浅述新型制冷型压缩机

一、线形压缩机

　　线形压缩机是在往复式压缩机的基础上发展起来的。传统往复式压缩机的驱动电机输出的是旋转运动， 而压缩机活塞运动需要的是往复运动，这样就必须采用曲柄连杆机构将电动机的旋转运动转换为活塞的往复运动。这样的运动转换是*的， 但这既增加了运动零部件数量又产生了不可避免的能量损失， 使压缩机的振动和噪声增加、能效下降。

　　如果电机输出的就是往复运动， 则上述问题就可以*避免。在此思路基础上就形成了线形压缩机的概念。它采用直接输出往复运动的直线电机， 活塞向一个方向的运动由电机驱动， 反方向的运动则由一个弹簧驱动， 形成一个机电振荡系统来实现活塞的往复运动。尽管仍然依靠活塞往复运动压缩气体， 但与传统往复式压缩机在结构上有本质的区别， 可视为一种全新的压缩机。

　　线形压缩机的工作原理早已存在， 它具有高能效的先天优势， 是一种较有发展潜力的压缩机。

　　但它具有较高的技术难度， 在广泛产业化方面仍有大量的工作要做， 目前仅在国外有小批量试用。

二、螺旋叶片压缩机

螺旋叶片压缩机的工作原理如 所示， 偏心置于圆筒形汽缸中的转子上， 开有变节距螺旋槽，槽内嵌有变节距的螺旋叶片。螺旋叶片与转子一起由主轴驱动， 并以相同的速度旋转， 与此同时存在着螺旋叶片与转子间的径向相对运动。随着主轴的旋转， 由螺旋叶片、汽缸和转子所组成的封闭容积向排气端运动并逐渐缩小体积， 以实现气体的压缩。

　　这种压缩机具有结构简单、紧凑， 电机定子可置于汽缸外（ 以主轴转子作为电机的转子） ， 将电机与泵体重叠起来， 轴向尺寸可大大缩小， 较好的性能， 较小的噪声与振动， 无气阀、强制排气的特点。

　　这种压缩机广泛产业化的前景尚不明朗。

 三、摆动式压缩机

　　摆动式压缩机是在转子式压缩机基础上发展起来的一种压缩机。常规转子式压缩机的转子与滑片是 2 个独立的零件， 滑片在其背部弹簧力的作用下紧压在转子上并随转子的运动做往复运动。

　　摆动式压缩机的转子与滑片做成一个整体， 称为摆动转子。 所示为摆动式压缩机的工作原理。

　　摆动式压缩机消除了滑片与转子间的摩擦， 适用于高压力差的应用场合， 尽管目前尚未大规模产业化， 但有一定发展潜力。

四、涡旋式压缩机

　　随着对传统制冷压缩机研究的不断深入， 其结构和功能可能发生较大的变化， 从而形成空压机的新结构， 前述的线形压缩机和摆动式压缩机均属于此类情况。H ajime SAT O 等则介绍了一种在涡旋式压缩机基础上发展出来的 3D 涡旋式压缩机3D 涡旋式压缩机在传统涡旋式压缩机径向压缩气体的基础上， 通过涡旋线高度的变化（ 中心部位较低， 传统涡旋式压缩机高度不变） 增加了气体的轴向压缩。与传统涡旋式压缩机相比， 具有高效、低噪声、结构紧凑、高可靠性的特点。

五、 CO 2压缩机和热泵热水器用压缩机

　　CO 2属于*物质， 其 GWP 值低， 属于环保制冷剂。同时其跨临界循环的特征还使得其在热泵热水器中应用具有*的节能优势。

　　严格意义上讲， CO 2压缩机属于新制冷剂压缩机， 大多数的现有压缩机机型如往复式、转子式、涡旋式、螺杆式等都可以采用这种制冷剂开发出相应的压缩机。所须解决的问题是跨临界循环的高压力和大压差带来的强度问题及高压下采用人工合成润滑油带来的润滑和摩擦问题等。考虑到热泵热水器巨大的市场发展空间， CO2压缩机具有良好的发展潜力， 已成为制冷压缩机的一个主要发展方向。

　　目前国内热泵热水器用 CO2压缩机的开发和产业化应用尚有待时日， 且 CO2热泵热水器的开发仍有一定难度。热泵热水器多使用普通的HCFC 22 压缩机， 这就形成了热泵热水器用HCFC 22 压缩机的市场需求， 成为短时期内制冷压缩机的一个发展方向。所须要解决的问题是较高冷凝温度造成的可靠性、能效问题以及冬季和夏季巨大的工况差异问题。

六、新制冷剂压缩机与 CO2

　　压缩机类似， 新制冷剂压缩机不属于新的机型， 所有的现有空气压缩机机型如往复式、转子式、涡旋式、螺杆式等都可以采用各种新制冷剂开发出相应的压缩机。

　　目前有可能替代 H CFC 22 作为制冷剂的物质可分为几大类： 天然物质如 NH 3， H 2 O， R290 和CO 2及这些物质的混合物等； 人工合成单质或混合制冷剂如 R410A ， R134a， R32 和 R407C 等； 以及尚处于开发阶段的一些混合制冷剂。其中一些制冷剂的压缩机技术已经成熟、具备了批量供货能力。未来的主要开发方向是 NH 3， R290， R32 和CO 2及未来出现的制冷剂。

　　开发新制冷剂压缩机相对比较简单， 主要的难题在于*替代制冷剂的不确定性造成的研发投入和工作量问题， 以及制造装备、制造工艺的改造问题。在采用易燃易爆制冷剂时尚存在安全性问题。

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