劉大永

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.30.087

摘 要：空調制冷壓縮機技術的發(fā)展對我國能源節(jié)約和環(huán)境保護有重要影響，空調在人們日常生活中應用數(shù)量的增多，使空調制冷壓縮機技術的研究變得非常必要。本文圍繞環(huán)保與節(jié)能兩個方面展開討論，從制冷壓縮機的部件及制冷技術等方面的發(fā)展進行分析，以便使空調制冷壓縮機技術滿足社會發(fā)展的需求，實現(xiàn)提高人們生活質量的目標。

關鍵詞：空調制冷壓縮機 換熱器 制冷劑

中圖分類號：TH45 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）10（c）-0087-02

我國空調制冷壓縮機的使用量不斷增多，而它所消耗的電能占我國總用電量很大比例。因此，為了實現(xiàn)能源的節(jié)約，我國加強了對空調制冷壓縮機技術的研究，以便在保證制冷壓縮機具有高效率、高壽命的前提下，實現(xiàn)電能的有效利用，另外，空調制冷壓縮機技術的發(fā)展，對我國的環(huán)境也起到一定的保護作用。

1 空調制冷壓縮機技術的發(fā)展

制冷壓縮機逐漸朝著環(huán)保、節(jié)能的方向發(fā)展并在企業(yè)之間的激烈競爭中實現(xiàn)技術的突破。本文將主要對幾種不同類型制冷壓縮機技術的發(fā)展狀況進行闡述，制冷壓縮機主要包括以下幾種類型：第一，往復式壓縮機。它是一種很傳統(tǒng)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(yōu)化，因而制冷系數(shù)得到了提高。制冷劑替代技術也得到了發(fā)展，通過采用碳氫化合物，進一步實現(xiàn)環(huán)境保護。往復式現(xiàn)階段的發(fā)展方向仍然是節(jié)能技術的發(fā)展、壓縮機運行效率的提高以及壓縮機系統(tǒng)的噪音和振動降低。第二，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(jié)頻率，實現(xiàn)壓縮機系統(tǒng)性能的控制。隨著壓縮機系統(tǒng)的發(fā)展，該類壓縮機通過采用雙轉子滾動活塞式結構，實現(xiàn)了系統(tǒng)功率提高的目標，現(xiàn)在市場中已經(jīng)存在該類高雙轉子活塞式壓縮機。該活塞結構具有以下優(yōu)點：可以有效減少滾動系統(tǒng)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。第三，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(yōu)點，屬于發(fā)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(fā)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(fā)展速度較快，系統(tǒng)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。第四，渦旋式壓縮機。渦旋式壓縮機從結構設計、樣機開發(fā)到占有較大的市場份額，成為了壓縮機行業(yè)發(fā)展的亮點。渦旋式壓縮機利用數(shù)控加工技術，使得壓縮機可以大規(guī)模生產(chǎn)，該類壓縮機具有良好的性能。隨著壓縮機技術的發(fā)展，它的制冷系數(shù)已經(jīng)有明顯的提高，將持續(xù)朝著擴大制冷量、降低成本以及提高系統(tǒng)效率的方向發(fā)展。由于渦旋式壓縮機的吸排氣接近連續(xù)，因此可以并排使用，從而大大提高了制冷能力，充分發(fā)揮了單機高效率的優(yōu)勢[1]。

2 空調制冷壓縮機技術發(fā)展的展望

2.1 環(huán)保與制冷劑替代

傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)采用氟利昂作為制冷劑，該物質對環(huán)境有很大程度的破壞，因此，隨著制冷壓縮機發(fā)展，該制冷劑逐漸被替換，從而實現(xiàn)對環(huán)境的保護。針對制冷劑替代問題已經(jīng)經(jīng)過了長時間的探討，目前主要采用HCFC混合制冷劑等。制冷劑的替代涉及多方面的內容，包括流動與傳熱特性、替代制冷劑的互溶性等。NH3屬于一種中溫制冷劑，具有良好的熱學性質，但是由于易燃的特點，使它在壓縮機的應用中受到限制，如果該制冷劑的安全問題得到保障，將在未來制冷劑的應用中占有較大優(yōu)勢，取代現(xiàn)有的制冷劑，如HCFC混合制冷劑等。從制冷劑的替代發(fā)展來看，將逐漸采用天然制冷劑來加強對環(huán)境的保護，也就是說，制冷劑的發(fā)展就是基于環(huán)境保護上的發(fā)展[2]。

