Μηχανική αρχή του συμπιεστή ψύξης

Σε ένα σύστημα ψύξης με συμπίεση ατμών, ένας συμπιεστής ψύξης ανεβάζει το ψυκτικό από χαμηλή πίεση σε υψηλή πίεση και κυκλοφορεί συνεχώς το ψυκτικό, επιτρέποντας έτσι στο σύστημα να εκκενώνει συνεχώς εσωτερική θερμότητα σε περιβάλλον υψηλότερο από τη θερμοκρασία του συστήματος. Ο συμπιεστής ψύξης είναι η καρδιά του συστήματος ψύξης, το οποίο εισάγει ηλεκτρική ενέργεια μέσω του συμπιεστή για την εκκένωση της θερμότητας από περιβάλλοντα χαμηλής θερμοκρασίας σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας. Η αναλογία ενεργειακής απόδοσης του συμπιεστή ψύξης καθορίζει την αναλογία ενεργειακής απόδοσης ολόκληρου του συστήματος ψύξης. Λόγω των συχνών αλλαγών στη θερμοκρασία περιβάλλοντος, ο συμπιεστής βρίσκεται κυρίως σε κατάσταση μερικού φορτίου, επομένως ο συμπιεστής πρέπει να έχει ενεργειακή ρύθμιση.
Οι βιδωτές συμπιεστές δεν διαθέτουν τους κυλίνδρους, τα έμβολα, τους δακτυλίους εμβόλων, τις επενδύσεις κυλίνδρων και άλλα ευάλωτα εξαρτήματα που απαιτούνται για τους συμπιεστές εμβόλων. Το μηχάνημα έχει συμπαγή δομή, μικρό όγκο, μικρό βάρος και χωρίς όγκο. Δεν υπάρχει κίνδυνος κρούσης υγρού όταν εισέρχεται μικρή ποσότητα υγρού στο μηχάνημα. Οι ενεργές βαλβίδες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για 10% έως 100% σταθερή ενεργειακή ρύθμιση, με ευρύ φάσμα εφαρμογών, σταθερή και αξιόπιστη λειτουργία, μεγάλους κύκλους συντήρησης και χρόνο λειτουργίας χωρίς σφάλματα έως (2-5) × 104 ώρες . Λόγω της χρήσης λιπαντικού λαδιού, η απόδοση ψύξης και η απόδοση στεγανοποίησης του μηχανήματος βελτιώνονται και η θερμοκρασία των καυσαερίων μειώνεται. Ακόμα κι αν η θερμοκρασία εξάτμισης είναι χαμηλή (-40 βαθμοί ) και ο λόγος συμπίεσης είναι υψηλός (περίπου 25), μπορεί να επιτευχθεί λειτουργία ενός σταδίου, η οποία μπορεί να αντικαταστήσει τους κύκλους συμπίεσης δύο σταδίων εντός ενός συγκεκριμένου εύρους. Ωστόσο, η επεξεργασία και η συναρμολόγηση των βιδωτών συμπιεστών ψύξης απαιτεί υψηλή ακρίβεια και δεν είναι κατάλληλοι για μεταβλητές συνθήκες λειτουργίας, με αποτέλεσμα σημαντικό θόρυβο. Γενικά απαιτείται εξοπλισμός ηχομόνωσης και ηχομόνωσης. Κατά τη συμπίεση ψύξης, το λιπαντικό πρέπει να ψεκάζεται, απαιτώντας βοηθητικό εξοπλισμό όπως αντλίες λαδιού, ψύκτες λαδιού και συσκευές ανάκτησης λαδιού.
Ένας αντηχείο Helmholtz περικλείεται και συνδέεται στο εξωτερικό του περιβλήματος του συμπιεστή, ο οποίος σχηματίζεται συνδέοντας τον θάλαμο του αντηχείου Helmholtz στην εσωτερική κοιλότητα του περιβλήματος του συμπιεστή μέσω ενός λαιμού για μείωση του πλάτους των διεγερμένων ακουστικών τρόπων μέσα στο θάλαμο του συμπιεστή . Η διαμόρφωση της συχνότητας συντονισμού του συντονιστή στη λειτουργία μέγιστης διεγερμένης δόνησης της πραγματικής κοιλότητας του συμπιεστή θα μειώσει σημαντικά την κορυφή συντονισμού και θα προκαλέσει σημαντικές αλλαγές στο φάσμα απόκρισης. Ωστόσο, αυτό θα επηρεάσει την εμφάνιση του συμπιεστή και τη διάταξη του στο ψυγείο και τα αποτελέσματα της έρευνας δεν έχουν ακόμη εφαρμοστεί στο προϊόν.
