壓縮比理論上是指絕對排氣壓力和絕對吸氣壓力的比值。比如排氣絕對壓力是20bar,吸氣絕對壓力是5bar,那么壓縮比就是4。也有容積比的說法,即每轉(zhuǎn)排氣量與吸氣腔的容積的比值。這里提到的壓縮比是指壓力的比值。
對于壓縮機(jī)來說,壓縮比是衡量壓縮機(jī)壓縮沖程大小的一個關(guān)鍵概念, 也是壓縮機(jī)效率優(yōu)化點的一個參照值。
以自行車打氣筒這種手動的壓縮機(jī)舉例,打氣筒的長短意味著不同的壓縮比,但是肯定有一個最佳的長度,是最適合自行車輪胎使用的,打氣筒的吸氣壓力基本上和大氣壓相等,排氣壓力就是輪胎所需要的胎壓,是一個相對穩(wěn)定的運行工況,比較容易確定壓縮比。
如果拿該打氣筒給氣球打氣,所需的壓力相對自行車輪胎來說就偏小,就會存在過壓縮的問題。意味著壓縮機(jī)壓縮完成排氣之前那一瞬間的氣體壓力是超出所需要的壓力的,壓縮機(jī)白白耗功。
另一方面,如果拿自行車打氣筒給汽車輪胎打氣,同樣道理,就會發(fā)生欠壓縮,壓縮完成之后的壓力不滿足需求,這樣就只能依靠重復(fù)壓縮和單向背壓閥的裝置來實現(xiàn)所需要的壓力。
對于渦旋壓縮機(jī)來說,可以出現(xiàn)過壓縮和欠壓縮,使用背壓控制的單個容積腔實現(xiàn)壓縮功能的壓縮機(jī),如活塞壓縮機(jī),滾動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)等,不會出現(xiàn)過壓縮,但是會發(fā)生欠壓縮。
無論是過壓縮還是欠壓縮,壓縮機(jī)的性能都會在一定程度上低于最優(yōu)化點,同時可靠性也會降低。這個剛好也可以解釋當(dāng)前行業(yè)內(nèi)很多用戶把空調(diào)用的渦旋壓縮機(jī)用來做中高溫冷庫,最后結(jié)果是效率低,壓縮機(jī)過熱容易燒掉,是一樣的道理。
二、壓縮比的意義
當(dāng)排氣壓力升高吸氣壓力降低時,壓縮比增大,壓縮機(jī)耗功增加,壓縮機(jī)的性能下降,系統(tǒng)的性能降低。反過來,當(dāng)排氣壓力降低而吸氣壓力升高時,壓縮比減小,雖然壓縮機(jī)的性能降低,但是整個系統(tǒng)的制冷能力增加,綜合來講,系統(tǒng)的效率是增加的。
這個壓縮比的概念和系統(tǒng)之間的關(guān)系,最大的意義在于,幫助我們在壓縮機(jī)選型時,判斷出哪種壓縮機(jī)是最適合當(dāng)下應(yīng)用的壓縮機(jī)。
如下圖所示是幾種同樣類型渦旋壓縮機(jī)的運行范圍圖,圖中任一點與原點聯(lián)線的斜線的斜率就是該壓縮機(jī)工作在這點的壓縮比。
我們做壓縮機(jī)選型時,需要考慮實際應(yīng)用的系統(tǒng)在整年四季當(dāng)中所有運行工況當(dāng)中的壓縮比范圍,高壓范圍和低壓的范圍,然后對應(yīng)到這個運行圖當(dāng)中,判斷的依據(jù)就是壓縮機(jī)的運行范圍可以覆蓋系統(tǒng)實際運行會發(fā)生的范圍,那么這個壓縮機(jī)才是合適的選擇,否則就不是。
如果同時有很多壓縮機(jī)都可以滿足應(yīng)用的需求,我們才有余地去考慮其他的性能指標(biāo),如COP,噪音,尺寸,接口等,首要的先決條件是確定該壓縮機(jī)能不能正常全年運轉(zhuǎn)。
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