课题研究目的及意义

目前，制冷压缩机的种类主要有离心式、螺杆式、滚动转子式、涡旋式等^{[1] [2]}。其中在制冷空调领域得到广泛应用的螺杆式制冷压缩机在国内取得了重要发展，并且其整体技术水平和市场份额都得到了很大的提高。而我国螺杆式制冷压缩机市场需求的增长很快，因此，新型高效螺杆式制冷压缩机产品的步伐必须加快开发。螺杆式制冷压缩机的下游产业主要为商用中央空调行业和工业制冷行业。随着当下低碳概念的提出及低碳经济的运行，螺杆机组将会因此得到大力发展，而在中型30RT-500RT（注：RT指的是空调制冷能力的单位，“冷吨”，是 ton of refrigeration 的缩写。）的中央空调领域，螺杆式压缩机更是已经基本取代活塞式压缩机，占据了市场^[3]。

众所周知，近年来，螺杆式压缩机凭借其动力平衡好、可靠性高、适应性强、操作维护方便、有良好的输气量调节性等优点，很快的占据了大容量往复式压缩机的使用市场，而且不断地向中等容量压缩机的市场延伸^{[5] [6] [7]}。目前广泛地应用于冷冻、冷藏、空调以及化工工艺冷冻等制冷装置上。仅在暖通空调方面就有空气热源型、水热泵型、热回收型及冰蓄冷型等多种类型的采暖制冷设备都需要用到螺杆式压缩机。

螺杆式制冷压缩机在与市场上其他类型的制冷压缩机相比较，其在制冷量范围上比全封闭活塞式压缩机及涡旋式压缩机高出了几百甚至近千倍;与主用于空调工况冷水机组的离心式制冷压缩机和多用于冷库的开启活塞式制冷压缩机相比，不管制冷还是空调运行工况，螺杆式压缩机都能够很好的适用。这样来看，目前螺杆式压缩机在市场上最大的竞争对手，就是用途同样广泛的半封闭活塞式制冷压缩机。但由于半封闭活塞式制冷压缩机的单机制冷量在3KW—100KW的范围内，在需大范围的制冷或空调工况下，必须结合多台机器才能达到效果，而螺杆式压缩机单机的制冷量为30KW—1500KW，这足以应付各种制冷范围并且便于调节，也就是说，螺杆式压缩机的应用程度与市场竞争力，就行业中同类产品而言，可以说是最具优势的。对于我国冷冻冷藏行业占据整个制冷行业的比例大概为24%，虽然比国际成熟市场低40%的比例，但也足以说明冷冻冷藏行业的市场潜力非常高，尤其是螺杆式压缩机发展前景。因为螺杆式压缩机适用于24小时长期运转的特性，以及应用于低温系统的技术不断进步，其性能和效率大幅度提升，相信在不久的将来，对于国内的市场而言，早已成为欧美等发达国家低温冷冻冷藏系统标准的螺杆式压缩机，一定会有很快速的发展。

综上螺杆式制冷压缩机在一些行业中的应用，指出目前国产螺杆式制冷压缩机在生产制造及控制系统方面存在的优缺点，预测螺杆式制冷压缩机的未来发展趋势，力求为我国螺杆式制冷压缩机的自主研发创新起到指导性作用。目前比泽尔、莱富康等公司为国外品牌的代表^[8]，而国内螺杆式压缩机生产厂商通过技术引进、技术合作和自主研发，提高了产品的技术含量和性能质量，如汉钟、复盛等国内生产螺杆式压缩机的企业，也已经与国际先进水平接轨，成为了中国自主品牌的佼佼者。

螺杆式制冷压缩机的发展可追溯到1878年，但当时没有实用意义。直到1934年瑞典科学家重新进行研制，并获得成功。1963年发明了第一台喷油螺杆式制冷压缩机^[9]。同年荷兰某肉类冷库已开始应用这种新型机器。由于螺杆式制冷压缩机与活塞式制冷压缩机比较有结构简单、易损件少、检修周期长、容积效率高、排气温度低、对液击不敏感和可以实现制冷量无级调节等特点，所以螺杆式制冷压缩机越来越多的受到用户所赞赏。欧美、日等工业发达国家已率先将螺杆式制冷压缩机应用于陆用或船用的冷库制冷系统、空调系统和工业制冷装置等。

螺杆式制冷压缩机取得如此快速的发展，除自身与往复式机器相比具有的固有优点外，还在于人们致力于对压缩机结构的不断研究和改进所取得的成果，并付之实际的应用。目前螺杆式制冷压缩机发展迅猛，有很多新的应用，并且螺杆式制冷压缩机创新和发展会有美好的发展前景。而现在辅机课程在螺杆式制冷压缩机方面的内容还很单薄，没有反映行业的最新发展，本文主要就目前市场上推出的螺杆式制冷压缩机新产品在技术革新上作一综述，供后面课改参考。

发展历程

1878年，Heinrich Krigar提出螺杆压缩机的原理，并在德国申请专利。自1934年螺杆式压缩机问世以来，经过了几十年的技术改进，螺杆式压缩机得到了广泛的应用，特别是在制冷方面。1935年，Alf Lysholm（透平压缩机制造商Ljungstroms Angturbin AB的总工）改进型线，提出转子精确制造的方法，并申请了专利（5－4齿）。1951年，Ljungstroms Angturbin AB公司更名为Svenska Rotor Maskiner AB，即著名的SRM公司。60年代，SRM公司推出SRMA型线，ATLAS公司推出ATLAS型线。由对称齿形发展为不对称齿形，容积效率提高百分之十几。我国于1965年开始研制螺杆式空气压缩机。70年代，德国的螺杆空气压缩机制造商Gutehoffnungshutte，即GHH公司，推出GHH型线。（目前被美国的I—R收购，强强联手）SRM公司推出SRMD型线。80年代产品推广阶段，开始对系统进行深入研究。我国某些压缩机厂1985年分别引进英国Holroyd公司的2AC、5AC螺杆铣床形成批量生产^{[1] [4] [5]}。

国内外发展现状及分析

国内于1976年联合设计并生产出第一台喷油螺杆式制冷压缩机^[12]。经过二十多年的技术改造，有了很大的改进，但与国外先进的螺杆式制冷压缩机比还是有一定的差距。国内外生产制冷螺杆压缩机的企业主要有开利、比泽尔、莱富康、日立、神钢、汉钟、复盛、凯莱、格力、富士豪、大连冰山、烟台冰轮、顿汉布什、豪顿等等^{[10] [11]}。

开利为了进一步拓展制冷压缩机的市场规模，开利于2009 年投资5000 万美元在印度建立新的全球研发中心，此为亚洲的第3 所研发中心^[12]。开利开发的变频制冷螺杆机组23XRV，压缩机性能得到提。采用油泵代替高低压差供油保证停机与低负荷下的供油，IPLV 为11.3，制冷性能系数堪称行业最高^[13]。

汉钟专业制造双螺杆压缩机已经有16年的历史，目前为亚洲的螺杆制冷压缩机的领跑者，在2009年，其在欧洲、中东、印度、美国和中国的螺杆式制冷压缩机的销量大大增加。汉钟于2009年在台湾台中建厂，同年将上海汉钟扩建，进一步增大产能，预计半封闭螺杆压缩机的年产量增加到50000台^[14]。汉钟充分利用其关键的螺杆技术，可提供制冷量25 RT~500 RT 宽范围的螺杆压缩机产品，应用领域从空调、工业冷冻到空气压缩等方面。目前其在国内行业内属于领先水平^[13]。