簡(jiǎn)介： 離心式制冷壓縮機的特點(diǎn)、應用狀況及趨勢；開(kāi)發(fā)研制離心式壓縮機的難點(diǎn)、重點(diǎn)及對策；開(kāi)發(fā)研制離心式壓縮機的大致步驟。

　　關(guān)鍵字：離心式 制冷壓縮機 國產(chǎn)化

　　一、離心式制冷壓縮機的特點(diǎn)。

　　離心式制冷壓縮機作為一種速度型壓縮機，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1.在相同冷量的情況下，特別在大容量時(shí)，與螺桿壓縮機組相比，省去了龐大的油分裝置，機組的重量及尺寸較小，占地面積��；

　　2.離心式壓縮機結構簡(jiǎn)單緊湊，運動(dòng)件少，工作可靠，經(jīng)久耐用，運行費用低；

　　3.容易實(shí)現多級壓縮和多種蒸發(fā)溫度，容易實(shí)現中間冷卻，使得耗功較低；

　　4.離心機組中混入的潤滑油極少，對換熱器的傳熱效果影響較小，機組具有較高的效率。

　　具有以下缺點(diǎn)：

　　1.轉子轉速較高， 為了保證葉輪一定的寬度， 必須用于大中流量場(chǎng)合， 不適合于小流量場(chǎng)合；

　　2.單級壓比低，為了得到較高壓比須采用多級葉輪，一般還要用增速齒輪；

　　3.喘振是離心式壓縮機固有的缺點(diǎn)，機組須添加防喘振系統；

　　4.同一臺機組工況不能有大的變動(dòng)，適用的范圍較窄。

　　二、離心式制冷壓縮機的應用狀況及趨勢。

　　目前國內離心式冷水機組的大部分市場(chǎng)主要由歐日美一些制冷企業(yè)所占據。比較有名的企業(yè)如特靈、開(kāi)利、約克、麥克維爾、AXIMA（原蘇爾壽）、荏原、三菱等依靠先進(jìn)的技術(shù)及良好工藝主導離心冷水機組市場(chǎng)。國內企業(yè)主要為重慶通用，早期引進(jìn)NREC的技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)離心式制冷機。隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，用戶(hù)需要的冷量越來(lái)越高，另外由于節能的要求使得離心機組具有越來(lái)越廣的市場(chǎng)。一些國內空調廠(chǎng)家如海爾、澳克瑪、格力及美的（與重慶通用合并）紛紛推出自己的離心式冷水機組。大冷與AXIMA合作開(kāi)發(fā)出離心冷水機組及區域供暖的離心熱泵機組。這些離心機組大部分采用環(huán)保工質(zhì)R134a.

　　隨著(zhù)能源的形式日趨緊張，節能降耗是產(chǎn)品發(fā)展的一大趨勢。另外由于中國城鎮化水平的不斷提高，建筑能耗不斷增加。具有最高性能系數的離心冷水機組無(wú)疑將成為市場(chǎng)的熱點(diǎn)，近年來(lái)離心冷水機組的銷(xiāo)量不斷提高。

　　國內大部分開(kāi)發(fā)離心冷水機組的企業(yè)只是購買(mǎi)進(jìn)口壓縮機，基本上沒(méi)什么利潤。國外離心機廠(chǎng)家不會(huì )輕易出讓自己的核心技術(shù)，要想研制離心式制冷壓縮機，只有走自主開(kāi)發(fā)的道路。隨著(zhù)設計及制造技術(shù)的不斷成熟，使得國產(chǎn)離心式制冷壓縮機的研制成為可能。

　　三、開(kāi)發(fā)研制離心式壓縮機的難點(diǎn)、重點(diǎn)及對策。

　　研制一臺離心壓縮機包括多方面的內容：氣動(dòng)熱力計算、強度與振動(dòng)計算、結構設計、各種材料的選擇、加工制造工藝設計、自動(dòng)控制與調節設計、以及驅動(dòng)型式選擇等。其中的難重點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：

　　1.葉輪的設計

　　轉子作為離心壓縮機的運動(dòng)部件，其核心部分為葉輪�，F在國內外各大離心機廠(chǎng)家均采用三元流方法進(jìn)行葉輪設計。三元流方法要求設計人員具備數值模擬、計算流體動(dòng)力學(xué)、流體機械內部流場(chǎng)理論等非常專(zhuān)業(yè)的知識。國內公司技術(shù)人員大部分不具備這些專(zhuān)業(yè)知識，要設計高效的三元葉輪，只有和高�？蒲袡C構合作。高校中離心式壓縮機方面的專(zhuān)家主要有上海交大的谷傳綱教授、西安交大的王尚錦教授。谷教授長(cháng)期從事離心機方面的研究，先后主持完成6項國家自然科學(xué)基金項目，在離心機三元流設計，壓縮機組試驗、監測及控制，系統防喘振等方面均有深入的研究，他所主持完成的《多級離心壓縮機氣動(dòng)設計技術(shù)與應用》項目獲 2004年國家科技進(jìn)步二等獎。王教授領(lǐng)導的西安交大賽爾機泵科研組，以獨具特色的“可控渦葉輪設計理論”，在石化等領(lǐng)域的機組改造中有出色的應用。

