원심 압축기의 작동 원리

원심냉동식 압축기의 구조와 작동원리는 원심송풍기와 매우 유사하다. 그러나 작동 원리는 피스톤 압축기와 근본적으로 다릅니다. 실린더 부피를 줄여 가스 압력을 높이는 것이 아니라 운동 에너지의 변화에 ​​의존하여 가스 압력을 높입니다. 원심 압축기에는 블레이드가 있는 작동 휠이 있으며, 작동 휠이 회전하면 블레이드가 가스를 구동하여 가스로부터 운동 에너지를 이동하거나 얻은 다음 운동 에너지의 일부를 압력 에너지로 변환하여 가스의 압력을 높입니다. 이러한 종류의 압축기는 운전 중에 냉매 증기를 지속적으로 흡입하고 이를 레이디얼 방향으로 연속적으로 배출하므로 원심형 압축기라고 합니다. 압축기에 설치된 임펠러의 수에 따라 1단형과 다단형으로 구분됩니다. 작동 휠이 하나만 있는 경우 단일 스테이지 원심 압축기라고 하며 여러 개의 작동 휠이 직렬로 연결된 경우 다단계 원심 압축기라고 합니다. 에어컨에서는 압력상승이 적기 때문에 일반적으로 다른 측면에서 사용되는 원심냉동식 압축기는 다단식을 사용한다. 단일 스테이지 원심 냉동 압축기의 구조는 주로 작업 휠, 디퓨저 및 볼류트로 구성됩니다. 압축기가 작동 중일 때 냉매 증기는 흡입구에서 축 방향으로 흡입실로 들어가고 흡입실의 전환 효과에 의해 증발기(또는 인터쿨러)의 냉매 증기가 고속 회전 작업 휠(3)로 고르게 유입됩니다. (작업 휠은 임펠러라고도 하는데, 이는 작업 휠을 통해서만 에너지가 가스로 전달될 수 있기 때문에 원심 냉동 압축기의 중요한 구성 요소입니다.) 블레이드의 작용에 따라 가스는 작업 휠과 함께 고속으로 회전하고 동시에 원심력의 작용으로 인해 블레이드 채널에서 팽창하여 흘러 가스의 압력과 속도가 증가합니다. 작업휠에서 나오는 가스는 단면적이 점차 확장되는 디퓨저(4)로 유입됩니다(작업휠에서 흘러나올 때 가스의 유량이 더 높기 때문에 디퓨저는 부분적으로 운동에너지를 압력에너지로 변환하므로, 가스 유량 증가). 가스가 디퓨저를 통해 흐를 때 속도는 감소하고 압력은 더욱 증가합니다. 디퓨저를 통과한 후 가스는 볼류트로 수집된 다음 배기 포트를 통해 인터쿨러 또는 응축기로 향하게 됩니다. 2. 원심 냉동 압축기의 특성 및 특징 피스톤 냉동 압축기와 비교하여 원심 냉동 압축기는 다음과 같은 장점이 있습니다. (1) 단일 기계는 냉각 용량이 동일할 때 부피가 작고 용량이 작습니다. 작은 설치 공간, 무게는 피스톤 유형보다 5~8배 가볍습니다. (2) 증기 밸브 피스톤 링과 같은 마모 부품이 없고 크랭크 커넥팅 로드 메커니즘이 없기 때문에 안정적으로 작동하고 원활하게 작동하며 소음이 적고 작동이 간단하며 유지 관리 비용이 저렴합니다. (3) 작업 휠과 케이싱 사이에 마찰이 없으며 윤활이 필요하지 않습니다. 따라서 냉매증기가 윤활유와 접촉하지 않게 되어 증발기 및 응축기의 열전달 성능이 향상된다. (4) 조정 범위가 넓어 경제적이며 편리하게 냉각 용량을 조정할 수 있습니다. (5) 냉매에 대한 적응성이 좋지 않습니다. 특정 구조의 원심 냉동 압축기는 한 가지 유형의 냉매에만 적응할 수 있습니다. (6) 상대적으로 분자량이 큰 냉매를 사용하는 것이 적합하므로 일반적으로 250,000~300,000kcal/hour 이상의 큰 냉동 용량에만 적합합니다. 냉각 용량이 너무 작으면 유량이 작아지고 유로가 좁아져 흐름 저항이 커지고 효율이 낮아집니다. 그러나 최근 몇 년간 지속적인 개선을 통해 에어컨에 사용되는 원심냉동식 압축기의 냉동능력은 시간당 약 100,000kcal 정도까지 작아질 수 있다. 냉동 및 응축 온도와 증발 온도 사이의 관계. 회전체의 운동량 모멘트의 변화는 외부 모멘트와 동일하다는 것을 물리학적으로 알 수 있으며, T=m(C2UR2-C1UR1) 양변에 각속도 Ω를 곱하면 TΩ=m(C2UΩR2 -C1UΩR1), 이는 주축에 작용하는 외부동력 N을 의미합니다. N=m(U2C2U-U1C1U) 입니다. 위 식의 양변을 m으로 나누면, 임펠러가 냉매증기 단위질량에 주는 일은 다음과 같습니다. 이는 임펠러의 이론적 에너지 수두입니다.

U2 C2 Ω2 C2U R1 R2 wo1 C1 U1 C2r β 원심 냉동 압축기의 특성은 이론 에너지 수두와 유량 사이의 관계가 변화하는 것을 의미하며, 이는 냉동 W=U2C2U-U1C1U≒U2C2U로도 표현될 수 있습니다(왜냐하면 import C1U≒0) 및 C2U=U2-C2rctgβ C2r=Vυ1/(A2υ2) 따라서 W= U22(1- Vυ1 ctgβ) A2υ2U2 공식에서: V - 임펠러 흡입 증기의 체적 유량(m3/s) υ1υ2 ——임펠러 입구 및 출구에서 각각 증기 비체적(m3/kg) A2, U2 - 임펠러 외부 가장자리 출구 면적(m2) 및 원주 속도(m/s) β - 블레이드 설치 각도 위에서 볼 수 있음 이론적 에너지 수두 W는 압축기 구조, 속도, 응축 온도, 증발 온도 및 임펠러 흡입 증기 체적 유량과 관련이 있다는 식입니다. 특정 구조와 특정 속도를 갖는 압축기의 경우 U2, A2, β는 모두 상수이므로 이론적인 에너지 수두 W는 유량 V, 증발 온도 및 응축 온도에만 관련됩니다. 원심냉동식 압축기의 특성상 상대적으로 분자량이 큰 냉매를 사용해야 하며, 현재 원심냉동식 압축기에 사용되는 냉매로는 F-11, F-12, F-22, F-113, F-114 등이 있다. 현재 우리나라에서 가장 널리 사용되는 에어컨용 원심 압축기는 F-11과