渦旋式壓縮機(jī)工作原理

由于傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)采用定速壓縮機(jī)，因此人們對(duì)制冷系統(tǒng)及壓縮機(jī)的研究重點(diǎn)一直是在名義工況和額定轉(zhuǎn)速下穩(wěn)態(tài)工作時(shí)的效率和其它工作特性上。傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)采用定轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)，實(shí)行開(kāi)關(guān)控制，利用壓縮機(jī)上附帶的鼠籠式電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，從而調(diào)節(jié)蒸發(fā)溫度。

這種控制方式使蒸發(fā)溫度波動(dòng)較大，容易影響被冷卻環(huán)境的溫度。壓縮機(jī)電機(jī)在工作過(guò)程中要不斷克服轉(zhuǎn)子從靜止到額定轉(zhuǎn)速變化過(guò)程中所產(chǎn)生的巨大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，尤其是帶著負(fù)荷啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)力矩要高出運(yùn)行力矩許多倍，其結(jié)果不僅要額外耗費(fèi)電能，而且會(huì)加劇壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)部件的磨損。

另外這種運(yùn)行方式在啟動(dòng)過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)、噪聲以及沖擊電流，引起電源電壓的波動(dòng)，因此應(yīng)采用變頻壓縮機(jī)替代定轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)，從而避免這種頻繁的起停過(guò)程。

針對(duì)變頻壓縮機(jī)的研究，是從往復(fù)活塞機(jī)開(kāi)始的，但由于其往復(fù)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，影響到變頻特性的發(fā)揮;從而轉(zhuǎn)到滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)、渦旋壓縮機(jī)等回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)上來(lái)，大大提高了壓縮機(jī)的性能。

其中，渦旋式壓縮機(jī)是一種新型的容積式壓縮機(jī)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、可靠性強(qiáng)、噪聲低等特點(diǎn)，尤其是用于變頻控制運(yùn)行。但由于沒(méi)有數(shù)控加工技術(shù)和缺乏對(duì)軸向力平衡問(wèn)題的妥善解決方法，因而長(zhǎng)期未能完成其實(shí)用化。進(jìn)入70年代，美國(guó)A.D.L公司完成富有成效的研究，首先解決了渦旋盤端部磨損補(bǔ)償?shù)拿芊饧夹g(shù)。并在此基礎(chǔ)上與瑞士合作開(kāi)發(fā)了多種工質(zhì)的渦旋式壓縮機(jī)樣機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)的真正規(guī)模生產(chǎn)始于日本。

1981年日本三電（SANDEN）公司開(kāi)始生產(chǎn)用于汽車空調(diào)的渦旋式壓縮機(jī)，1983年日立公司開(kāi)始生產(chǎn)2~5Hp用于房間空調(diào)的渦旋式壓縮機(jī)。此外，在美國(guó)，自Copeland公司1987年建立渦旋式壓縮機(jī)生產(chǎn)線推出其產(chǎn)品后，Carrier、Trane、Tecumseh等公司也分別設(shè)廠生產(chǎn)高質(zhì)量的渦旋式壓縮機(jī)。而變頻渦旋壓縮機(jī)已應(yīng)用于柜式空調(diào)器上，節(jié)能效果明顯，制冷系數(shù)提高20%左右，成為目前渦旋壓縮機(jī)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

本文詳細(xì)介紹了制冷系統(tǒng)的核心配件：壓縮機(jī)、四通閥，單向閥，電磁閥，渦旋式壓縮機(jī)的工作原理性能和故障排除方法，希望對(duì)大家有用哦!

一、空調(diào)壓縮機(jī)

3HP以下一般采用轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)，成本更低；3HP～10HP 一般采用渦旋式壓縮機(jī)，效率更高。

渦旋壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：

1、無(wú)往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，故結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、零件少（特別是易損件少），可靠性高；

2、力矩變化小、平衡性高、振動(dòng)小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，故操作簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；

3、在其適應(yīng)的制冷量范圍內(nèi)具有較高的效率；

4、噪音低

渦旋壓縮機(jī)的缺點(diǎn)：

1、其運(yùn)動(dòng)機(jī)件表面多是呈曲面形狀，這些曲面的加工及其檢驗(yàn)均較復(fù)雜，有的還需要專用設(shè)備，因此制造成本較高；

2、其運(yùn)動(dòng)機(jī)件之間或運(yùn)動(dòng)機(jī)件與固定機(jī)件之間，常以保持一定的運(yùn)動(dòng)間隙來(lái)達(dá)到密封效果，氣體通過(guò)間隙勢(shì)必引起泄漏，這就限制了回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)難以達(dá)到較大的壓縮比。

