淺述新型制冷型壓縮機(jī)
一、線形壓縮機(jī)
線形壓縮機(jī)是在往復(fù)式壓縮機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。傳統(tǒng)往復(fù)式壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出的是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 而壓縮機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)需要的是往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這樣就必須采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這樣的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換是*的， 但這既增加了運(yùn)動(dòng)零部件數(shù)量又產(chǎn)生了不可避免的能量損失， 使壓縮機(jī)的振動(dòng)和噪聲增加、能效下降。
如果電機(jī)輸出的就是往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 則上述問題就可以*避免。在此思路基礎(chǔ)上就形成了線形壓縮機(jī)的概念。它采用直接輸出往復(fù)運(yùn)動(dòng)的直線電機(jī)， 活塞向一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)， 反方向的運(yùn)動(dòng)則由一個(gè)彈簧驅(qū)動(dòng)， 形成一個(gè)機(jī)電振蕩系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。盡管仍然依靠活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)壓縮氣體， 但與傳統(tǒng)往復(fù)式壓縮機(jī)在結(jié)構(gòu)上有本質(zhì)的區(qū)別， 可視為一種全新的壓縮機(jī)。
線形壓縮機(jī)的工作原理早已存在， 它具有高能效的先天優(yōu)勢(shì)， 是一種較有發(fā)展?jié)摿Φ膲嚎s機(jī)。
但它具有較高的技術(shù)難度， 在廣泛產(chǎn)業(yè)化方面仍有大量的工作要做， 目前僅在國外有小批量試用。
二、螺旋葉片壓縮機(jī)
螺旋葉片壓縮機(jī)的工作原理如 所示， 偏心置于圓筒形汽缸中的轉(zhuǎn)子上， 開有變節(jié)距螺旋槽，槽內(nèi)嵌有變節(jié)距的螺旋葉片。螺旋葉片與轉(zhuǎn)子一起由主軸驅(qū)動(dòng)， 并以相同的速度旋轉(zhuǎn)， 與此同時(shí)存在著螺旋葉片與轉(zhuǎn)子間的徑向相對(duì)運(yùn)動(dòng)。隨著主軸的旋轉(zhuǎn)， 由螺旋葉片、汽缸和轉(zhuǎn)子所組成的封閉容積向排氣端運(yùn)動(dòng)并逐漸縮小體積， 以實(shí)現(xiàn)氣體的壓縮。
這種壓縮機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊， 電機(jī)定子可置于汽缸外（ 以主軸轉(zhuǎn)子作為電機(jī)的轉(zhuǎn)子） ， 將電機(jī)與泵體重疊起來， 軸向尺寸可大大縮小， 較好的性能， 較小的噪聲與振動(dòng)， 無氣閥、強(qiáng)制排氣的特點(diǎn)。
這種壓縮機(jī)廣泛產(chǎn)業(yè)化的前景尚不明朗。
三、擺動(dòng)式壓縮機(jī)
擺動(dòng)式壓縮機(jī)是在轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種壓縮機(jī)。常規(guī)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子與滑片是 2 個(gè)獨(dú)立的零件， 滑片在其背部彈簧力的作用下緊壓在轉(zhuǎn)子上并隨轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
