2023中國制冷展技術(shù)總結(jié)報(bào)告連載(二)
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1. 制冷壓縮機(jī)、制冷劑、潤滑油
(本節(jié)作者:北京工業(yè)大學(xué) 馬國遠(yuǎn)教授、許樹學(xué)副研究員)
1.1總體技術(shù)特點(diǎn)
壓縮機(jī)(包括潤滑油、載冷劑)的展商數(shù)量和產(chǎn)品種類較往年均有大幅度增長,家用、商用等大中小型壓縮機(jī),中央空調(diào)、家用空調(diào)、熱泵熱水、車載制冷空調(diào)、冷凍冷藏等用途壓縮機(jī)均有展出,出現(xiàn)了部分構(gòu)造新穎或功能獨(dú)特的壓縮機(jī),體現(xiàn)出疫情后制冷行業(yè)中國制造行業(yè)的恢復(fù)和發(fā)展?jié)摿Α>C合來看,比較突出的特點(diǎn)是:
(1)往復(fù)活塞壓縮機(jī)、螺桿壓縮機(jī)等冷凍冷藏用壓縮機(jī)展出數(shù)量比例明顯增多,這與近些年冷凍冷藏、冷鏈物流行業(yè)的發(fā)展有關(guān)。
(2)以氨、CO2、R290、R600a為代表的自然工質(zhì)壓縮機(jī)展出持續(xù)增多。領(lǐng)域涵蓋小型商用、大型冷凍冷藏、家用空調(diào)、熱泵、熱水器、農(nóng)產(chǎn)品干燥等領(lǐng)域,類型包括旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)、往復(fù)活塞壓縮機(jī)、螺桿機(jī)及渦旋機(jī)等品類。
(3)離心壓縮機(jī)發(fā)展受矚目。展商數(shù)量較往年有很大幅度的提高,國內(nèi)越來越多的企業(yè)掌握了離心壓縮機(jī)制造技術(shù),離心壓縮機(jī)向大容量、體積小型化發(fā)展,核心技術(shù)包含永磁直流變頻、磁懸浮和氣懸浮等技術(shù)。
(4)氫氣、氦氣等特種氣體壓縮機(jī),高溫?zé)岜脡嚎s機(jī)、儲能專用場合、數(shù)據(jù)中心專用壓縮機(jī)的展出開始出現(xiàn),并呈增長趨勢。
1.2、特色產(chǎn)品
1.2.1、冷凍冷藏用壓縮機(jī)
比澤爾推出緊湊型螺桿壓縮機(jī),適用工質(zhì)包括R134a和R513A、R450A、以及環(huán)保工質(zhì)R1234ze(E)、R1234yf等。上海漢鐘精機(jī)股份有限公司開發(fā)出冷凍冷藏水冷專用螺桿壓縮機(jī),其獨(dú)特的齒形設(shè)計(jì)減小了泄漏,適用工質(zhì)包括R513A、R450A、R1234ze(E)、R1234yf等。復(fù)盛的螺桿壓縮機(jī)取得了防爆認(rèn)證,適用于工作條件苛刻的特殊領(lǐng)域。GEA的開啟式往復(fù)活塞壓縮機(jī),為針對氨制冷劑設(shè)計(jì),安裝有防停機(jī)排氣冷凝液裝置。都靈展出的往復(fù)活塞壓縮機(jī),排氣量范圍164.3~244.78 m3/h,采用工質(zhì)R600和R600a,也具有防爆裝置。福建雪人股份有限公司的半封閉雙極螺桿氨壓縮機(jī),獲得了本屆的創(chuàng)新產(chǎn)品。丹佛斯展出的美優(yōu)樂全封閉活塞壓縮機(jī),在中國有暢銷30年的歷史,適合中溫和低溫的制冷工況,能力范圍1.2~13匹,以R404A為工質(zhì),最低蒸發(fā)溫度-35℃。

(a) 比澤爾螺桿壓縮機(jī)

(b) 漢鐘水冷專用壓縮機(jī)

(c) 復(fù)盛螺桿壓縮機(jī)

(d) 富士豪往復(fù)活塞壓縮機(jī)

(e) GEA開啟式往復(fù)活塞壓縮機(jī)

