全封闭型活塞式压缩机降低能耗和噪声的改进

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ODP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ODP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COP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，**R600a（异丁烷）为制冷工质。

3设计上的改进

3，1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，也可降低压缩机功率的消耗，从而达到节能的目的。在排气结束，活塞开始反移动时，气缸头顶端不可避免地留有一定的余隙，循环中顶端余隙的膨胀，部分活塞行程失去吸气作用，所以，实际循环中存在一个容积系数λv；同时，吸排气时压力的波动，吸气过程中温度的升高，气体泄漏等因素，也存在压力系数λp，泄漏系数λl，温度系数λT对输气系数的影响。

实际的输气系数λ可表示为λ=λvλpλlλT式中，λDDD输气系数；λvDDD容积系数；λpDDD压力系数；λlDDD泄漏系数；λTDDD温度系数对于电冰箱用小型制冷压缩机，影响*大的是容积系数，其次还有温度系数。所以对压缩机的改进重点放在提高容积系数。减少余隙容积，改进吸，排气阀片的型式，例如采用无限位的吸气阀门，凹阀板等等，都会提高压缩机的效率，不过，这些性能的提高，都在于有完善的工艺保证才能得以实现。另外降低排气压力损失，增强对气缸壁面的冷却，也对压缩机效率的提高有益。

3，2气阀的优化气阀控制着压缩机的吸气，压缩，排气和膨胀全过程，阀片启闭中出现"颤抖"及"延迟关闭"会影响压缩机的输气量，增大压缩机的噪声和振动，损害阀片，影响压缩机的寿命，所以气阀的设计尤为重要。在设计中，气阀的结构参数及阀片的运动规律都必须合理地解决，以尽量减小阻力损失。由于阀隙马赫数，气体对气阀的作用力都随着制冷剂的改变而变化，所以，对采用R600a为制冷工质的压缩机，必须重新调整气阀的结构尺寸，以便合理地解决气阀运动中出现的问题。一般地，制冷工质的吸气压力总小于排气压力，而且，R600a的吸气压力又远远低于R12的吸气压力，所以可增大阀片的升程。通过增大阀片的升程，来增大气阀的时间截面，以降低气流的速度，减小功率损失。

3，3降低噪声提高压缩机效率的同时，噪声的增加是必然的，这是一个不容忽视的问题。这些噪声有连续噪声和不连续噪声，周期性和非周期性噪声，可归结为流体噪声，机械噪声和电磁噪声。其中*重要的是对吸气消音器流道的优化调整。

对噪声的降低，从消声原理出发，首先，调整压缩机内部系统中的流道，如流道中采用节流，适当减小吸气孔，消音孔的大小，改变内排气管的形状和弯曲弧度；改进压缩机各零部件的结构，平衡和减少偏心力矩引起的振动等方面以进一步降低压缩机的噪声。

其次，可改变压缩机的吸气方式，即采用半直接吸气方式如装吸气消音器，减少吸气压力降和降低吸气过热度，但由于吸气腔容积的扩大，在吸气过程中会产生更大的噪声，这样就要对吸气消音器进行优化调整。对于吸气消音器，增大其内腔的容积，改变吸气口的形状及流道的形式。通过消音器的声波，尺寸和截面的变化造成阻抗不匹配，使一部分声能反射回声源，从而达到降噪的目的。我们进行了大量的实验，通过频谱分析，可以看出消音器的流道，吸排气孔的大小比值与噪声有很大的关系，消音器气流流动*好采用螺旋流动；带进气管和隔板的消音器对噪声的"消音"作用*佳。

压缩机的电磁噪声，中高频成分居多，均匀排布；机械噪声中阀片的敲击声，每一周期一次，为高频信号。*后，*简单，*直接的降噪办法是加厚壳体，但是，加厚壳体即增加制造成本，又增加压缩机的重量，尺寸，显然不是*佳方案，应极力避免。

3，4电机的改进压缩机机构方面的调整，电机效率也必须提高，所以，应选用铁损较小的矽钢片。

3，5改进后压缩机的性能通过一系列的改进工作，我公司的B系列碳氢压缩机已在科龙公司成功匹配，其中B1114CY压缩机用于科龙公司的BCD-185/HC，BCD-215/HC型号上，并已通过国家节能产品认证。BM1114CY，BM1112CY压缩机还在进一步匹配中。