(微型制冷壓縮機(jī))
微型制冷壓縮機(jī)是指制冷量小于1KW的制冷壓縮機(jī),如圖1所示,具有迷你的體積、輕巧的重量和超強(qiáng)的耐久力;工作安靜,幾乎沒有振動(dòng);能耗很低,可以使用電池、車載電源、民用電網(wǎng)、太陽能等供電;具有穩(wěn)定的輸出、精確的控制以及優(yōu)越的適應(yīng)性,能夠很好滿足各類要求移動(dòng)便攜的微型熱管理系統(tǒng)的需求。壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)的核心,其能力和特征決定了制冷系統(tǒng)的能力和特征。微型制冷壓縮機(jī)具有體積小、重量輕、高功率、低能耗、工作安靜無振動(dòng)、可變頻和易于精確控制等特點(diǎn),可以說是專為尖端制冷系統(tǒng)量身定做的,也是極為理想的移動(dòng)或者便攜的小型熱管理系統(tǒng)的首選。微型制冷壓縮機(jī)可廣泛用于空氣調(diào)節(jié)裝置、水冷裝置、商業(yè)冷藏裝置的制冷單元,目前,其主要應(yīng)用范圍包括便攜式制冷系統(tǒng)、食品冷卻系統(tǒng)、微型冷藏系統(tǒng)、溫控裝運(yùn)容器、電子制冷系統(tǒng)、醫(yī)療成像系統(tǒng)、迷你冷卻水系統(tǒng)等。
基本原理
圖2是微型制冷壓縮機(jī)的基本構(gòu)成,由滾動(dòng)活塞、氣缸體、花瓣及其背部的彈簧、偏心輪軸和氣缸兩端蓋等主要零件組成。從圖中可以看出,汽缸內(nèi)缸與滾動(dòng)活塞均呈圓形,氣缸體上開有吸氣、排氣孔口。排氣孔口之上裝有簧片排氣閥,氣缸內(nèi)安裝有帶心拐的偏心輪軸(即壓縮機(jī)的主軸)。偏心輪軸的旋轉(zhuǎn)中心與氣缸內(nèi)孔的圓心重合,滾動(dòng)活塞安裝在偏心拐上,即滾動(dòng)活塞與偏心拐同心,使得滾動(dòng)活塞外表面與氣缸內(nèi)表面相切(實(shí)際上由于間隙的存在,在相切處兩者并未接觸),于是氣缸內(nèi)表面與滾動(dòng)活塞外表面之間形成一個(gè)月牙形空間,它的兩端被氣缸蓋封著,構(gòu)成壓縮機(jī)的工作腔。在氣缸的吸氣、排氣孔口之間開一個(gè)徑向槽,槽內(nèi)裝有能來回滑動(dòng)的擋板(簡稱滑板),滑板背部裝有彈簧,靠彈簧力(有時(shí)還作用有氣體或潤滑油的壓力)滑板端部緊緊壓在滾動(dòng)活塞外表面上,將月牙形空間分成兩部分:與吸氣孔口相通的部分成為吸氣腔:在排氣孔口一側(cè)的部分成為壓縮腔,排氣孔口設(shè)置有排氣閥,在壓縮工質(zhì)達(dá)到一定壓力時(shí),排氣閥打開,實(shí)現(xiàn)壓縮完畢的工質(zhì)的排出,至此,一個(gè)完整的壓縮循環(huán)完成。
圖3是微型制冷壓縮機(jī)的工作原理,當(dāng)偏心輪軸由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)繞氣缸中心連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí),吸氣腔、壓縮腔的容積周期變化,于是就實(shí)現(xiàn)了吸氣、壓縮、排氣及余隙膨脹等工作過程。具體如下:當(dāng)滾動(dòng)活塞位于a所示位置,同時(shí)左側(cè)工作腔開始吸氣,右側(cè)工作腔開始?jí)嚎s;位于b所示位置,左側(cè)工作腔吸氣行程完成一半,右側(cè)工作腔壓縮行程完成大半;位于c所示位置,左側(cè)工作腔吸氣行程繼續(xù),右側(cè)工作腔壓縮工質(zhì)壓力達(dá)到要求,開始排氣;位于d所示位置,左側(cè)工作腔吸氣行程繼續(xù),右側(cè)工作腔排氣結(jié)束;位于e位置,左側(cè)工作腔吸氣行程結(jié)束,即將進(jìn)入壓縮行程,右側(cè)工作腔即將與左側(cè)連通,進(jìn)入吸氣行程;至此,微型壓縮機(jī)完成一個(gè)完整的壓縮循環(huán),期間各個(gè)位置的左、右工作腔狀態(tài)說明詳細(xì)見表1。
表1微型制冷壓縮機(jī)工作過程狀態(tài)說明
優(yōu)勢(shì)
運(yùn)行平穩(wěn):微型制冷壓縮機(jī)中,對(duì)于某一個(gè)工作腔而言,氣體工質(zhì)的吸入、壓縮和排除是在偏心輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩周內(nèi)完成的,但是由于滾動(dòng)活塞和滑板組成左右兩側(cè)的工作腔,吸氣、壓縮及排氣過程是同時(shí)進(jìn)行的,那么對(duì)于整個(gè)壓縮機(jī)而言,偏心輪軸每轉(zhuǎn)中仍完成一個(gè)有效的工作循環(huán),可以使得運(yùn)行平穩(wěn)。
效率較高:微型制冷壓縮機(jī)中,吸氣、壓縮及排氣過程是在滑板兩邊的工作腔中同時(shí)進(jìn)行,不需要吸氣閥門,也不需要額外的吸排氣消聲器,降低了吸排氣過程中的流動(dòng)阻力損失,其指示效率一般比往復(fù)式活塞壓縮機(jī)高30%-40%。
結(jié)構(gòu)緊湊:微型制冷壓縮機(jī)是由圓筒形氣缸和作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的滾動(dòng)活塞相互配合而直接進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓縮,不需要將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為往復(fù)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu),其零部件少,尤其是易損件少,結(jié)構(gòu)簡單,體積小,重量輕,比一般往復(fù)活塞壓縮機(jī)的零件少1/3,體積小40%-50%,重量約輕一半。
無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng):微型制冷壓縮機(jī)由直流無刷電機(jī)作為原動(dòng)機(jī),無刷直流電機(jī)具有響應(yīng)快速、較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、從零轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速具備可提供額定轉(zhuǎn)矩的性能,易于實(shí)現(xiàn)微型制冷壓縮機(jī)的變轉(zhuǎn)速變頻控制,并且可以使用電池、車載電源、民用電網(wǎng)、太陽能等供電,增強(qiáng)了系統(tǒng)的適應(yīng)性。
應(yīng)用
壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)的核心,其能力和特征決定了制冷系統(tǒng)的能力和特征。微型制冷壓縮機(jī)具有體積小、重量輕、高功率、低能耗、工作安靜無振動(dòng)、可變頻和易于精確控制等特點(diǎn),可以說是專為尖端制冷系統(tǒng)量身定做的,也是極為理想的移動(dòng)或者便攜的小型熱管理系統(tǒng)的首選。微型制冷壓縮機(jī)可廣泛用于空氣調(diào)節(jié)裝置、水冷裝置、商業(yè)冷藏裝置的制冷單元,目前,其主要應(yīng)用范圍包括便攜式制冷系統(tǒng)、食品冷卻系統(tǒng)、微型冷藏系統(tǒng)、溫控裝運(yùn)容器、電子制冷系統(tǒng)、醫(yī)療成像系統(tǒng)、迷你冷卻水系統(tǒng)等。