壹前言用在家庭電冰箱上的壓縮機, 其型式與樣子多年來不斷在改進就像其他工業一樣, 今日冷凍空調工業一樣, 今日冷凍空調工業建立了四種最常見也最廣用的標準型式, 他們是往復式, 旋轉式, 離心式及螺旋式為大家介紹往復式 (reciprocating) 壓縮機, 對於容量控制的發展動向特別是針對

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总问凭
5 years ago
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1 篇名 : 往復式壓縮機介紹作者 : 陳昱瑋市立內湖高工冷凍二年孝班蕭煜逢市立內湖高工冷凍二年孝班指導老師 : 張志成老師

同樣的, 具有適合技術壓縮機的容量控制, 而被要求提升高效率化壓縮機不僅要有高需求的運轉, 在工業上也是一項不可或缺的東西往復式壓縮機在基本上都很相似, 都是活塞在氣缸內往復面完成工作註一貳正文

2 壹前言用在家庭電冰箱上的壓縮機, 其型式與樣子多年來不斷在改進就像其他工業一樣, 今日冷凍空調工業一樣, 今日冷凍空調工業建立了四種最常見也最廣用的標準型式, 他們是往復式, 旋轉式, 離心式及螺旋式為大家介紹往復式 (reciprocating) 壓縮機, 對於容量控制的發展動向特別是針對地球環境的保護, 及防止地球溫暖化的觀點而言, 促使冷凍空調系統邁向高效率化的重要, 往復式壓縮機是不可缺少的同樣的, 具有適合技術壓縮機的容量控制, 而被要求提升高效率化壓縮機不僅要有高需求的運轉, 在工業上也是一項不可或缺的東西往復式壓縮機在基本上都很相似, 都是活塞在氣缸內往復面完成工作註一貳正文圖 1 立式往復式壓縮機一壓縮機的目的壓縮機在冷凍系統中有二目的, 一是把冷媒在蒸發器中的蒸發壓力, 提高到冷媒在凝結氣中的冷凝壓力 ; 二是具有泵的作用, 使冷媒能在系統中內循環運動 - 1 -

一位密封式註二二壓縮理論往復式壓縮機主要包括能在汽缸中來往活動的活塞, 以及協助它在汽缸中能活動的機件所謂往復

3 圖 2 壓縮機蒸氣被送入凝結氣中要達到上述的目的, 工商業用的冷媒壓縮機, 常具有兩種類型, 一式往復式, 另一式離心式前者利用活塞與氣缸以機械的方式壓縮冷媒氣體使成高壓, 後者利用葉輪的高速離心, 速度轉換成位能而獲得高壓圖 (6) 有兩種基本型式的往復式壓縮機, 一為開放式, 一位密封式註二二壓縮理論往復式壓縮機主要包括能在汽缸中來往活動的活塞, 以及協助它在汽缸中能活動的機件所謂往復這一名詞就是只活塞可在氣缸中以直線性作來回的活動由於汽缸的來回活動可以壓縮氣體, 就稱為往復式壓縮機, 最先用於冷凍上的壓縮機就是往復式的圖 3 往復式壓縮機之配件組成一套冷凍系統的各部分分件, 要能了解每一部分的功能, 以及它對其他部分的關係三容量控制 - 2 -

以往復式的汽缸來壓縮冷媒, 達到循環的目的, 餘隙容積最大, 效率最差 ; 但是震動比較小, 依般只有電冰箱和除濕機有在使用往復式壓縮機系列驅動馬達傳動汽缸的活塞, 使活塞在汽缸內作上下或左右之往復運動, 如圖 A 所示當活塞上行時, 如圖 A 所示, 由於活塞上方汽缸內的氣體被壓縮, 使壓力升高, 關閉吸氣閥當壓力升高到相當程度時, 才頂開排氣閥,

如此動作不斷地重覆, 冷凍系統中的氣態冷媒, 便不斷地被壓縮機所吸排亦即活塞不停地在汽缸內往復運動, 使汽缸容積產生變化, 當活塞下行時, 汽缸容積變大, 吸入低溫低壓的氣態冷媒 ; 當活塞上行時, 汽缸容積變小, 而把氣體壓縮成為高溫高壓的氣態冷媒圖 4 向上行程圖 5 向下行程四壓縮機之分類壓縮機在冷凍循環系統中之重要性, 猶如人體之心臟一樣,