擺動(dòng)式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子與滑片做成一個(gè)整體， 稱為擺動(dòng)轉(zhuǎn)子。 所示為擺動(dòng)式壓縮機(jī)的工作原理。
擺動(dòng)式壓縮機(jī)消除了滑片與轉(zhuǎn)子間的摩擦， 適用于高壓力差的應(yīng)用場合， 盡管目前尚未大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化， 但有一定發(fā)展?jié)摿Α?/span>
四、渦旋式壓縮機(jī)
隨著對(duì)傳統(tǒng)制冷壓縮機(jī)研究的不斷深入， 其結(jié)構(gòu)和功能可能發(fā)生較大的變化， 從而形成空壓機(jī)的新結(jié)構(gòu)， 前述的線形壓縮機(jī)和擺動(dòng)式壓縮機(jī)均屬于此類情況。H ajime SAT O 等則介紹了一種在渦旋式壓縮機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展出來的 3D 渦旋式壓縮機(jī)3D 渦旋式壓縮機(jī)在傳統(tǒng)渦旋式壓縮機(jī)徑向壓縮氣體的基礎(chǔ)上， 通過渦旋線高度的變化（ 中心部位較低， 傳統(tǒng)渦旋式壓縮機(jī)高度不變） 增加了氣體的軸向壓縮。與傳統(tǒng)渦旋式壓縮機(jī)相比， 具有高效、低噪聲、結(jié)構(gòu)緊湊、高可靠性的特點(diǎn)。
五、 CO 2壓縮機(jī)和熱泵熱水器用壓縮機(jī)
CO 2屬于*物質(zhì)， 其 GWP 值低， 屬于環(huán)保制冷劑。同時(shí)其跨臨界循環(huán)的特征還使得其在熱泵熱水器中應(yīng)用具有*的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。
嚴(yán)格意義上講， CO 2壓縮機(jī)屬于新制冷劑壓縮機(jī)， 大多數(shù)的現(xiàn)有壓縮機(jī)機(jī)型如往復(fù)式、轉(zhuǎn)子式、渦旋式、螺桿式等都可以采用這種制冷劑開發(fā)出相應(yīng)的壓縮機(jī)。所須解決的問題是跨臨界循環(huán)的高壓力和大壓差帶來的強(qiáng)度問題及高壓下采用人工合成潤滑油帶來的潤滑和摩擦問題等?？紤]到熱泵熱水器巨大的市場發(fā)展空間， CO2壓縮機(jī)具有良好的發(fā)展?jié)摿Γ?/span> 已成為制冷壓縮機(jī)的一個(gè)主要發(fā)展方向。
目前國內(nèi)熱泵熱水器用 CO2壓縮機(jī)的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用尚有待時(shí)日， 且 CO2熱泵熱水器的開發(fā)仍有一定難度。熱泵熱水器多使用普通的HCFC 22 壓縮機(jī)， 這就形成了熱泵熱水器用HCFC 22 壓縮機(jī)的市場需求， 成為短時(shí)期內(nèi)制冷壓縮機(jī)的一個(gè)發(fā)展方向。所須要解決的問題是較高冷凝溫度造成的可靠性、能效問題以及冬季和夏季巨大的工況差異問題。
六、新制冷劑壓縮機(jī)與 CO2
壓縮機(jī)類似， 新制冷劑壓縮機(jī)不屬于新的機(jī)型， 所有的現(xiàn)有空氣壓縮機(jī)機(jī)型如往復(fù)式、轉(zhuǎn)子式、渦旋式、螺桿式等都可以采用各種新制冷劑開發(fā)出相應(yīng)的壓縮機(jī)。
目前有可能替代 H CFC 22 作為制冷劑的物質(zhì)可分為幾大類： 天然物質(zhì)如 NH 3， H 2 O， R290 和CO 2及這些物質(zhì)的混合物等； 人工合成單質(zhì)或混合制冷劑如 R410A ， R134a， R32 和 R407C 等； 以及尚處于開發(fā)階段的一些混合制冷劑。其中一些制冷劑的壓縮機(jī)技術(shù)已經(jīng)成熟、具備了批量供貨能力。未來的主要開發(fā)方向是 NH 3， R290， R32 和CO 2及未來出現(xiàn)的制冷劑。
開發(fā)新制冷劑壓縮機(jī)相對(duì)比較簡單， 主要的難題在于*替代制冷劑的不確定性造成的研發(fā)投入和工作量問題， 以及制造裝備、制造工藝的改造問題。在采用易燃易爆制冷劑時(shí)尚存在安全性問題。
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