涡旋机 VS 活塞机 VS 螺杆机 VS 离心机

原理： 动盘与静盘的涡旋线型相同，但相位差180°进行啮合，形成一系列封闭空间；静盘不动，动盘绕着定盘中心，以偏心距为半径作公转运动。当动盘公转时，依次相啮合，使月牙形面积不断压缩变小，从而使气体不断被压输，最后从静盘中心孔处排出。 

结构： 动盘（涡旋转子）、静盘（涡旋定子）、支架、十字联轴环、背压腔、偏心轴

涡旋式压缩机优点： 

1、驱动动涡盘运动的偏心轴可以高速旋转，涡旋式压缩机体积小重量轻； 

2、动涡盘与主轴等运动部件的受力变化小，整机振动小； 

3、适应于变转速运动和变频调速技术； 

4、涡旋压缩机整机噪声很低； 

5、涡旋压缩机有可靠和有效的密封性，其制冷系数不是随运行时间的增加而减小，而是略有提高； 

6、涡旋压缩机有着良好的工作特性。在热泵式空调系统中，特别表现在制热性能高、稳定性好、安全性高； 

7、涡旋式压缩机无余隙容积，能保持高容积效率运行； 

8、力矩变化小，平衡性高，振动小，运转平稳，从而操作简便，易于实现自动化； 

9、运动部件少、没有往复运动机构，结构简单、体积小、重量轻、零件少、可靠性高，寿命在20年以上。

涡旋式压缩机缺点：  

1、运动机件表面多是呈曲面形状，这些曲面的加工及其检验均较复杂，制造需高精度的加工设备及精确的调心装配技术，因此制造成本较高。 

2、其运动机件之间或运动机件与固定机件之间，常以保持一定的运动间隙来达到密封，气体通过间隙势必引起泄漏，这就限制了回转式压缩机难以达到较大的压缩比，因此，大多数回转式压缩机多在空调工况下使用。

螺杆式压缩机又称螺杆压缩机。20世纪50年代，就有喷油螺杆式压缩机应用在制冷装置上，由于其结构简单，易损件少，能在大的压力差或压力比的工况下，排气温度低，对制冷剂中含有大量的润滑油（常称为湿行程）不敏感，有良好的输气量调节性，很快占据了大容量往复式压缩机的使用范围，而且不断地向中等容量范围延伸，广泛地应用在冷冻、冷藏、空调和化工工艺等制冷装置上。

以它为主机的螺杆式热泵从20世纪70年代初便开始用于采暖空调方面，有空气热源型、水热泵型、热回收型、冰蓄冷型等。在工业方面，为了节能，亦采用螺杆式热泵作热回收。

原理： 通过阴阳转子的相互浸入，以及空间接触线不断的从吸气端面向排气端推移，使基元容积发生周期性变化，从而完成连续吸气压输和排气过程。

构造： 由机壳、螺杆（或称转子）、轴承、能量调节装置等组成 

螺杆式压缩机优点：

1、零部件少，易损件少，可靠性高；

2、操作维护方便；

3、没有不平衡惯性力。运转平稳安全，振动小；

4、具有强制输气的特点，排气量几乎不受排气压力的影响，工况适应性强；

5、螺杆压缩机的转子齿面实际上是有间隙的。因此对湿行程不敏感，能耐液击；

6、排气温度低，可在较高压比的工况下运行；

7、可实现制冷情无级调节，采用滑阀机构，使制冷量可从　15％～100％进行无级调节，节省运行费用；

8、容易实现自动化，可实现远程通信。

螺杆式压缩机缺点：

1、转子齿面是一空间曲面，需利用特制的刀具，在价格昂贵的设备上加工，机体零部件加工精度也有较高的要求，必须采用高精度设备；

2、压缩机噪声高；

3、螺杆压缩机只能适用于中、低压范围，不能用于高压场合；

4、喷油量大，油处理系统复杂，故机组附属设备多；

5、螺杆压缩机依靠间隙密封气体，在小容积范围内不具有优越的性能。

活塞式压缩机使用历史悠久，是目前国内用得最多的制压缩机。由于其压力范围广，能够适应较宽的能量范围，有高速、多缸、能量可调、热效率高、适用于多种工况等优点;其缺点是结构复杂，易损件多，检修周期短，对湿行程敏感，有脉冲振动，运行平稳性差。

原理： 依靠活塞的往复运动来压缩汽缸内的气体。通常是通过曲柄连杆机构，把原动机的旋转运动转变为活塞的往复运动。曲轴每旋转一周所完成的工作，可分为吸气过程和压缩排气过程。