4 以往復式的汽缸來壓縮冷媒, 達到循環的目的, 餘隙容積最大, 效率最差 ; 但是震動比較小, 依般只有電冰箱和除濕機有在使用往復式壓縮機系列驅動馬達傳動汽缸的活塞, 使活塞在汽缸內作上下或左右之往復運動, 如圖 A 所示當活塞上行時, 如圖 A 所示, 由於活塞上方汽缸內的氣體被壓縮, 使壓力升高, 關閉吸氣閥當壓力升高到相當程度時, 才頂開排氣閥, 使高壓氣體排出壓縮機 ; 而當活塞上行最高點 ( 上死點 ) 時, 排氣閥必須立即關緊, 以免氣體反流回汽缸且在活塞上行的過程中, 在活塞下方亦產生吸氣作用, 把吸入管之低壓氣體吸入曲軸箱內直到活塞下行, 如圖 A 所示, 活塞上方汽缸內的氣體壓力降低, 排氣閥關閉, 吸氣閥打開, 活塞下方區軸箱內的氣體才又進入汽缸內, 準備活塞上行時, 再接受壓縮, 如此動作不斷地重覆, 冷凍系統中的氣態冷媒, 便不斷地被壓縮機所吸排亦即活塞不停地在汽缸內往復運動, 使汽缸容積產生變化, 當活塞下行時, 汽缸容積變大, 吸入低溫低壓的氣態冷媒 ; 當活塞上行時, 汽缸容積變小, 而把氣體壓縮成為高溫高壓的氣態冷媒圖 4 向上行程圖 5 向下行程四壓縮機之分類壓縮機在冷凍循環系統中之重要性, 猶如人體之心臟一樣, 缺它不可因為人體靠心臟的脈動, 體內的血液才能循環流動 ; 而壓縮機的主要功用, 則在推動冷凍系統中冷媒之流動把在蒸發器所吸收之能量, 藉由低壓低溫的氣態冷媒, 壓縮成為高壓高溫的氣態冷媒之後, 送到冷凝器經水或空氣冷卻排出熱量, 且將冷媒凝結成液態再則, 由於壓縮機的壓縮運轉, 使冷凍系統中的冷媒, 能維持不段的循環, 坐熱傳遞的功能, 使冷媒能發揮最大作用, 產生冷凍效果 - 3 -

5 1. 依驅動馬達與壓縮機之關係位置而分類可分成下列三種 : 1. 開放式 (Open Type) 2. 全密閉式 (Hermetic Type) 3. 半密閉式 (Semi-hermetic Type) A. 開放式壓縮機開放式壓縮機之外觀是將壓縮機與驅動馬達分開, 利用皮帶或聯軸器去驅動壓縮機之運轉之形式, 由於壓縮機與馬達為獨立, 所以任何一者故障時, 檢修都很方便然而當其運轉時, 主軸必須在曲軸箱外, 因此在軸成封閉上較為困難, 也容易造成冷媒或冷凍油之洩漏, 同時其所佔體積較大, 噪音較大為其缺點 B. 全閉密式壓縮機全閉密是將壓縮機與驅動馬達, 同置於鐵殼內, 加以銲接密封因此沒有開放式壓縮機的軸封問題, 體積小噪音小, 但其缺點是遇故障要檢修時, 必須將焊接處剖開才可處裡, 較不方便 C. 半密閉式壓縮機半密閉式與全密閉式相同, 壓縮機與驅動馬達, 都是置於同一鐵殼內所不同的是壓縮機之汽缸蓋曲軸箱及部分端蓋, 是以螺絲鎖緊封閉, 故其檢修拆卸較全密閉式方便 2. 依壓縮機內部結構之壓縮方式而分類可分成下列五種 : A. 往復式壓縮機 (Reciprocating Compressor) B. 迴轉式壓縮機 (Rotary Compressor) C. 離心式壓縮機 (Centifugal Compressor) ) D. 螺旋式壓縮機 (Screw Compressor) E. 渦卷式壓縮機 (Scroll Compressor) 往復式迴轉式渦卷式螺旋式等這類壓縮機, 均藉由容積改變, 產生壓縮功能, 故又稱之為容積式壓縮機 ; 而離心機則是藉由高速運轉, 改變流體動力, 而產生高壓效果, 因此, 離心式又稱為流體動力式而我們將以往復式壓縮機加以探討說明 - 4 -

