全封閉型活塞式壓縮機(jī)降低能耗和噪聲的改進(jìn)

1引言

　　壓縮機(jī)是冰箱的心臟，隨著人們對冰箱要求的提高，壓縮機(jī)的節(jié)能，低噪，環(huán)保必然成為各冰箱廠家關(guān)注的焦點(diǎn)。本文介紹的是冰箱用全封閉型活塞式壓縮機(jī)在降低能耗和噪聲方面所進(jìn)行有益的改進(jìn)。加西貝拉公司自1996年起開始就壓縮機(jī)的能耗，噪聲，環(huán)保問題進(jìn)行了研究。通過近年來的探索和實(shí)踐，在此方面已積累了一些經(jīng)驗(yàn)，希望與有關(guān)專家及同行共同切磋。

2對制冷工質(zhì)的選擇

　　隨著國際上CFC替代技術(shù)的發(fā)展，我公司從1996年起開始R12的替代工作。由于R134a的ODP值為0，GWP值為1000-2900，R134a與礦物油不相溶，需選用聚酯油，它的吸濕性較強(qiáng)，熱穩(wěn)定性較差，在200℃時(shí)易分解，形成水，酸和二氧化碳，腐蝕金屬，對系統(tǒng)的干燥性提出了更高的要求。R600a（異丁烷）的ODP值為0，GWP值接近為0，與礦物油相溶，物理性質(zhì)與R12稍不同，制冷性能比R12要好，由熱力循環(huán)計(jì)算壓縮機(jī)COP值理論上R600a高于R12，所以，我公司廣泛吸收和借鑒國際上的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)自身優(yōu)勢和實(shí)際情況，首選R600a（異丁烷）為制冷工質(zhì)。

3設(shè)計(jì)上的改進(jìn)

     提高壓縮機(jī)的輸氣效率，即輸氣系數(shù)，降低能耗對壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)，總是不斷提高壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)，這樣可以減小壓縮機(jī)的尺寸，重量，同時(shí)，也可降低壓縮機(jī)功率的消耗，從而達(dá)到節(jié)能的目的。在排氣結(jié)束，活塞開始反移動(dòng)時(shí)，氣缸頭頂端不可避免地留有一定的余隙，循環(huán)中頂端余隙的膨脹，部分活塞行程失去吸氣作用，所以，實(shí)際循環(huán)中存在一個(gè)容積系數(shù)λv；同時(shí)，吸排氣時(shí)壓力的波動(dòng)，吸氣過程中溫度的升高，氣體泄漏等因素，也存在壓力系數(shù)λp，泄漏系數(shù)λl，溫度系數(shù)λT對輸氣系數(shù)的影響。

　　實(shí)際的輸氣系數(shù)λ可表示為λ=λvλpλlλT式中，λ―――輸氣系數(shù)；λv―――容積系數(shù)；λp―――壓力系數(shù)；λl―――泄漏系數(shù)；λT―――溫度系數(shù)對于電冰箱用小型制冷壓縮機(jī)，影響最大的是容積系數(shù)，其次還有溫度系數(shù)。所以對壓縮機(jī)的改進(jìn)重點(diǎn)放在提高容積系數(shù)。減少余隙容積，改進(jìn)吸，排氣閥片的型式，例如采用無限位的吸氣閥門，凹閥板等等，都會(huì)提高壓縮機(jī)的效率，不過，這些性能的提高，都在于有完善的工藝保證才能得以實(shí)現(xiàn)。另外降低排氣壓力損失，增強(qiáng)對氣缸壁面的冷卻，也對壓縮機(jī)效率的提高有益。

　　氣閥的優(yōu)化氣閥控制著壓縮機(jī)的吸氣，壓縮，排氣和膨脹全過程，閥片啟閉中出現(xiàn)"顫抖"及"延遲關(guān)閉"會(huì)影響壓縮機(jī)的輸氣量，增大壓縮機(jī)的噪聲和振動(dòng)，損害閥片，影響壓縮機(jī)的壽命，所以氣閥的設(shè)計(jì)尤為重要。在設(shè)計(jì)中，氣閥的結(jié)構(gòu)參數(shù)及閥片的運(yùn)動(dòng)規(guī)律都必須合理地解決，以盡量減小阻力損失。由于閥隙馬赫數(shù)，氣體對氣閥的作用力都隨著制冷劑的改變而變化，所以，對采用R600a為制冷工質(zhì)的壓縮機(jī)，必須重新調(diào)整氣閥的結(jié)構(gòu)尺寸，以便合理地解決氣閥運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)的問題。一般地，制冷工質(zhì)的吸氣壓力總小于排氣壓力，而且，R600a的吸氣壓力又遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于R12的吸氣壓力，所以可增大閥片的升程。通過增大閥片的升程，來增大氣閥的時(shí)間截面，以降低氣流的速度，減小功率損失。

　　降低噪聲提高壓縮機(jī)效率的同時(shí)，噪聲的增加是必然的，這是一個(gè)不容忽視的問題。這些噪聲有連續(xù)噪聲和不連續(xù)噪聲，周期性和非周期性噪聲，可歸結(jié)為流體噪聲，機(jī)械噪聲和電磁噪聲。其中最重要的是對吸氣消音器流道的優(yōu)化調(diào)整。