小型制冷压缩机热点问题的研究分析

steve.li

　　新制冷剂的应用

  F* V) y) b  t' O: a! s& D　　基于环保要求的新制冷剂的应用也是制冷压缩机行业的一个热点问题，随着用于冰箱产品的R22制冷剂替代工作的结束，新制冷剂压缩机的研究近年来主要集中在空调行业。除了目前已比较成熟的R410A、R407C方面的研究外，近年来最大的热点问题是二氧化碳压缩机的研究。本文仅对这方面的问题作一介绍。
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　　目前关于CO2的研究和应用主要集中于三个方面：一方面是最急需替代制冷剂的应用场合，如汽车空调，由于制冷剂排放量大，对环境的危害也大，必须尽早采用对环境无危害的制冷剂;另一方面是考虑到CO2循环的特点，最利于采用这种循环的应用场合，如热泵热水器则是考虑到CO2在超临界条件下放热存在一个相当大的温度滑移有利于将热水加热到一个更高的温度的特点而倍受关注;再一方面是考虑到CO2的热物理性质和迁移性质特点，采用CO2作为制冷剂，如考虑到CO2良好的低温流动性能和换热特性，采用它作为复叠制冷循环低温级制冷剂。
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! `% Z$ L, w+ t) Z( H# [　　压缩机作为跨临界二氧化碳空调系统效率及可靠性影响最大的部件，应当充分结合二氧化碳超临界循环具体特点重新进行设计。CO2和氨一样，其绝热指数K值较高，达1.30，这可能会使压缩机排气温度偏高，但由于CO2需要的压缩机的压比小，因此不需要对压缩机本身进行冷却。正因为绝热指数高，压比小，可减小压缩机余隙容积的再膨胀损失，使压缩机容积效率较高。经过实验和理论研究，Jurgen SUB和Horst Kruse发现，往复式压缩机有良好的油膜滑动密封，成为CO2系统的首选。BOCK对其二氧化碳压缩机排气阀进行了改进，排气改良后的二氧化碳压缩机效率提高了7%。

8 B1 o! d! v3 e& ?# ?# X　　由于二氧化碳系统压力远远大于传统的压临界循环系统，压缩机的轴封设计要求比原有压缩机高得多，压缩机的轴封泄漏在一段时间内仍将是目前阻碍其实用化的主要原因。

* o: W5 o2 p% z1 ~/ [　　Danfo、Deo、ZEXEL等已进入二氧化碳压缩机小批量生产阶段。
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1 a0 ^5 W$ V  w( z1 @　　IEA在1999年3月，联合日本、挪威、瑞典、英国和美国启动“Selected Iueon CO2 as working Fluidin Compreion Systems”的三年计划项目。

0 k) X) ~3 F: r: a6 L　　1994年起，BMW、DAIMLERBENZ、VOLO、德国大众、Danfo、Valeo等欧洲著名公司发起了名为“RACE”的联合项目，联合欧洲著名高校、汽车空调制造商等研制CO2汽车空调系统。BENZ汽车公司现已生产装备CO2汽车空调系统的轿车，德国KONVECTA生产的以CO2为工质的空调公交客车从1996年运行至今。DANFO、奥地利的Obrist、英国均已研制出二氧化碳车用压缩机。日本的DEO、ZEXEL的二氧化碳压缩机已进入批量生产阶段。

　　随着各大生产厂商的投入，CO2压缩机的型式也与普通车用压缩机的发展趋势相一致，主要以定排量摇摆斜盘式、涡旋式和变排量为主。