本节作者「北京工业大学:马国远教授、许树学副研究员」
压缩机(包括润滑油、载冷剂)的展商数量、产品种类较往年有增所长,离心式、螺杆式、活塞式、涡旋式等大中小型压缩机,家用空调、热泵热水、驻车空调、车载冰箱、冷冻冷藏、储能、新能源车热管理等用途压缩机均有展出,也会发现一些构造新颖或功能独特的压缩机。综合来看,比较突出的特点是:
(1)压缩机容量范围的扩展。具体表现在:滚动活塞压缩机和涡旋压缩机大型化,离心压缩机、螺杆压缩机等的单机容量持续提高,制取的温度也向更高和更低扩展。
(2)低温室潜能(GWP)工质压缩机展出增多。除以CO2、R290为代表的自然工质压缩机外,水蒸气压缩机、针对R454B、R513A等混合工质开发的压缩机数量明显增多。
(3)新型领域用压缩机快速发展。高温热泵压缩机、储能专用、新能源车热管理压缩机、天然气等特种气体压缩机的展出呈增长趋势。
格力磁悬浮离心压缩机单机容量达到1300RT;复盛的单机双级冷冻压缩机蒸发温度最低达到-65℃;冰山松洋推出50HP中温定频涡旋压缩机,工质采用R448A/R449A;英华特的空调用涡旋压缩机单机达到60HP,3台压缩机并联可实现最大180HP的能力,覆盖50%的螺杆机应用场景,参见图1-1。
图1-1 压缩机容量的扩展
展会展出了多种低GWP工质的压缩机,如图1-2所示。博驰冷冻机(大连)和松下万宝(广州)展出的CO2压缩机,具有单机容量大、功能多的优势。冰山松洋开发出R290涡旋压缩机应用在热泵和采暖领域,蒸发温度为-35~20℃。三菱电机的R290容量12HP涡旋压缩机,预计在2025年实现量产。丹佛斯、珠海凌达等展出了北美地区适用的R454B工质压缩机。英华特、赛科为展出了R290、R515B、R245fa等涡旋压缩机系列产品,其中R245fa最高冷凝温度可达135℃。博客展出的半封闭压缩机适合通用所有HFC制冷剂,除常规R134a,R404C外,还包括R448A、R449A、R513A等其他工质替代物。
图1-2 各种工质用压缩机
冰轮环境技术股份有限公司展出的螺杆水蒸气压缩机(图1-3),具有容量大、压比大的特征(最高压比达到8),温升范围20~80℃,其压缩机内部采用多级分组式碳环密封,整体耐温耐摩性能优良,广泛应用在石油、化工、纸业、制药、精馏、海水淡化、盐场等工业领域。
图1-3 螺杆水蒸气压缩机
美芝展出的储能空调用压缩机(图1-4),最高蒸发温度为25℃,最小压比为1.2,满足储能空调冬夏稳定运行,通过8000h连续可靠性实验,保证压缩机连续10年安全运行。美芝的商用车电池热管理压缩机,最高冷凝温度为75℃。
图1-4 美芝新兴领域用压缩机
比泽尔研发出高温热泵压缩机,用在工艺热水和区域供暖上,其工质为R1233zd(E)或R245fa,输气量700~805 m³/h;汉钟的高温热泵压缩机单机可实现80~130℃的出水温度;复盛的超高温热泵压缩机的冷凝温度为100~125℃。以上参见图1-5。
图1-5 新兴领域用压缩机
美芝开发出全铝压缩机,产品类别包括移动空调压缩机和定速空调压缩机,全新铝线槽设计使其具有低成本和高性价比的优势。美芝的集成式变频转子压缩机采用储液器下置集成式结构,气液分离效率达到96.5%,径向尺寸减少20%以上,空调装柜量提高25%,解决了空调体积大、运输成本高的行业痛点。
图1-6 美芝的新型压缩机
海尔展出的磁悬浮压缩机容量规格包括50~100RT,100~300RT,300~500RT,最大到750RT,其气悬浮压缩机获得了本届制冷展金奖产品称号(图1-7)。
图1-7 海尔的离心压缩机
海信正压液浮无油压缩机(图1-8),以过冷液态正压制冷剂作为离心压缩机轴承润滑介质,并采用专利无油轴承供液系统和控制方法,实现陶瓷轴承球体在液态制冷剂中“液浮”运行,单机最大制冷量为3000RT。
图1-8 海信正压液浮无油压缩机