2.2 節(jié)能技術的發(fā)展

隨著空調和冰箱在日常生活中的普遍應用，制冷壓縮機所消耗的電量逐漸增多，已經(jīng)占全國發(fā)電量的一大部分，且占比隨著社會的發(fā)展而有所增多。因此，壓縮機的發(fā)展方向將朝著節(jié)能和高效運行的制冷系統(tǒng)方向進行，包括對制冷循環(huán)、熱力過程等方面的研究，從而有效提高制冷系統(tǒng)的運行效率、保護生態(tài)環(huán)境。制冷循環(huán)是節(jié)能技術研究的重點。對制冷循環(huán)的研究包括以下方面：新的制冷方法、能源的高效轉換、制冷系統(tǒng)的完善，從而實現(xiàn)在任意環(huán)境下制冷系統(tǒng)都能高效運行。從市場各類壓縮機占有的市場份額可以觀察到，壓縮式制冷循環(huán)仍然是制冷裝置中主要的應用技術，因此生產(chǎn)節(jié)能的制冷壓縮機成為制冷系統(tǒng)的關鍵技術之一。

2.2.1 變頻壓縮機

除了技術的發(fā)展可以提高制冷系統(tǒng)運行效率外，變頻壓縮機的開發(fā)也能保證制冷系統(tǒng)高效運行，不僅可減少不連續(xù)運行時的系統(tǒng)能量損失，還能將溫度差的調節(jié)差額明顯減小，從而提高用戶體驗。變頻壓縮機具有溫度調節(jié)靈敏、運行頻率高的優(yōu)點，成為制冷壓縮機技術發(fā)展的關鍵點。這種壓縮機的轉速可以與排氣量達成正比，而且將該技術與系統(tǒng)控制相結合，可以使制冷量符合用戶的需求，不僅起到節(jié)能作用，還加強了對系統(tǒng)的控制能力。變頻壓縮機的主要發(fā)展方向是解決制冷系統(tǒng)運行時的振動問題和潤滑油的使用問題。根據(jù)壓縮機技術發(fā)展的規(guī)律來看，變頻壓縮機具有較大的發(fā)展空間。

2.2.2 熱交換設備

熱交換設備是制冷壓縮機中的一個重要部件，通過提高換熱設備的效率，能有效實現(xiàn)制冷系統(tǒng)節(jié)能的目標，如在制冷系統(tǒng)中添加冷卻器等措施，能有效提高換熱器的效率。目前一些空調主要采用增加換熱器面積的措施來提高換熱器工作效率，該措施的原理是降低制冷循環(huán)過程中的溫度差異，從而減少壓縮過程消耗的能量。制冷壓縮機的智能控制的發(fā)展也能起到節(jié)能作用。目前，制冷裝置的自動化設施已經(jīng)從單機轉換為多機組自動控制，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的良好運行，降低能耗。智能控制的研究方向主要包括以下幾個方面：控制原理、目標和部件、制冷系統(tǒng)的自動化控制技術等。

2.2.3 太陽能制冷技術與地溫熱源

太陽能制冷技術對于節(jié)能技術的發(fā)展有重要影響。太陽能制冷的方法有兩種：第一，將太陽能轉換為電能，再利用產(chǎn)生的電能推動制冷壓縮機系統(tǒng)的運行。由于該技術需要利用太陽能電池實現(xiàn)光電的轉換，而太陽能電池在我國的發(fā)展還不成熟，因此該方法使用范圍并不廣泛。第二，進行光熱轉換。利用太陽能吸收式空調系統(tǒng)等設施使熱能起到制冷的作用[3]。由于太陽能技術利用的屬于可再生資源，因此太陽能制冷技術有廣泛的發(fā)展前景。地溫熱源的應用是實現(xiàn)制冷系統(tǒng)節(jié)能技術發(fā)展的另一個方面，地溫具有冬暖夏涼的作用，與制冷壓縮機的目標相同，因此可以利用地溫的特性，來實現(xiàn)制冷技術的發(fā)展。通過抽取地下水可以用來降低空氣溫度和預熱空氣，但是使用時應注意不要浪費資源。

3 結語

空調制冷壓縮機技術的發(fā)展主要體現(xiàn)在用環(huán)保型制冷劑替代傳統(tǒng)制冷劑，研發(fā)工作效率較高的換熱器等方面。隨著人們生活質量的提高，空調的使用將會越來越廣泛，因此研究節(jié)能環(huán)保型的空調制冷壓縮機技術是我國目前關注的重點。

參考文獻

[1] 韓賢貴.探討制冷空調節(jié)能技術的運用及其發(fā)展趨勢[J]. 山東工業(yè)技術，2015（12）：230-231.

[2] 張偉.空調制冷電子技術發(fā)展研究及展望[J].電子制作，2013（5）：215.

[3] 張賢明，牟瑛，王立存，等.空調制冷壓縮機技術發(fā)展研究及其展望[J].壓縮機技術，2009（6）：58-60，63.endprint