中國(guó)30多年來經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,造就了巨大的制冷(熱泵)裝置需求,比如建筑業(yè)發(fā)展使得空調(diào)使用量急速增長(zhǎng);冷藏鏈及其物流業(yè)發(fā)展,加快冷凍冷藏基礎(chǔ)建設(shè)的速度。2015年中國(guó)集中空調(diào)市場(chǎng)的整體容量約為660億元人民幣。但是,制冷(熱泵)產(chǎn)品的大量使用消耗了巨大的電力,也形成了巨大的節(jié)能減排壓力;食品質(zhì)量和安全是民眾更加關(guān)心的問題,這就要求更普遍地使用冷藏鏈設(shè)備,而且要求冷藏鏈設(shè)備具備更高的品質(zhì)。
目前上正在普遍采用的無(wú)臭氧破壞作用的替代CFCs和HCFCs的制冷劑HFCs,包括目前常用的R134a,R410A,R407C和R404A 等,均屬于《聯(lián)合氣候變化框架公約》框架下的《京都議定書》所列明的應(yīng)實(shí)施減排的六大類溫室氣體之一。
2016年10月,《蒙特利爾議定書》第28次締約方會(huì)議上,社會(huì)達(dá)成了基加利修正案,規(guī)定了對(duì)HFCs開展逐步削減的時(shí)間表。新的修正案將對(duì)行業(yè)未來的發(fā)展帶來全面而深刻的影響,將推動(dòng)制冷劑進(jìn)行新一輪的替換,即用低溫室效應(yīng)潛能(GWP)的制冷劑替換目前廣泛使用的高GWP制冷劑,如R134a,R404A,R407C和R410A 等。所有這些,再加上產(chǎn)品傳統(tǒng)的高質(zhì)量、低成本要求,造就了目前制冷(熱泵)產(chǎn)品在我國(guó)大發(fā)展的時(shí)代、更是大變革的時(shí)代的總體表現(xiàn)是產(chǎn)品種類繁多、技術(shù)日新月異,很多資深的專業(yè)人士都感到茫然、眼花繚亂,更別說非專業(yè)人士和廣大用戶了。
作為制冷(熱泵)系統(tǒng)或機(jī)組的核心部件,壓縮機(jī)決定其性能和成本,是一種設(shè)計(jì)和制造水平要求*的產(chǎn)品,既是制冷技術(shù)水平的綜合體現(xiàn),也是制造水平的綜合反映。另外,壓縮機(jī)必須適應(yīng)制冷(熱泵)技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展和變革,這也造就了壓縮機(jī)在我國(guó)市場(chǎng)上不僅品種多,而且新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)。這里,筆者依據(jù)主要壓縮機(jī)生產(chǎn)廠商的技術(shù)資料,對(duì)目前我國(guó)市場(chǎng)上銷售的工商用制冷壓縮機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行梳理,分類介紹它們的性能特點(diǎn)、主要參數(shù)、運(yùn)行范圍和技術(shù)特征,以期能對(duì)我國(guó)工商用制冷壓縮機(jī)市場(chǎng)有一個(gè)概貌性介紹。
圖1 工商用制冷劑壓縮機(jī)制冷量分布
目前我國(guó)市場(chǎng)上常見的工商用制冷壓縮機(jī)的制冷量范圍如圖1所示,活塞式壓縮機(jī)和渦旋式壓縮機(jī)(包括全封閉和半封閉式)的制冷量普遍在300kW 以下,開啟式活塞式壓縮機(jī)和螺桿式壓縮機(jī)的制冷量范圍分布在2000kW 以下,離心式壓縮機(jī)的制冷量可以達(dá)到9000kW。
工商用制冷壓縮機(jī)的排氣量如圖2所示,半封閉活塞式壓縮機(jī)、開啟式活塞式壓縮機(jī)、全封閉螺桿式壓縮機(jī)和渦旋式壓縮機(jī)的排氣量都在400m3/h以下,半封閉螺桿式壓縮機(jī)的排氣量在2000m3/h以下,開啟式螺桿式壓縮機(jī)的排氣量可達(dá)8943m3/h。
圖2 工商用制冷壓縮機(jī)排氣量分布
1、活塞式壓縮機(jī)