Ο συμπιεστής, ως το εξάρτημα με τον μεγαλύτερο αντίκτυπο στην απόδοση και την αξιοπιστία του διακρίσιμου συστήματος κλιματισμού διοξειδίου του άνθρακα, θα πρέπει να επανασχεδιαστεί λαμβάνοντας πλήρως υπόψη τα ειδικά χαρακτηριστικά του υπερκρίσιμου κύκλου διοξειδίου του άνθρακα. Το CO2, όπως και η αμμωνία, έχει υψηλή τιμή αδιαβατικού εκθέτη K 1,30, η οποία μπορεί να κάνει τη θερμοκρασία των καυσαερίων του συμπιεστή να είναι υψηλότερη. Ωστόσο, δεδομένου ότι το CO2 απαιτεί χαμηλότερη αναλογία πίεσης συμπιεστή, δεν χρειάζεται να ψύχεται ο ίδιος ο συμπιεστής. Λόγω του υψηλού αδιαβατικού δείκτη και της χαμηλής αναλογίας πίεσης, μπορεί να μειώσει την απώλεια εκ νέου διαστολής του όγκου διάκενου του συμπιεστή, με αποτέλεσμα υψηλότερη ογκομετρική απόδοση του συμπιεστή. Μετά από πειραματική και θεωρητική έρευνα, οι Jurgen SUB και Horst Kruse διαπίστωσαν ότι οι παλινδρομικοί συμπιεστές έχουν καλές συρόμενες στεγανοποιήσεις μεμβράνης λαδιού, καθιστώντας τους την προτιμώμενη επιλογή για συστήματα CO2. Η BOCK έχει βελτιώσει τη βαλβίδα εξαγωγής του συμπιεστή διοξειδίου του άνθρακα και η απόδοση του βελτιωμένου συμπιεστή διοξειδίου του άνθρακα έχει αυξηθεί κατά 7%.
Η υπολειπόμενη ποσότητα λιπαντικού και η περιέλιξη του πηνίου του άκρου του κινητήρα μπορεί επίσης να προκαλέσει διαφορές στη στάθμη ήχου μεταξύ παρτίδων συμπιεστών του ίδιου μοντέλου (απόκλιση από τη μέση στάθμη ήχου). Με την αλλαγή της εξωτερικής στήριξης του κελύφους για αύξηση της στρεπτικής ακαμψίας και μείωση της επιφάνειας δόνησης. Η πολυπλοκότητα της έρευνας για τον θόρυβο απαιτεί από τους ερευνητές να έχουν ισχυρά θεωρητικά προσόντα, οι επιχειρήσεις να έχουν καλή τεχνική βάση και απαιτεί σημαντικές επενδύσεις και μεγαλύτερο χρόνο. Αυτός είναι ένας από τους αδύναμους κρίκους στις κινεζικές επιχειρήσεις συμπιεστών, ο οποίος βρίσκεται βασικά στο στάδιο της ποιοτικής πειραματικής έρευνας, συνοδευόμενος από πολλά τυχαία και απρόβλεπτα.
Η εφαρμογή νέων ψυκτικών με βάση τις περιβαλλοντικές απαιτήσεις είναι επίσης ένα καυτό θέμα στη βιομηχανία συμπιεστών ψύξης. Με το τέλος των εργασιών αντικατάστασης ψυκτικού R22 για προϊόντα ψυγείων, η έρευνα για νέους συμπιεστές ψυκτικού εστιάζει κυρίως στη βιομηχανία κλιματισμού. Εκτός από την ώριμη έρευνα για τα R410A και R407C, το μεγαλύτερο καυτό θέμα είναι η μελέτη των συμπιεστών διοξειδίου του άνθρακα. Λόγω της πολύ υψηλότερης πίεσης του συστήματος διοξειδίου του άνθρακα σε σύγκριση με τα παραδοσιακά συστήματα κρίσιμου κύκλου πίεσης, οι απαιτήσεις σχεδιασμού για τη στεγανοποίηση άξονα του συμπιεστή είναι πολύ υψηλότερες από αυτές του αρχικού συμπιεστή. Η διαρροή του στεγανοποιητικού άξονα του συμπιεστή θα εξακολουθεί να είναι το κύριο εμπόδιο στην πρακτική εφαρμογή του για κάποιο χρονικό διάστημα.