滚动转子的压缩机泄漏研究及设计优化

滚动转子的压缩机泄漏研究及设计优化

莫凯伦

珠海格力电器股份有限公司 广东省珠海市 519070

摘要：滚动转子型压缩机作为空调压缩机中最为常用的一类，凭借着工作特性优越，优良结构紧凑的优势，获得了许多厂家的一致赞誉，但同时由于压缩机作为中央空调的关键部分，因此压缩机运行效果的优劣也直接影响着中央空调的实际使用性能，并且近些年来，由于制冷剂替代时间表的出现，不同国家对于制冷剂替代品的研究都加大了研究力度，但是不同制冷剂对于压缩机的容积效率都有着重要影响，即影响主要体现在压缩机渗漏量，本文主要研究滚动转子式压缩机在实际的使用过程中泄露的原因，并且针对压缩机进行结构优化。

关键字：滚动转子式压缩机泄漏分析结构优化

由于近些年来环境问题日益严重，全球温室效应的急剧上升，我国人民对于生活舒适的要求也越来越高，这就导致全国空调量的需求日益上升，根据近些年来能源消耗统计分析发现压缩机能耗是空调使用功耗中占比最大的，如何提高压缩机的实际运行效率，对于推动能源优化改革有着非常重要的作用，空调压缩机的能耗损失主要是由于制冷剂的泄漏，制冷剂作为压缩机中重要的存在，分析制冷剂泄漏的原因，以及做出针对性的压缩机结构改革，对于提高压缩机使用效率有着重要意义。

一：滚动转子式压缩机

滚动叶轮压缩机同样是容积式压缩机，一般由气缸、偏心滚子、滑片、排空气阀门等构成。偏心滚子安装在气缸内，当滚子围绕旋转轴心运动时，滚子紧贴在气缸内表面上摩擦。因此，在滚子的外部表面和气缸内外表之间可组成一个月牙状空隙，其距离会因滚子的旋转方式而不同。来回移动的滑片把这个空隙范围分成两个单独的区域，一部分与吸气室相连，另一部分则通过排气阀与排出室相连。滑片靠减振簧或背压下紧在定子外部上面。

滚动转子式压缩机气缸容量由偏心轮和滑片划分为二片，一块是高压腔，另一片则是低温腔，由于高低压室的空气压力差较大，尤其是在冬季制热高温的运行状态下，很易出现内泄露现象，即高温压缩室内的空气泄露在低温压缩室中，由于泄露的高压空气压力要减小而体积又要扩大，再从低温状态的耗功被减少至高温状态，所以，内泄露的后果一是直接提高了压缩机的工作效率，二是由于泄露的高压空气降压体积扩大后的有效吸入空气体积，降低了气体的循环能量，此外，滚动转子式压缩机还具有余隙容量，当余隙容量与低压基元容积相连时，将余隙容量的高压空气扩大至有效吸入空气压力，使吸入的空气进一步减少，降低了挤压机的有效呼吸空气容量，从而导致对部分制冷剂气体产生了重新加压的作用，但因此高压气体膨胀时并不能使转子做功，所以滚动转子式挤压机的余隙容量既限制了排气量，也无法利用膨胀功能，这就造成了挤压机的总排气量下降和整体空调制冷量的下降，也由此造成了整体挤压机效能与高压气机本身能效比的下降。

二：滚动转子式压缩机泄漏分析

2.1制冷剂泄漏对压缩机循环系统的影响

制冷剂泄露对家用空调器发动机环流控制系统也形成了不同的危害，特别是挂壁式空调、水柜式中央空调等，受的危害较大，在运转过程中产生了工作电压减少、排气电压降低、冷却能力减弱等现象；家庭中央空调器在正常工作中，其热量由于制冷流量的减少而减小，电机工作温度上升，并逐渐产生了老化的迹象，最后造成了短路过电流现象的发生，而且还产生了由于压缩机的工作温度过高而造成家庭中央空调器被电机烧毁的现象状况。为有效减少经济损失，必须设置超载保护器，并在压缩机的工作温度过高时停机并维护压缩机，以防止压缩机烧毁。

2.2电流对家用空调压缩机循环的影响

空调器中如果出现了制冷剂泄露现象，其实际工作情况就是人们必须着重关心的课题。在这里以挂壁型空调器为例，将压缩器工作作为重点的考察内容，在实际工作运行中，对各个周期压缩机的工作电流以及对一般家用空调器压缩机系统的作用进行了研究。在本次测试中，所规定的高温制冷检测参数依次是电流、马达绕组工作温度、排气温度、吸气温度、压缸机温等。由于如果出现了制冷剂的泄露问题，则排气温度将逐渐上升，而吸气温度也将相应上升，而润滑油水温逐渐上升，所以需要对发动机售后问题处理。在本次测试中还发现，由于马达漆包线问题影响正常工作，气缸磨损甚至卡死，而进一步测试中显示轴承严重损坏。

三：制冷剂泄漏对压缩机影响的改善措施

3.1更改过载保护器的位置

明确了超载保护器的安装方法。目前超载保护器的安装方法，大致有内绑式、内插式、外置式等多种。为达到对压缩机的良好防护，必须适时改变过载保护器的定位，以合理控制空调器压气机的工作温度，并充分考虑压缩器灵敏度变化对系统于工作温度所造成的负面影响。在一般情况下，将过载保护器定位适时更改成内置式的放置位置。

3.2及时优化压缩机保护器的工作参数

在实际运行中，由于家用空调器压缩机的灵敏度主要是根据过载保护器的大小以及绝缘材料的绕组类型决定的，所以为了确保家用空调器的正常管理工作，应定期地对其冷却剂实施热渗透试验，

并根据观察实验结果来了解压缩器绕组工作温度，从而设定实际工作温度区间，在压缩机实际工作周围环境气温不高于设计工作环境气温的前提下，适时释放过滤剂，同时按照试验规定使压缩器工作温度在规定范围内。

3.3及时检查制冷剂

适时对制冷剂进行测试，以防止制冷剂不足干扰家用空调器的正常工作，同时全面掌握冷凝器的流压、油流冲刷功能、冻油功能参数，并全面了解过滤剂量，以促进空气系统的平稳循环。要充分注意润滑条件，适时地冲注，并定期检测进气口周围的低温液面，以便正确冲刷已溶化于蒸馏器表面的冷冻油。

四：结束语

空调制冷剂泄露对家中空调性能形成了直接危害，由于家中中央空调使用量日益增加，需要做好对家中空调发动机冷却液安全问题的分析，确定中央空调制冷系统的主要构件。冷凝温度、蒸汽温度等对空调器压缩机及制冷循环系统都形成了重要的负面影响，在实际工作中形成了工作电压减少、吸气压强减少、压力比增加等现状，而这些现状的形成使得家中空调器压缩机出现了故障。因此要防止故障问题的发生，就必须防止了短路现象的发生，并适时进一步优化了压缩机保护器的工作参数和正确检测制冷剂，有效地增长了家居中央空调器的寿命。

参考文献：[1]龙炳祥，吴盛豪，陈钦. 基于平均线的压缩机初步设计优化[C]/中国力学大会－2015论文摘要集.[出版者不详],2015:245.

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[3]王春,崔松林.空调压缩机管路系统仿真设计优化与分析研究[J].家电科技,2012(05):78-80.