渦旋式壓縮機(jī)一般可分為高壓腔和低壓腔兩種，其優(yōu)缺點(diǎn)分別如下：

二、四通閥

四通閥由三個(gè)部分組成：先導(dǎo)閥、主閥和電磁線圈。電磁線圈可以拆卸；先導(dǎo)閥與主閥焊接成一體。工作原理為通過(guò)電磁線圈電流的通斷，來(lái)啟閉左或右閥塞，從而可以用左、右毛細(xì)管來(lái)控制閥體兩側(cè)的壓力，使閥體中的滑塊在壓力差的作用下左右滑動(dòng)從而轉(zhuǎn)換制冷劑的流向，達(dá)到制冷或制熱的目的。

四通閥的工作原理的簡(jiǎn)介:

①毛細(xì)管 Capillary tube ②先導(dǎo)滑閥 Pilot slide valve ③壓縮彈簧Compress spring

④⑤活塞腔 Piston chamber ⑥主滑閥 Body slide valve

當(dāng)電磁線圈處于斷電狀態(tài)，如圖一，先導(dǎo)滑閥②在壓縮彈簧③驅(qū)動(dòng)下左移，高壓氣體進(jìn)入毛細(xì)管①后進(jìn)入活塞腔④，另一方面，活塞腔⑤的氣體排出，由于活塞兩端存在壓差，活塞及主滑閥⑥左移，使E、S 接管相通，D、C 接管相通，于是形成制冷循環(huán)。

當(dāng)電磁線圈處于通電狀態(tài)，如圖二，先導(dǎo)滑閥②在電磁線圈產(chǎn)生的磁力作用下克服壓縮彈簧③的張力而右移，高壓氣體進(jìn)入毛細(xì)管①后進(jìn)入活塞腔⑤，另一方面，活塞腔④的氣體排出，由于活塞兩端存在壓差，活塞及主滑閥⑥右移，使S、C 接管相通，D、E 接管相通，于是形成制熱循環(huán)。

四通閥外觀及剖視圖：

四通閥常見(jiàn)故障判斷與分析解決方法:

空調(diào)不能正常地從制冷轉(zhuǎn)換成制熱或從制熱轉(zhuǎn)換成制冷，這種情況就是四通閥不能正常換向的故障，主要原因有以下幾點(diǎn)：

1）電磁線圈損壞，先導(dǎo)閥不起作用；

2) 四通閥內(nèi)閥滑被系統(tǒng)內(nèi)部的贓物（如氧化皮、雜物、劣化油脂）等卡住或粘住，一部分可用木棒或膠棒輕擊四通閥本體解決；

3）閥體受外力沖擊損壞（閥體凹）造成滑閥不能換向，從外觀可判斷；

4）由于系統(tǒng)內(nèi)部的液擊使閥滑導(dǎo)向架斷裂、端蓋損壞變形，無(wú)法換向；

5) 四通閥內(nèi)部間隙過(guò)大，閥座焊接時(shí)輕微燒壞泄漏量超標(biāo)，造成串氣，使滑閥兩端的壓力平衡，無(wú)法推動(dòng)滑閥換向；

６)系統(tǒng)壓力帶來(lái)四通閥主滑塊破碎，導(dǎo)致主滑塊不能換向；

７)先導(dǎo)閥內(nèi)腔臟堵，導(dǎo)致先導(dǎo)閥不能工作；

８)開(kāi)機(jī)時(shí)主滑塊就處在閥體中間，通電時(shí)兩端壓差無(wú)法建立，導(dǎo)致不能換向；此故障有一部分通過(guò)敲擊閥體和加充冷媒可以解決；

9)系統(tǒng)有慢漏，冷媒較少，不能建立換向需要的壓力差。

三、電子膨脹閥

電子膨脹閥在冷媒系統(tǒng)中的作用是：節(jié)流的功能，即調(diào)整液體管路進(jìn)入蒸發(fā)器的高壓液態(tài)制冷劑的流量，并保持系統(tǒng)高壓側(cè)和低壓側(cè)的壓力差，以保證制冷劑能在蒸發(fā)器內(nèi)處在期望的低壓下蒸發(fā)，與此同時(shí),也能在高壓狀況下在冷凝器內(nèi)凝結(jié)。

電子膨脹閥的特點(diǎn)是調(diào)節(jié)范圍大、動(dòng)作迅速靈敏、調(diào)節(jié)精密、穩(wěn)定可靠。制冷劑在電子膨脹閥中可以正、逆兩個(gè)方向流動(dòng)，避免了熱力膨脹閥只有一個(gè)方向的缺點(diǎn)。用于熱泵時(shí)可使制冷系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化。制冷系統(tǒng)停機(jī)時(shí)，電子膨脹閥可以完全關(guān)閉，使制冷劑進(jìn)口處無(wú)需安裝電磁閥。

