中央空调常见5种压缩机的优缺点
在制冷和空调行业中，压缩机作为系统的“心脏”，其性能优劣直接影响到整个系统的运行效率和稳定性。市场上压缩机种类繁多，其中活塞式、滚动转子式、涡旋式、螺杆式和离心式压缩机是应用最为广泛的五种类型。下面，我们将逐一分析这五种压缩机的特点、优缺点及应用场景。
一、活塞式压缩机
活塞式压缩机的工作原理是通过曲轴的旋转带动活塞在气缸内做往复运动，从而实现气体的吸入、压缩和排出。其工作循环包括进气、压缩、排气三个阶段。
优点：
- 压力范围广：活塞式压缩机能够提供广泛的排气压力，从低压到高压都能满足，特别适用于高压场合。
- 材料要求低：在一般的压力范围内，活塞式压缩机对材料的要求较低，多采用普通的钢铁材料，加工容易，造价低廉。
- 适应性强：气量调节时，活塞式压缩机适应性强，排气范围较广，能满足不同的压力范围和制冷量要求。
- 气体适用性广：同一台压缩机可以用于不同的气体，气体重度和特性对压缩机的工作性能影响不大。
缺点：
- 结构复杂：活塞式压缩机结构复杂，易损件多，占地面积大，投资较高，维修工作量大。
- 转速低：由于活塞的往复运动，其转速相对较低，机器体积大，单机排气量一般较小。
- 排气不连续：活塞式压缩机排气不连续，气流有脉动，容易引起管道振动，对管网或机件造成损坏。
- 流量调节效率低：流量调节采用补助容积或旁路阀，虽然简单可靠，但功率损失大，部分载荷操作时效率降低。
二、滚动转子式压缩机
滚动转子式压缩机是一种容积型回转式压缩机，其工作容积的变化是依靠一个偏心装置的圆筒形转子在气缸内的滚动来实现的。
优点：
- 结构紧凑：滚动转子式压缩机结构简单，体积小，重量轻，与同功率的活塞式压缩机相比，体积和重量均可减少约40%-50%。
- 可靠性高：零部件少，特别是易损件少，同时相对运动部件之间的摩擦损失少，可靠性高。
- 转速高：转速可以较高，并且振动小，运转平稳。
- 效率高：没有吸气阀，吸气时间长，余隙容积小，直接吸气减小了吸气有害过热，所以其效率高。
缺点：
- 加工精度高：滚动转子式压缩机对加工及装配精度要求较高。
- 泄漏与磨损：滑片与气缸壁面之间的泄漏、摩擦和磨损较大，限制了它的工作寿命及效率的提高。
- 系统要求高：对系统内清洁度要求较高，一旦发生磨损，间隙增大，会对其性能产生较明显的不良影响。
三、涡旋式压缩机
涡旋压缩机通过两个形状相同但角相位置相对错开180°的渐开线涡旋盘来实现气体的压缩。其中一个涡旋盘固定，另一个由偏心轴带动做公转运动。
优点：
- 高效能：属于第三代压缩机，多个压缩腔同时工作，容积效率高，可达98%，比传统压缩机效率高5%左右。
- 转速高：驱动动涡盘运动的偏心轴可以高速旋转，适应高速运转场合。
- 可靠性高：没有吸、排气阀，提高了高速运转的可靠性。
缺点：
- 加工精度高：涡旋压缩机对加工精度要求较高。
- 对材料要求高：由于高速运转和高压压缩，对涡旋盘的材料要求较高。
四、螺杆式压缩机
螺杆式压缩机通过两个相互啮合的螺旋形转子在气缸内旋转来压缩气体。其优点是结构紧凑、运行平稳、噪音低、排气量大；缺点是加工精度高、对密封要求高、价格较高等。
优点：
- 可靠性高：螺杆压缩机零部件少，没有易损件，因此运转可靠，寿命长。其大修间隔期可达4-8万小时，确保了设备的稳定性和持久性。
- 操作维护方便：螺杆压缩机的设计使得日常操作和维护变得简单，减少了停机时间和维修成本。
- 动力平衡好：螺杆压缩机特别适合用作移动式压缩机，因其体积小、重量轻、占地面积少，方便移动和部署。
- 适应性强：螺杆压缩机具有强制输气的特点，容积流量几乎不受排气压力的影响，因此在宽广的范围内能保持较高的效率。此外，其结构不作任何改变的情况下，适用于多种工质。
- 多相混输：螺杆压缩机的转子齿面间实际上留有间隙，因此能耐液体冲击，可输送含液气体、含粉尘气体、易聚合气体等。
缺点：
- 造价高：由于螺杆压缩机的转子齿面是一空间曲面，需利用特制的刀具在价格昂贵的专用设备上进行加工，导致其造价相对较高。
- 不能用于高压场合：由于受到转子刚度和轴承寿命等方面的限制，螺杆压缩机主要适用于中、低压范围，排气压力一般不超过3MPa。
- 不能用于微型场合：螺杆压缩机依靠间隙密封气体，一般只有容积流量大于0.2m³/min时，才具有优越的性能。
五、离心式压缩机
离心式压缩机利用高速旋转的叶轮使气体在扩压器中扩压、流动速度降低而压力升高。其优点是单机排气量大、结构简单、运转平稳；缺点是效率相对较低、对气体清洁度要求高、不适用于低压力工况等。
优点：
- 输出量大且连续：离心式压缩机单机输出量大而连续，无脉冲，运转平稳。
- 结构紧凑：机组外形尺寸小，重量轻，占地面积少，投资省。
- 易损部件少：设备结构简单，运转周期长，操作和维修工作量小，调节性能好，实现自动控制比较容易。
- 运转可靠：离心式压缩机一般单系列运行，不需要备用机组，内部不需要润滑，所以压缩气体不会被润滑油污染。
缺点：
- 效率较低：由于气体的流动损失、漏气损失和轮阻损失比较大，离心式压缩机的效率一般比往复式压缩机低5%~10%。
- 适用范围较窄：离心式压缩机对压力的适用范围较窄，气体的密度变化对其运行影响较大，且通用性较差，在输送不同介质时，其性能差异比较大。
- 喘振问题：喘振是离心式压缩机固有的缺点，机组须添加防喘振系统来确保稳定运行。
- 不适用于小流量场合：离心式压缩机的转子转速较高，必须用于大中流量场合，不适合于小流量场合。
总结：各种压缩机都有其独特的优点和缺点，在实际应用中，我们应根据具体的使用场景和需求来选择合适的压缩机类型。同时，也应注意压缩机的维护保养，确保其长期稳定运行。
