活塞式制冷压缩机电效率的比较

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　　一、前言?



　　在各种类型制冷压缩机中，活塞式压缩机是问世最早、至今还广为应用的一种机型，这无疑是因为它具有一系列其他类型压缩机所不及的优点：



　　1、能适应较广阔的压力范围和制冷量要求；?



　　2、热效率较高，单位耗电量较少，特别是气阀的存在使偏离设计工况运行时更为明显；



　　3、对材料要求低，多用普通钢铁材料，加工比较容易，造价比较低廉；?



　　4、技术上较为成熟，生产使用上积累了丰富的经验；?



　　5、装置系统比较简单；



　　活塞式压缩机的上述优点使它在各种制冷空调装置，特别在中、小冷量范围内，成为制冷机中应用最广、生产批量最大的一种机型。?而半封闭式压缩机既保持了开启式压缩机易于拆卸、修理的优点，同时又取消了轴封装置，改善了密封情况，机组更加结构紧凑，噪声低，当用吸入的低温工质冷却电动机时，有利于机器的小型轻量化。



　　目前采用R22用于中、低温的半封闭活塞式制冷压缩机广泛应用于冷库、冷藏运输、冷冻加工、陈列柜和厨房冰箱等场合。但有关半封闭活塞式制冷压缩机的研究还比较少，尤其对电效率方面的研究和分析就更少，本文在这方面进行了一些工作。



　　二、压缩机特点?



　　SANYO半封闭活塞式制冷压缩机所用工质为R22，蒸发温度范围-40℃～-5℃，冷凝温度30℃～54.4℃，排气温度130℃以下，吸气温度18℃以下，采用空气冷却电机壳外壁。SANYO半封闭压缩机体积效率高，冷却性能优异，无需喷液冷却仅靠风冷，噪音低，振动少，加工技术高，可靠性好。BITZER半封闭活塞式制冷压缩机采用R22、R134a、R404a、R507为工质，可用于空调、中温和低温冷却，蒸发温度范围-50℃～15℃，采用风机附加冷却(低温时喷液冷却)。BITZER半封闭活塞式制冷压缩机采用高质量材料和零件，结构可靠耐用，加大铁芯电机，制冷量大，制冷系数高，运行范围广。



　　三、电效率对比



　　电效率ηel是等熵理论功率Pts与电功率Pel之比，即：



　　　　　ηel=Pts/Pel?它是用以评定电动机输入功率利用的完善程度。对于封闭式制冷压缩机，其电动机转子直接装在压缩机的主轴上，所以其电效率为：



　　　　　　　ηel=ηiηmηmo



　　式中：ηmo-电动机效率



　　　　　ηm-机械效率



　　　　　ηi-压缩机指示效率



　　本文根据已有的压缩机制冷量、输入功率、结构参数和测试工况，经过计算求出SANYO和BITZER半封闭活塞式制冷压缩机在不同温度和不同冷量时电效率，并对二者进行对比。图中t0为蒸发温度，tk为冷凝温度，对比的压缩机，SANYO有三种，型号分别为：C-L15M8H，C-L28M8G和C-L55M8E；而BITZER也有三种，型号分别为2HC-1.2，2EL-2.2和2N-5.2，二者对应压缩机冷量比较接近。



　　如图1至图4为SANYO和BITZER半封闭压缩机在不同冷量时，同一厂家，电效率随蒸发温度的变化关系。由图可知，同一生产厂家，同一压缩机在不同冷凝温度时，电效率随蒸发温度变化并不相同；而同一生产厂家，在相同冷凝温度下，不同冷量压缩机，电效率随蒸发温度变化相差较大。从图1至图4可知，绝大多数压缩机，在t0≥-20℃以后，电效率随蒸发温度变化较小，即基本趋向稳定值；而在t0＜-20℃时，随蒸发温度下降，电效率下降，但各压缩机变化大小不同。从实验数据看，并非压缩机制冷量大，其电效率就高；而冷凝温度变化，似乎对电效率影响不大。



　　图5至图8为SANYO和BITZER半封闭压缩机在不同冷凝温度时电效率随压力比变化关系。由图可知，各曲线变化较大，SANYO压缩机随压力比减小，电效率增加，而ITZER压缩机压比小于8时，随压比减小，电效率增加，而大于8时，电效率变化很小。



　　图9至图14为SANYO和BITZER半封闭压缩机在不同冷量时不同厂家，电效率随蒸发温度变化时的对比。由图可知，从整体看，BITZER压缩机比SANYO压缩机的电效率值大，尤其低温下，差值更大，即SANYO压缩机随蒸发温度，在低温下电效率值变化较大，而BITZER压缩机随蒸发温度，电效率值变化平坦。



　　为了考核电效率ηel随压力比变化线性关系，本文还取lgηel值，看取对数后的压比与lgηel之间的相关系数(相关系数r是判断被测函数是否线性相关的参数，r=lxy√lxxlyy其中



　　0≤r≤1，r为0表示x、y无线性相关的关系，r越接近1则X、Y之间的线性关系越好)，从计算可知各拟合直线的线性相关系数(见图15和图16)，显然，采用直线最小二乘拟合时误差较大。



　　四、结论



　　目前中温和低温下使用R22的半封闭压缩机容量范围已很广，应用范围已十分广泛，使用也越来越多。本文对目前比较常用的SANYO和BITZER半封闭活塞式制冷压缩机在不同温度和不同冷量下的特点和电效率进行了分析和对比，为采用R22用于中温和低温的半封闭活塞式制冷压缩机的设计、校核和计算提供了依据。由对比可知，不同压缩机的电效率相差较大，BITZER压缩机的电效率比SANYO压缩机电效率稍高。另外，电效率随压比变化的线性相关系数较低





文章关键词： 压缩机