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簡介：離心式制冷壓縮機的特點、應(yīng)用狀況及趨勢；開發(fā)研制離心式壓縮機的難點、重點及對策；開發(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。

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：

1.在相同冷量的情況下，特別在大容量時，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?。?/p>

2.離心式壓縮機結(jié)構(gòu)簡單緊湊，運動件少，工作可靠，經(jīng)久耐用，運行費用低；

3.容易實現(xiàn)多級壓縮和多種蒸發(fā)溫度，容易實現(xiàn)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：

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

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，機組須添加防喘振系統(tǒng)；

4.同一臺機組工況不能有大的變動，適用的范圍較窄。

二、離心式制冷壓縮機的應(yīng)用狀況及趨勢。

目前國內(nèi)離心式冷水機組的大部分市場主要由歐日美一些制冷企業(yè)所占據(jù)。比較有名的企業(yè)如特靈、開利、約克、麥克維爾、AXIMA（原蘇爾壽）、荏原、三菱等依靠先進的技術(shù)及良好工藝主導(dǎo)離心冷水機組市場。國內(nèi)企業(yè)主要為重慶通用，早期引進NREC的技術(shù)來開發(fā)離心式制冷機。隨著社會的發(fā)展，用戶需要的冷量越來越高，另外由于節(jié)能的要求使得離心機組具有越來越廣的市場。一些國內(nèi)空調(diào)廠家如海爾、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合作開發(fā)出離心冷水機組及區(qū)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.

隨著能源的形式日趨緊張，節(jié)能降耗是產(chǎn)品發(fā)展的一大趨勢。另外由于中國城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，建筑能耗不斷增加。具有最高性能系數(shù)的離心冷水機組無疑將成為市場的熱點，近年來離心冷水機組的銷量不斷提高。

國內(nèi)大部分開發(fā)離心冷水機組的企業(yè)只是購買進口壓縮機，基本上沒什么利潤。國外離心機廠家不會輕易出讓自己的核心技術(shù)，要想研制離心式制冷壓縮機，只有走自主開發(fā)的道路。隨著設(shè)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、開發(fā)研制離心式壓縮機的難點、重點及對策。

研制一臺離心壓縮機包括多方面的內(nèi)容：氣動熱力計算、強度與振動計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、各種材料的選擇、加工制造工藝設(shè)計、自動控制與調(diào)節(jié)設(shè)計、以及驅(qū)動型式選擇等。其中的難重點主要有以下幾個方面：

1.葉輪的設(shè)計

轉(zhuǎn)子作為離心壓縮機的運動部件，其核心部分為葉輪?，F(xiàn)在國內(nèi)外各大離心機廠家均采用三元流方法進行葉輪設(shè)計。三元流方法要求設(shè)計人員具備數(shù)值模擬、計算流體動力學(xué)、流體機械內(nèi)部流場理論等非常專業(yè)的知識。國內(nèi)公司技術(shù)人員大部分不具備這些專業(yè)知識，要設(shè)計高效的三元葉輪，只有和高?？蒲袡C構(gòu)合作。高校中離心式壓縮機方面的專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(shè)計，壓縮機組試驗、監(jiān)測及控制，系統(tǒng)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設(shè)計技術(shù)與應(yīng)用》項目獲2004年國家科技進步二等獎。王教授領(lǐng)導(dǎo)的西安交大賽爾機泵科研組，以獨具特色的“可控渦葉輪設(shè)計理論”，在石化等領(lǐng)域的機組改造中有出色的應(yīng)用。

2.葉輪的加工制作

以三元流理論設(shè)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，也是難點。對于三元葉輪，常用的加工方法主要有兩種：

1）三體焊形式：也就是說輪盤、葉片、輪蓋分別加工。這種加工方法對設(shè)備要求比較簡單，輪盤、輪蓋只需要車出外形就夠了。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上，再將輪蓋焊好。這樣的話需要的設(shè)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(guī)設(shè)備，所需投資比較低，更適合開始做。

2）整體銑制：也就是輪盤和葉片是在一起利用多坐標設(shè)備進行整體銑制而得到一個半開式葉輪。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行。一臺五坐標設(shè)備大概從幾百萬到上千萬不止，成本非常高。以加工600mm葉輪為例，國內(nèi)五軸床大概要350萬人民幣，進口五軸床大概要480萬人民幣。通過四坐標機床旋轉(zhuǎn)工作臺的傾斜實現(xiàn)三元葉輪的四坐標整體銑制，如果葉片稠度比較大，干涉問題在四坐標上就不可避免。四坐標的設(shè)備相對比較便宜，大概100多萬人民幣。

3.轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速的計算

臨界轉(zhuǎn)速是設(shè)計轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時要考慮的一個重要因素，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速要避開臨界轉(zhuǎn)速。臨界轉(zhuǎn)速的計算一般采用普洛爾法，市場上有專門計算臨界轉(zhuǎn)速的軟件，也可以自己開發(fā)計算軟件。

4.防喘振系統(tǒng)的設(shè)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：流量過低及冷凝壓力過高。喘振對機組的危害相當大，須認真設(shè)計防喘振系統(tǒng)。

5.滑動軸承的設(shè)計

離心式制冷壓縮機一般采用增速齒輪，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速一般都在5000RPM以上，都采用滑動軸承，滑動軸承的設(shè)計也是研制離心機的一個重點。

四、開發(fā)研制離心式壓縮機的大致步驟：

1.搜集、學(xué)習(xí)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(xí)離心式壓縮機的基本知識，達到用一元流理論設(shè)計壓縮機的水平。

3.組織有關(guān)人員到相關(guān)科研院所及專業(yè)生產(chǎn)廠家學(xué)習(xí)參觀。

4.與科研院所合作進行三元葉輪的設(shè)計。

5.研制開發(fā)整機。

6.樣機試驗改進。

五、一點想法

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(shè)計的理論基礎(chǔ)。國外一些大公司如NREC等據(jù)此理論開發(fā)出離心式葉輪機械的設(shè)計及加工軟件。

我國的科學(xué)家及科技工作者也進行了大量的卓有成效的研究，對離心式壓縮機的設(shè)計及加工進行了深入的研究，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(nèi)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。