，故由它来替代HFCF-22的可能性似乎最小，但用在较大的冷水机组中的可能性还是存在的。非共沸工质R407C很可能是一种对现有机器的“可用”（drop in）替代剂，因它与HCFC-22最相近，替代后对系统的设备只需作最小的改动，且采用酸类润滑油来取代矿物油，还应注意适应工质的较大温度滑移（可达5～7℃）。近共沸工质R410A和R410B是两种相同的HFCS的混合物，不同的仅是混合比例而已。R410A适用于分体式小型空调器，但其蒸发压力约为HCFC-22的1.5倍，因此，用这种工质的系统需要全部重新设计，故仅用于新的制冷空调系统中。经过优化设计的这种系统可使其效率提高5%。

R502

R502曾广泛用于低温的制冷系统里。AREP推荐了两种可能的替代物：R404A和R507。R404A具有与R502相近的制冷量和效率，但在采用时尤需对系统的部件作较多的试验，特别是压缩机。R507的混合组份中有一种成分起着阻燃的作用，它与R502的性能相似，但在美国还在继续进行毒性试验；可是在欧洲，它已被应用于超市冷冻设备中。

天然制冷剂

在自然界中大量存在的“天然制冷剂”，例如氨、碳氢化合物、二氧化碳等。氨的应用已有百余年的历史，至今还有许多国家用在大型工业制冷、食品冷冻冷藏中。

碳氢化合物具有十分好的热力性质和传热特性，它和所有机械材料和油类完全相容。而实际上，这种工质早就在石油化学工业的大型制冷系统中使用。影响这类制冷剂大量推广的阻力来自它的可燃性。在欧洲，这种制冷剂已开始进入家用制冷设备的市场，如德国已在产品中有90%的覆盖率。中国电冰箱行业亦已有使用异丁烷的R600a的产品。

可燃性制冷剂的应用范围和前景是一个十分重要的问题，它的普遍解决尚需有一个国际上比较统一的认识，因为这影响到制冷空调设备的国际贸易。但是，要做到这一步尚等更多的试验研究和各国对此问题所采取的政策，看来还需要相当的时间方见端倪。

由于传统的适用于CFC-12等CFCS工质的矿物油和合成油与新工质R134a等HFCS的相溶性差，人们遂研究开发出新型的极性润滑油，该润滑油的基体有的是多元酯POE（称之为酯类油），有的是聚乙二醇PAG（称之为乙二醇油），它们与HFCS新工质有良好的相溶性，这样才能避免在换热器中聚集润滑油以及保证油能顺利回流到压缩机中去。

选型原则

①压缩机容量应根据各蒸发温度系统总机械负荷乘以运转时间系数确定。除特殊要求外，一般不设备用机。

②选用活塞往复式氟利昂压缩机时，当压缩比大于10应采用双级压缩机；小于或等于10应采用单级压缩。氟利昂双级压缩系统一般宜采用一级节流中间不完全冷却方式。

③一般在冷库中一些的冷却器、油分离器、冷凝器、贮液器等设备均应与氟利昂制冷压缩机的制冷能力相适应。

④选用氟利昂制冷压缩机的工作条件，不得超过冷库企业规定的限定工作条件。

⑤氟利昂冷藏制冷系统中，一般应采用回热循环。

⑥制冷压缩机的运转时数，对于5~100t的冷库，一般可采用每昼夜运转12~16h。

维护维修

压缩机的维护维修必须在有资格人员的指导下进行

1．压缩空气和电器都具有危险性，检修或维护保养时应确认电源已被切断，并在电源处挂“检修”或“禁止开闸”等警告标志，以防他人合闸送电造成伤害；

2．清洗机组零部件时，应采用无腐蚀性安全溶剂，严禁使用易燃易爆及易挥发清洗剂；

3．压缩机运行一段时间后，须定期检验安全阀等保护系统，确保其灵敏可靠，一般每年检验一次；