開利活塞式制冷壓縮機(jī)電磁式能調(diào)機(jī)構(gòu)工作分析

劉文利，宋愛華

（廣東省機(jī)械技師學(xué)院，廣州 510450）

1 導(dǎo) 語

筆者在工作之中，很多朋友和同行來詢問開利活塞式制冷壓縮機(jī)能調(diào)機(jī)構(gòu)的工作原理，查閱諸多資料，發(fā)現(xiàn)這方面介紹不多，就連上海開利公司的培訓(xùn)資料對(duì)能調(diào)機(jī)構(gòu)的介紹也不甚詳細(xì)，讀后令人一知半解，筆者把自己的研究成果和就此問題對(duì)同行的解答整理成文，以供讀者及相關(guān)人員參考。

活塞式制冷壓縮機(jī)技術(shù)成熟，維修方便，其在開利冷水機(jī)組中得以廣泛應(yīng)用，目前開利30HK水冷系列機(jī)組主要采用活塞式制冷壓縮機(jī)，其制冷量為86～895（kW），共9個(gè)型號(hào)。為運(yùn)行時(shí)節(jié)約能源和啟動(dòng)時(shí)減輕電網(wǎng)的波動(dòng)，開利活塞式制冷壓縮機(jī)均采用了能量調(diào)節(jié)裝置，能量調(diào)節(jié)是通過壓縮機(jī)的開機(jī)、停機(jī)和壓縮機(jī)的氣缸的上載、卸載來實(shí)現(xiàn)的，壓縮機(jī)的氣缸的上載、卸載有電磁式和壓力式兩種，開利30HK036冷水機(jī)組使用一臺(tái)06E半封閉活塞式制冷壓縮機(jī)，其能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用電磁式。

2 電磁式能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)

06E半封閉活塞式制冷壓縮機(jī)有兩個(gè)電磁式能調(diào)機(jī)構(gòu)，分別位于兩側(cè)的氣缸上，大致由電磁閥組、卸載活塞組、卸載閥體及回流通道組成，其外觀結(jié)構(gòu)如圖1所示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。電磁閥組由線圈、復(fù)位彈簧、圓柱形閥芯及閥座組成，卸載活塞組由卸載氣缸、卸載活塞及頂桿組成，卸載閥體由卸載彈簧、卸載主閥、蓋板組成。

電磁閥的結(jié)構(gòu)如圖3所示，電磁閥線圈工作電壓為220V，線圈通電，閥芯克服彈簧力被吸上，打開閥座上的輔助閥口，線圈失電，閥針在彈簧力的作用下推動(dòng)閥芯向下移動(dòng)，從而封閉閥座上的輔助閥口。閥座的結(jié)構(gòu)很特別，其上有三條細(xì)小通道，分別是輔助閥口，回流口與進(jìn)氣口，輔助閥口與閥芯相接觸，回流口與回流通道相連，進(jìn)氣口是一個(gè)針眼大的小孔，其與壓縮機(jī)排氣高壓腔相連。

卸載活塞位于卸載氣缸內(nèi)，其可在卸載氣缸自由移動(dòng)，活塞一端與頂桿相連，如圖2所示，活塞的移動(dòng)方向由活塞兩端的受力所決定，活塞一端受到卸載氣缸內(nèi)制冷劑壓力的作用，另一端受到頂桿推力的作用，卸載氣缸內(nèi)制冷劑壓力大于頂桿推力，則活塞克服頂桿推力向外運(yùn)動(dòng)，反之則相反。

卸載閥體位于吸氣通道與低壓腔之間，卸載主閥是一圓錐形結(jié)構(gòu)，其一端與頂桿相連，另一端與卸載彈簧相連，卸載彈簧依靠端面蓋板固定。卸載主閥受到頂桿和卸載彈簧的相互作用力，若頂桿作用力大于卸載彈簧作用力，則卸載主閥向外移動(dòng)，打開吸氣通道；若頂桿作用力小于卸載彈簧作用力，則卸載主閥向內(nèi)側(cè)移動(dòng)，關(guān)閉吸氣通道。

圖3 電磁閥及閥座的結(jié)構(gòu)