1.1 冷藏鏈用(中低溫用途)
半封閉活塞式壓縮機(jī)是冷凍冷藏領(lǐng)域中小型制冷裝置采用的主要機(jī)型,如圖3所示。從適用的蒸發(fā)溫度看,半封閉活塞式壓縮機(jī)有中高溫、中溫和低溫工況機(jī)型;從適用的冷凝溫度看,有低冷凝壓力(水冷)和高冷凝壓力(風(fēng)冷)機(jī)型。半封閉活塞式壓縮機(jī)的冷卻方式主要有2種,分別是吸氣冷卻和空氣冷卻。該類型壓縮機(jī)的蒸發(fā)溫度能夠達(dá)到-50℃,適用的制冷劑為R22,R404A,R507A,R134a和R407C,常用機(jī)型的名義功率為0.5~70hp(1 hp=0.735?。耄祝评淞糠秶s為0.31~
82.8?。耄?。
圖3 半封閉活塞式壓縮機(jī)
單機(jī)雙級(jí)半封閉活塞式壓縮機(jī)如圖4所示,其部分汽缸作為高壓級(jí)缸,其余汽缸作為低壓級(jí)缸,常見的高、低壓缸數(shù)比為1:2或1:3。該類壓縮機(jī)適合低溫用途,適用的制冷劑為R22和R404A,常用機(jī)型的名義功率為15~30?。瑁穑评淞糠秶s為15~40?。耄?,排氣量范圍為28~101.2 m3/h。此類壓縮機(jī)應(yīng)用于較低的蒸發(fā)溫度場(chǎng)合,可用R22,R404A和R507A制冷劑,其顯著優(yōu)勢(shì)就是采用板式換熱器進(jìn)行液體過冷處理,提高了制冷量與系統(tǒng)的總能效,允許zui低蒸發(fā)溫度達(dá)到-60℃。
圖4 單機(jī)雙級(jí)半封閉活塞式壓縮機(jī)
低溫用途的CO2半封閉活塞式壓縮機(jī)主要用于亞臨界循環(huán),亞臨界循環(huán)的CO2壓縮機(jī)冷凝溫度范圍為-20~10 ℃,蒸發(fā)溫度范圍為-25~-50℃,電機(jī)功率范圍為0.5~30?。瑁?。圖5所示為此類壓縮機(jī)的運(yùn)行工況范圍,其主要用于復(fù)疊制冷系統(tǒng)的低溫級(jí)。
圖5 亞臨界循環(huán)的CO2半封閉活塞式壓縮機(jī)運(yùn)行界限
開啟式活塞式壓縮機(jī)具有轉(zhuǎn)速高、多汽缸、節(jié)能、排氣溫度低、適用溫度范圍寬、安裝維修方便等特點(diǎn),目前在中大型冷藏庫(kù)中仍有廣泛使用。該類壓縮機(jī)設(shè)有頂開吸氣閥片的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),可以使部分或者全部汽缸處于卸載狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)分級(jí)能量調(diào)節(jié)。例如,對(duì)于6缸機(jī)型,可實(shí)現(xiàn)“三級(jí)”能量調(diào)節(jié)(33%,66%和100%);對(duì)于4缸和8缸機(jī)型可實(shí)現(xiàn)“四級(jí)”能量調(diào)節(jié)(25%,50%,75%和100%)。125缸徑系列分別有2,4,6和8缸機(jī)型,適用工質(zhì)為R717和R22,配用電機(jī)功率為22~115 kW,制冷量范圍約為61~264?。耄住#保罚案讖较盗蟹謩e有4,6和8缸機(jī)型,適用工質(zhì)為R717,配用電機(jī)功率范圍為90~250 kW,制冷量范圍為
255~1 116?。耄住#陡缀停父讬C(jī)型有單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī),其中的2個(gè)汽缸作為高壓級(jí)缸,其余汽缸作為低壓級(jí)缸,蒸發(fā)溫度可以低至-45℃。圖6所示為開啟式R717活塞式壓縮機(jī)。
圖6 開啟式R717活塞式壓縮機(jī)
1.2 空調(diào)用(中高溫用途)
常見空調(diào)用半封閉活塞式壓縮機(jī),單臺(tái)輸入功率范圍為10~190hp,3~8臺(tái)并聯(lián)后用于制冷量范圍為86~3500kW 的冷水機(jī)組。
