冰箱压缩机知识培训

黄石东贝电器股份有限公司2006年11月17日 冰箱压缩机知识培训 主要内容 1 压缩机的工作原理及分类2 压缩机的型号命名及意义3 全封闭低背压活塞式压缩机结构介绍4 压缩机附件介绍5 压缩机性能参数的意义及检测方法6 压缩机的运行条件及选配7 压缩机常见故障 可能原因及解决措施8 压缩机的发展趋势 与普通压缩机的区别 压缩机 冷凝器 节流装置 毛细管或膨胀阀 及蒸发器蒸气式制冷系统的原理图 压缩机的工作原理及分类 压缩机主要作用是以电动机作为动力 带动压缩机的曲轴旋转 使连杆推动活塞在气缸内作往复运动 从而推动制冷剂在系统中流动 压缩机的工作过程 吸气 压缩 排气 膨胀的循环过程 压缩机是制冷系统的心脏 压缩机工作原理 压缩机工作过程 吸气活塞在下移的过程中 气缸容积逐渐加大 压力降低 气缸内的蒸气压力开始低于吸气腔压力 当其压力差足以使吸气阀打开时 吸气过程开始 气体由气缸座上进气管吸入 直至活塞移动至下死点时 吸气过程结束 压缩当气缸内充满低压蒸气时 活塞由下死点开始往上移动 气缸容积逐渐缩小 气缸内的蒸气开始受到压缩 压力与温度均随之上升 吸气阀受较高压力的作用而关闭 活塞继续前移 压力不断升高 这一过程持续到活塞上行到气缸内气体压力开始等于排气腔和排气阀弹簧力时为止 排气活塞继续前移 当被压缩的气体压力稍高于排气腔的压力和排气阀弹簧力时 排气阀片被顶开 于是气缸内的高温高压气体开始被上行的活塞排出 由高压排气管排出 这一过程持续到活塞移至上死点为止 但此时 余隙容积里依然残留着一小部分蒸气无法排出 其压力与排气腔压力相等 在活塞到达上死点时 排气阀在弹簧力的作用下 又复落盖住阀 排气阀关闭 膨胀活塞从上死点开始向下移动 气缸容积逐渐变大 残留在余隙容积中的气体就要膨胀 其压力和温度也随之下降 直到蒸气压力降低到等于吸气腔压力时 此过程才算结束 在这期间吸 排气阀处于关闭状态 接着下一过程又是吸气过程 制冷压缩机的分类 按工作的蒸发温度范围分类低背压 35 15 中背压 20 10 高背压 5 15 按密封结构形式分类开启式压缩机半封闭式压缩机全封闭式压缩机 制冷压缩机的分类 按制冷剂蒸气的压缩热力学原理可以分为容积型和速度型 制冷压缩机的分类 按启动方式分1 电阻起动型 RSIR 2 电容起动电动机 CSIR 3 电容运转电动机 RSCR 4 电容起动电容运行电动机 CSR US 制冷压缩机的分类 电阻起动型 RSIR 电阻起动异步电动机 定子上有主 副两套绕组 它们的轴线在空间相隔90 电角度 副绕组与起动器串联后和主绕组并联到同一电源上 如图1所示 当电机转速上升到75 80 同步转速时 起动器断开 只有主绕组工作 将转子拖到额定转速 这种电机具有中等的起动转矩和过载能力 起动电流较大 其起动性能稍差 电容起动电动机 CSIR 制冷压缩机的分类 起动绕组与起动电容 起动器串联后和主绕组并联到电源上 可使副绕组起动电流正好超前主绕组90 电机可得到较大的起动转矩 较小的起动电流 因而起动性能好 制冷压缩机的分类 电容运转电动机 RSCR 副绕组与电容串联后 不仅在起动时起作用 而且与主绕组一起长期参加运行 适当选择电容器容值和副绕组匝数 可使电机具有较高的效率和功率因数 一般电容运行电动机效率可提高5 左右 但这种电机的转矩较低 不能直接用在压缩机上 可在电容器上并联一起动器 使电机仍为电阻起动 提高起动转矩 制冷压缩机的分类 电容起动电容运行电动机 CSR 为使电动机具有较好的起动性能和运行性能 将起动电容和运行电容同时加在副绕组上 起动电容串上起动器 在起动时工作 运行电容则在起动 运行时均参与工作 这种电机具有较好的起动性能 过载能力强 效率和功率因数高 噪声低 但由于它用了两个电容器 增加了成本 也增加了故障点 故一般压缩机上不采用 压缩机的型号命名及意义 QD88YG 国标规定的命名方法 