回流通道是位于吸氣通道與卸載缸之間的一條通道，其主要作用是在卸載時(shí)將卸載氣缸內(nèi)的制冷劑氣體回流到吸氣通道內(nèi)。

3 電磁式能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)工作過程

3.1 上載過程

圖4 電磁式能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)圖

如圖4所示，當(dāng)機(jī)組的冷凍水溫度上升，高出整定點(diǎn)時(shí)，溫度控制器TC的微動(dòng)觸點(diǎn)γ 1、γ 2就會(huì)跳開，從而切斷電磁閥線圈的供電，此時(shí)，電磁閥的閥芯在彈簧力的作用下封閉輔助閥口，高壓腔內(nèi)的高壓氣體就會(huì)沿電磁閥座上的進(jìn)氣口進(jìn)入卸載氣缸，使卸載氣缸的壓力逐步上升，當(dāng)卸載氣缸內(nèi)的壓力大于頂桿的作用時(shí)，則卸載活塞推動(dòng)頂桿移動(dòng)，頂桿則會(huì)帶動(dòng)卸載主閥克服卸載彈簧作用力向外側(cè)移動(dòng)，從而打開吸氣通道，使制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)的吸氣腔開始上載。由于電磁閥座上的進(jìn)氣口比較小，進(jìn)氣速度比較慢，所以卸載氣缸內(nèi)的壓力是慢慢升高，使得卸載主閥也是慢慢打開吸氣通道，從而吸氣通道內(nèi)的制冷劑是慢慢進(jìn)入吸氣腔內(nèi)，即壓縮機(jī)的上載是一個(gè)逐步增加的過程。

上載的工作原理圖如圖5所示，上載的工作流程如下：

冷凍水溫度上升→溫度控制器觸點(diǎn)跳開→電磁閥線圈失電→閥芯關(guān)閉輔助閥口→高壓氣體進(jìn)入卸載氣缸→卸載氣缸壓力上升→活塞推動(dòng)頂桿移動(dòng)→卸載主閥向外移動(dòng)→打開吸氣通道→上載

圖5 上載工作原理圖

3.2 卸載過程

如圖4所示，當(dāng)機(jī)組的冷凍水溫度下降，低于整定點(diǎn)時(shí)，溫度控制器TC的微動(dòng)觸點(diǎn)γ 1、γ 2就會(huì)閉合，從而接通電磁閥線圈的供電，此時(shí)，電磁閥的閥芯在電磁力的作用下打開輔助閥口，卸載氣缸內(nèi)的高壓氣體就會(huì)沿電磁閥座上的輔助閥口進(jìn)入回流通道到達(dá)吸氣通道，使卸載氣缸的壓力下降，當(dāng)卸載氣缸內(nèi)的壓力低于頂桿的作用力時(shí)，則頂桿推動(dòng)卸載活塞移動(dòng)，使得卸載主閥在卸載彈簧作用力的作用下向內(nèi)側(cè)移動(dòng)，從而關(guān)閉吸氣通道，切斷制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)的吸氣腔，開始卸載。由于電磁閥座上的輔助閥口比較大，排氣速度比較快，所以卸載氣缸內(nèi)的壓力是快速降低，使得卸載主閥也是快速關(guān)閉吸氣通道，即壓縮機(jī)的卸載是一個(gè)較為快速的過程。卸載的工作流程如下：

冷凍水溫度降低→溫度控制器觸點(diǎn)閉合→電磁閥線圈得電→閥芯打開輔助閥口→高壓氣體離開卸載氣缸→卸載氣缸壓力下降→頂桿推動(dòng)活塞移動(dòng)→卸載主閥向內(nèi)移動(dòng)→關(guān)閉吸氣通道→卸載

值得一提的是，卸載時(shí)，由于電磁閥座上的進(jìn)氣小孔也與回流通道相連，使得卸載時(shí)會(huì)有部分高壓氣體進(jìn)入回流通道到達(dá)吸氣側(cè)，不過因電磁閥座上的進(jìn)氣小孔的口徑非常小，通過的高壓氣體的量非常少，同時(shí)還可以將高壓側(cè)的部分潤滑油通過電磁閥座上的進(jìn)氣小孔回流到吸氣通道。

4 小結(jié)

綜上所述，電磁式能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是依靠電磁閥關(guān)閉或打開輔助閥口，使卸載氣缸內(nèi)的壓力產(chǎn)生變化，以此來推動(dòng)卸載活塞移動(dòng)，卸載活塞又帶動(dòng)卸載主閥移動(dòng)打開或關(guān)閉吸氣通道，從而實(shí)現(xiàn)上載或卸載。

[1] 陳錦泉.冷凍空調(diào)設(shè)備大全[M].廣州：廣東科技出版社.1991