螺桿式、離心式和往復式壓縮機性能之對比

　　1、螺桿式壓縮機

　　螺桿式壓縮機又稱螺桿壓縮機。20世紀50年代，就有噴油螺桿式壓縮機應用在制冷裝置上，由于其結構簡單，易損件少，能在大的壓力差或壓力比的工況下，排氣溫度低，對制冷劑中含有大量的潤滑油(常稱為濕行程)不敏感，有良好的輸氣量調節性，很快占據了大容量往復式壓縮機的使用范圍，而且不斷地向中等容量范圍延伸，廣泛地應用在冷凍、冷藏、空調和化工工藝等制冷裝置上。

　　以它為主機的螺桿式熱泵從20世紀70年代初便開始用于采暖空調方面，有空氣熱源型、水熱泵型、熱回收型、冰蓄冷型等。在工業方面，為了節能，亦采用螺桿式熱泵作熱回收。

　　2、離心式壓縮機

　　離心式壓縮機是一種葉片旋轉式壓縮機(即透平式壓縮機)。在離心式壓縮機中，高速旋轉的葉輪給予氣體的離心力作用，以及在擴壓通道中給予氣體的擴壓作用，使氣體壓力得到提高。

　　早期，由于這種壓縮機只適于低，中壓力、大流量的場合，而不為人們所注意。由于化學工業的發展，各種大型化工廠，煉油廠的建立，離心式壓縮機就成為壓縮和輸送化工生產中各種氣體的關鍵機器，而占有極其重要的地位。隨著氣體動力學研究的成就使離心壓縮機的效率不斷提高，又由于高壓密封，小流量窄葉輪的加工，多油楔軸承等技術關鍵的研制成功，解決了離心壓縮機向高壓力，寬流量范圍發展的一系列問題，使離心式壓縮機的應用范圍大為擴展，以致在很多場合可取代往復壓縮機，而大大地擴大了應用范圍。

　　3、往復活塞壓縮機

　　是各類壓縮機中發展最早的一種，公元前1500年中國發明的木風箱為往復活塞壓縮機的雛型。18世紀末，英國制成**臺工業用往復活塞空氣壓縮機。20世紀30年代開始出現迷宮壓縮機，隨后又出現各種無油潤滑壓縮機和隔膜壓縮機。50年代出現的對動型結構使大型往復活塞壓縮機的尺寸大為減小，并且實現了單機多用。

　　活塞式壓縮機使用歷史悠久，是目前國內用得最多的制壓縮機。由于其壓力范圍廣，能夠適應較寬的能量范圍，有高速、多缸、能量可調、熱效率高、適用于多種工況等優點;其缺點是結構復雜，易損件多，檢修周期短，對濕行程敏感，有脈沖振動，運行平穩性差。

　　螺桿壓縮機是一種新的壓縮裝置，它與往復式相比：

　　優點：

　　①機器結構緊湊，體積小，占地面積少，重量輕。

　　②熱效率高，加工件少，壓縮機的零件總數只有活塞式的1/10。機器易損件少，運行安全可靠，操作維護簡單。

　　③氣體沒有脈動，運轉平穩，機組對基礎不高不需要專門基礎。

　　④運行中向轉子腔噴油，因此排氣溫度低。

　　⑤對濕行程不敏感，濕蒸汽或少量液體進入機內，沒有液擊危險。

　　⑥可在較高壓比下運行。

　　⑦可借助滑閥改變壓縮有效行程，可進行10~100%的無級冷量調節。

　　缺點：

　　需要復雜的油處理設備，要求分離效果很好的油分離器及油冷卻器等設備，噪聲較大，一般都在85分貝以上，需要隔聲措施。

　　離心式與活塞式相比，有轉速高，氣量大，機械磨損小，易損件少，維護簡單，連續工作時間長，振動小，運行平穩，對基礎要求低，在大氣量時，單位功率機組的質量輕、體積小，占地面積少，氣量可在30%~100%的范圍內無級調節，易于多級壓縮和節流，可以滿足某些化工流程的要求，易于實現自動化，對于大型機，可以采用經濟性較高的工業汽輪機直接拖動，這對有廢熱蒸汽的企業有經濟的優勢。缺點是：噪聲頻率較高，冷卻水消耗大，操作不當時會產生喘振。

　　三種常見壓縮制冷機(往復式.螺桿式,離心式)