构造： 包括机体、曲轴、连杆组件、活塞组件、气阀缸套组件等。

螺杆压缩机是一种新的压缩装置，它与往复式相比：

优点：

①机器结构紧凑，体积小，占地面积少，重量轻。

②热效率高，加工件少，压缩机的零件总数只有活塞式的1/10。机器易损件少，运行安全可靠，操作维护简单。

③气体没有脉动，运转平稳，机组对基础不高不需要专门基础④运行中向转子腔喷油，因此排气温度低。

⑤对湿行程不敏感，湿蒸汽或少量液体进入机内，没有液击危险。

⑥可在较高压比下运行。

⑦可借助滑阀改变压缩有效行程，可进行10~100%的无级冷量调节。

缺点：

需要复杂的油处理设备，要求分离效果很好的油分离器及油冷却器等设备，噪声较大，一般都在85分贝以上，需要隔声措施。

活塞式压缩机优点：

1、在一般的压力范围内，对材料的要求低，多采用普通的钢铁材料，加工较容易，造价也较低廉；

2、热效率较高，一般大、中型机组绝热效率可达0.7~0.85左右；

3、气体的重度和特性对压缩机的工作性能影响不大，同一台压缩机可以用于不同的气体；

4、活塞压缩机技术上较为成熟，生产使用上积累了丰富的经验；

5、气量调节时，适应性强，即排气范围较广，且不受压力高低影响，能适应较广阔的压力范围和制冷量要求；

活塞式压缩机缺点：

1、结构复杂笨重，易损件多，维修工作量大；

2、机器运转中有振动；

3、排气不连续，气流有脉动，容易引起管道振动，严重时往往因气流脉动、共振而造成管网或机件的损坏；

4、功率损失大，在部分载荷操作时效率降低；

5、大型工厂采用多台压缩机组时，操作人员多或工作强度较大。

离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机（即透平式压缩机）。在离心式压缩机中，高速旋转的叶轮给予气体的离心力作用，以及在扩压通道中给予气体的扩压作用，使气体压力得到提高。

早期，由于这种压缩机只适于低，中压力、大流量的场合，而不为人们所注意。由于化学工业的发展，各种大型化工厂，炼油厂的建立，离心式压缩机就成为压缩和输送化工生产中各种气体的关键机器，而占有极其重要的地位。随着气体动力学研究的成就使离心压缩机的效率不断提高，又由于高压密封，小流量窄叶轮的加工，多油楔轴承等技术关键的研制成功，解决了离心压缩机向高压力，宽流量范围发展的一系列问题，使离心式压缩机的应用范围大为扩展，以致在很多场合可取代往复压缩机，而大大地扩大了应用范围。

原理： 压缩机叶轮转动时，制冷剂蒸汽由吸气室通过进口可导流叶片进入叶轮流道，在叶片的推动下气体随着叶轮一起旋转。由于离心力的作用，气体沿着叶轮流道径向流动并离开叶轮。

构造： 单级压缩机主要由吸气室、叶轮（工作轮），括压器，蜗室（蜗壳）及密封等组成。对于多级压缩还设有弯道和回流器等部件

离心式压缩机优点：

1、离心式压缩机的气量大，结构简单紧凑，重量轻，机组尺寸小，占地面积小，相对于活塞式压缩机，在制冷量相同时，重量较活塞式轻5～8倍。

2、由于它没有汽阀活塞环等易损部件，又没有曲柄连杆机构，运转平衡，操作可靠，运转率高，摩擦件少，因之备件需用量少，维护费用及人员少。

3、工作轮和机壳之间没有摩擦，无需润滑。在化工流程中，离心式压缩机对化工介质可以做到绝对无油的压缩过程。

4、离心式压缩机为一种回转运动的机器，它适宜于工业汽轮机或燃汽轮机直接拖动。对一般大型化工厂，常用副产蒸汽驱动工业汽轮机作动力，为热能综合利用提供了可能。

离心式压缩机缺点：

1、离心式压缩机目前还不适用于气量太小及压比过高的场合，并且由于适宜采用分子量比较大的制冷剂，故只适用于大制冷量，一般都在25～30万大卡/时以上。

2、离心式压缩机的稳定工况区较窄，其气量调节虽较方便，但经济性较差。 

3、一般要用增速齿轮传动，转速较高，对轴端密封要求高，这些均增加了制造上的困难和结构上的复杂性。

4、低负荷时容易出现“喘振”现象。

在制冷系统中，因为往复式制冷压缩机与螺杆式制冷压缩机在工作原理上的不同，所以影响他们的压力损失与泄漏损失的原因也是不同的。

对于往复式制冷压缩机来说，影响它的压力损失与泄漏损失的主要原因是气阀的质量与气阀关闭时的密封性。这是因为吸气阀开启时要克服弹簧阻力（压缩 弹簧）以及气体流过气阀时，由于通过截面较小，流动速度较高，故产生一定的流动阻力，因此，往复式制冷压缩机在吸气过程中气缸内气体的压力恒低于吸气管中的气体压力；

