往复式、螺杆式、离心式三种压缩机性能特点、优缺点比较

往复式、螺杆式、离心式三种压缩机性能特点、优缺点比较

1、螺杆式压缩机

螺杆式压缩机又称螺杆压缩机。20世纪50年代，就有喷油螺杆式压缩机应用在制冷装置上，由于其结构简单，易损件少，能在大的压力差或压力比的工况下，排气温度低，对制冷剂中含有大量的润滑油（常称为湿行程）不敏感，有良好的输气量调节性，很快占据了大容量往复式压缩机的使用范围，而且不断地向中等容量范围延伸，广泛地应用在冷冻、冷藏、空调和化工工艺等制冷装置上。

以它为主机的螺杆式热泵从20世纪70年代初便开始用于采暖空调方面，有空气热源型、水热泵型、热回收型、冰蓄冷型等。在工业方面，为了节能，亦采用螺杆式热泵作热回收。

2、离心式压缩机

离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机（即透平式压缩机）。在离心式压缩机中，高速旋转的叶轮给予气体的离心力作用，以及在扩压通道中给予气体的扩压作用，使气体压力得到提高。

早期，由于这种压缩机只适于低，中压力、大流量的场合，而不为人们所注意。由于化学工业的发展，各种大型化工厂，炼油厂的建立，离心式压缩机就成为压缩和输送化工生产中各种气体的关键机器，而占有极其重要的地位。随着气体动力学研究的成就使离心压缩机的效率不断提高，又由于高压密封，小流量窄叶轮的加工，多油楔轴承等技术关键的研制成功，解决了离心压缩机向高压力，宽流量范围发展的一系列问题，使离心式压缩机的应用范围大为扩展，以致在很多场合可取代往复压缩机，而大大地扩大了应用范围。

3、往复活塞压缩机

是各类压缩机中发展最早的一种，公元前1500年中国发明的木风箱为往复活塞压缩机的雏型。18世纪末，英国制成第一台工业用往复活塞空气压缩机。20世纪30年代开始出现迷宫压缩机，随后又出现各种无油润滑压缩机和隔膜压缩机。50年代出现的对动型结构使大型往复活塞压缩机的尺寸大为减小，并且实现了单机多用。

活塞式压缩机使用历史悠久，是目前国内用得最多的制压缩机。由于其压力范围广，能够适应较宽的能量范围，有高速、多缸、能量可调、热效率高、适用于多种工况等优点;其缺点是结构复杂，易损件多，检修周期短，对湿行程敏感，有脉冲振动，运行平稳性差。

螺杆压缩机是一种新的压缩装置，它与往复式相比：

优点：

①机器结构紧凑，体积小，占地面积少，重量轻。

②热效率高，加工件少，压缩机的零件总数只有活塞式的1/10。机器易损件少，运行安全可靠，操作维护简单。

③气体没有脉动，运转平稳，机组对基础不高不需要专门基础④运行中向转子腔喷油，因此排气温度低。

⑤对湿行程不敏感，湿蒸汽或少量液体进入机内，没有液击危险。

⑥可在较高压比下运行。

⑦可借助滑阀改变压缩有效行程，可进行10~100%的无级冷量调节。

缺点：

需要复杂的油处理设备，要求分离效果很好的油分离器及油冷却器等设备，噪声较大，一般都在85分贝以上，需要隔声措施。

离心式与活塞式相比，有转速高，气量大，机械磨损小，易损件少，维护简单，连续工作时间长，振动小，运行平稳，对基础要求低，在大气量时，单位功率机组的质量轻、体积小，占地面积少，气量可在30%~100%的范围内无级调节，易于多级压缩和节流，可以满足某些化工流程的要求，易于实现自动化，对于大型机，可以采用经济性较高的工业汽轮机直接拖动，这对有废热蒸汽的企业有经济的优势。缺点是：噪声频率较高，冷却水消耗大，操作不当时会产生喘振。

三种常见压缩制冷机（往复式。螺杆式，离心式）性能特点比较

在制冷系统中，因为往复式制冷压缩机与螺杆式制冷压缩机在工作原理上的不同，所以影响他们的压力损失与泄漏损失的原因也是不同的。

对于往复式制冷压缩机来说，影响它的压力损失与泄漏损失的主要原因是气阀的质量与气阀关闭时的密封性。这是因为吸气阀开启时要克服弹簧阻力（压缩 弹簧）以及气体流过气阀时，由于通过截面较小，流动速度较高，故产生一定的流动阻力，因此，往复式制冷压缩机在吸气过程中气缸内气体的压力恒低于吸气管中 的气体压力；同理，往复式制冷压缩机在排气过程中气缸内气体的压力恒高于吸气管中的气体压力。如果气阀的通道截面越小，则阻力损失就越大。如果阀片的重量大，气阀的弹簧力也大，则阻力损失也增大，这样压力系数值就降低。