中高溫用途的CO2半封閉活塞式壓縮機(jī)主要用于跨臨界循環(huán),高壓側(cè)zui大壓力為140bar,低壓側(cè)zui大壓力為80bar。圖7所示為跨臨界循環(huán)CO2半封閉活塞式壓縮機(jī)的運(yùn)行界限。
空調(diào)用全封閉活塞式壓縮機(jī)的排氣量范圍為5.26~94.5m3/h,輸入功率范圍為1.39~26.79kW。
圖7 跨臨界循環(huán)CO2半封閉活塞式壓縮機(jī)的運(yùn)行界限
2、螺桿式壓縮機(jī)
2.1 冷藏鏈用(中低溫用途)
螺桿式壓縮機(jī)主要應(yīng)用于大中型的冷藏凍結(jié)裝置,如速凍設(shè)備、預(yù)冷設(shè)備、制冰機(jī)和冷藏庫(kù)等。zui常見的型式是低溫用途的半封閉螺桿式壓縮機(jī),適用制冷劑為R22,R134a,R404A 和R507A等,常用機(jī)型的排量范圍為100~420?。恚常?。此類壓縮機(jī)的能量調(diào)節(jié)方法有:旁通調(diào)節(jié)和滑閥調(diào)節(jié)。
滑閥調(diào)節(jié)方法通過油壓系統(tǒng)和滑閥實(shí)現(xiàn),可實(shí)現(xiàn)“三級(jí)”能量調(diào)節(jié)(33%,66%和100%)、“四級(jí)”能量調(diào)節(jié)(25%,50%,75%和100%)或“無(wú)級(jí)”能量調(diào)節(jié)(25%~100%連續(xù));旁通調(diào)節(jié)方法通過旁通系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),可實(shí)現(xiàn)“三級(jí)”能量調(diào)節(jié)。通常情況下,壓縮機(jī)的內(nèi)容積比(即壓縮比)是固定的,例如:內(nèi)容積比為4.4,比較適合應(yīng)用于低蒸發(fā)溫度工況(蒸發(fā)溫度zui低可至-50℃);內(nèi)容積比為2.6,比較適合應(yīng)用于中、高蒸發(fā)溫度工況。有的機(jī)型內(nèi)置容積比調(diào)節(jié)裝置,壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)可根據(jù)工況實(shí)時(shí)調(diào)整內(nèi)容積比。部分機(jī)型可選配補(bǔ)氣口(即經(jīng)濟(jì)器口),構(gòu)成制冷系統(tǒng)時(shí)可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)器流程,進(jìn)一步提高制冷性能和能效比,特別是對(duì)于中、高壓縮比的場(chǎng)合尤其適合。單機(jī)系統(tǒng)自帶多段式油分離器,分離效果好且壓降低。圖8所示為低溫用途的半封閉螺桿式壓縮機(jī)。多臺(tái)壓縮機(jī)可以并聯(lián)成機(jī)組使用,每個(gè)并統(tǒng)可以連接多至6臺(tái)壓縮機(jī)。
圖8 低溫用途的半封閉螺桿式壓縮機(jī)
圖9 開啟式螺桿式壓縮機(jī)
隨著上已達(dá)成全面禁用氟氯烴(CFC)類、逐漸限制使用氫氟氯烴(HCFC)類制冷劑的共識(shí),氨作為自然工質(zhì),在大型制冰系統(tǒng)、建筑領(lǐng)域、醫(yī)療制藥等制冷工程有著廣泛的應(yīng)用。為此,主要生產(chǎn)商專門開發(fā)了開啟式螺桿式壓縮機(jī)系列產(chǎn)品,以滿足廣大客戶的需要,如圖9所示。目前常用機(jī)型的排氣量范圍為190~1?。担埃啊。恚常琛嚎s機(jī)的內(nèi)容積比有固定和可調(diào)2種類型,通常情況下,固定式的內(nèi)容積比為2.2,2.6和3.0等;可調(diào)式內(nèi)容積比范圍為2.6~5.1。為了達(dá)到更低溫度、更率的目的,近年來有生產(chǎn)企業(yè)推出了單機(jī)雙級(jí)螺桿式壓縮機(jī),圖10所示為一臺(tái)螺桿式壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)二級(jí)壓縮。