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1?2000
高效节能压缩机随着CFCs 替代工作的推进以及替代期限的逼近,市场对绿色工质电冰箱压缩机的需求量日益增大,同时对效率的要求也越来越高。为此,我公司研制了EDW 系列压缩机,该系列压缩机以R600a 为工质,符合国内市场大环境的需求,采用了一些国内乃至国际上都较为先进的技术和结构设计,具有高效节能、启动性能好、噪声低、寿命长等优点。
1
性能指标
EDW110A 是我公司EDW 系列的主导产品之一,
其主要性能指标如表1所示:2影响性能的主要因素211
影响实际排气量的输气系数λ=λv ?λt ?λp ?
λl 其中容积系数λv 受相对余隙容积及多变膨胀指数
的影响,压力系数λp 取决于相对压力损失,而影响这一损失的主要因素为气阀组件,吸气温度越低温度系数λt 越高,而加工精度与装配工艺是泄漏系数λl 的决定因素,为提高制冷量,我们从这几个方面入手。
212
影响输入功率的主要因素
由工质热物性决定指示功率,摩擦损耗决定摩擦
功率进而决定机械效率,电机效率也是影响输入功率的重要指标。
213
影响噪声的主要因素
包括零部件制造与装配精度、外
壳形状、消声器结构与通道设计以及电机质量等等。
3
设计方案
在EDW110A 压缩机的设计过
程中,我们参考了国内外一些先进的设计及工艺方案,使得产品性能得以
明显的提高,这些方案主要包括:
311
直接吸气
由于R600a 单位容积制冷量较小,如何利用有限
的气缸容积提高制冷量,显得尤为重要。众所周知,直接吸气可以保持较低的吸气温度,提高温度系数λt ,继而提高输气系数,最终达到提高制冷量的目的。EDW 系列采用了具有国际先进水平的直接吸气方式,较之目前国内外高效型压缩机多采用的半直接吸气的方案,吸气气体温度更低,节能效果更明显。
312
凹型阀板
若要提高λv 必须设法降低相对余隙容积,余隙容
积还将引起膨胀过程,造成功率的消耗,是影响压缩机制冷量和效率的主要因素之一,在压缩机的设计改进过程中,均把降低余隙容积列为攻关项目,但如果单纯降低活塞顶部余隙,不但收效甚微,而且可能会造成压缩机噪声超标等负面影响。
根据该原理进行设计的凹型阀板已在国外很多知名厂家得以运用,本公司的设计方案,将EDW110A 的制冷量提高达8W 以上,这一结果已经在我们产品上得到验证(见表2)。
313
铁球曲轴
目前国内外均有采用较小直径曲轴的趋势,由于线
速度的减小,主轴部分的机械摩擦损耗将大幅度地降低,为进一步提高电机效率提供空间,由此压缩机效率可提高2%-3%。
随着曲轴轴径的改变,压缩机传动力矩的增大,
曲
技
术
EDW110A
高效节能型电冰箱压缩机
石日祥广州冷机股份有限公司
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轴抗拉强度等机械性能指标必定要有明显的提高,而球墨铸铁能满足新型细曲轴的这一要求。
314平面滚动轴承
平面滚动轴承已经长期运用于R134a压缩机的设计和生产之中,取得了令人满意的效果。
在上轴承和转子之间,装上带塑料保持架的简易止推轴承及配套的轴向垫圈代替轴向垫片,能避免上轴承的剧烈磨损问题,从而达到提高压缩机效率和使用寿命的目的。
我们结合本公司机型特点加以改进,并通过大量的对比及可靠性试验,发现该技术运用于EDW110A 压缩机,输入功率可降低4-6W,而滚动轴承的运作并不会对噪声与振动有负面影响(见表3)。
315高效电机
提高电机效率一直是压缩机设计改进的重点之一,我们在研制过程中从设计上和工艺材料上加以改进,使得EDW110A电机效率得以明显的提高。
a.在设计上
我们对电机实际运行的负载范围进行研究和相应的优化设计,使得它在实际运行中有更高的效率。同时根据R600a工质的特点,在满足起动性能的前提下,适当降低转矩,提高效率指标。
b.在工艺材料上
为使电机有更高的效率,我公司选用了高磁感低损耗电工钢带,并淘汰了旧的钟罩式氧化炉,投资购买了一套连续式退火炉设备,对冲片后的铁芯进行除油、消除应力、脱碳、再结晶、发兰等处理,使电机铁损降低,效率提高。
采取以上措施之后,电机效率从0176提高到0182。(不带电容运行)
316塑料压簧支柱
塑料压簧支柱是国内外压缩机行业的另一个发展趋势,是降低整机噪声的有效手段之一。
在压簧支架组件中改用塑料支柱,将压簧支柱与压簧的金属与金属的连接变成金属→塑料→金属的连接,即将金属零件用塑料隔开,减弱机芯产生的噪声向壳体的传递,从而降低整机的噪声。
我公司的压簧支柱采用进口超韧材料制成,降噪效果十分明显。同时,我们进行了大量的试验,证明这一零件的可靠性,并大批投入使用。
此外,为降低压缩机噪声,我们公司在零部件制造与装配精度、外壳形状、消声器结构与通道设计等方面进行了改进与提高,收到了明显的效果。
4结论
EDW110A电冰箱压缩机是为R600a工质专门设计生产的,由于引入了先进的技术和结构设计,其性能指标及可靠性均令人十分满意。其电机可带电容运行, CO P值达到1154,用户可根据需要自行选择。
(编辑居乃扬)
1引言
压缩机是冰箱的心脏,随着人们对冰箱要求的提高,压缩机的节能、低噪、环保必然成为各冰箱厂家关注的焦点。本文介绍的是冰箱用全封闭型活塞式压缩机在降低能耗和噪声方面所进行有益的改进。加西贝拉公司自1996年起开始就压缩机的能耗、噪声、环保问题进行了研究。通过近年来的探索和实践,在此方面已积累了一些经验,希望与有关专家及同行共同切磋。
2对制冷工质的选择
随着国际上CFC替代技术的发展,我公司从1996年起开始R12的替代工作。由于R134a的OD P值为0,GWP值为1000-2900,R134a与矿物油不相溶,需选用聚酯油,它的吸湿性较强,热稳定性较差,在200℃时易分解,形成水、酸和二氧化碳,腐蚀金属,对系统的干燥性提出了更高的要求。R600a(异丁烷)的OD P值为0,GWP值接近为0,与矿物油相溶,物理性质与R12稍不同,制冷性能比R12要好,由热力循环计算压缩机CO P值理论上R600a高于R12,所以,我公司广泛吸收和借鉴国际上的先进经验,根据自身优势和实际情况,首选R600a(异丁烷)为制冷工质。表1列出了R600a与R12用于活塞式压缩机制冷系统中的理论循环计算结果。
3设计上的改进
311提高压缩机的输气效率,即输气系数,降低能耗对压缩机的设计,总是不断提高压缩机的输气系数,这样可以减小压缩机的尺寸、重量,同时,也可降低压
R600a压缩机优化设计探讨操冲李学艳加西贝拉压缩机有限公司