同理，往复式制冷压缩机在排气过程中气缸内气体的压力恒高于吸气管中的气体压力。如果气阀的通道截面越小，则阻力损失就越大。如果阀片的重量大，气阀的弹簧力也大，则阻力损失也增大，这样压力系数值就降低。

对于螺杆式制冷压缩机来说，影响它的压力损失与泄漏损失的主要原因是气体的流速。

在螺杆式制冷压缩机中，螺杆的性能好坏是个关键。如果螺杆的齿型为对称的圆弧型，那么它的制造简单。如果螺杆的齿型为非对称线型，那么它的输气螺 量大，效率高。如果减小螺杆的长径比，就可以使螺杆具有良好的强度，增加螺杆式制冷压缩机运转的可靠性，并且有利于使螺杆式制冷压缩机向高压力比的方向发 展。

在螺杆式制冷压缩机中，直径和长度尺寸相同的的两对螺杆，转子面积利用系数值大的一对，其排气量大。从表面上看，转子面积利用系数越大，对于螺杆式制冷压缩机的性能越好。但是，如果转子面积利用系数过大，则会降低螺杆的强度与刚度。

在螺杆式制冷压缩机中，减少螺杆的齿数，可以增大螺杆的齿间面积，提高螺杆式制冷压缩机的排气量。从表面上看，螺杆的齿数越少，对于螺杆式制冷压缩机的性能越好。但是，如果螺杆的齿数过少，则会降低螺杆的抗弯强度和刚度。

在螺杆式制冷压缩机中，提高螺杆的圆周速度，就可以使螺杆式制冷压缩机中的外型尺寸和质量等到减小，气体通过螺杆式制冷压缩机中的间隙的相对泄漏 量就会减少，有利于提高螺杆式制冷压缩机的容积效率和热效率。从表面上看，螺杆的圆周速度越快，对于螺杆式制冷压缩机的性能越好。但是，如果螺杆的圆周速 度过快，就会相应地增加气体在吸排气孔口及齿间圆周速度内的流动损失。

在三种常见的制冷压缩机（往复式、螺杆式、离心式）中，往复运动产生的惯性立是往复式制冷压缩机的主要缺点。因为经常受到往复运动产生的惯性，所以往复式制冷压缩机中的气阀和曲柄连杆机构最容易受到破化。

在三种常见的制冷压缩机（往复式、螺杆式、离心式）中，运转时产生的巨大噪声是螺杆式制冷压缩机的主要缺点。因为经常受到制冷剂气体周期性地高速通过吸、排气孔口，以及通过缝隙的泄漏等原因带来的影响，所以在螺杆式制冷压缩机中必须选择合理的螺杆运转速度。

在三种常见的制冷压缩机（往复式、螺杆式、离心式）中， 喘振是离心式制冷压缩机的主要缺点。

造成离心式制冷压缩机的喘振原因是因为，当冷凝器的冷却水进水量减小到一定程度时，离心式制冷压缩机的流量减小到很小，它的通道中出现严重的气体 脱流，它的出口压力突然下降。虽然离心式制冷压缩机和冷凝器是联合地工作，但是冷凝器中的气体的压力并不是同时地减低，于是冷凝器中的气体的压力反大于离 心式制冷压缩机的出口压力，造成冷凝器中的气体倒流至离心式制冷压缩机中，直至冷凝器中的气体压力下降到等于离心式制冷压缩机的出口压力为止。

这是，离心 式制冷压缩机又开始向冷凝器送气，流量增加，离心式制冷压缩机恢复正常工作。但是，当冷凝器中的气体压力也恢复到原来的气体压力时，离心式制冷压缩机的流 量又减小，离心式制冷压缩机的出口压力有开始下降，气体又产生倒流。如此周而复始，产生周期性的气流的振荡现象。所以在离心式制冷压缩机中，冷凝器的冷却 水量是不宜过小的，否则会使在离心式制冷压缩机在运转时，发生强烈的振动，严重时甚至会造成对离心式制冷压缩机的破化。

小编总结： 在制冷系统中，由于三种常见的制冷压缩机（往复式、螺杆式、离心式）具有各自不同的特点。因此，它们在性能上具有各自的优点和各自的缺点。