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無油制冷壓縮機共性關鍵技術的發展現狀
2017-08-09  來源:互聯網轉載    發布者:小A

前言:目前國內外研究和開發的絕大多數制冷壓縮機均為制冷工質和潤滑油混合后再進入壓縮腔。隨著使用場合的需求條件愈發苛刻,使用無油制冷壓縮機成為趨勢,是未來發展的一個重要方向。

風冷離心冷水機組

一、制冷壓縮機“無油”優化

在無油制冷壓縮機中,所謂“無油”指的是,制冷工質在被壓縮過程中完全不與潤滑油接觸,即壓縮腔內沒有潤滑油。但是在壓縮機的軸承等零部件中,仍然使用油潤滑方式,只是在壓縮腔和軸承腔之間進行了有效隔離。而隨著對于材料特性研究的深入和新技術的發展,軸承也可無需油潤滑。因此,在保證壓縮腔無油的基礎上,可以采用無油潤滑軸承的方式,省去軸承供油系統,制冷壓縮機全無油,進一步優化壓縮機結構,簡化制冷空調機組。

二、“無油”制冷壓縮機在制冷行業的應用

2.1無油制冷壓縮機是近二十多年發展較快的一類壓縮機。

2.2在制冷空調系統中,無油潤滑將會在冷凝器和蒸發器的換熱方面成為一個重要的優勢。

2.3無油潤滑提高了制冷劑的換熱效率,使得使用緊湊型換熱器成為可能。

2.4同時,無油潤滑可擴大制冷劑種類和制冷劑工作溫度范圍。

2.5在20世紀70年代,衛星在太空中需要進行設備冷卻,太空處于低溫無重力狀態,潤滑油會懸浮固化,嚴重影響換熱效率。潤滑油也無法在設備表面形成油膜,減少零件間的摩擦。牛津大學的Bradshaw T.W.等發明的小型斯特林制冷機中采用了無油制冷壓縮機為制冷系統提供冷量。目前,中國科學院高能物理研究所正籌建正負電子對撞機,正負電子對撞機采用液氦對其進行冷卻保證一個極低的恒定溫度。Asakura H.等研究了具有較高穩定性能的氦制冷系統。為了保證氦的純凈度,采用了無油螺桿式制冷壓縮機對氦進行液化。

水冷離心冷水機組

三、無油制冷壓縮機針對市場滿足需求

    

3.1目前無油制冷壓縮機發展較快,已研發出不同概念的機型,豐富了無油制冷壓縮機產品線,以滿足不同場合的要求。而在這些壓縮機中,仍有一些共性關鍵技術有待進一步研究。自潤滑技術發展較早,也較為成熟,需要進一步研究新型的自潤滑材料和相關技術。直線軸承、制冷劑潤滑軸承、混合陶瓷軸承和磁懸浮軸承等新型軸承的出現,免去了軸承供油的問題,簡化壓縮機結構。無油制冷壓縮機中的軸封具有十分重要的作用,在防止外界流體進入壓縮機的同時能夠防止壓縮腔內流體向外流失。無油制冷壓縮機的冷卻方式不再依靠潤滑油,需要在壓縮機結構上進行優化,帶走產生的熱量。

3.2磁懸浮軸承是本世紀被開發研究的一種新型軸承,已經被運用在一些特殊場合,例如航空、大型工業機械。這項技術已經被證明具有較高的可靠性,可以替代有油潤滑的制冷壓縮機。但是磁懸浮軸承技術造價高,并沒有運用在很多的設備中。目前,主要運用在離心式制冷壓縮機產品中。

3.3磁懸浮軸承技術采用數字控制方法,保證制冷壓縮機轉軸處于懸浮狀態,極大減少了轉軸的摩擦損失。基于良好的控制方法,轉軸的同軸度提高,振動減少,最大振動幅度僅為0.5μm。此外,可以通過軟件對制冷壓縮機轉軸不平衡性進行實時調整,減少不必要的功耗損失,提高制冷壓縮機的機械效率。

    3.4無油制冷壓縮機沒有了油潤滑,無法通過潤滑油帶走壓縮機內部熱量。在全封閉式無油制冷壓縮機中,制冷劑不僅在壓縮腔內吸收熱量,還可帶走電機熱量,但是由于制冷劑帶走的熱量有限,這種方法只適合小型無油制冷壓縮機。大部分的方式是采用雙層壁結構,在夾層內通入冷卻水或者其他冷卻介質,保證壓縮機結構不變形。同時,在壓縮機外壁設有冷卻翅片,增強自然對流冷卻效果。

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