หลักการทางกลของคอมเพรสเซอร์เครื่องทำความเย็น

ในระบบทำความเย็นแบบอัดไอ คอมเพรสเซอร์ทำความเย็นจะยกสารทำความเย็นจากแรงดันต่ำไปยังแรงดันสูง และหมุนเวียนสารทำความเย็นอย่างต่อเนื่อง ทำให้ระบบสามารถระบายความร้อนภายในออกสู่สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงกว่าระบบได้อย่างต่อเนื่อง คอมเพรสเซอร์ทำความเย็นถือเป็นหัวใจสำคัญของระบบทำความเย็น โดยป้อนพลังงานไฟฟ้าผ่านคอมเพรสเซอร์เพื่อระบายความร้อนจากสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำไปยังสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง อัตราส่วนประสิทธิภาพพลังงานของคอมเพรสเซอร์ทำความเย็นจะกำหนดอัตราส่วนประสิทธิภาพพลังงานของระบบทำความเย็นทั้งหมด เนื่องจากอุณหภูมิแวดล้อมเปลี่ยนแปลงบ่อยครั้ง คอมเพรสเซอร์จึงอยู่ในสถานะโหลดบางส่วนเป็นส่วนใหญ่ ดังนั้น คอมเพรสเซอร์จึงจำเป็นต้องมีการควบคุมพลังงาน
คอมเพรสเซอร์แบบสกรูไม่มีกระบอกสูบ ลูกสูบ แหวนลูกสูบ ปลอกกระบอกสูบ และส่วนประกอบที่เปราะบางอื่นๆ ที่จำเป็นสำหรับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ เครื่องจักรมีโครงสร้างที่กะทัดรัด ปริมาตรน้อย น้ำหนักเบา และไม่มีปริมาตรการกวาดล้าง ไม่มีความเสี่ยงที่ของเหลวจะกระทบเมื่อของเหลวจำนวนเล็กน้อยเข้าไปในเครื่องจักร วาล์วแบบแอ็คทีฟสามารถใช้สำหรับการควบคุมพลังงานแบบไม่มีขั้นตอน 10% ถึง 100% พร้อมการใช้งานที่หลากหลาย การทำงานที่เสถียรและเชื่อถือได้ รอบการบำรุงรักษาที่ยาวนาน และเวลาการทำงานที่ปราศจากข้อผิดพลาดสูงสุดถึง (2-5) × 104 ชั่วโมง เนื่องจากการใช้น้ำมันหล่อลื่น ประสิทธิภาพการระบายความร้อนและประสิทธิภาพการปิดผนึกของเครื่องจักรจึงได้รับการปรับปรุง และอุณหภูมิไอเสียก็ลดลง แม้ว่าอุณหภูมิการระเหยจะต่ำ (-40 องศา) และอัตราส่วนการบีบอัดสูง (ประมาณ 25) ก็ยังสามารถทำการทำงานแบบขั้นตอนเดียวได้ ซึ่งสามารถแทนที่รอบการบีบอัดแบบสองขั้นตอนภายในช่วงที่กำหนดได้ อย่างไรก็ตาม การประมวลผลและการประกอบคอมเพรสเซอร์ทำความเย็นแบบสกรูต้องใช้ความแม่นยำสูงและไม่เหมาะกับสภาพการทำงานที่เปลี่ยนแปลง ส่งผลให้มีเสียงดังมาก โดยทั่วไป จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์กันเสียงและกันเสียง ในระหว่างการอัดทำความเย็น จำเป็นต้องฉีดพ่นน้ำมันหล่อลื่น ซึ่งต้องใช้อุปกรณ์เสริม เช่น ปั๊มน้ำมัน เครื่องทำความเย็นน้ำมัน และอุปกรณ์กู้คืนน้ำมัน
ตัวสะท้อนเสียงเฮล์มโฮลทซ์ถูกปิดล้อมและเชื่อมต่อไว้ที่ด้านนอกของตัวเรือนคอมเพรสเซอร์ ซึ่งสร้างขึ้นโดยการเชื่อมต่อห้องของตัวสะท้อนเสียงเฮล์มโฮลทซ์กับโพรงภายในของตัวเรือนคอมเพรสเซอร์ผ่านคอเพื่อลดแอมพลิจูดของโหมดอะคูสติกที่ถูกกระตุ้นภายในห้องคอมเพรสเซอร์ การปรับความถี่เรโซแนนซ์ของตัวสะท้อนเสียงให้ถึงโหมดการสั่นสะเทือนที่ถูกกระตุ้นสูงสุดของโพรงคอมเพรสเซอร์จริงจะลดจุดสูงสุดของเรโซแนนซ์ลงอย่างมากและทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในสเปกตรัมการตอบสนอง อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้จะส่งผลต่อรูปลักษณ์ของคอมเพรสเซอร์และการจัดเรียงในตู้เย็น และผลการวิจัยยังไม่ได้ถูกนำไปใช้กับผลิตภัณฑ์
