微型制冷壓縮機

微型制冷壓縮機

　　微型制冷壓縮機是指制冷量小于1KW的制冷壓縮機，如圖1所示，具有迷你的體積、輕巧的重量和超強的耐久力；工作安靜，幾乎沒有振動；能耗很低，可以使用電池、車載電源、民用電網(wǎng)、太陽能等供電；具有穩(wěn)定的輸出、精確的控制以及優(yōu)越的適應性，能夠很好滿足各類要求移動便攜的微型熱管理系統(tǒng)的需求。壓縮機是制冷系統(tǒng)的核心，其能力和特征決定了制冷系統(tǒng)的能力和特征。微型制冷壓縮機具有體積小、重量輕、高功率、低能耗、工作安靜無振動、可變頻和易于精確控制等特點，可以說是專為尖端制冷系統(tǒng)量身定做的，也是極為理想的移動或者便攜的小型熱管理系統(tǒng)的首選。微型制冷壓縮機可廣泛用于空氣調(diào)節(jié)裝置、水冷裝置、商業(yè)冷藏裝置的制冷單元，目前，其主要應用范圍包括便攜式制冷系統(tǒng)、食品冷卻系統(tǒng)、微型冷藏系統(tǒng)、溫控裝運容器、電子制冷系統(tǒng)、醫(yī)療成像系統(tǒng)、迷你冷卻水系統(tǒng)等。

　　基本原理

　　圖2是微型制冷壓縮機的基本構(gòu)成，由滾動活塞、氣缸體、花瓣及其背部的彈簧、偏心輪軸和氣缸兩端蓋等主要零件組成。從圖中可以看出，汽缸內(nèi)缸與滾動活塞均呈圓形，氣缸體上開有吸氣、排氣孔口。排氣孔口之上裝有簧片排氣閥，氣缸內(nèi)安裝有帶心拐的偏心輪軸（即壓縮機的主軸）。偏心輪軸的旋轉(zhuǎn)中心與氣缸內(nèi)孔的圓心重合，滾動活塞安裝在偏心拐上，即滾動活塞與偏心拐同心，使得滾動活塞外表面與氣缸內(nèi)表面相切（實際上由于間隙的存在，在相切處兩者并未接觸），于是氣缸內(nèi)表面與滾動活塞外表面之間形成一個月牙形空間，它的兩端被氣缸蓋封著，構(gòu)成壓縮機的工作腔。在氣缸的吸氣、排氣孔口之間開一個徑向槽，槽內(nèi)裝有能來回滑動的擋板（簡稱滑板），滑板背部裝有彈簧，靠彈簧力（有時還作用有氣體或潤滑油的壓力）滑板端部緊緊壓在滾動活塞外表面上，將月牙形空間分成兩部分：與吸氣孔口相通的部分成為吸氣腔：在排氣孔口一側(cè)的部分成為壓縮腔，排氣孔口設(shè)置有排氣閥，在壓縮工質(zhì)達到一定壓力時，排氣閥打開，實現(xiàn)壓縮完畢的工質(zhì)的排出，至此，一個完整的壓縮循環(huán)完成。

　　圖3是微型制冷壓縮機的工作原理，當偏心輪軸由原動機驅(qū)動繞氣缸中心連續(xù)旋轉(zhuǎn)時，吸氣腔、壓縮腔的容積周期變化，于是就實現(xiàn)了吸氣、壓縮、排氣及余隙膨脹等工作過程。具體如下：當滾動活塞位于a所示位置，同時左側(cè)工作腔開始吸氣，右側(cè)工作腔開始壓縮；位于b所示位置，左側(cè)工作腔吸氣行程完成一半，右側(cè)工作腔壓縮行程完成大半；位于c所示位置，左側(cè)工作腔吸氣行程繼續(xù)，右側(cè)工作腔壓縮工質(zhì)壓力達到要求，開始排氣；位于d所示位置，左側(cè)工作腔吸氣行程繼續(xù)，右側(cè)工作腔排氣結(jié)束；位于e位置，左側(cè)工作腔吸氣行程結(jié)束，即將進入壓縮行程，右側(cè)工作腔即將與左側(cè)連通，進入吸氣行程；至此，微型壓縮機完成一個完整的壓縮循環(huán)，期間各個位置的左、右工作腔狀態(tài)說明詳細見表1。

　　表1微型制冷壓縮機工作過程狀態(tài)說明

　　優(yōu)勢

　　運行平穩(wěn)：微型制冷壓縮機中，對于某一個工作腔而言，氣體工質(zhì)的吸入、壓縮和排除是在偏心輪軸轉(zhuǎn)動兩周內(nèi)完成的，但是由于滾動活塞和滑板組成左右兩側(cè)的工作腔，吸氣、壓縮及排氣過程是同時進行的，那么對于整個壓縮機而言，偏心輪軸每轉(zhuǎn)中仍完成一個有效的工作循環(huán)，可以使得運行平穩(wěn)。

　　效率較高：微型制冷壓縮機中，吸氣、壓縮及排氣過程是在滑板兩邊的工作腔中同時進行，不需要吸氣閥門，也不需要額外的吸排氣消聲器，降低了吸排氣過程中的流動阻力損失，其指示效率一般比往復式活塞壓縮機高30%-40%。

　　結(jié)構(gòu)緊湊：微型制冷壓縮機是由圓筒形氣缸和作回轉(zhuǎn)運動的滾動活塞相互配合而直接進行旋轉(zhuǎn)壓縮，不需要將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為往復運動的運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)，其零部件少，尤其是易損件少，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，比一般往復活塞壓縮機的零件少1/3，體積小40%-50%，重量約輕一半。

　　無刷電機驅(qū)動：微型制冷壓縮機由直流無刷電機作為原動機，無刷直流電機具有響應快速、較大的起動轉(zhuǎn)矩、從零轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速具備可提供額定轉(zhuǎn)矩的性能，易于實現(xiàn)微型制冷壓縮機的變轉(zhuǎn)速變頻控制，并且可以使用電池、車載電源、民用電網(wǎng)、太陽能等供電，增強了系統(tǒng)的適應性。

　　應用

　　壓縮機是制冷系統(tǒng)的核心，其能力和特征決定了制冷系統(tǒng)的能力和特征。微型制冷壓縮機具有體積小、重量輕、高功率、低能耗、工作安靜無振動、可變頻和易于精確控制等特點，可以說是專為尖端制冷系統(tǒng)量身定做的，也是極為理想的移動或者便攜的小型熱管理系統(tǒng)的首選。微型制冷壓縮機可廣泛用于空氣調(diào)節(jié)裝置、水冷裝置、商業(yè)冷藏裝置的制冷單元，目前，其主要應用范圍包括便攜式制冷系統(tǒng)、食品冷卻系統(tǒng)、微型冷藏系統(tǒng)、溫控裝運容器、電子制冷系統(tǒng)、醫(yī)療成像系統(tǒng)、迷你冷卻水系統(tǒng)等。