電子膨脹閥故障檢測(cè)：

1、檢測(cè)電路板的輸出：將機(jī)器上的電子膨脹閥組件拆下，用一個(gè)好的電子膨脹閥組件插在電路板上，看電子膨脹閥組件有沒(méi)有動(dòng)作。如果有動(dòng)作則再進(jìn)行下步檢測(cè)操作；如果沒(méi)有動(dòng)作，則是電路板有問(wèn)題，要檢查電路板后再進(jìn)行以下檢測(cè)操作。

2、檢測(cè)電子膨脹閥線圈：如右圖，電子膨脹閥使用直流電12V 驅(qū)動(dòng)，6根線引出（也有5根線的，也就是把兩公共端做在一起），一般電子膨脹閥線圈的公共端為紅、棕色線（方形AMP對(duì)插線組線時(shí)，一般為室內(nèi)機(jī)）或灰色線（JST 排插線組時(shí)，一般為室外機(jī)），而且每相的直流電阻值為46±5Ω。具體做法為：用萬(wàn)用表的歐姆擋測(cè)量公共端與其它顏色線之間的直流電阻值。若阻值符合則線圈正常，再進(jìn)行下一步操作；否則線圈燒壞，就要更換線圈再進(jìn)行下步檢測(cè)操作。

3、檢測(cè)電子膨脹閥閥體是否堵、漏及有雜物：大部分EXV 故障都是由于系統(tǒng)含氧化皮、焊渣等雜質(zhì)，可對(duì)該EXV 反復(fù)通電斷電（對(duì)于室內(nèi)機(jī)，可用遙控器反復(fù)開(kāi)關(guān)此臺(tái)內(nèi)機(jī)，同時(shí)用手感覺(jué)節(jié)流部件的動(dòng)作及冷媒的流動(dòng)；對(duì)于室外機(jī)，在給系統(tǒng)上電后三分鐘，EXV 會(huì)先關(guān)死再開(kāi)至一定的開(kāi)度，也可用手感覺(jué)到）的同時(shí)，用硬物敲打該閥體，利用冷媒的沖擊力沖開(kāi)障礙物；若此法不湊效則需更換閥體并清洗系統(tǒng)。

注：室內(nèi)機(jī)沒(méi)有統(tǒng)一供電可能產(chǎn)生的影響：當(dāng)某些室內(nèi)機(jī)突然斷電時(shí)，其電子膨脹閥可能仍保持一定的開(kāi)度，這樣：

1、斷電的室內(nèi)機(jī)EXV 打開(kāi)，仍有大量冷媒通過(guò)，但風(fēng)機(jī)不運(yùn)行，冷媒得不到蒸發(fā)；整個(gè)蒸發(fā)器、管路都處于較低溫度，與室內(nèi)熱空氣相遇后，可能產(chǎn)生大量凝露水。

2、大量低溫冷媒流過(guò)斷電的室內(nèi)機(jī)，沒(méi)有經(jīng)過(guò)蒸發(fā)，直接以液態(tài)形式回到壓縮機(jī)，可能產(chǎn)生液擊現(xiàn)象而損壞壓縮機(jī)。

3、因部分冷媒流經(jīng)斷電的室內(nèi)機(jī)，其它正常運(yùn)行室內(nèi)機(jī)的冷媒流量相對(duì)減少，制冷效果將相對(duì)變差。

四、電磁閥

電磁閥只起通斷作用，一般在220V 電壓下，給電即打開(kāi)，掉電即關(guān)閉；另，電磁閥只能是側(cè)進(jìn)下出，反向會(huì)有泄漏。

常見(jiàn)故障一般有：

1、電磁閥前后壓差過(guò)大或內(nèi)彈簧失效，導(dǎo)致閥不能關(guān)死而泄漏；

2、系統(tǒng)含雜物，堵塞電磁閥閥芯（閥芯處只有2mm 或6mm）；

3、所給電壓不正常或存在感應(yīng)電，使電磁閥異常開(kāi)關(guān)（100V 左右的電壓即有可能將電磁閥打開(kāi)）；

4、維修時(shí)將電磁閥裝反，導(dǎo)致其泄漏（必須是側(cè)進(jìn)下出）；

5、電磁線圈壞。

五、單向閥

單向閥又稱止逆閥。它使制冷劑只能向一方向自由流動(dòng)，單向閥主要用于熱泵型空調(diào)器上，與輔助毛細(xì)管并聯(lián)在系統(tǒng)中；在多個(gè)壓縮機(jī)組合使用時(shí)各個(gè)壓縮機(jī)排氣口安裝了單向閥防止制冷劑倒流，若此處單向閥發(fā)現(xiàn)反向泄漏，則有可能導(dǎo)致壓縮機(jī)燒毀。

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