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低温下半封闭活塞式制冷压缩机的性能比较

作者: 来源: 发布时间:2018/2/11 16:12:47  点击数:364
一、前言
近年来,为保护大气臭氧层,采用r22替代r12是一个方法。而在各种类型制冷压缩机中,活塞式压缩机是问世最早、至今还广为应用的一种机型,这无疑是因为它具有一系列其它类型压缩机所不及的优点:
1.能适应较广阔的压力范围和制冷量要求;
2.热效率较高,单位耗电量较少,特别是气阀的存在使偏离设计工况运行时更为明显;
3.对材料要求低,多用普通钢铁材料,加工比较容易,造价也较低廉;
4.技术上较为成熟,生产使用上积累了丰富的经验;
5.装置系统比较简单。
活塞式压缩机的上述优点使它在各种制冷空调装置,特别在中小冷量范围内,成为制冷机中应用最广、生产批量最大的一种机型。
二、使用范围
copeland l型半封闭压缩机所用工质为r22、r502、r404a、r507及r134a,蒸发温度范围-40℃~-5℃,空气冷却型设计,针对商用冷冻使用,可在水温及低温范围内广泛应用。
sanyo半封闭压缩机所用工质为r22,蒸发温度范围-40℃~-5℃,冷凝温度30℃~54.4℃,排气温度130℃以下,吸气温度18℃以下,采用空气冷却电机壳外壁。
bitzer半封闭压缩机采用r22、r134a、r404a和r507为工质,可应用于空调、中温和低温冷却,蒸发温度范围-50℃~15℃,采用风机附加冷却(低温时喷液冷却),如图1为 bitzer半封闭压缩机使用r22的工作范围。

图1 采用r22的bitzer半封闭压缩机的工作范围
三、性能比较
copeland l型半封闭压缩机系风冷型、多工质通用、具有宽广应用范围的压缩机,其散热面积大,摩擦和振动小,润滑可靠,电子式电机保护,体积小,噪声低,制冷量大,效率高,经过全世界超过两百万台安装应用实例的检测和验证。
sanyo半封闭压缩机由sanyo电机开发。使用r22为工质,体积效率高,冷却性能优异,无须双级压缩及喷液冷却,仅靠风冷即可在-5℃~-40℃的蒸发温度范围内工作;低噪音、少振动设计,加工技术优秀,可靠性高。
bitzer半封闭压缩机采用高质量材料和零件,结构可靠耐用,加大铁芯电机,制冷量高,cop值大,运行范围广。
图2 三种压机制冷量的比较(冷凝温度40℃)图3 三种压机制冷量的比较(冷凝温度50℃)
图4 三种压机制冷量的比较(冷凝温度40℃)图5 三种压机制冷量的比较(冷凝温度50℃)
图6 三种压机功率的比较(冷凝温度40℃)图7 三种压机功率的比较(冷凝温度40℃)
图8 三种压机cop的比较(冷凝温度40℃)图9 三种压机cop的比较(冷凝温度40℃)

图2至图9分别是sanyo半封闭压缩机(额定输出功率7.5hp、4hp)与bitzer半封闭压缩机(电机输出功率5.5hp和2hp)copeland半封闭压缩机(电机功率3hp和5hp)制冷量、输出功率和制冷系数的比较。
由图2和图3可知,copeland与sanyo压机的冷量曲线很接近,变化相似,而bitzer压机冷量曲线变化较平坦,随to上升,qo增加较慢;由图4和图5可以看出,bitzer压机冷量曲线变化较陡,随to上升,qo增加较快,所以不同容量的压机,变化并不完全一样。
由图6可知,bitzer压机功率曲线变化较平缓,随to上升,pe增加较慢,而sanyo的压机功率曲线变化较陡,随to上升,pe增加稍快;图7中,bitzer和copeland压机功率变化较相似,sanyo压机功率曲线变化较平坦,随to上升,pe增加慢。所以不同容量的压机,变化并不完全一样。
由图8可知,bitzer压机cop曲线变化较缓,随to上升,cop增加较慢,而图9中,bitzer压机的cop曲线变化较陡,随to上升,cop增加较快,但bitzer和copeland压机的cop值很接近。图8中,sanyo压机cop曲线变缓,随to上升,cop值增加变慢,而图9中,copeland和sanyo压机cop曲线变化相似,但两者相差一定的值,总之,copeland与bitzer半封闭压机性能相近,都稍好于sanyo半封压机性能。产生的原因一方面是机器性能稍有不同,另一方面是压机测试工况也不完全一样。不过同类型的压缩机性能相差不大。另外,随制冷压缩机的容量增大,相应其cop值也上升。
从物性来讲,采用r22的低温压缩机易产生排气温度过高的现象,尤其是风冷型。因此过去往往采用较少。现在随技术发展,采用一定的措施,低温压缩机采用r22完全可行。采取的措施通常有扩大散热面、加强冷却、限制吸气温度、吸气喷液、可靠润滑和完善保护功能等。
值得注意的是,压缩机划分时,有时以hp大小来分类,但由于测试工况不完全相同,输入电机功率不同和输出电机功率不同,造成压缩机划分时出现冷量差距较大(或标称不同hp的压缩机冷量相同),实际上各厂生产的同类型压缩机性能差别不大。
目前所用sanyo、copeland和bitzer半封机冷量范围不同,其单机最大容量可达40hp,广泛应用于冷库、陈列柜和冷藏柜等。可以预计随着技术的不断进步,使用r22的半封机容量范围可进一步扩大,应用领域会更加广泛。
四、结论
本文对比了目前常用的sanyo半封闭压缩机、copeland半封闭压缩机及bitzer半封闭压缩机的制冷量、输入功率、cop等性能。采用r22的低温半封机已发展十分成熟,完全可应用于低温范围,从而替代r12等;再有目前低温下使用r22的半封机容量范围已很广,应用范围已十分广泛,使用也越来越广。另外,sanyo半封闭压缩机、copeland半封闭压缩机、bitzer半封闭压缩机的性能相当。

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