6 壓縮機剛啟動運轉初期, 可說是壓縮機最大容量時刻, 因為這段時間, 冷凍負載最大, 壓縮機必須提供最大的能量, 才能因應最大的負載此時, 我們稱它為全載運轉 ; 但當壓縮機運轉一段時間後, 冷凍負載逐漸降低, 此時壓縮機若仍以全載運轉一樣繼續運轉, 必會造成下列問題發生 : A. 蒸發壓力過低, 蒸發器結霜太厚, 甚而冷媒蒸發量減少, 使液態冷媒流回壓縮機, 造成液壓縮, 而損害吸入閥片 B. 在中央空調系應用上, 冰水氣的冰水會凍結成冰, 使管路破裂 C. 導致壓縮機過熱 D. 冷凍油回油減少, 致使壓縮機潤滑不足所以當冷凍系統之負載變化時, 如何維持一定的吸入與溫度與壓力, 非常重要因此, 壓縮機為了要因應冷凍負載的變化, 本身必須做適當的容量控制來配合, 而不至於浪費能量, 甚而影響冷凍系統之正常循環往復式壓縮機的容量控制方法, 有下列幾種方式 : A. 停機控制 ON-OFF Control B. 驅動馬達的變速控制 Multi-Speed-Control C. 汽缸卸載控制 Cylinder Unloading Control A. ( 一 ) 停機控制此種控制方式, 最為熟悉, 也是最簡單的一種控制方式他是利用一個溫度調節器, 來感測負載溫度的變化, 當蒸發器已降到所需溫度時, 溫度調節器的接點跳開, 切斷壓縮機電源, 使壓縮機停止運轉當壓縮機停止運轉後, 蒸發器溫度又會慢慢上升, 如上升到預定的高值時, 溫度調節器再度閉合接點, 使壓縮機又啟動運轉如此, 由於負載之變化, 使壓縮機啟動或停止這種控制方式, 通常應用於小型系統, 負載較小, 且負載溫度變化緩慢的情況如家用或商用小型冷凍機, 空調冷氣機等但種控制方式, 不適合大型系統或負載較大, 變化急速的情況, 否則會造成壓縮機啟動或停止的次數頻繁, 造成電器設備不必要的衝擊, 而影響生產的品質與機器的控制 B. ( 二 ) 驅動馬達的變速控制壓縮機的壓縮容量與馬達運轉速度成正比, 即當吸氣壓力上升, 表示壓縮機的壓縮運轉容量不足, 需增快馬達轉速 ; 反之, 當吸氣壓力下降, 表示壓縮機的壓縮運轉容量太大, 應降低馬達轉速因此, 利用一個可變速的驅動馬達, 當驅動馬達轉速變更時, 即可改變壓縮機主軸的運轉速度, 由於主軸轉速之改變, 在單位時間內, 活塞之循環次數, 將會隨之改變, 故壓縮機之吸排氣量, 均因之而改變, 以因應負載之變化, 而達到容量控制之目的 - 5 -

C. 汽缸卸載控制汽缸卸載控制是目前最常用的一種容量控制方式它是當負載減少時, 利用汽缸內的卸載機構, 或稱汽缸卸載器,

送回吸氣管中因此, 這種控制方式, 大都應用於 10 頓以上多缸壓縮機上, 它可隨負載的變化, 作單段二段或三段卸載,

而是由卸載機構把壓縮機的容量卸載到最低段容量, 仍留有一個汽缸或兩個汽缸再繼續運轉汽缸卸載的方式,

7 C. 汽缸卸載控制汽缸卸載控制是目前最常用的一種容量控制方式它是當負載減少時, 利用汽缸內的卸載機構, 或稱汽缸卸載器, 把壓縮機部份汽缸的吸氣閥, 一直保持開啟此時雖然活塞下行能吸入氣體, 但活塞上行時, 卻無法產生壓縮, 仍把吸入的氣體, 送回吸氣管中因此, 這種控制方式, 大都應用於 10 頓以上多缸壓縮機上, 它可隨負載的變化, 作單段二段或三段卸載, 使兩個汽缸或更多汽缸不產生壓縮機作用 ; 當負載降到相當低的情況, 或達到我們所需的溫度條件時, 壓縮機並未停機, 而是由卸載機構把壓縮機的容量卸載到最低段容量, 仍留有一個汽缸或兩個汽缸再繼續運轉汽缸卸載的方式, 各廠牌壓縮機均有不同的型式, 地其基本運作原理均相同註四五照片介紹圖 6 壓縮機以固定完成圖 7 壓縮機內部圖 8 壓縮機馬達線圈正面圖 - 6 -

8 參結論在這次的過程中, 我們花費了很多時間已經勞力, 也讓我們更了解往復式壓縮機的原理以及構造, 當然在拆解過程中也非常的辛苦, 因為往復式壓縮機的資料並不好找, 我們在學校找了很久也詢問主任一些相關的知識, 以及自己對壓縮機這方面的了解, 才能有這些資料當然這只是其中的一些部分, 因為壓縮機種類有分很多種, 我們也只有對往復式壓縮機分解, 希望藉由這一次的小論文可以呈現給大家對往復式壓縮機有更進一步的了解, 而能清楚的了解壓縮機的功用肆引註資料註一王洪鎧 ( 主編 )(1978) 冷凍空調與電器修護科冷凍空調與電器修護科訓練教材 ( 一 ) 台北市: 徐氏基金會註二王洪鎧 ( 主編 )(1978) 冷凍空調與電器修護科訓練教材 ( 十七 ) 台北市: 徐氏基金會註三許祺清陳聰明 ( 主編 )(2006) 冷凍空調原理 I 台北縣: 宏揚圖書有限公司 - 7 -

現在人類獲取地球內部訊息的方法, 是從可能影響我們身家性命安全的地震, 用數學模型把地震資料轉換成地震波速度, 進而獲得地底物質密度與深度的關係地下世界知多少 km/s g/cm 3 P Gpa km S P S 3,000 3,000 ak K 透視地底 Percy Bridgma

透視地球深處的窗戶? extreme condition extreme environment 94.5 1 270 21 3.9 12.3 6,400 300 4,000 1864 Jules Gabriel Verne 1959 2008 1990 Paul Preuss 2003 24 2013 2 482 現在人類獲取地球內部訊息的方法, 是從可能影響我們身家性命安全的地震, 用數學模型把地震資料轉換成地震波速度,