螺杆式制冷压缩机是一种通过螺杆转子相互啮合来实现气体压缩和制冷循环的容积式压缩机,广泛应用于工业制冷、中央空调等领域。以下是其核心定义及关键要点:
一、工作原理
螺杆式制冷压缩机的核心部件为一对互相啮合的螺杆转子(分为阳转子和阴转子),阳转子通常有 4 个齿(凸齿),阴转子有 6 个齿(凹齿)。其工作过程如下:
吸气阶段:
转子转动时,齿间容积(由转子齿槽与机壳内壁形成)逐渐扩大,吸入低温低压的制冷剂气体(如 R22、R410A 等)。
压缩阶段:
随着转子继续转动,齿间容积逐渐缩小,制冷剂气体被压缩,压力和温度升高。
排气阶段:
当齿间容积缩小到一定程度时,压缩后的高温高压气体通过排气口排出,进入冷凝器进行冷凝放热。
二、结构特点
主要部件:
转子:决定压缩机的排量和效率,材质需耐磨、耐高压。
机壳:容纳转子并形成封闭的压缩腔。
轴承:支撑转子转动,承受径向和轴向载荷。
密封装置:防止制冷剂泄漏,保证压缩腔的密封性。
关键参数:
齿数比:阳转子与阴转子的齿数之比(如 4:6),影响压缩比和效率。
内容积比:压缩腔在吸气结束和排气开始时的容积之比,决定压缩机的最佳工作工况。
三、分类方式
按密封方式:
开启式:转子通过联轴器与电机连接,需轴封防止泄漏,常用于大型制冷系统。
半封闭式:电机与压缩机共用壳体,密封性较好,应用广泛。
全封闭式:电机与压缩机完全封闭在焊接壳体中,适用于小型制冷设备(如家用空调)。
按压缩级数:
单级压缩:气体经一次压缩达到所需压力,适用于一般制冷工况。
多级压缩:气体经多次压缩(中间冷却),适用于高压缩比或低温工况。
四、性能优势
效率高:
转子啮合间隙小,容积效率可达 90% 以上,部分负荷下效率稳定(如 50% 负荷时效率仍较高)。
可靠性强:
无易损件(如活塞式压缩机的气阀),运行寿命长,维护周期长。
适应性好:
可通过滑阀调节(0%~100% 无级调节),适应不同冷量需求;能承受一定液击,对制冷剂纯度要求较低。
振动小:
转子运动平衡,无需复杂的减振装置,运行噪音较低。
五、应用场景
工业制冷:化工、食品加工、制药等领域的大型冷冻系统。
中央空调:商用建筑、数据中心的冷水机组(常搭配蒸发器、冷凝器组成冷水系统)。
低温制冷:通过多级压缩或复叠式系统,可实现 - 30℃以下的低温工况(如速冻设备)。