คอมเพรสเซอร์ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่มีผลกระทบต่อประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของระบบปรับอากาศคาร์บอนไดออกไซด์แบบทรานส์คริติคอลมากที่สุด ควรได้รับการออกแบบใหม่โดยคำนึงถึงลักษณะเฉพาะของวงจรคาร์บอนไดออกไซด์เหนือวิกฤตอย่างเต็มที่ CO2 เช่นเดียวกับแอมโมเนีย มีค่า K เลขชี้กำลังอะเดียแบติกสูงที่ 1.30 ซึ่งอาจทำให้คอมเพรสเซอร์มีอุณหภูมิไอเสียสูงขึ้น อย่างไรก็ตาม เนื่องจาก CO2 ต้องการอัตราส่วนความดันของคอมเพรสเซอร์ที่ต่ำกว่า จึงไม่จำเป็นต้องทำให้คอมเพรสเซอร์เย็นลง เนื่องจากมีดัชนีอะเดียแบติกสูงและอัตราส่วนความดันต่ำ จึงสามารถลดการสูญเสียการขยายตัวซ้ำของปริมาตรช่องว่างของคอมเพรสเซอร์ได้ ส่งผลให้คอมเพรสเซอร์มีประสิทธิภาพเชิงปริมาตรสูงขึ้น หลังจากการวิจัยเชิงทดลองและเชิงทฤษฎี Jurgen SUB และ Horst Kruse พบว่าคอมเพรสเซอร์ลูกสูบมีซีลแบบเลื่อนฟิล์มน้ำมันที่ดี ทำให้เป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับระบบ CO2 BOCK ได้ปรับปรุงวาล์วไอเสียของคอมเพรสเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ และประสิทธิภาพของคอมเพรสเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ที่ปรับปรุงแล้วเพิ่มขึ้น 7%
น้ำมันหล่อลื่นที่เหลือและขดลวดปลายมอเตอร์ยังสามารถทำให้เกิดความแตกต่างของระดับเสียงระหว่างคอมเพรสเซอร์รุ่นเดียวกันได้ (เบี่ยงเบนจากระดับเสียงเฉลี่ย) โดยการเปลี่ยนการรองรับภายนอกของเปลือกเพื่อเพิ่มความแข็งแรงในการบิดและลดพื้นผิวการสั่นสะเทือน ความซับซ้อนของการวิจัยเสียงรบกวนต้องการให้ผู้วิจัยมีคุณสมบัติทางทฤษฎีที่แข็งแกร่ง บริษัทต่างๆ ต้องมีรากฐานทางเทคนิคที่ดี และต้องใช้การลงทุนจำนวนมากและใช้เวลานานขึ้น นี่คือจุดอ่อนอย่างหนึ่งของบริษัทคอมเพรสเซอร์ของจีน ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วอยู่ในขั้นตอนการวิจัยเชิงทดลองเชิงคุณภาพ มาพร้อมกับความสุ่มและความไม่แน่นอนมากมาย
การใช้สารทำความเย็นชนิดใหม่ตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมยังเป็นหัวข้อที่ได้รับความสนใจอย่างมากในอุตสาหกรรมคอมเพรสเซอร์ทำความเย็น เมื่องานเปลี่ยนสารทำความเย็น R22 สำหรับผลิตภัณฑ์ตู้เย็นสิ้นสุดลง การวิจัยเกี่ยวกับคอมเพรสเซอร์สารทำความเย็นชนิดใหม่จึงมุ่งเน้นไปที่อุตสาหกรรมเครื่องปรับอากาศเป็นหลัก นอกเหนือจากการวิจัยที่ครบถ้วนเกี่ยวกับ R410A และ R407C แล้ว หัวข้อที่ได้รับความสนใจมากที่สุดคือการศึกษาคอมเพรสเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ เนื่องจากระบบคาร์บอนไดออกไซด์มีแรงดันสูงกว่าระบบวงจรวิกฤตแรงดันแบบเดิมมาก ข้อกำหนดในการออกแบบซีลเพลาของคอมเพรสเซอร์จึงสูงกว่าคอมเพรสเซอร์เดิมมาก การรั่วไหลของซีลเพลาของคอมเพรสเซอร์ยังคงเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการใช้งานจริงเป็นระยะเวลาหนึ่ง