(f) 都靈往復(fù)活塞壓縮機(jī)

(g) 丹佛斯全封閉活塞壓縮機(jī)

(h) 福建雪人螺桿壓縮機(jī)
圖1-1 冷凍冷藏用壓縮機(jī)
1.2.2 、自然工質(zhì)壓縮機(jī)
自然工質(zhì)壓縮機(jī)品類包括CO2、R290、R600a等。谷輪展出了R290熱泵用變頻壓縮機(jī),制冷量范圍3.1~15.7 kW,冷凝溫度50℃,運(yùn)行溫度低至-30℃,其跨臨界CO2壓縮機(jī)的冷量范圍4.1~36 kW,采用了自主研發(fā)動態(tài)噴射技術(shù)。博客的CO2壓縮機(jī)包括跨臨界和亞臨界兩種,主要是往復(fù)活塞式,排量范圍1.7 ~38.2 m3/h。奧威展出了內(nèi)容積比可調(diào)的螺桿式CO2壓縮機(jī)。冰山松洋的R290壓縮機(jī)最高出水溫度達(dá)到75℃,其CO2壓縮機(jī)產(chǎn)品為冷凍冷藏用雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),容量范圍7~10匹,蒸發(fā)溫度-45℃~-15℃,容量1~3匹規(guī)格的壓縮機(jī)安裝有中間冷卻器,解決了低蒸發(fā)溫度下排氣溫度高的問題。三菱電機(jī)(廣州)的壓縮機(jī),為變頻雙缸轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),工質(zhì)除R290外還適用于R1234yf和R454B。

(a) 谷輪R290壓縮機(jī)

(b) 谷輪跨臨界CO2壓縮機(jī)

(c) 美芝R290壓縮機(jī)

(d) 博客CO2壓縮機(jī)

(e) 奧威制冷CO2壓縮機(jī)

(f) 冰山松洋R290壓縮機(jī)靈往復(fù)活塞壓縮機(jī)

(g) 冰山松洋CO2壓縮機(jī)

(h) 三菱電機(jī)(廣州)R290壓縮機(jī)
圖1-2 各種自然工質(zhì)壓縮機(jī)
1.2.3 、離心壓縮機(jī)的發(fā)展
離心壓縮機(jī)的展出企業(yè)數(shù)量和產(chǎn)品種類比例較往年都有顯著增多。主要品牌有丹佛斯、復(fù)盛、海爾、美的、格力等規(guī)模企業(yè),也可以看到鑫磊壓縮機(jī)股份公司、南京磁谷、清風(fēng)環(huán)境等企業(yè)自主研發(fā)的磁懸浮壓縮機(jī)。復(fù)盛的磁懸浮壓縮機(jī)為永磁變頻雙段離心機(jī),單臺能力150RT以上,COP大于4.5,部分負(fù)載性能系數(shù)10.8以上。丹佛斯TT系列磁懸浮壓縮機(jī)適用工質(zhì)R1234ze和R515B,最高壓比達(dá)到5.7,能夠在環(huán)境溫度52℃制冷和制取63℃工藝熱水。格力的磁懸浮系列壓縮機(jī)規(guī)格系列包括120TR、225RT、900RT,最大到1200RT,其展出一體化磁懸浮離心壓縮機(jī)和氣懸浮離心壓縮機(jī)也很有吸引力。海爾的磁懸浮壓縮機(jī)容量系列包括50TR、75TR、100TR、225TR、350TR、500TR,并全球首創(chuàng)靜壓氣懸浮離心壓縮機(jī)。

(a) 復(fù)盛的懸浮壓縮機(jī)

(b) 丹佛斯TT系列磁懸浮壓縮機(jī)

(c) 鑫磊磁懸浮壓縮機(jī)

(d) 美的鯤禹磁懸浮離心壓縮機(jī)

(e) 格力磁懸浮離心壓縮機(jī)

(f) 格力氣懸浮離心壓縮機(jī)

(g) 海爾磁懸浮系列壓縮機(jī)

(h) 海爾氣懸浮系列壓縮機(jī)

(i) 南京磁谷科技的磁懸浮離心壓縮機(jī)