　　2.葉輪的加工制作

　　以三元流理論設計的葉輪葉片形狀一般為空間曲面，葉片及葉輪的加工成型是制造的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。 對于三元葉輪，常用的加工方法主要有兩種：

　　1）三體焊形式：也就是說(shuō)輪盤(pán)、葉片、輪蓋分別加工。這種加工方法對設備要求比較簡(jiǎn)單，輪盤(pán)、輪蓋只需要車(chē)出外形就夠了。葉片加工要麻煩一些，首先要利用三坐標機床銑出葉片模具，然后將下好料的葉片進(jìn)行熱處理，壓型得到所需的葉片形狀。最后將葉片焊接到輪盤(pán)上，再將輪蓋焊好。這樣的話(huà)需要的設備大概是三坐標銑床、熱處理爐、油壓機以及其他所需的一些常規設備，所需投資比較低，更適合開(kāi)始做。

　　2）整體銑制：也就是輪盤(pán)和葉片是在一起利用多坐標設備進(jìn)行整體銑制而得到一個(gè)半開(kāi)式葉輪。為避免干涉，目前國際上對這種葉輪的加工大都是利用五坐標加工中心進(jìn)行。一臺五坐標設備大概從幾百萬(wàn)到上千萬(wàn)不止，成本非常高。以加工600mm葉輪為例，國內五軸床大概要350萬(wàn)人民幣，進(jìn)口五軸床大概要480萬(wàn)人民幣。通過(guò)四坐標機床旋轉工作臺的傾斜實(shí)現三元葉輪的四坐標整體銑制，如果葉片稠度比較大，干涉問(wèn)題在四坐標上就不可避免。四坐標的設備相對比較便宜，大概100多萬(wàn)人民幣。

　　3.轉子的臨界轉速的計算

　　臨界轉速是設計轉子轉速時(shí)要考慮的一個(gè)重要因素，轉子轉速要避開(kāi)臨界轉速。臨界轉速的計算一般采用普洛爾法，市場(chǎng)上有專(zhuān)門(mén)計算臨界轉速的軟件，也可以自己開(kāi)發(fā)計算軟件。

　　4.防喘振系統的設計

　　由離心式壓縮機的工作機理可知，喘振是離心機所固有的性質(zhì)，不可消除，但可通過(guò)有效途徑加以避免。離心式制冷壓縮機發(fā)生喘振的原因：流量過(guò)低及冷凝壓力過(guò)高。喘振對機組的危害相當大，須認真設計防喘振系統。

　　5.滑動(dòng)軸承的設計

　　離心式制冷壓縮機一般采用增速齒輪，轉子轉速一般都在5000RPM以上，都采用滑動(dòng)軸承，滑動(dòng)軸承的設計也是研制離心機的一個(gè)重點(diǎn)。

　　四、開(kāi)發(fā)研制離心式壓縮機的大致步驟：

　　1.搜集、學(xué)習離心式壓縮機及離心式冷水機組的相關(guān)標準。

　　2.組織有關(guān)人員學(xué)習離心式壓縮機的基本知識，達到用一元流理論設計壓縮機的水平。

　　3.組織有關(guān)人員到相關(guān)科研院所及專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)家學(xué)習參觀(guān)。

　　4.與科研院所合作進(jìn)行三元葉輪的設計。

　　5.研制開(kāi)發(fā)整機。

　　6.樣機試驗改進(jìn)。

　　五、一點(diǎn)想法

　　上世紀50年代，我國科學(xué)家吳仲華教授提出葉輪機械三元流理論，奠定了三元流設計的理論基礎。國外一些大公司如NREC等據此理論開(kāi)發(fā)出離心式葉輪機械的設計及加工軟件。

　　我國的科學(xué)家及科技工作者也進(jìn)行了大量的卓有成效的研究，對離心式壓縮機的設計及加工進(jìn)行了深入的研究，并形成了一系列的研究成果，與國外相比，毫不遜色。建議國內的制冷企業(yè)高舉民族工業(yè)的旗幟，研制出真正意義上的國產(chǎn)化離心式制冷壓縮機精品。