暖通工程師考試專業(yè)知識：冷凍機(jī)

冷凍機(jī)是指壓縮制冷方式所采用的壓縮機(jī)，因其使用條件和壓縮工作介質(zhì)的不同，它不同于一般的空氣壓縮機(jī)。按冷凍機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理上的差別，它與空氣壓縮機(jī)類似，也可分為活塞式、螺桿式、離心式等幾種不同形式。冷凍機(jī)是壓縮制冷設(shè)備中最重要的組成部分之一。

冷凍機(jī)的工作介質(zhì)即為制冷系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著傳遞熱量任務(wù)的制冷劑，常用的制冷劑有：氟里昂、氨、溴化鋰、氯甲烷等，其中氟里昂按其氣化溫度及化學(xué)分子式的不同有氟11(r-11)、氟12(r-12)、氟13(r-13)、氟21(r-21)、氟22(r-22)、氟113(r-113)、氟114(r-114)、氟142(r-142)等多種。上述制冷劑可分別用于低壓(冷凝壓力小于0.3-0.3mpa)高溫(蒸發(fā)溫度大于0℃)、中壓(冷凝壓力1-2mpa)中溫(蒸發(fā)溫度0—-50℃)及高壓(冷凝壓力大于2mpa)低溫(蒸發(fā)溫度小于-50℃)的制冷系統(tǒng)里。

冷凍機(jī)潤滑的特點(diǎn)

1、活塞式冷凍機(jī)

在活塞式冷凍機(jī)中，需要潤滑的摩擦部位有：活塞與氣缸的壁面;連桿大頭軸瓦與曲柄銷;連桿小頭軸瓦與活塞銷;活塞銷與活塞銷座;前后滑動軸承的軸瓦和主軸頸以及主軸軸封的靜動摩擦密封面等。

在小型低速冷凍機(jī)中最簡單的潤滑方式是飛濺潤滑，即在冷凍機(jī)的曲軸箱內(nèi)，借助于曲軸的連桿大頭的回轉(zhuǎn)攪動油面，將潤滑油甩到摩擦表面使之潤滑，但對有些摩擦表面潤滑油難以達(dá)到，潤滑不充分，易造成大的摩擦和磨損，故這種潤滑方式可靠性差，已很少單獨(dú)采用。

在新、老系列的冷凍機(jī)中大多采用著強(qiáng)制性循環(huán)潤滑，即利用油泵將油強(qiáng)制輸送到各潤滑點(diǎn)。活塞式冷凍機(jī)的潤滑多為內(nèi)傳動系統(tǒng)，即潤滑系統(tǒng)不單獨(dú)設(shè)立油箱和油泵站，而是采用冷凍機(jī)的曲軸箱兼作潤滑油箱，專門的潤滑泵與曲軸的一端相連，潤滑裝置與冷凍機(jī)構(gòu)成了一個(gè)整體。

油泵經(jīng)孔為0.28-0.154mm的篩網(wǎng)式粗濾器從曲軸箱中吸油，而后經(jīng)過濾精度為10-20μm的紙質(zhì)或粉末冶金式的精細(xì)濾油器將冷凍機(jī)潤滑油壓出，一路潤滑油被送到曲軸的前端，潤滑軸封、前主軸承、曲柄銷及連桿小頭，另一路壓力油進(jìn)到曲軸的后端，潤滑后主軸承、曲柄銷及連桿小頭，此外該壓力油還同時(shí)被送到油分配閥，用于控制能量調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。潤滑系統(tǒng)中還應(yīng)帶有壓力表、調(diào)壓閥等必備元件，調(diào)壓閥用于調(diào)節(jié)潤滑油的壓力并可使多余的潤滑油流回曲軸箱。在該系統(tǒng)中氣缸面是利用連桿小頭擠出的油和連桿大頭甩出的油實(shí)現(xiàn)摩擦面的潤滑。