　　性 能 特 點 比 較

　　在制冷系統中，因為往復式制冷壓縮機與螺桿式制冷壓縮機在工作原理上的不同，所以影響他們的壓力損失與泄漏損失的原因也是不同的。

　　對于往復式制冷壓縮機來說，影響它的壓力損失與泄漏損失的主要原因是氣閥的質量與氣閥關閉時的密封性。這是因為吸氣閥開啟時要克服彈簧阻力(壓縮彈簧)以及氣體流過氣閥時，由于通過截面較小，流動速度較高，故產生一定的流動阻力，因此，往復式制冷壓縮機在吸氣過程中氣缸內氣體的壓力恒低于吸氣管中的氣體壓力;同理，往復式制冷壓縮機在排氣過程中氣缸內氣體的壓力恒高于吸氣管中的氣體壓力。如果氣閥的通道截面越小，則阻力損失就越大。如果閥片的重量大，氣閥的彈簧力也大，則阻力損失也增大，這樣壓力系數值就降低。

　　對于螺桿式制冷壓縮機來說，影響它的壓力損失與泄漏損失的主要原因是氣體的流速。

　　在螺桿式制冷壓縮機中，螺桿的性能好壞是個關鍵。如果螺桿的齒型為對稱的圓弧型，那么它的制造簡單。如果螺桿的齒型為非對稱線型，那么它的輸氣螺量大，效率高。如果減小螺桿的長徑比，就可以使螺桿具有良好的強度，增加螺桿式制冷壓縮機運轉的可靠性，并且有利于使螺桿式制冷壓縮機向高壓力比的方向發展。

　　在螺桿式制冷壓縮機中，直徑和長度尺寸相同的的兩對螺桿，轉子面積利用系數值大的一對，其排氣量大。從表面上看，轉子面積利用系數越大，對于螺桿式制冷壓縮機的性能越好。但是，如果轉子面積利用系數過大，則會降低螺桿的強度與剛度。

　　在螺桿式制冷壓縮機中，減少螺桿的齒數，可以增大螺桿的齒間面積，提高螺桿式制冷壓縮機的排氣量。從表面上看，螺桿的齒數越少，對于螺桿式制冷壓縮機的性能越好。但是，如果螺桿的齒數過少，則會降低螺桿的抗彎強度和剛度。

　　在螺桿式制冷壓縮機中，提高螺桿的圓周速度，就可以使螺桿式制冷壓縮機中的外型尺寸和質量等到減小，氣體通過螺桿式制冷壓縮機中的間隙的相對泄漏量就會減少，有利于提高螺桿式制冷壓縮機的容積效率和熱效率。從表面上看，螺桿的圓周速度越快，對于螺桿式制冷壓縮機的性能越好。但是，如果螺桿的圓周速度過快，就會相應地增加氣體在吸排氣孔口及齒間圓周速度內的流動損失。

　　在三種常見的制冷壓縮機(往復式、螺桿式、離心式)中，往復運動產生的慣性立是往復式制冷壓縮機的主要缺點。因為經常受到往復運動產生的慣性，所以往復式制冷壓縮機中的氣閥和曲柄連桿機構最容易受到破化。

　　在三種常見的制冷壓縮機(往復式、螺桿式、離心式)中，運轉時產生的巨大噪聲是螺桿式制冷壓縮機的主要缺點。因為經常受到制冷劑氣體周期性地高速通過吸、排氣孔口，以及通過縫隙的泄漏等原因帶來的影響，所以在螺桿式制冷壓縮機中必須選擇合理的螺桿運轉速度。

　　在三種常見的制冷壓縮機(往復式、螺桿式、離心式)中，喘振是離心式制冷壓縮機的主要缺點。

　　造成離心式制冷壓縮機的喘振原因是因為，當冷凝器的冷卻水進水量減小到一定程度時，離心式制冷壓縮機的流量減小到很小，它的通道中出現嚴重的氣體脫流，它的出口壓力突然下降。雖然離心式制冷壓縮機和冷凝器是聯合地工作，但是冷凝器中的氣體的壓力并不是同時地減低，于是冷凝器中的氣體的壓力反大于離心式制冷壓縮機的出口壓力，造成冷凝器中的氣體倒流至離心式制冷壓縮機中，直至冷凝器中的氣體壓力下降到等于離心式制冷壓縮機的出口壓力為止。

　　這是，離心式制冷壓縮機又開始向冷凝器送氣，流量增加，離心式制冷壓縮機恢復正常工作。但是，當冷凝器中的氣體壓力也恢復到原來的氣體壓力時，離心式制冷壓縮機的流量又減小，離心式制冷壓縮機的出口壓力有開始下降，氣體又產生倒流。如此周而復始，產生周期性的氣流的振蕩現象。所以在離心式制冷壓縮機中，冷凝器的冷卻水量是不宜過小的，否則會使在離心式制冷壓縮機在運轉時，發生強烈的振動，嚴重時甚至會造成對離心式制冷壓縮機的破化。

　　總結：在制冷系統中，由于三種常見的制冷壓縮機(往復式、螺桿式、離心式)具有各自不同的特點。因此，它們在性能上具有各自的優點和各自的缺點。