渦旋壓縮機的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢課件

渦旋式壓縮機是20世紀80年代才發(fā)展起來的一種新型容積型壓縮機，其機理最早由法國人寇克絲(LeonCreux)提出并于1905年在美國取得專利，由于渦旋體加工困難、軸向力不能穩(wěn)定平衡、防自轉機構不靈活、軸向和徑向密封機構不完善等原因，在當時沒得以實用化。直至20世紀70年代美國對渦旋式流體機械的基本理論進行了潛心研究，開發(fā)了He冷凍用壓縮機、膨脹機，顯示其卓越性能。日本在渦旋式流體機械的研制上也不甘示弱。從1975年開始，根據“新容積式壓縮機開發(fā)”進行了預備研究。特研77B06“渦旋壓縮機開發(fā)”從1978年3月開始，圍繞空調用1.5kw、3kw冰箱用300W等機種進行了基礎研究。當前，渦旋式壓縮機它已經成為功率在1~15kw范圍內甚受青睞的制冷壓縮機，并逐步向大容量機型擴展。渦旋式壓縮機是20世紀80年代才發(fā)展起來的一種新1

我國1983年以后才開始渦旋壓縮機的研制工作,1987年試制出第1臺渦旋空氣壓縮機。目前渦旋壓縮機的研究制造主要集中在美國、日本、中國和韓國。近年來研究渦旋壓縮機的論文不斷增多,研究內容主要集中在渦旋壓縮機的幾何特性、工作原理、泄漏及密封、加工工藝及材料、型線修正及通用型線、整體優(yōu)化等方面。

我國1983年以后才開始渦旋壓縮機的研制工21、渦旋式壓縮機的特點（1）效率高渦旋式壓縮機的吸氣、壓縮、排氣過程連續(xù)單向進行，因而吸入氣體的有害過熱?。幌噜徆ぷ髑婚g的壓差小，氣體泄露少；沒有余隙容積中氣體向吸氣腔的膨脹過程，容積效率就高，通常高達95%以上；動渦旋體上的所有點均以幾毫米的回轉半徑做同步轉動，所以運動速度低，摩擦損失小；沒有吸氣閥，也可以不設置排氣閥，所以氣流的流動損失小。渦旋式壓縮機的效率比往復式約高10%。（2）力矩變化小、振動小、噪聲低渦旋式壓縮機的壓縮過程較慢，因一對渦旋體中幾個月牙形空間可同時進行壓縮過程，

故使曲軸轉矩變化小，渦旋式轉矩僅為滾動轉1、渦旋式壓縮機的特點3子式和往復式的1/10，壓縮機運轉平穩(wěn)；又因為渦旋式壓縮機吸氣、壓縮、排氣是連續(xù)進行的，所以進排氣的壓力脈動很小，于是振動和噪聲都小。（3）結構簡單、體積小、質量輕、可靠性高渦旋式壓縮機構成壓縮室的零件數(shù)目與滾動轉子式以及往復式的零件數(shù)目之比為1：3：7，所以渦旋式的體積比往復式小40%，質量輕15%；又由于沒有吸氣閥和排氣閥，易損零件少，加之有軸向、徑向間隙可調的柔性機構，能避免液擊造成的損失及破壞，故渦旋式壓縮機的運行可靠性高。因此，渦旋式壓縮機即使在高轉速下與也保持高效率和高可靠性，其轉速可達13000r/min。盡管渦旋式壓縮機的優(yōu)點多，但是需要高精度的加工設備和精確的裝配技術，限制了它的普遍制造和應用，目前還僅限于功率在1~15kw的空調器中應用。子式和往復式的1/10，壓縮機運轉平穩(wěn)；又因為渦旋42、與其它壓縮機類型的比較

（1）渦旋式、滾動活塞式、往復式壓縮機比較從高壓側向低壓側的氣體泄露問題往復和滾動活塞壓縮機高、低壓都是相鄰的，所以氣體泄露量大。渦旋式在高、低壓產生的過程中，形成了許多月牙形的中間壓力，相互間隔的壓力差小，所以泄露量小。供暖時，當大氣溫度下降，高、低壓差增大，泄露量增加，供暖能力也就下降。有無吸、排氣閥的比較往復式必須有吸、排氣閥，滾動活塞式也必須有排氣閥，這就產生了氣體通道阻力。2、與其它壓縮機類型的比較5相比之下渦旋式的吸氣腔和排氣搶腔不直接相連，所以不需要吸、排氣閥，流通阻力小。有無頂端余隙容積的比較往復式和滾動活塞式都有頂端余隙容積，由于余隙容積內氣體膨脹使壓縮機工作效率下降，渦旋式沒有頂端余隙容積，容積效率高。轉矩變動的比較與往復及滾動活塞式相比，渦旋式的特點是：轉動一次就同時連續(xù)進行吸氣，壓縮和排氣，所以壓縮轉矩的變化極小，因而振動和噪音都不大。零部件數(shù)量比較渦旋式不需要閥，也無消音器和防止脈動的零部件，防振構造很簡單，所以其零部件的數(shù)量約為往復式的40%，滾動活塞式約為往復式的60%。相比之下渦旋式的吸氣腔和排氣搶腔不直接相連，所以不6渦旋壓縮機的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢課件71、渦旋式壓縮機的發(fā)展渦旋式壓縮機的歷史相對較短，但是它在空調器中的使用卻在與日俱增。由于該類型壓縮機中，氣體壓縮引起的力矩波動較小，所以同往復式和旋轉式壓縮機相比，它的振動可維持在一個較低的水平。市場上有售的渦旋式壓縮機容量范圍為0.75～15KW（不包括特殊型號），并且多數(shù)在3～5KW之間，應用最多是在小型PAC中。