圖11所示為單機(jī)雙級(jí)螺桿式壓縮機(jī)以氨為工質(zhì)時(shí)的運(yùn)行界限。該壓縮機(jī)有開啟式和半封閉式2種型式,對(duì)于開啟式機(jī)型,氨、氫氟烴(HFC)類制冷劑均可使用,對(duì)于半封閉式機(jī)型,只可使用氫氟烴(HFC)類制冷劑,如R404A和R507A等。目前常用機(jī)型的排氣量范圍為500~5?。埃埃啊。恚常?,吸氣壓力對(duì)應(yīng)的制冷劑飽和溫度范圍為-65~-10℃,排氣溫度范圍為45~100℃,設(shè)計(jì)壓力為2.8?。停校?,可以實(shí)現(xiàn)
10%~100%的連續(xù)無(wú)級(jí)能量調(diào)節(jié)。通常采用分子篩三級(jí)油分離系統(tǒng),分油效率達(dá)到99.7%。
圖10 開啟式單機(jī)雙級(jí)螺桿式壓縮機(jī)
圖11 單機(jī)雙級(jí)螺桿式壓縮機(jī)的運(yùn)行界限(NH3)
2.2 空調(diào)用(中高溫用途)
工商空調(diào)用螺桿式壓縮機(jī)主要是半封閉型式,使用的工質(zhì)為R22,R407C和R134a等。電源有:2相,230V,50Hz和3相,400V,50Hz。容量調(diào)節(jié)方式主要采用滑閥調(diào)節(jié)方式,可選擇四級(jí)或無(wú)級(jí)調(diào)節(jié);也可采用旁通調(diào)節(jié)方式,為三級(jí)冷量調(diào)節(jié)或二級(jí)冷量調(diào)節(jié)。自帶ECO(經(jīng)濟(jì)器)接口,可直接連接經(jīng)濟(jì)器進(jìn)一步提高能效比??蛇B接液噴、外置油冷卻器,使壓縮機(jī)在高排氣溫度時(shí)應(yīng)用范圍更大??蛇x擇不同內(nèi)容積比,并可增加內(nèi)置內(nèi)容積比調(diào)節(jié)裝置,使壓縮機(jī)具備運(yùn)行時(shí)內(nèi)容積比切換的功能。圖12所示為中溫用途的半封閉螺桿式壓縮機(jī)。
圖12 中溫用途的半封閉螺桿式壓縮機(jī)
立式全封閉螺桿式壓縮機(jī)采用耐高溫電機(jī),保證壓縮機(jī)長(zhǎng)期*運(yùn)行。該壓縮機(jī)用于空氣源熱泵機(jī)組,空調(diào)工況制冷量范圍為246~1780kW,制熱量范圍為285~2024kW。
螺桿式壓縮機(jī)的容量調(diào)節(jié)一般采用滑閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。變頻螺桿式壓縮機(jī)采用變轉(zhuǎn)速進(jìn)行容量控制。例如,有廠家開發(fā)了R134a變頻螺桿式制冷壓縮機(jī),內(nèi)置變頻器,體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡(jiǎn)易,變頻調(diào)節(jié)范圍為30~70Hz(推薦范圍),在應(yīng)用范圍內(nèi)的任意工況下效率均實(shí)現(xiàn)*化,功率因數(shù)高于0.9。
3、渦旋式壓縮機(jī)
與活塞壓縮技術(shù)相比,渦旋技術(shù)具有與生俱來的優(yōu)勢(shì)。渦旋式壓縮機(jī)內(nèi)配有獨(dú)立的渦旋腔,因此可以省去吸氣閥。與往復(fù)式壓縮機(jī)的脈沖壓縮方式相比,渦旋式壓縮機(jī)的連續(xù)壓縮方式可省去吸氣與排氣消聲器。由于避免了壓力在閥門與消聲器上的損失,壓縮機(jī)的效率更高。
3.1 冷藏鏈用(中低溫用途)
低溫渦旋式壓縮機(jī)(如圖13所示)適用于zui低可達(dá)-40℃的低溫制冷領(lǐng)域,其運(yùn)行工況范圍見圖14,主要用于超市用陳列柜。該系列壓縮機(jī)帶有補(bǔ)氣口,構(gòu)成經(jīng)濟(jì)器流程,經(jīng)濟(jì)器采用板式換熱器。該類壓縮機(jī)適用工質(zhì)為R22,R404A 和R407C,工作容積范圍為115~205cm3,制冷量范圍為6~22kW。