(j) 清風(fēng)環(huán)境的磁懸浮離心壓縮機(jī)
圖1-3 離心壓縮機(jī)
1.2.4、特種領(lǐng)域應(yīng)用壓縮機(jī)
特種領(lǐng)域應(yīng)用壓縮機(jī)也出現(xiàn)了增長。冰輪環(huán)境展出了氫氣壓縮機(jī),為高壓隔膜壓縮機(jī),制取氣體壓力范圍包括22 MPa、45 MPa,最高達(dá)到90 MPa。江森自控日立展出了超低溫專用氦氣壓縮機(jī),采用交流變頻和噴油冷卻,氣體流量達(dá)94 Nm3/h,其展出的儲能空調(diào)專用壓縮機(jī)有9匹、11匹、12匹系列,工質(zhì)采用R410A、R134a、R1234yf等。谷輪展出了數(shù)據(jù)中心專用壓縮機(jī),針對高蒸發(fā)溫度對渦旋盤和容積比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),蒸發(fā)溫度提高至27℃,最小壓比僅1.08。

(a) 冰輪環(huán)境氫氣壓縮機(jī)

(b) 江森自控日立氦氣壓縮機(jī)

(c) 江森自控日立儲能空調(diào)專用壓縮機(jī)

(d) 谷輪數(shù)據(jù)中心專用壓縮機(jī)
圖1-4 特種領(lǐng)域應(yīng)用壓縮機(jī)圖
1.2.5、其他新型壓縮機(jī)
針對特殊應(yīng)用場景,蘇州英華特渦旋技術(shù)股份有限公司研發(fā)了防爆型渦旋壓縮機(jī),將接線端子進(jìn)行防爆特殊處理,制冷量范圍3.4~11.5 kW。谷輪針對商用模塊和集中供暖,開發(fā)并制造出50匹大渦旋壓縮機(jī),將渦旋機(jī)單機(jī)能力拓展至冷量143 kW。其開發(fā)出的120℃超高溫?zé)岜脤S脺u旋壓縮機(jī)(獲評年度制冷展金獎產(chǎn)品),采用R245fa工質(zhì),將冷凝溫度提升至135℃。



圖1-5 英華特防爆型渦旋壓縮機(jī)
圖1-6 谷輪50匹大渦旋壓縮機(jī)
圖1-7 蘇州為山之渦旋壓縮機(jī)
蘇州為山之環(huán)境技術(shù)有限公司推出了高溫蒸汽系列渦旋壓縮機(jī),容量25匹,以R1233zd和R245fa為工作介質(zhì),冷凝溫度最高分別達(dá)到155℃和135℃,其閉式烘干系列渦旋壓縮機(jī),采用工質(zhì)R515B,蒸發(fā)溫度和冷凝溫度最高分別達(dá)到40℃和100℃。
江森自控日立萬寶壓縮機(jī)(廣州)有限公司展出的R32大容量直流變頻渦旋壓縮機(jī),在日立φ190 mm壓縮機(jī)筒體平臺上實(shí)現(xiàn)了150 cm3/rev的排氣量,也是φ190 mm筒體范圍排量最大的變頻渦旋壓縮機(jī),其開發(fā)的熱泵專用變頻渦旋壓縮機(jī),采用工質(zhì)R32或R454B,最高出水溫度達(dá)到65℃。

(a) R32大容量渦旋壓縮機(jī)

(b) 熱泵專用變頻渦旋壓縮機(jī)
圖1-8 江森自控日立萬寶壓縮機(jī)
珠海格力電器股份有限公司展出了三缸雙級變?nèi)莘e比滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī),采用最佳雙容積比設(shè)計(jì)和獨(dú)創(chuàng)運(yùn)行控制技術(shù),首次實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度低至-25℃的制熱量不衰減,最低運(yùn)行溫度拓寬至-35℃,獲評本屆創(chuàng)新產(chǎn)品。其開發(fā)的新一代高效磁阻變頻渦旋壓縮機(jī),國標(biāo)低溫?zé)岜霉r下能效提升4%~9.3%。

(a) 三缸雙級變?nèi)莘e比滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)

