空調制冷壓縮機技術發展研究及其展望

崔鵬翔 中車長春軌道客車股份有限公司

引言

壓縮機是用來提高氣體壓力和輸送氣體的機器。由于第一代壓縮機是產品的往復壓縮機，因此壓縮機的獨特功能得到了研究人員和市場的青睞。近年來，特別是隨著渦旋壓縮機性能的快速發展，渦旋壓縮機已經成為第三代壓縮機是該產品的代表。

一、空調制冷壓縮機技術的發展

（一）往復式壓縮機

它是一種很傳統的制冷壓縮機，特點是制冷比和壓力比的設計不受限制。該制冷壓縮機的氣閥結構和摩擦副等設計都得到了優化，因而制冷系數得到了提高。制冷劑替代技術也得到了發展，通過采用碳氫化合物，進一步實現環境保護。往復式現階段的發展方向仍然是節能技術的發展、壓縮機運行效率的提高以及壓縮機系統的噪音和振動降低。

（二）轉子式壓縮機

由于結構中包括滾動活塞式和滑片式等，使該類制冷壓縮機能夠進行轉動。目前滾動活塞式壓縮機在家用空調中得到了廣泛應用，這種壓塑機的特點在于適用于變速運行，從而可以通過調節頻率，實現壓縮機系統性能的控制。隨著壓縮機系統的發展，該類壓縮機通過采用雙轉子滾動活塞式結構，實現了系統功率提高的目標，現在市場中已經存在該類高雙轉子活塞式壓縮機。該活塞結構具有以下優點：可以有效減少滾動系統的受力大小，加長壓縮機的使用壽命；增加壓縮機的容積排量，從而提高運行效率。

（三）螺桿式壓縮機

螺桿式壓縮機的體積較小，具有維護操作容易進行的優點，屬于發展速度較快的一類制冷壓縮機。螺桿式壓縮機的螺桿型線和結構設計都有了明顯的改進，而且由于磨床技術的發展，該類壓縮機的零件尺寸精準性得到了很大程度的提高，從而保證了螺桿式壓縮機的性能。目前，螺桿式壓縮機的運行原理是以壓縮空氣為主且在中型空調壓縮機中也有廣泛的應用。由于螺桿式壓縮機發展速度較快，系統運行可靠性在不斷提高，使它逐漸取代往復式壓縮機，占有較大的市場份額。

（四）曲軸連桿式壓縮機

在曲軸轉動時，活塞的往復運動是由連桿驅動的。氣缸內壁的工作容積、氣缸頭和活塞頂的工作體積會周期性變化。在整個制冷系統中，將會有壓縮的生產和制冷劑的運輸。曲軸連桿壓縮機作為第一代壓縮機，應用范圍較廣。相對而言，其結構相對簡單，制造工藝相對成熟，在生產過程中，加工工藝要求不高，對材料的要求也較低，就階段而言，成本不高。此外，該技術具有較強的適應性，適應于制冷體積和壓力范圍的要求，具有較強的可維護性。然而，需要注意的是，曲軸連桿壓縮機的缺點也很明顯，因為這臺機器既大又重，所以不能實現高速運轉，所以很難達到輕量化。壓縮機的不連續排氣也很容易引起氣流的波動，在操作過程中產生很大的振動。鑒于壓縮機的上述特點，這種壓縮機很少使用小型排量壓縮機，而目前的壓縮機在大排量空調系統中較為常見，在卡車、客車壓縮機中也較為常見。

二、空調制冷壓縮機技術發展的展望

（一）渦旋壓縮機中對變頻技術的應用

為了實現節能和降低能耗，近年來變頻技術的研究已成為近年來的熱門話題。渦旋壓縮機中針對此技術的研究工作已經很多，并且也已經取得了顯著的研究成果，正弦波技術已經得到了極大的發展。

（二）空調壓縮機中的潤滑與摩擦

對于目前的壓縮機潤滑和摩擦是一個非常關鍵的方向，對這兩個關鍵點的研究，在很大程度上可以提高目標的可靠性，有效地降低能耗。這類技術有很多研究，很多都是關于潤滑油的，但是潤滑油本身的缺陷會導致壓縮的氣污染等問題等。目前，比較成熟技術主要包括無油活塞壓縮機、無油螺桿壓縮機等，但與無油潤滑渦旋壓縮機相關的知識和技術仍然較少。

（三）節能技術的發展

隨著空調和冰箱在日常生活中的普遍應用，制冷壓縮機消耗的電量逐漸增加，這已經占了國家發電總量的很大一部分，隨著社會的發展，這一比例也在不斷增加。因此，壓縮機的發展方向將導向制冷系統節能高效運行的方向，包括制冷循環和熱過程的研究，從而有效提高制冷系統的效率，保護生態環境。制冷循環是節能技術研究的重點。制冷循環的研究包括以下幾個方面:新制冷方法、能源的有效轉換和制冷系統的改進，以實現制冷系統在任何環境下的高效運行。可以觀察到市場上各種類型的壓縮機的市場份額。壓縮制冷循環仍然是制冷設備的主要應用技術。因此，節能制冷壓縮機的生產是制冷系統的關鍵技術之一。

三、結束語

綜上所述，基于與發達國家的現實差距，中國的機械制造自動化技術具有巨大的潛力和空間，并趨向于智能化、虛擬化、國際化和綠色化。由于個人能力有限和技術創新的發展，本研究可能存在一些不足之處。因此，我希望學術界將繼續關注這一主題的研究，深入了解中國機械制造自動化技術的發展現狀，理性審視其中的不足，做一個全面的展望其未來發展趨勢，并提出一些相關的建議。