CO2亞臨界渦旋式壓縮機(jī),制冷量范圍為7~23kW,采用數(shù)碼調(diào)節(jié)方式,可實(shí)現(xiàn)10%~100%容量范圍內(nèi)的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。
圖13 低溫渦旋式壓縮機(jī)
圖14 低溫渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)行工況范圍
3.2 空調(diào)用(中高溫用途)
渦旋式壓縮機(jī)早期主要應(yīng)用于單元式空調(diào)機(jī)。對(duì)于商用空調(diào),早期使用渦旋式壓縮機(jī)的產(chǎn)品為空氣源熱泵冷(熱)水機(jī)、屋頂式空調(diào)機(jī),壓縮機(jī)的輸入功率范圍為7~15?。瑁?,工作容積90~182cm3,能效比高達(dá)3.3,適用的制冷工質(zhì)為R410A,R22和R407C。圖15所示為中高溫用途的全封閉渦旋式壓縮機(jī)。
圖15 中高溫用途的全封閉渦旋式壓縮機(jī)
隨著技術(shù)的進(jìn)步,渦旋式壓縮機(jī)進(jìn)一步大型化,目前市場(chǎng)供應(yīng)的大型商用空調(diào)渦旋式壓縮機(jī)的名義功率范圍為20~40hp,能效比范圍為3.25~3.49,適用的制冷劑為R22,R407C和R410A,主要用于冷水(熱泵)機(jī)組,以及大型空氣源熱泵機(jī)組和屋頂式空調(diào)機(jī)等。而某公司的R410A 機(jī)型,名義功率為60?。瑁?,制冷量高達(dá)183kW,能效比為3.19,噪聲為88dB(A)。該類壓縮機(jī)系列均有補(bǔ)氣口(EVI孔)選配。帶補(bǔ)氣口的渦旋式壓縮機(jī)可以構(gòu)成經(jīng)濟(jì)器流程,運(yùn)行工況范圍顯著擴(kuò)大,能夠改進(jìn)其在寒冷氣候區(qū)的制熱性能和炎熱氣候區(qū)的制冷性能,能效比也有所改善。
多臺(tái)壓縮機(jī)可以并聯(lián)使用,如圖16所示,以擴(kuò)大應(yīng)用的容量范圍。應(yīng)用20~40 hp商用渦旋式壓縮機(jī),zui多并聯(lián)壓縮機(jī)數(shù)量為6臺(tái),推薦系統(tǒng)配置方式見表1。采用機(jī)械能量調(diào)節(jié)方式的數(shù)碼渦旋式壓縮機(jī)(如圖17所示)可實(shí)現(xiàn)10%~100%的容量調(diào)整范圍,實(shí)現(xiàn)0.5℃的溫度控制。
表1 多臺(tái)壓縮機(jī)并聯(lián)使用推薦系統(tǒng)配置方
圖16 大型商用并聯(lián)渦旋式壓縮機(jī)組
圖17 數(shù)碼渦旋式壓縮機(jī)
半封閉渦旋式壓縮機(jī)(如圖18所示)適用工質(zhì)為R22,R134a,R404A,R410A 和R507A,排氣量范圍為38.5~72.3?。恚常?,制冷量范圍(R22)為26.5~76.9?。耄?。
圖18 半封閉渦旋式壓縮機(jī)
圖19?。墓荆裕韵盗须x心式壓縮機(jī)
4、離心式壓縮機(jī)
目前市場(chǎng)上很難見到中低溫用途離心式壓縮機(jī)。中高溫用途離心式壓縮機(jī)多應(yīng)用于1000~4500kW 制冷量范圍的中、大型制冷系統(tǒng)。
磁懸浮軸承是一種利用磁場(chǎng)使轉(zhuǎn)子懸浮起來,從而在旋轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械接觸及機(jī)械摩擦,不再需要機(jī)械軸承以及機(jī)械軸承所必需的潤(rùn)滑系統(tǒng)。因此,近年來企業(yè)推出了使用磁懸浮軸承的離心式壓縮機(jī)產(chǎn)品。