压缩机的型号命名及意义 东贝公司的表示方法如EU1115BZ 压缩机的型号命名及意义 东贝公司的表示方法如SK53CY 全封闭低背压活塞式压缩机结构介绍 内部机件泵体上置 电机下置 绕组一端浸入润滑油中进行冷却 整个机体由悬挂弹簧与外壳上的支架悬吊连接 并具有防脱钩装置 挂簧式 全封闭低背压活塞式压缩机结构介绍 压缩机机芯通过四个压簧与四个塑料压簧支承块联接 减少了压缩机噪声传递 对泵体增加了多处限位 防止机芯脱落和紧固螺钉撞击壳体造成松动 提高机械部件的可靠性 压簧式 东贝压缩机单支承结构的压缩机有S W系列 曲柄轴以单支承点受力 也只有一个主轴承套 因此不适用于大输出功率的机组 全封闭低背压活塞式压缩机结构介绍 单支承结构 双支承结构 以主 副轴承作二点支承 在轴承摩擦面上受力均匀 适用于较大功率的机组 减少磨擦 带走磨擦产生的热量和磨屑 密封 离心润滑 全封闭低背压活塞式压缩机结构介绍 压缩机的润滑系统的作用 全封闭制冷压缩机的润滑方式 离心润滑 压缩机润滑系统 压缩机的曲轴长轴端浸入油中 当压缩机运行时 油在曲轴长端的吸油孔上吸附进行高速离心运动 并被逐渐向上移动 且油压随着油的不断上升 而不断增高 并在主轴承副的螺旋中又被加速 然后 当油升到偏心轴时 由于高速的油又在曲轴的偏心轴处被高速飞出 飞出的油被飞溅到缸壁和活塞表面 连杆与活塞销处 对它们进行润滑 多余的油在曲轴项端通过离心运动将油甩到壳体的表面 全封闭低背压活塞式压缩机结构介绍 全封闭低背压活塞式压缩机结构介绍 全封闭制冷压缩机主要由以下几个零部件组成 1 气缸座2 曲轴3 活塞4 连杆5 活塞销6 外轴承7 气阀 吸气阀片 排气阀片 8 阀板组件9 气缸盖10 吸气消音腔组件11 电机12 壳体组件 全封闭低背压活塞式压缩机结构介绍 重量轻 体积小 可靠性高 低噪音和震动小 其曲轴为单点支承 整个机芯由三根压簧支承 减少了振动 独特的壳体设计使噪音降到最低 气缸座上铸有两个排气消音腔 其主要特点是 噪音低 震动小 效率高 可靠性高 其整个机芯由四根压簧支承 减少了振动 独特的消音腔设计和壳体设计使噪音降到最低 气缸座 全封闭低背压活塞式压缩机结构介绍 曲柄轴 它由主轴颈 曲柄和曲柄销三部分组成 因为只有一个主轴承 因而曲轴的长度比较短 但系悬臂支承结构 只宜承受很小的载荷 用于功率很小的制冷压缩机 偏心轴 只有一个偏心轴颈 只能驱动单缸压缩机 此时压缩机的往复惯性力无法平衡 振动大 曲轴 活塞 全封闭低背压活塞式压缩机结构介绍 活塞在工作过程中受到气体力往复惯性力 侧压力和磨擦力的作用 与此同时以受到制冷剂的加热 润滑条件较差 为此要求活塞在尽量减小自身重量的同时应具有足够的强度 刚度 耐磨性以及较好的导热性和较小的热膨胀系数 以维持与气缸之间合理的间隙 使活塞 阀片 气缸之间形成较小的余隙容积 活塞的结构形式有三种 连杆 整体连杆 剖分式连杆 因曲拐轴的曲柄销配合 故可用于行程较大的制冷压缩机 一般剖分式连杆的大头上镶有巴氏合金轴瓦 可以提高其耐磨性 剖分式连杆的大头与大头盖之间用连杆螺栓连接 加工及装配方便 但由于偏心曲轴结构的行程是偏心轴颈偏心距的两倍 因而限制了整体式连杆只能用于制冷压缩机中 否则会因偏心轴颈直径太大而导致曲轴和连杆大头尺寸太大 整体式连杆结构简单便于安装 全封闭低背压活塞式压缩机结构介绍 阀板组件 全封闭低背压活塞式压缩机结构介绍 组合式阀板组件的阀板与气缸盖 气缸面之间 必须用耐油橡胶石棉垫密封 但是 垫片厚度和进气阀片的空间形状 对气缸的余隙容积有直接影响 目前发展以整体阀片的组合式气阀为主 此形式减小了余隙容积 提高了压缩机的容积效率 压缩机的机芯组装完后 放入上下壳体中 然后通过环焊密封 压缩机的系列分布不同 则压缩机的壳体形状也不相同 东贝公司的8大系列 就有八种不同的壳体形状 全封闭低背压活塞式压缩机结构介绍 壳体 起动继电器 