对于螺杆式制冷压缩机来说，影响它的压力损失与泄漏损失的主要原因是气体的流速。

在螺杆式制冷压缩机中，螺杆的性能好坏是个关键。如果螺杆的齿型为对称的圆弧型，那么它的制造简单。如果螺杆的齿型为非对称线型，那么它的输气螺 量大，效率高。如果减小螺杆的长径比，就可以使螺杆具有良好的强度，增加螺杆式制冷压缩机运转的可靠性，并且有利于使螺杆式制冷压缩机向高压力比的方向发 展。

在螺杆式制冷压缩机中，直径和长度尺寸相同的的两对螺杆，转子面积利用系数值大的一对，其排气量大。从表面上看，转子面积利用系数越大，对于螺杆式制冷压缩机的性能越好。但是，如果转子面积利用系数过大，则会降低螺杆的强度与刚度。

在螺杆式制冷压缩机中，减少螺杆的齿数，可以增大螺杆的齿间面积，提高螺杆式制冷压缩机的排气量。从表面上看，螺杆的齿数越少，对于螺杆式制冷压缩机的性能越好。但是，如果螺杆的齿数过少，则会降低螺杆的抗弯强度和刚度。

在螺杆式制冷压缩机中，提高螺杆的圆周速度，就可以使螺杆式制冷压缩机中的外型尺寸和质量等到减小，气体通过螺杆式制冷压缩机中的间隙的相对泄漏 量就会减少，有利于提高螺杆式制冷压缩机的容积效率和热效率。从表面上看，螺杆的圆周速度越快，对于螺杆式制冷压缩机的性能越好。但是，如果螺杆的圆周速 度过快，就会相应地增加气体在吸排气孔口及齿间圆周速度内的流动损失。

在三种常见的制冷压缩机（往复式、螺杆式、离心式）中，往复运动产生的惯性立是往复式制冷压缩机的主要缺点。因为经常受到往复运动产生的惯性，所以往复式制冷压缩机中的气阀和曲柄连杆机构最容易受到破化。

在三种常见的制冷压缩机（往复式、螺杆式、离心式）中，运转时产生的巨大噪声是螺杆式制冷压缩机的主要缺点。因为经常受到制冷剂气体周期性地高速通过吸、排气孔口，以及通过缝隙的泄漏等原因带来的影响，所以在螺杆式制冷压缩机中必须选择合理的螺杆运转速度。

在三种常见的制冷压缩机（往复式、螺杆式、离心式）中，喘振是离心式制冷压缩机的主要缺点。

造成离心式制冷压缩机的喘振原因是因为，当冷凝器的冷却水进水量减小到一定程度时，离心式制冷压缩机的流量减小到很小，它的通道中出现严重的气体 脱流，它的出口压力突然下降。虽然离心式制冷压缩机和冷凝器是联合地工作，但是冷凝器中的气体的压力并不是同时地减低，于是冷凝器中的气体的压力反大于离 心式制冷压缩机的出口压力，造成冷凝器中的气体倒流至离心式制冷压缩机中，直至冷凝器中的气体压力下降到等于离心式制冷压缩机的出口压力为止。

这是，离心 式制冷压缩机又开始向冷凝器送气，流量增加，离心式制冷压缩机恢复正常工作。但是，当冷凝器中的气体压力也恢复到原来的气体压力时，离心式制冷压缩机的流 量又减小，离心式制冷压缩机的出口压力有开始下降，气体又产生倒流。如此周而复始，产生周期性的气流的振荡现象。所以在离心式制冷压缩机中，冷凝器的冷却 水量是不宜过小的，否则会使在离心式制冷压缩机在运转时，发生强烈的振动，严重时甚至会造成对离心式制冷压缩机的破化。

总结：在制冷系统中，由于三种常见的制冷压缩机（往复式、螺杆式、离心式）具有各自不同的特点。因此，它们在性能上具有各自的优点和各自的缺点。

特别鸣谢化工707