圖19所示為D公司生產(chǎn)的TT 系列離心式壓縮機(jī)。該系列壓縮機(jī)配備徑向和軸向磁軸承使得軸實(shí)現(xiàn)懸浮,從而避免金屬之間的接觸,并因此避免摩擦及潤(rùn)滑要求。該系列壓縮機(jī)采用R134a制冷劑,zui高壓比達(dá)到5.2,zui大轉(zhuǎn)速為40000r/min,制冷量范圍為210~700kW。
G公司CC系列磁懸浮變頻離心式冷水機(jī)組采用永磁同步電機(jī)、雙級(jí)壓縮等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù),機(jī)組滿負(fù)荷性能系數(shù)(COP)可達(dá)7.19,部分負(fù)荷綜合能效系數(shù)(IPLV)達(dá)12.06。
T公司開發(fā)的三級(jí)壓縮冷水機(jī)組將三級(jí)壓縮、直接傳動(dòng)和二級(jí)經(jīng)濟(jì)器等先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)集于一體,效率高、振動(dòng)小、噪聲低、制冷劑泄漏量少,調(diào)節(jié)能力和工況適應(yīng)能力很強(qiáng),很早就應(yīng)用于蓄冰工況和熱泵工況。制冷量范圍為2285~8790kW,輸入功率范圍為353~1259kW。
5、主要技術(shù)特征和趨勢(shì)
通過以上介紹可以看出:壓縮機(jī)廠家都在通過新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用不斷改進(jìn)、完善壓縮機(jī)的性能,使之性能進(jìn)一步提高、成本進(jìn)一步降低;其次,細(xì)化產(chǎn)品系列和型號(hào),更好滿足不同用戶的需求;其三,重視產(chǎn)品額定工況能效比提高的同時(shí),更加注重改善壓縮機(jī)的全工況性能和能效水平,以及適合環(huán)保的法規(guī)。
從整體上看,我國(guó)市場(chǎng)銷售的壓縮機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)特征和變化趨勢(shì)還是比較顯著的,具體歸納如下:
1)型式多樣化
活塞式、螺桿式、渦旋式和離心式等主要壓縮機(jī)型式,在冷藏鏈、商用空調(diào)、工業(yè)制冷等應(yīng)用領(lǐng)域均有相應(yīng)的壓縮機(jī)產(chǎn)品。在型式趨于多樣化的同時(shí),各種工商用制冷壓縮機(jī)的容量和運(yùn)行范圍得到不斷擴(kuò)大,使其傳統(tǒng)領(lǐng)地出現(xiàn)了交錯(cuò)重疊。例如,在商用空調(diào)領(lǐng)域,渦旋式壓縮機(jī)的大型化和螺桿式壓縮機(jī)在名義功率30~60?。瑁鸱秶霈F(xiàn)重疊,離心式壓縮機(jī)的小型化又和螺桿式壓縮機(jī)在名義功率100~300hp范圍出現(xiàn)重疊;冷凍用途的低溫渦旋式壓縮機(jī)與傳統(tǒng)的中小型半封閉活塞式壓縮機(jī)產(chǎn)生了競(jìng)爭(zhēng)。
2)領(lǐng)地壟斷化(專門化)
盡管壓縮機(jī)型式多樣,應(yīng)用范圍出現(xiàn)了重疊,但是在某些特定應(yīng)用場(chǎng)合,主導(dǎo)機(jī)種的壟斷性在加強(qiáng)。例如,渦旋式壓縮機(jī)在6~30hp(壓縮機(jī)電機(jī)功率)商用空調(diào)壓縮機(jī)這一領(lǐng)地獨(dú)占優(yōu)勢(shì),全封閉活塞式壓縮機(jī)用量持續(xù)減少;30hp以下的冷凍壓縮機(jī),以及新出現(xiàn)的CO2亞臨界循環(huán)壓縮機(jī),基本上是半封閉活塞式壓縮機(jī)的天下,渦旋式壓縮機(jī)和螺桿式壓縮機(jī)對(duì)其無(wú)法構(gòu)成實(shí)質(zhì)性的競(jìng)爭(zhēng);300hp以上的冷水機(jī)組中,離心式壓縮機(jī)也無(wú)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
3)工質(zhì)自然化