籍助于线圈通电后产生的磁力与弹性臂弹力 或重锤的重力 之间的相互作用 控制继电器的动作 重锤起动器的性能参数有最大吸合电流 最小释放电流两个 其最大吸合电流要小于电机的起动电流 起动时才能吸合 接通副绕组 而最小释放电流要大于电机的运行电流 电机起动完成后 起动绕组才能断开 起动器起动时不能吸合或起动后不能断开 均可能使绕组过热而烧毁 PTC元件的电流 时间特性 指PTC元件两端加上规定的工作电压时 通过元件的电流I与时间t之间的关系有一定的变化特性 刚通电时 因元件电阻很低 电流很大 经过一段很短的时间后 元件温度升高 电阻升高 当电阻阶跃增大时 电流迅速下降 达到很小的数值 PTC双向可控硅启动器是采用两个PTC并联后与一个双向可控硅连接组成 其中一个PTC与双向可控硅的触发端子连接 另一个PTC则与双向可控硅的一导通端子连接 与普通的PTC启动器相比 PTC双向可控硅启动器的内阻比PTC启动器的内阻大得多 因此耗损比PTC低 从而提高压缩机的工作效率 因而本启动器可提高压缩机的能效比 重锤式 PTC起动继电器 零功耗启动器 压缩机附件介绍 热双金属片通过两个触点 与发热丝一起串联在电路中 当电路中流过的电流超过规定值时 发热丝发热使双金属片动作 断开电路 如果保护器所处环境温度很高 即使流过发热丝的电流很小或无电流流过 双金属片也会动作 断开电路 保护器的主要性能参数有 额定电流下的动作时间 动作温度 恢复温度 规定温度下最小动作电流等 保护器 整体式式两器 就是将启动器与保护器安装在一起的形式 压缩机附件介绍 压缩机性能参数的意义及检测方法 压缩机的主要技术参数及意义 制冷量 是单位时间内从被冷却的物体吸取并在冷凝中放掉的热量 输入功率 压缩机在运行过程中实际消耗的功率 COP 压缩机制冷量与消耗的功率的比值 启动 压缩机在一定电压和系统压力下动作的能力 噪音 是指声强和频率的变化均无规律 杂乱无章的声音 无用的声音 制冷量的测试方法 压缩机性能参数的意义及检测方法 试验方法及原理GB T9098 1996中规定按第二制冷剂量热器进行试验 第二制冷剂量热器是一个密闭的绝热压力容器 其上方装有被测制冷系统的蒸发器 下方装有电加热器 电加热器被充入的第二制冷剂所浸没 当系统工作时 绝热压力容器内蒸发器制冷 同时其下方的电加热器加热 通过调节控制 使制冷系统稳定在规定的试验工况下 容器内制冷与加热处于一种动态平衡中 此时电加热就是压缩机在规定试验工况条件下的制冷量 试验设备 量热计量热计是测试压缩机整机性能的专用设备 它是根据第二制冷剂量热法原理制作一带有密闭绝热压力容器的制冷系统 同时附着一系列温度 压力 功率等仪器设备 对制冷系统及测试的压缩机进行控制 因此 它在测量压缩机制冷量的同时 还可测量输入功率 工作电流等性能参数 试验工况国标GB T9098 1996中对四项规定如下 冷凝温度 54 4 0 3蒸发温度 23 3 0 2过冷温度 32 2 0 3吸气温度 32 2 3环境温度 32 2 1 压缩机的噪音测试 测试环境压缩机噪音检测一般采用半消声室作为声学环境室 半消声室是一间经过了隔声 隔振 吸声处理且只有一个声反射面的房间 代用制冷系统在测试压缩机噪音时 需将测试压缩机接入一代用制冷系统中 系统按蒸发温度 20 0 5 冷凝温度50 0 5 的工况运行至稳定 噪音测试一般采用精密声级计 它的前端是电容传声器 用延伸电缆与声级计联接 根据需要声级计还可与各种滤波器连接进行频谱分析 测试设备噪音测试仪器由多路转换器 HS5670型精密积分声级计 HS5731倍频程滤波器以及计算机 打印机构成 除可进行压缩机A计权声功率级的测定外 还可提供1 1倍频程 1 3倍频程频谱图进行频谱分析 压缩机性能参数的意义及检测方法 压缩机的运行条件及选配 最高的排气温度最高的排气温度一般为135 特殊情况下有所不同 如制冷剂灌注过多 