创新品质 低碳健康
2022年第33届“中国制冷展”技术总结报告
二、技术进展
1. 制冷压缩机、工质、润滑油
1.1技术特点
压缩机（包括润滑油、载冷剂）的展商数量和产品种类较往年有所减少，但基本能涵盖主要产品类型。家用、商用等大中小型压缩机，中央空调、家用空调、热泵热水、车载制冷空调、冷冻冷藏等用途压缩机均有展出，还出现了部分构造新颖或功能独特的压缩机，体现出疫情大背景下制冷行业中国制造的综合实力和发展潜力。综合来看，比较突出的特点是：
（1）以CO2为代表的自然工质压缩机持续发展。传统自然工质R600a及R290压缩机也有展出，但明显增多的是CO2压缩机，其具体类型更多、涵盖领域更广。
（2）车载空调压缩机、新能源车用压缩机发展势头迅猛。这与国家大力推广新能源车和冷链物流行业需求增长有关，主要用途包括新能源车用空气调节、新能源车载物品的冷冻冷藏及综合热管理等。
（3）制冷压缩机国产化程度进一步提升。国内越来越多的企业掌握了压缩机的制造及研发技术，比较典型的是格力、海立等大企业对全系列制冷压缩机的深入研发，涡旋压缩机国产化覆盖面越来越广。
1.2 特色产品
1.2.1 压缩机
（1）离心压缩机
格力的全系列磁悬浮变频离心压缩机制冷量范围50-1300RT(图1-1(a))，最大功率可达到700kW，最高转速30000r/min，体积和重量仅为相同冷量压缩机的40%。其展出的R1233zd(E)工质离心压缩机(图1-1(b))，ODP=0，GWP=1，制冷能力2000 RT，制冷COP(GB)高达7.1。
图1-1 格力离心压缩机
（2）CO2压缩机
CO2压缩机的展出比例明显高于往年。博客压缩机(苏州)有限公司的卧式车用CO2压缩机(图1-2(a))、冰轮环境技术有限公司的CO2压缩机(图1-2(b))、上海海立热泵热水器用CO2变频转子压缩机(图1-2(c))均获得了本年度制冷展创新产品。艾默生展出的CO2压缩机跨临界机组(图1-2(d))，制冷量达到6.27kW-16.65kW。
图1-2 多个企业展出的CO2压缩机
（3）涡旋压缩机全面国产化
苏州为山之研发出自带冷却结构的涡旋压缩机(图1-3(a))，原理是通过感温包检测温度控制喷液热力膨胀阀的开启。25匹涡旋机采用R245fa工质做成机组后，可使冷凝温度达到135℃(蒸发温度40℃-55℃)，能产生100℃以上的水蒸气。常州赛科为能源科技有限公司展出了高温空调涡旋压缩机(图1-3(c))，工质R22和R410A，能力5-8匹，采用优化轴系和三腔三环动态密封技术，蒸发温度最高达到25℃。沈阳一冷生产全封闭和半封闭涡旋系列压缩机(图1-3(d))，能力范围6-13HP，采用强化补气技术，蒸发温度低至-40℃。
图1-3国产化涡旋压缩机
（4）新能源汽车用压缩机
新能源汽车压缩机出现了增长。种类包括新能源车用空调和冷冻冷藏两大类。许多大型空调企业也将压缩机产品拓展到了新能源车领域，格力展出的新能源铝合金变频涡旋压缩机(图1-4(c))，获得了本届制冷展“创新产品”称号。松下的车载空调压缩机型式包括立式和卧式(图1-4(b))，电源采用直流24V/520V或交流220V，工质包括R134a、R407C和R410A。松下万宝展出了新能源巴士车用及电池热管理系统用涡旋压缩机，工质R407C和R410A。
图1-4 新能源汽车用制冷压缩机
（5）新型结构压缩机
松下压缩机(大连)有限公司的涡旋压缩机(图1-5)，采用低GWP新型工质 R454C/R455A，带有内部补气和卸载功能，单台能力3-15匹。在蒸发温度-30℃--25℃，冷凝温度20℃-70℃，制冷COP较常规系统提升5%。艾默生展出了50HP大型涡旋压缩机(图1-6)，强化补气结合转速提升制冷量和制热量，将单台压缩机制冷能力拓展至143kW，蒸发温度低至-35℃，-20℃以上可制取50℃以上热水。
格力展出了系列压缩机新产品。无稀土磁阻高效变频压缩机(图1-7(a))，行业首次实现变频压缩机的无稀土化，解决变频空调对国家战略资源稀土的依赖问题。开发出基站空调专用压缩机(图1-7(b))，单台能力范围1000 W -3000W。与清华大学合作研发“分体式系统用压缩机”(图1-7(c))，实现了单级补气滚动活塞压缩机的商业化运用。
图1-7格力研发的新型压缩机
图1-8所示为烟台冰轮展出的氢气压缩机。福建雪人的氦气螺杆压缩机(图1-9)，能实现内容积比的自动调节。
1.2.2 制冷剂、载冷剂、润滑油
制冷工质和载冷剂的展出也较往年有所减少(图1-10)。除传统的以R22、R410A和R134a为代表的工质外，自然工质的展出比例增加。下图1-11所示为山东粤安新型材料有限公司展出的高纯度碳氢类制冷剂。
图1-12所示为阿科玛展出的新型制冷剂。其中R427A的ODP指数为0，可以在冷冻冷藏领域代替R22，不足之处是GWP值为2025。R1233ze(D)安全等级为A1，GWP=1，是替代R134a的理想产品。
一些石化企业展出了全系列的制冷用润滑油(图1-13)。适用的压缩机型式包括离心压缩机、涡旋压缩机、螺杆压缩机等，适用的工质涵盖大部分CFCs，HCFC类工质也包括R717和R600a等自然工质。
1.3评价与展望
从以上展出的产品可以看出，压缩机未来可能会有以下的发展趋势：1）以CO2为代表的自然工质及其压缩机将继续发展，并在包括家用空调、热水器、车辆空调甚至冷冻冷藏领域得到广泛应用；2）国产压缩机产品会持续提升其全工况性能，拓展应用领域，在原机型基础上各类功能扩展型压缩机被开发出来；3）冷冻冷藏、运输用压缩机，包括小型活塞压缩机，滚动转子压缩机，驻车空调、冷藏用压缩机等，品种和功能更趋于完善；4）新能源车热管理用压缩机迎来良好的发展机遇。
（本节作者：北京工业大学 马国远教授、许树学副研究员）
