电机压缩式空调制冷系统压缩机原理

电机压缩式空调制冷系统压缩机原理

1压缩机的工作过程冰箱是通过手动方法获得低温并提供储存空间的冷冻和冷冻设备。而家用电冰箱是指供家庭使用、并有适当容积和装置的绝热箱体,用消耗电能的手段来制冷,并具有一个或多个间室。冰箱以电机压缩式电冰箱最为常见,此外还有一种半导体式冰箱。电机压缩式电冰箱由电气控制系统、制冷系统、箱体和箱内附件四部分组成。电冰箱工作时,先接通电源,使启动继电器工作,以启动压缩机的单项电动机;电动机驱动压缩机对制冷系统做功,并通过温度控制器和其它控制装置,确保制冷系统按不同的使用要求自动地安全可靠地运行。电气控制系统主要由温度控制装置、化霜控制装置、防露装置、防冻加热装置、箱内风扇电动机和照明控制装置以及压缩机电动机的启动和保护装置等组成。⑴冰箱制冷的主要部件即为压缩机。下面主要以往复活塞式压缩机为例介绍压缩机的原理。往复活塞式压缩机工作过程是经过压缩、排气、膨胀和吸气四个过程,完成一次吸排气循环。a.压缩过程当气缸内充满低压缩蒸汽时,活塞从下止点开始往上移动。气缸容积逐渐变小,气缸内的蒸汽受到压缩,压力与温度均随之上升,吸气阀片因受到较高的蒸汽压力而关闭,而排气阀片则因这时蒸汽压力沿未超过排气腔压力仍继续保持其紧闭状态,这样,蒸汽的压缩过程将继续持续到活塞上升至气腔内蒸汽压力开始等于排气腔压力时为止。b.排气过程活塞继续向上移动,被压缩的蒸汽压力就要比排气腔压力高。当蒸汽压力稍高于排气阀片的重力和弹簧力时,排气阀片被顶开。于是,气缸内的高温、高压蒸汽开始被上选择活塞推出,并进入排气腔内,直至活塞上行至上止点时,排气过程才告结束。而活塞在止点位置时,为了防止活塞与阀板、阀片的撞击,活塞顶面与阀板底面之间要留有一定的间隙,其直线距离称之为直线余隙。活塞顶面与阀板底面之间所包含的空间(包括排气阀孔容积等)称为余隙容积。余隙容积是不可避免的。在排气过程终了时,余隙容积依然残留着一小部分蒸汽无法排出,其压力与排气腔压力相等。这时,排气阀片靠本身的重力和弹簧力的作用又复下落,将阀口盖住,排气阀片关闭。c.膨胀过程活塞从上止点开始向下移动,气缸容积逐渐变大,残留在余隙容积中的蒸汽就要膨胀,其压力和温度亦随之下降,直到蒸汽压力降低至等于吸气腔压力时,膨胀过程才算结束。在此期间,吸、排气阀均处于关闭状态。d.吸气过程活塞继续下移,气缸内的蒸气压力开始低于吸气腔压力,当其压力差足以顶开吸气阀片时,吸气过程便开始了,直至活塞移动至下止点时,吸气过程才结束。压缩机就循环不断进行着上述的四个过程,达到持续不停地压缩、排气、吸气的目的,完成气体的压缩和输送的工作。⑵压缩机中所用到的物理原理。卡诺从热力学理论的高度着手研究热机效率,设计了两条等温线,两条绝热线构成的卡诺循环:第一阶段,温度为T1的等温膨胀过程,系统从高温热源T1吸收热量Q1;第二阶段,绝热膨胀过程,系统温度从T1降到T2;第三阶段,温度为T2的等温压缩过程,系统把热量Q2释放给低温热源T2;第四阶段,绝热压缩过程,系统温度从T2升高到T1。卡诺定理的核心内容是:在相同高温热源T1与相同低温热源T2之间工作的一切可逆卡诺热机(在实现热的动力过程中,不存在任何不是由于体积变化而引起的温度变化的热机),不论用什么工作物质,效率η均为而在相同高温热源与相同低温热源之间工作的一切不可逆卡诺热机的效率总小于可逆卡诺热机的效率2冰箱的节能2.1提高层越厚,降低耗热量第一。减少冰箱的漏热。主要方法有:(1)增加保温层厚度,由平均65㎜左右增加到75㎜,个别型号的冰箱保温层厚度甚至达到120㎜以上。其实并不一定说保温层越厚节能效果就越好,其保温层厚度达到一定程度时其耗电量值就不会再降低了,而且其保温层越厚其成本会相应增加,有效使用的容积会相应减少,由经验得知绝热层厚度最佳区域为75㎜~95㎜,其耗电量最多会降低13%左右;(2)使用高性能新型发泡剂,提高发泡工艺,使用真空绝热板。第二优化结构。主要方法有:(1)优化门封结构。比如增加门封气囊数,降低门封高度,采用门整体发泡技术,采用双重门封等;(2)优化蒸发器结构,增加换热器面积。例如新飞BCD-172CH冰箱采用蒸发器夹层,其耗电量降低了9%。第三采用高效压缩机。这是最直接有效的节能方法,目前R600a高效压缩机的Cop值达到1.7以上,由于R600a制冷剂较之R134a因其更彻底的环保性,更高的Cop值,已被很多企业采用。比如将R600aCop=1.72的高效压缩机用到新飞BCD-172CH冰箱原型机上,其耗电量值降低了22%。2.2及时使用冰激凌第一远离热源,保持空隙。冰箱周围的温度每提高5℃,其内部就要增加25%的耗电量。因此,应尽可能放置在远离热源处,以通风背阴的地方为好。热食不要直接放进冰箱,达到室温时再放入。冷冻室内的食品最好用塑料袋小包包装,可以很快冷冻,既不易发干,又免湿气变成霜;食品不易装得太满,与冰箱壁之间应留有空隙,以利于流动冷气;冷冻的食品,在食用前最好有计划地把它转至冷藏室解冻。第二开门忌频繁。如果开门过于频繁,一方面会使电冰箱的耗电量明显增加,同时也会降低电冰箱的使用寿命。由于电冰箱的箱门较大,如果开门次数较多,箱内的冷气外逸,箱外的暖湿空气乘机而入,就会使箱内温度上升,同时,进入箱内的潮湿空气容易使蒸发器表面结霜加快,结霜层增厚。由于霜的导热系数比蒸发器材料的导热系数要小得多,不利于热传导,造成箱内