(b) 高效磁阻變頻渦旋壓縮機(jī)
圖1-9 格力研發(fā)的新型壓縮機(jī)
丹佛斯展出了DSG240-DSG580系列渦旋壓縮機(jī),針對環(huán)保工質(zhì)R1234ze和R515B設(shè)計(jì),采用丹佛斯第二代中間排氣閥(IDV)技術(shù),適用于20匹以上的冷水機(jī)組和熱泵。

圖1-10 丹佛斯新型渦旋壓縮機(jī)
海爾展出大容量可變溫螺桿壓縮機(jī),單臺壓縮機(jī)容量達(dá)到325匹。

圖1-11 海爾大容量可變溫螺桿壓縮機(jī)
冰輪環(huán)境技術(shù)股份有限公司展出了永磁變頻氨半封螺桿壓縮機(jī)及其熱泵機(jī)組。通過氨半封壓縮機(jī)與永磁變頻電機(jī)集成及油路系統(tǒng)升級,實(shí)現(xiàn)了85℃熱水產(chǎn)出,可廣泛應(yīng)用于工藝生產(chǎn)、區(qū)域采暖等,提升能源利用效率。

圖1-12 冰輪環(huán)境的永磁變頻氨半封螺桿壓縮機(jī)
1.2.6制冷劑、載冷劑
制冷工質(zhì)和載冷劑的展出也較往年有所增加。除傳統(tǒng)以R22、R410A、R134a為代表的工質(zhì)外,非共沸混合工質(zhì)、自然工質(zhì)的展出比例增加。圖1-13所示為大金展出的制冷劑系列產(chǎn)品,河南豐之茂環(huán)保制冷科技有限公司將R290和R600a等自然工質(zhì)作為產(chǎn)品亮點(diǎn)展出(圖1-14)。


圖1-13 大金展出的制冷劑
圖1-14 河南豐之茂的制冷劑
圖1-15所示為臺州綠寶精化展出的新型制冷劑,其中R438A和R422D為R22的替代品。

圖1-15 臺州綠寶精化新型制冷劑
圖1-16所示為聯(lián)創(chuàng)股份展出的新型工質(zhì),其中:華創(chuàng)一號為汽車空調(diào)用制冷劑,ODP=0,GWP=4;華創(chuàng)二號可用作加熱及冷卻用的制冷劑、發(fā)泡劑、清洗劑、氣溶膠推進(jìn)劑、溶劑組合劑及絕緣材料、滅火及抑燃劑等,ODP=0,GWP=6;華創(chuàng)三號為新型環(huán)保發(fā)泡劑,ODP=0,GWP<1。

圖1-16 聯(lián)創(chuàng)股份展出的新型制冷劑
1.2.7、潤滑油
潤滑油適用的壓縮機(jī)型式包括離心壓縮機(jī)、渦旋壓縮機(jī)、螺桿壓縮機(jī)等,適用的工質(zhì)涵蓋大部分CFCs及HCFC類工質(zhì),也包括CO2、碳?xì)浠衔锏茸匀还べ|(zhì)。圖1-17所示為康普思達(dá)和賽潤流體科技有限公司的潤滑油產(chǎn)品。

(a) 康普思達(dá)潤滑油

(b) 賽潤流體科技有限公司潤滑油
圖1-17 潤滑油產(chǎn)品
1.3、評價(jià)與展望
從以上展出的產(chǎn)品可以看出,壓縮機(jī)未來可能會有以下的發(fā)展趨勢:
(1)以R290、CO2為代表的自然工質(zhì)及其壓縮機(jī)將繼續(xù)發(fā)展,并在包括家用空調(diào)、熱水器、車輛空調(diào)、冷凍冷藏領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用;
(2)離心壓縮機(jī)產(chǎn)品將持續(xù)提升其全工況性能,小型化并提高單機(jī)能力,磁懸浮、氣懸浮等新技術(shù)不斷成熟;
(3)冷凍冷藏、運(yùn)輸用壓縮機(jī),包括小型活塞壓縮機(jī),滾動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),駐車空調(diào)、冷藏用壓縮機(jī)等,品種和功能更趨于完善;
(4)特種氣體壓縮機(jī)、高溫?zé)岜脡嚎s機(jī)、儲能用壓縮機(jī)、基站制冷壓縮機(jī)等針對特種領(lǐng)域的壓縮機(jī)迎來發(fā)展機(jī)遇。