Danfoss—Maneurop和谷輪已經宣布研制成功了20KW的大容量渦旋式壓縮機。谷輪在世界渦旋式壓縮機市場處于絕對主導地位。到2002年初，谷輪累計生產的渦旋式壓縮機總1、渦旋式壓縮機的發(fā)展8

量已達2800萬臺。它的年總產量超過600萬臺，產品型號有230多種，采用的制冷劑包括R22、R407C、R410A、R404A和R134a。

谷輪在美國有四家工廠，國內年產量超過350萬臺，其中位于北卡羅萊那洲謝爾比（Shelby）的工廠政致力于生產“Glacier”品牌的適應型渦旋機。此外，谷輪還有一家專門生產渦旋式壓縮機核心零部件的工廠。谷輪在泰國Rayong的工廠生產1.5～6.75hp的渦旋機，年產量100萬臺。它在中國蘇州的工廠1999年底投產后，截止2001年底已累計生產渦旋式壓縮機50萬臺，而年生產能力也在100萬臺以上。

9綜觀目前渦旋壓縮機研究現(xiàn)狀和應用情況,對今后幾年渦旋壓縮機的研究發(fā)展方向歸納為:(1)降低渦旋壓縮機的加工成本,主要是渦旋盤的加工。尋找加工復雜但具有良好性能型線的簡單方法。(2)研究新的環(huán)保型制冷劑對渦旋壓縮機結構的新要求。(3)增大渦旋壓縮機的功率范圍,拓寬其應用領域,特別是研究其變頻特性以及在空調熱泵中的應用。(4)改進壓縮機的平衡機構,特別是軸向氣體力的平衡。減少氣體的泄漏,減少機械摩擦損失,從而提高渦旋壓縮機的工作效率和可靠性。(5)加強對實際運行的實驗研究,建立起關于渦旋壓縮機理論和實驗相應發(fā)展的統(tǒng)一體系,保證渦旋式壓縮機在借鑒其他類型壓縮機的基礎上發(fā)展方向的準確性;綜觀目前渦旋壓縮機研究現(xiàn)狀和應用情況,對今后幾年渦旋壓縮機的10(6)建立系統(tǒng)的包括壓縮機油冷卻、供油、電機等外部系統(tǒng)在內的模塊化數(shù)學模型,使之具有通用性;并在原有基礎上強化對壓縮機內部熱力學特性、動力學特性的研究,更完善地分析壓縮機各種運行工況下的工作過程;(7)擴大渦旋式壓縮機機型,打破渦旋壓縮機在大容量(>2L/min)上的空白;(8)提高對渦旋式壓所機的加工工藝,保證壓縮機性能和品質;(9)增強渦旋式壓縮機的市場競爭力。在保證性能和品質的基礎上降低生產成本、運行成本,從而降低產品價格,并實現(xiàn)大批量生產。(6)建立系統(tǒng)的包括壓縮機油冷卻、供油、電機等外部系統(tǒng)在內的112、數(shù)碼渦旋壓縮機

谷輪公司向中國空調市場提供其最有革命性的新技術產品數(shù)碼渦旋壓縮機CopelandDigitalScroll，作為下一代變容量空調器的心臟。目前，數(shù)碼渦旋壓縮機和與之配套的電器控制板均向客戶供應，以方便開發(fā)多聯(lián)式變容量空調系統(tǒng)。數(shù)碼渦旋壓縮機不同2、數(shù)碼渦旋壓縮機12于常見的變頻壓縮機，與變頻壓縮機通過變頻器控制改變制冷劑循環(huán)量相比，數(shù)碼渦旋壓縮機具有以下優(yōu)勢：1.更寬廣的制冷制熱容量調節(jié)范圍(10%-100%)；更精確的容量控制。與變頻系統(tǒng)存在制冷量階梯相比，數(shù)碼渦旋系統(tǒng)可以實現(xiàn)任何一點的冷量要求；2.在任何負荷點都具備出色的除濕性能-在低負荷范圍使室內達到濕度70%以下的舒適要求；3.低噪音與低振動，壓縮機保持恒速運行，避免產生高頻噪音與振動；4.極高的可靠性：通過谷輪公司極其嚴格的測試條件，并保證15年以上運行壽命；5.極佳的回油特性，壓縮機定速運行，即使在小負荷冷量時也無回油問題，并保證系統(tǒng)可以配備長聯(lián)管；于常見的變頻壓縮機，與變頻壓縮機通過變頻器控制改變136.極其簡單的系統(tǒng)設計，不需要制冷劑熱氣旁通，不需要制冷劑液體旁通，不需要油分離器，系統(tǒng)設計更簡單，更可靠；7.無電磁兼容問題。通過機械式加載及卸載，不需要變頻控制器。8.數(shù)碼渦旋壓縮機CopelandDigitalScroll可以全方位滿足以下系統(tǒng)應用：單蒸發(fā)器多聯(lián)機系統(tǒng)，風管送風系統(tǒng)，冷水機組系統(tǒng)及機房空調系統(tǒng)。6.極其簡單的系統(tǒng)設計，不需要制冷劑熱氣旁通，不需要制冷劑14

渦旋壓縮機的研究與開發(fā)已受到各界的廣泛重視,其發(fā)展極其迅速,變頻調速技術在渦旋空