【HETA】技术大全：家用空调使用的旋转式压缩机

旋转式压缩机具有结构紧凑、高效、能力范围广的特点，目前在家用分体空调器、窗机、移动空调和除湿机上大量应用。那么今天小编就带大家一起来看一看旋转式压缩机的原理、内部特点以及主要构件和元素。

一、压缩机结构及工作原理

简单的说，压缩机在制冷系统中所起的作用是：从制冷系统的低压侧中吸入低温低压气体，压缩成为高温高压气体，并排放制冷系统的高压侧中，不断循环的过程。

图1  旋转式压缩机结构解剖图

旋转式压缩机剖面结构图如图1所示，主要有壳体，定子，转子，机轴（曲轴），活塞，储液器等主要部件及其他辅助结构构成。其中压缩气体部分的结构如下图2所示，由气缸，吸入口、活塞、滑片，机轴（曲轴）等主要部件构成。吸入口连接制冷系统的低压侧，机轴在转子的作用下旋转并驱动活塞对吸入气体进行压缩，滑片在弹簧的作用下，端部始终与活塞接触，把气缸内部分为高压、低压两个工作容积，被压缩后的气体通过流出端口排到制冷系统的高压侧。

图2  压缩气体部分结构示意图

旋转式压缩机的工作过程，如图3所示，Ф表示压缩机活塞的旋转角度，Ф=0度时，活塞处于滑片的最近处，工作容积处于吸气结束状态，其内为吸气压力。当Ф=90度时，此时气缸容积被滑片分为两个容积，左边的工作容积为与吸气口相通，处于吸气状态，右边工作容积体积比Ф=0度时小，容积中的气体处于被压缩状态，压力比吸气压力高。当Ф=180度时，左边的工作容积不断增大，右边的容积不断缩小，气体压力继续升高。如果这时该工作容积内的气体压力升高到略大于流出端口排气阀的背部压力（冷凝压力），则排气阀将被打开，工作容积内的气体有一部分排出，开始排气过程。当Ф=270度时，左边的工作容积继续吸气过程，而右边的工作容积继续排气过程。当活塞继续旋转到Ф=0度时，右边的工作容积已经缩小到接近0，只剩余流出端口的小容积，排气过程结束，排气阀关闭，左边的工作容积增大到最大，吸气压力下的气体充满整个气缸工作容积，吸气过程结束。

因此，旋转式压缩机运行过程中，气缸内两个工作容积实现了一个完整的吸气、压缩和排气的过程。

图3  旋转式压缩机工作过程示意图

二、储液罐的大小及作用

一般情况下，储液罐外径为30～90mm，长度为90～300mm，根据不同机型大小和能效比、空调压缩机腔体空间以及实际系统匹配情况来选择储液罐的大小。

储液罐的作用是避免液态冷媒进入气缸内部，造成液击。正常工作时，由制冷系统低压侧进来的一般为饱和或过热气体，但有的时候，比如空调启动时或者制热融霜时，气体制冷剂中含有较多的液体，储液罐中会设计一些结构，使气体和液态在里面流动过程，产生分离，这样气体制冷剂不断被压缩机吸入，液体暂时留在储液罐中，依靠压缩机外壳散热和储液罐周边空气热量，使液体制冷剂不断蒸发成为气体，并不断地被压缩机吸入到气缸中进行压缩。这样就可避免液体压缩，造成液击，保护压缩机。

三、压缩机润滑机油

压缩机由于存在机械运行部件，不可避免的需要一定数量的润滑机油，机油根据不同制冷剂种类和使用情况，选择相应机油类型。这种机油需要经过油清洁机进行处理，去除潮气和空气。压缩机在空调厂组装配和维修时，应特别注意不要使润滑油的流失。如果需要补充油量，必须使用指定的润滑油，且严格避免杂质、水分的进入。

图4  压缩机润滑油面示意图

压缩机润滑油量由一定的数量要求，如上图4所示，在连续运转、除霜、自动控制启动时，油面在B平面以上 ，沉积启动3分钟内，油面在A平面以上。

四、压缩机保护方式

压缩机运行过程中，由于电气或过载等原因有可能使压缩机超负荷运行，因此，需要相应的保护措施，一般有外置保护器和内置保护器两种，其连接图详见图5、图6。

图5  压缩机内置保护器示意图

图6  压缩机外置保护器示意图

五、旋转式压缩机特点

1）工作特点：传统的活塞式压缩机将转子的旋转运动转换为活塞的往复运动，而旋转式压缩机的电机是直接带动活塞作旋转运动来完成对制冷剂蒸气的压缩，另外旋转式空压机几乎没有余隙容积，再膨胀气体的损耗非常小，相对于传统往复式压缩机，压缩效率高。

2）结构特点：旋转式压缩机的电机一般固定在壳体里面，全封闭处理，尺寸紧凑、零部件少，体积小、重量轻、噪音低等优点，其体积小的特点才使得家用空调上可能做得小型化。

3）加工特点：旋转式压缩机对材质、加工精度、热处理、装配工艺及润滑系统要求较高，一般需要在温度、湿度以及含尘量受到严格控制的车间里借助自动化设备装配而成。