目前使用的制冷壓縮機(jī)及其研究現(xiàn)狀
近年來,為了滿足環(huán)保和市場(chǎng)的需要,國(guó)內(nèi)電冰箱廠紛紛推出了CFCs工質(zhì)替代的電冰箱(俗稱無氟冰箱或環(huán)保冰箱);相應(yīng)地,電冰箱壓縮機(jī)廠也不斷開發(fā)出CFCs工質(zhì)替代的壓縮機(jī)。
我們知道普遍使用的家用制冷機(jī)壓縮機(jī)大多數(shù)使用旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)活塞作往復(fù)振蕩,必須有一套將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。通過對(duì)這類壓縮機(jī)的動(dòng)力學(xué)分析(以曲柄連桿機(jī)構(gòu)為例)可見:作用在曲柄連桿機(jī)構(gòu)上的力主要有三種——慣性力、氣體力(負(fù)載)、摩察力。慣性力又分為活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的慣性力、曲柄不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量所產(chǎn)生的離心慣性力、連桿運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)的慣性力;壓縮機(jī)的摩擦功率包括往復(fù)摩擦功率、旋轉(zhuǎn)摩擦功率。其中曲柄不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量所產(chǎn)生的離心慣性力、連桿運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的慣性力以及旋轉(zhuǎn)摩擦功率項(xiàng)都是因?yàn)槭褂眯D(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)而直接帶來能量損失的項(xiàng)目,而往復(fù)摩擦功率的損失則很大程度上是由曲柄造成的活塞所受到的徑向力引起的??傊?,這種機(jī)器總體體積龐大、傳動(dòng)效率低、噪聲大、磨損利害、壽命短,因此活塞式制冷壓縮機(jī)具有很大大的改善潛力。對(duì)于家用冰箱的全封閉式壓縮機(jī),輸入功率只有1/3得到有效利用(電效率約為30%),而在商用制冷設(shè)備中,這個(gè)比例也僅有1/3至1/2。
建國(guó)以來,制冷工業(yè)在生產(chǎn)、國(guó)防和科技發(fā)展的推動(dòng)下,從無到有、從小到大,獲得了迅速的發(fā)展。活塞式制冷壓縮機(jī)為制冷工業(yè)的建設(shè)做出了重大的貢獻(xiàn)。
長(zhǎng)期以來,我國(guó)的制冷技術(shù)一直落后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家。50年代,活塞式壓縮機(jī)行業(yè)從修理轉(zhuǎn)向仿制和組織批量生產(chǎn)。60年代,結(jié)合我國(guó)國(guó)情,制定了我國(guó)中小型活塞式制冷壓縮機(jī)系列標(biāo)準(zhǔn)。到70年代末,除了全封閉式外,大多數(shù)是自行設(shè)計(jì)制造的系列產(chǎn)品,其品種、數(shù)量、質(zhì)量以及技術(shù)水平都有顯著提高。80年代我國(guó)完成了全封閉式制冷壓縮機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的制定,并研制、生產(chǎn)了一些全封閉式壓縮機(jī)。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)電冰箱壓縮機(jī)的生產(chǎn)線情況是:連桿式引進(jìn)了下列生產(chǎn)線(引進(jìn)地):日本松下公司(廣州),意大利伊瑞公司(北京)、扎努西公司(天津)、英坦斯特公司(常州)、阿斯培拉公司(嘉興),美國(guó)懷特公司(杭州)、WCI公司(沙市),西班牙CARSA公司(北京),羅馬尼亞ARCTIC公司(常熟),澳大利亞科貝公司(重慶)等;滾動(dòng)活塞式引進(jìn)了下列生產(chǎn)線:日本三菱公司(上海)、松下公司(廣州),美國(guó)惠而浦公司(珠海)、FEDDERS公司(南京);滑管式引進(jìn)了下列生產(chǎn)線:日本日立公司(西安)、丹麥丹福斯A/S公司(四川)、德國(guó)AEG公司(上海)??梢?,我國(guó)制冷工業(yè)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家,并成為他們的銷售市場(chǎng)。
從世界范圍看,活塞式壓縮機(jī)發(fā)展歷史悠久,具有豐富的設(shè)計(jì)、研究、制造和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),至今在各個(gè)領(lǐng)域中依然被廣泛應(yīng)用、發(fā)展著。同時(shí),制冷壓縮機(jī)的持續(xù)進(jìn)步還反映在其種類的多樣化:離心式、螺桿式、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式、渦旋式等都在被卓有成效地開發(fā)。但是,在中小冷量范圍內(nèi),仍以活塞式壓縮機(jī)為主(據(jù)統(tǒng)計(jì),在100瓦-7.5千瓦的小型封閉式壓縮機(jī)中,活塞式占75%);而且,隨著壓縮機(jī)本身可靠性和耐久性不斷提高和壓縮機(jī)緊湊輕量化的追求,高速活塞式壓縮機(jī)的發(fā)展是很自然的。使用直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的新一代制冷設(shè)備制冷壓縮機(jī)不存在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu),結(jié)構(gòu)緊湊,體積小、效率高、壽命長(zhǎng)、可以輕松實(shí)現(xiàn)高速驅(qū)動(dòng)。
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