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无油制冷压缩机共性关键技术的发展现状
2017-08-09  来源:互联网转载    发布者:小A

前言:目前国内外研究和开发的绝大多数制冷压缩机均为制冷工质和润滑油混合后再进入压缩腔。随着使用场合的需求条件愈发苛刻,使用无油制冷压缩机成为趋势,是未来发展的一个重要方向。

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一、制冷压缩机“无油”优化

在无油制冷压缩机中,所谓“无油”指的是,制冷工质在被压缩过程中完全不与润滑油接触,即压缩腔内没有润滑油。但是在压缩机的轴承等零部件中,仍然使用油润滑方式,只是在压缩腔和轴承腔之间进行了有效隔离。而随着对于材料特性研究的深入和新技术的发展,轴承也可无需油润滑。因此,在保证压缩腔无油的基础上,可以采用无油润滑轴承的方式,省去轴承供油系统,制冷压缩机全无油,进一步优化压缩机结构,简化制冷空调机组。

二、“无油”制冷压缩机在制冷行业的应用

2.1无油制冷压缩机是近二十多年发展较快的一类压缩机。

2.2在制冷空调系统中,无油润滑将会在冷凝器和蒸发器的换热方面成为一个重要的优势。

2.3无油润滑提高了制冷剂的换热效率,使得使用紧凑型换热器成为可能。

2.4同时,无油润滑可扩大制冷剂种类和制冷剂工作温度范围。

2.5在20世纪70年代,卫星在太空中需要进行设备冷却,太空处于低温无重力状态,润滑油会悬浮固化,严重影响换热效率。润滑油也无法在设备表面形成油膜,减少零件间的摩擦。牛津大学的Bradshaw T.W.等发明的小型斯特林制冷机中采用了无油制冷压缩机为制冷系统提供冷量。目前,中国科学院高能物理研究所正筹建正负电子对撞机,正负电子对撞机采用液氦对其进行冷却保证一个极低的恒定温度。Asakura H.等研究了具有较高稳定性能的氦制冷系统。为了保证氦的纯净度,采用了无油螺杆式制冷压缩机对氦进行液化。

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三、无油制冷压缩机针对市场满足需求

    

3.1目前无油制冷压缩机发展较快,已研发出不同概念的机型,丰富了无油制冷压缩机产品线,以满足不同场合的要求。而在这些压缩机中,仍有一些共性关键技术有待进一步研究。自润滑技术发展较早,也较为成熟,需要进一步研究新型的自润滑材料和相关技术。直线轴承、制冷剂润滑轴承、混合陶瓷轴承和磁悬浮轴承等新型轴承的出现,免去了轴承供油的问题,简化压缩机结构。无油制冷压缩机中的轴封具有十分重要的作用,在防止外界流体进入压缩机的同时能够防止压缩腔内流体向外流失。无油制冷压缩机的冷却方式不再依靠润滑油,需要在压缩机结构上进行优化,带走产生的热量。

3.2磁悬浮轴承是本世纪被开发研究的一种新型轴承,已经被运用在一些特殊场合,例如航空、大型工业机械。这项技术已经被证明具有较高的可靠性,可以替代有油润滑的制冷压缩机。但是磁悬浮轴承技术造价高,并没有运用在很多的设备中。目前,主要运用在离心式制冷压缩机产品中。

3.3磁悬浮轴承技术采用数字控制方法,保证制冷压缩机转轴处于悬浮状态,极大减少了转轴的摩擦损失。基于良好的控制方法,转轴的同轴度提高,振动减少,(zui)大振动幅度仅为0.5μm。此外,可以通过软件对制冷压缩机转轴不平衡性进行实时调整,减少不必要的功耗损失,提高制冷压缩机的机械效率。

    3.4无油制冷压缩机没有了油润滑,无法通过润滑油带走压缩机内部热量。在全封闭式无油制冷压缩机中,制冷剂不仅在压缩腔内吸收热量,还可带走电机热量,但是由于制冷剂带走的热量有限,这种方法只适合小型无油制冷压缩机。大部分的方式是采用双层壁结构,在夹层内通入冷却水或者其他冷却介质,保证压缩机结构不变形。同时,在压缩机外壁设有冷却翅片,增强自然对流冷却效果。

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