冷凍機(jī)中所采用的潤滑泵通常有外嚙合齒輪式油泵、內(nèi)嚙合齒輪式油泵(俗稱月牙泵)和擺線轉(zhuǎn)子式油泵(俗稱梅花泵)等3種。對于外嚙合齒輪泵吸壓油口的位置確定后，泵的旋轉(zhuǎn)方向是一定的，不可逆轉(zhuǎn)，對全封閉和半封閉式冷凍機(jī)，因冷凍機(jī)機(jī)殼與電動機(jī)機(jī)殼連成一體，從外部難以辨別泵的轉(zhuǎn)向，容易造成齒輪泵轉(zhuǎn)向的錯(cuò)誤而使?jié)櫥ъ`，故外嚙合齒輪泵在冷凍機(jī)中較少應(yīng)用。對內(nèi)嚙合齒輪泵而言，月牙體(分開吸、壓油腔，保證內(nèi)外齒輪頂密封的構(gòu)件)可做成具有自動定位的結(jié)構(gòu)，不論齒輪的旋轉(zhuǎn)方向如何都不改變吸、壓油口的位置，故對油泵的轉(zhuǎn)向無限制，因此在新系列封閉和半封閉式冷凍機(jī)中廣為應(yīng)用。擺線轉(zhuǎn)子泵與內(nèi)嚙合齒輪泵類似，也可做到對泵的旋轉(zhuǎn)方向無限制，此外擺線轉(zhuǎn)子泵齒形簡單，加工容易，結(jié)構(gòu)緊湊，在冷凍機(jī)中有著廣闊的應(yīng)用前景。

2、螺桿式冷凍機(jī)

螺桿式冷凍機(jī)的潤滑部位有：凸凹螺桿(亦稱陰陽轉(zhuǎn)子)的轉(zhuǎn)動嚙合部;轉(zhuǎn)動的螺桿與殼體的相對滑動表面;螺桿前后的滑動軸承;主動螺桿的平衡活塞及軸端的機(jī)械密封摩擦面。在上述潤滑部位均開有與壓力油相通的油口。在能量調(diào)節(jié)閥上或殼體上開設(shè)的大小不同、相隔一定距離的油孔可使?jié)櫥瑝毫τ椭苯訃娚涞睫D(zhuǎn)子上，即可冷卻潤滑轉(zhuǎn)子和殼體，又可對運(yùn)動部位的間隙進(jìn)行密封，以減少被壓縮氣體的泄漏，并降低運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲。

由于調(diào)壓閥調(diào)節(jié)的潤滑油的壓力通常比冷凝壓力高0.2-0.3mpa，潤滑油量可相當(dāng)于冷凍機(jī)輸氣量的1%-2%。潤滑泵可直接用轉(zhuǎn)子本身驅(qū)動，也可做成外傳動式的。通常都將油分離器作為潤滑系統(tǒng)的油箱。目前應(yīng)用較廣的是離心—重力型和填料—重力型的油分離器。

此外在螺桿式冷凍機(jī)中也多采用二級油分離器，二級油分離器分離出的潤滑油可利用吸、排氣壓差不經(jīng)油泵直接被壓送到吸氣腔，對軸承、平衡活塞等處進(jìn)行潤滑。在該種潤滑系統(tǒng)中普遍采用著列管式油冷卻器，使油溫保持在20-50℃，冷卻介質(zhì)可用水或冷凍機(jī)自身的制冷劑來蒸發(fā)冷卻潤滑油。潤滑系統(tǒng)中的精過濾器的進(jìn)出口壓差不應(yīng)超過0.1mpa，否則應(yīng)清洗或更換濾芯。

3、離心式冷凍機(jī)

離心式冷凍機(jī)的主要潤滑部位是增速齒輪、主軸承及軸端的機(jī)械密封。通常齒輪箱可兼做潤滑油箱，其中裝有電加熱器可對潤滑油進(jìn)行預(yù)熱，油泵用于將油抽送到專設(shè)的高位油箱，再由高位油箱把油引到所需的潤滑部位，該種方式可防止油泵供油系統(tǒng)突然故障或冷凍機(jī)突然斷電停機(jī)時(shí)，油泵無油供給而冷凍機(jī)仍保持運(yùn)轉(zhuǎn)或借慣性繼續(xù)高速回轉(zhuǎn)，因無潤滑而造成設(shè)備摩擦部位的“燒傷”或“咬合”事故。