只有自然工質(zhì)能夠很好地滿足零ODP和低GWP的要求,盡管它們物性存在這樣或者那樣的不足,但自然工質(zhì)壓縮機(jī)的應(yīng)用一直在持續(xù)增長(zhǎng)。R717壓縮機(jī),除了在大型冷庫(kù)使用外,目前在復(fù)疊制冷系統(tǒng)和熱泵熱水機(jī)組得到一定的應(yīng)用;CO2壓縮機(jī)在復(fù)疊制冷系統(tǒng)和熱泵機(jī)組的應(yīng)用持續(xù)增加;另外,R290壓縮機(jī)和R718壓縮機(jī)在熱泵機(jī)組和空調(diào)機(jī)組中得到應(yīng)用,目前研究人員還在致力于R729制冷技術(shù)民用化。
4)調(diào)節(jié)連續(xù)化
頂開吸氣閥等傳統(tǒng)的壓縮機(jī)能量調(diào)節(jié)方式,一般都是“三級(jí)”或“四級(jí)”的階梯式調(diào)節(jié),這種調(diào)節(jié)方式無(wú)論是控溫精度還是能效水平都不理想。近年來,壓縮機(jī)逐步采用連續(xù)性的調(diào)節(jié)方式,如螺桿式壓縮機(jī)滑閥和數(shù)碼渦旋式壓縮機(jī)都能實(shí)現(xiàn)10%~100%范圍內(nèi)能量的連續(xù)調(diào)節(jié)。更值得說明的是,連續(xù)調(diào)節(jié)特性更優(yōu)的變頻驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié),目前所有機(jī)種均有變頻的機(jī)型,壓縮機(jī)采用變頻驅(qū)動(dòng)的趨勢(shì)非常明顯。
5)工況擴(kuò)大化
各種壓縮機(jī)都在持續(xù)地?cái)U(kuò)大其運(yùn)行工況,使單個(gè)壓縮機(jī)構(gòu)成的制冷(熱泵)系統(tǒng)能夠在更高的冷凝溫度或更低的蒸發(fā)溫度下工作,以達(dá)到傳統(tǒng)雙級(jí)壓縮或復(fù)疊系統(tǒng)才能達(dá)到的溫度范圍。zui明顯的例證是,采用單機(jī)雙級(jí)螺桿式壓縮機(jī)的系統(tǒng)可以達(dá)到-60℃的蒸發(fā)溫度;強(qiáng)化補(bǔ)氣的渦旋式壓縮機(jī)和螺桿式壓縮機(jī),可以使系統(tǒng)能夠在-20℃低溫環(huán)境中具備良好的制熱性能。
6)功能熱泵化
近年來,隨著空氣源熱泵熱水器在我國(guó)市場(chǎng)走俏,各大生產(chǎn)商爭(zhēng)相研發(fā)和生產(chǎn)以制熱功能為主的熱泵壓縮機(jī),產(chǎn)量一直持續(xù)增長(zhǎng)。隨著北方清潔空氣行動(dòng)的加快,以及長(zhǎng)江中下游等南方地區(qū)采暖呼聲越來越高,替代北方冬季傳統(tǒng)燃煤采暖的熱泵機(jī)組和適合南方采暖需求的熱泵機(jī)組的市場(chǎng)容量將會(huì)急速增長(zhǎng),這都將進(jìn)一步擴(kuò)大熱泵壓縮機(jī)的品種和產(chǎn)量。
盡管上述變化特征十分明顯,但與上世紀(jì)后30年以活塞式壓縮機(jī)、渦旋式壓縮機(jī)大規(guī)模應(yīng)用為代表的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)化趨勢(shì)相比,都是改良而非革命性的變革。隨著出臺(tái)的節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)法規(guī)越來越嚴(yán)格,壓縮機(jī)變革的呼聲越來越高,變革的力量正在聚集。壓縮機(jī)的變革如何破局,筆者認(rèn)為,一方面是機(jī)構(gòu)上的突破;另一方面是壓縮原理上的突破。相信通過壓縮機(jī)同行們的不懈努力,將持續(xù)推動(dòng)壓縮機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品的快速進(jìn)步。
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