系统堵塞等情况 排气温度会有所上升 平衡压启动无论高背压还是低背 无论何种工质 均按平衡压启动 高电压启动233V 低电压启动187V 压差式启动有时也采取压差启动方式 排气压力与吸气的差值 在高压242V时按压差0 1MPa试验 在低电压187V时 按0 2Mpa 压缩机的运行条件及选配 启动条件 压缩机的选配1 当冰箱装配的压缩机制冷量较小时 压缩机轴功率小 振动 噪音也比较低 单位时间内开机总次数少 启动耗功小 这有利于降低总耗电量 但若压缩机制冷量太小 运转率太大 虽然可减少启动耗功 但总的运转功耗增大 会使总的耗电量增大 2 当冰箱装配的制冷量大时 压缩机功率也大 振动 噪音也比较高 单位时间内开机的次数多 启动功耗大 这不利于降低总耗电量 但若压缩机制冷量太大 运转率太小 虽然 可减少运转功耗 但总的启动功耗增大 会使总的耗电量增大 3 压缩机与冰箱合理匹配应满足以下的条件 1 运转率在30 70 2 开机次数每小时不超过3 6次 3 停机时间不少于5分钟 4 耗电量最小 在满足上述条件下 一般选择制冷量较小的压缩机 因为其开机次数少能延长压缩机的使用寿命 压缩机的运行条件及选配 压缩机常见故障 可能原因及解决措施 1 噪音大 2 低压启动困难 3 排气不足 4 卡死 5 绝缘击穿 全封闭制冷压缩机常见故障 压缩机常见故障 可能原因及解决措施 噪音大的原因1 簧断 盘管断 挂簧延伸碰到限位板 2 内高压盘管共振 3 消音盖掉 4 压缩机余隙容积小 5 系统抽空不好 6 吸 排气阀片延时关闭 7 毛细管插入深度不当 8 冰箱管路之间相碰 管路与箱体相碰 常见故障的原因 压缩机常见故障 可能原因及解决措施 1 电机启动转矩或最大转矩不够 2 两器与压机匹配不当 在低电压情况下 起动电流 运行电流比正常小 当启动器规格偏大时 吸合电流偏大 则压机主 副绕组同时得电 以致启动困难 另外 在实际情况下 重锤起动困难的压机 用PTC能起动 因用重锤起动的压机 当启动较为困难时 主 副绕组同时得电 副绕组很难断开 则压机反应电流大 若改用PTC作启动器 因PTC是正温度系数元件 副绕组随温度增高使PTC阻值增大而断开 则压机能启动 3 电网电压低 使压机主 副绕组同时得电 压机转速起不来 电流大 则起动困难 4 工质灌注量超过规定值 低压启动困难的原因 压缩机常见故障 可能原因及解决措施 1 气缸盖垫片或阀板垫片冲破 2 内排气盘管断 3 吸气阀片有毛刺或积碳而泄漏 4 吸 排气消音盖掉 5 气缸盖或消音盖处存在泄漏 排气不足的原因 压缩机常见故障 可能原因及解决措施 1 电机气隙偏 2 外轴承与曲轴短轴运动副有杂质 3 连杆与曲拐运动副之间有杂质 4 活塞与气缸孔运动副之间有杂质 5 活塞顶隙不够或运动副锈蚀 6 阀板积碳严重或吸气阀片积碳造成活塞不能通过上止点 7 吸气阀片断裂造成活塞项死 8 曲轴长度与主轴承有毛刺或有杂质 卡死的原因 压缩机常见故障 可能原因及解决措施 1 供电电压低 使压机主 副绕组同时长期得电 将绕组烧毁 2 供电电压不稳 使副绕组频繁得电而烧毁 3 电机绕组与定子铁芯绝缘强度不够 4 电机绝缘纸安装不到位 造成绕组与定子铁芯绝缘强度不够 5 密封接线柱绝缘强度不够 6 电机装配时绕组与泵体距离太近 造成绕组与泵体绝缘强度不够 7 定子硅钢片翘起 造成绕组与定子硅钢片翘起处绝缘强度不够 绝缘击穿的原因 使用R600a制冷剂的压缩机 其容积排气量必须增大 比使用工质R12的压缩机要大65 到70 这样才能达到相似制冷量水平 使用R600a的焓差比使用R12的焓差要大得多 因此 获得相同的制冷量只需较低的质量流率 使用工质R600a的压缩机排气温度比使用工质R12的要低些 使用异丁烷容积流量比使用R12的容积流量要低1 3 左右 也就是说 当用R600a替代R12时 原则上不需要替换制冷系统的毛细管 与普通压缩机的区别 