格力集成式磁悬浮压缩机(图1-9),采用集成式一体化设计,无油运行,冷量为90~200RT,采用高速电机直驱双级叶轮,最高转速为30000r/min。
图1-9 格力集成式磁悬浮压缩机
神钢展出的开启式变频螺杆压缩机(图1-10),采用低压、中压、高压上下一体式结构,内部采用变速齿轮驱动,轴封内部形成微正压,保证了运行过程的低泄漏率。
图1-10 神钢开启式变频螺杆压缩机
比泽尔将8缸半封闭活塞压缩机首次应用于CO2亚临界制冷系统(图1-11),8PME-140K机型50Hz下的排气量为199.5 m³/h,单机制冷量是现有CO2亚临界压缩机的3倍,解决了大型冷库和速冻机需要安装和运行多台压缩机的状况,不仅减小了机房面积,还可以减少耗电。
图1-11 比泽尔制冷技术(中国)有限公司压缩机
复盛的单机双级压缩机包括2种:螺杆压缩机和涡旋螺杆压缩机(图1-12),其中低温螺杆压缩机可以制取蒸发温度30~65℃。涡旋螺杆压缩机将涡旋与螺杆创造性地结合,在高压段杜绝螺杆泄漏三角,比同排量单级螺杆压缩机节能30%,比单机双级螺杆压缩机节能15%。
图1-12 复盛的单机双级压缩机
冰轮环境技术股份有限公司展出了105K 超大温升蒸汽热泵离心压缩机(图1-13),其产品基于多级多轴模块结构,采用高效三元叶轮、自适应降噪无叶扩压器、定压补偿及双向多级组合密封、多级压缩多级补气的变工况协同控制等技术,可实现单机四级压缩,整机温升可达105K以上,制热温度可达140℃。其展出的工艺气体压缩机,应用在CO2捕捉收集、天然气压缩输送、煤层气、岩层气等工业气体领域。
图1-13 冰山松洋(大连)压缩机
台州市精威制冷电器有限公司开发出了单机双级螺杆压缩机(图1-14),单个电机的曲轴上串联连接高低2个工作腔,单机能力达到50HP。
图1-14 单机双级螺杆压缩机
制冷工质和载冷剂的展出也较往年有所增加。巨化、东岳、中化蓝天等均有各种规格制冷剂展出(图1-15)。除以R22、R410A、R134a为代表的传统工质外,非共沸混合工质、自然工质的展出比例也在增加。图1-16所示为欧特昂展出的制冷剂系列产品,包括R449A、R454C、R452A、R514A、R513A等,应用领域包括家用、商用空调、工业冷冻等。
图1-15 常用制冷剂
图1-16 欧特昂展出的制冷剂
润滑油适用的压缩机型式包括离心压缩机、涡旋压缩机、螺杆压缩机等。图1-17所示为赛润流体科技有限公司展出的不同包装规格的烷基苯制冷冷冻油。常州市日矿润滑油科技有限公司除了展出了PAO、PAG,烷基苯AB冷冻油外(图1-18),还展出了换热器冲压、制带、制管挥发性NPP润滑油。
图1-17 赛润流体科技有限公司润滑油
图1-18 常州市日矿润滑油科技有限公司润滑油
针对天然工质R744、R290及R600的润滑油,则有美资的瑞孚、广东的孚延盛科技,以及上海明可途新材料科技有限公司等。上海明可途除了开发出R32、R410A等工质用国产化润滑油外,还为中化推出的低GWP热泵制冷剂HP-1、DL-N1等配套开发润滑油。
从以上展出的产品可以看出,压缩机未来可能会有以下的发展趋势:
趋势一
涡旋压缩机、离心压缩机、螺杆压缩机等传统压缩机将持续提升其全工况性能,扩展其容量范围,并互相侵占彼此的工况、能力范围领域。
趋势二
针对不同工质开发出对应的压缩机将是一个发展趋势,不仅限于R290、CO2等自然工质,还包括现有R410A,R32、R404C等工质的短期替代物,特别是针对欧洲、北美等海外市场。
趋势三
新型领域用压缩机将迎来发展,具体体现在高温热泵压缩机、储能用压缩机、新型能源车热管理压缩机、基站制冷用压缩机等,依据不同的使用场景,厂家将提供不同类别、规格的压缩机。
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