压缩机的发展趋势 不同工质压缩机的区别 R600a与R12压缩机的对比 一般情况下 R134a的压比要略高于R12 但它的排气温度比R12低 R134a压缩机的噪音比R12压缩机略高 R134a压缩机使用酯类合成油 酯类油不允许与其它润滑剂混合 酯类油比目前用的润滑油吸水性更强 所以 在任何情况下也不允许压缩机敞口时间超过15分钟 压缩机管堵取下后 首先应马上接入系统 并且避免强制空气循环 毛细管的选择 对于一定输气量的压缩机 当蒸发温度与冷凝温度一定时 使用R134a时其容积流量仅为R12的80 因此 使用R134a时 毛细管阻力比R12时要大 使其流量减少10 20 则选取毛细管的长度应减少 不同工质压缩机的区别 R134a压缩机与R12压缩机比较 HFC134a被选为CFC12的替代物 原因是它的相近的热力性质及无臭氧消耗潜能 但是 HFC134a仍有一些缺点 化学兼容性 合适的润滑油的选择 较高的成本 以及制冷剂和油的可回用性 同时它还有着一定的温室效应 这使它很难成为CFC12的最终替代物 而R600a与R134a工质相比 从工质的物理及化学性质均有较大的优势 R600a很低蒸气压 压缩比也比R12和R134a要小 很低压力差 与矿物油互溶 并且成本较低 压缩机低噪音振动 R600a压缩机的单位容积制冷量小 因此相同制冷量的压缩机 R600a比R134a单位容积要大 R600a的系统必须有防爆措施 不同工质压缩机的区别 R600a与R134a压缩机的比较 R22工质大部分用在大规格压缩机上 主要在厨柜及特殊制冷行业的厂家进行无氟替代均首先考虑采用R22工质 使用R22代替R12 只需作较小的投资就可以完成 R22工质压缩机因其排气压力比R12大较多 因此 压缩机的过载性能设计得要大 阀组结构设计上可靠性有所加强 它与矿物油的相溶性较差 通常选用较昴贵的烷基苯油 R22制冷系统与R12系统相比 由于R22工质的单位容积制冷能力比R12要高出40 60 制冷系统在相同工况条件及制冷量状况下体积大为减小 不同工质压缩机的区别 R22与R12工质压缩机的比较 因R22 152a工质中含有R22工质 此种工质压缩机只能用烷基苯油 此种压缩机的排气压力与R12相比较相近 压缩机的噪音及振动略R12大 一般使用厚壳体材料 因此 R22 152a工质属于暂时的 过渡性的替代工质 不同工质压缩机的区别 R22 152a与R12压缩机的比较 R404A工质是一种R125a R143a R134a混合工质 比例为44 52 4 因其中含有R134a工质 而R134a工质只与酯类油相溶性较好 而酯类油的吸水性很强 因此 R404A工质压缩机要用R134a的工艺要求进行组织生产 R404A压缩机的单位容积制冷量比R22大0 05 同种制冷量的压缩机应该减小压缩机的气缸容积 R404A的制冷剂的充注量比R22要多24 因此在相同制冷量的前提下 作用在制冷系统R404A工质的质量流量要大 因此 需对阀组阀片的承载能力加强 不同工质压缩机的区别 R404A与R22工质压缩机的比较 压缩机的发展趋势 与普通压缩机的区别 东贝R600a无氟高效节能压缩机的开发经验 从提高指示效率 提高机械效率和提高电机效率三个方面着手 使压缩机的COP值不断提高 用凹槽阀板技术和凸台活塞 余隙容积大幅减小 通过采用直接吸气技术 极大的减小了制冷剂蒸汽在机壳内的有害过热 通过对气阀进行优化设计 减小了吸排气压力损失 通过对润滑油与配合间隙的优化 采用曲轴中心偏置结构 减小曲拐直径 采用剖分连杆 应用平面止推球轴承代替原滑动轴承 有效的减小了摩擦功耗 通过对交流永磁同步电动机的研究和应用 选用合适的矽钢片材料和冲片槽型 采用电容运行和电容启动方式 电机效率达到90 以上 通过对以上各方面的优化 东贝YT系列压缩机的COP达到1 95 压缩机的发展趋势 与普通压缩机的区别