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压缩机节能技术发展趋势及其应用


    压缩机若是按用途分,可以分为房间空调器上的压缩机、组合式空调上的压缩机、制冷机上的压缩机及其它用途的压缩机几大类。下文我们主要从房间空调器和组合式空调器两方面谈一下压缩机的世界发展趋势。 
    一、房间空调器 
    2002年全球生产的大约34030000台房间空调器压缩机。 
    在该领域,压缩机的发展情况可以总结为以下几点: 
    1、生产向中国与东亚国家集中 
    为了进一步降低价格,主要的空调厂家都将生产转到劳动力成本更为低廉的中国与东亚国家。这些厂家计划将产出的涡旋式或旋转式压缩机安装在当地生产的空调设备上,例如松下就准备在其广州工厂生产R410A直流涡旋压缩机,并将它们安装到当地生产的房间空调器上,再将它们销向日本。同时松下还将压缩机卖给当地的竞争对手来生产房间空调器。 
    2、制冷剂向HFC转型 
    在日本,已经有95%以上的制冷剂已经转为R410A,但在中国与东亚国家,R22制冷剂似乎仍是独步天下。尽管如此,向R410A转型的工作正在展开,五年后,R410A制冷剂的份额将会增至25%。 
    3、能效比更高、变频控制的发展加快 
    在日本,为了满足"节能法修改案"的要求,节能的竞争正在加剧。这样,如表1所示,主要厂家的2.8KW机型的制冷/制热平均能效比已经达到5.89-6.01。这些房间空调器中使用的压缩机是旋转式、摆动式或涡旋式。这些房间空调器现已升级成为高端机型,使用R410A制冷剂,采用变频控制和高效直流电机。为了防止全球变暖,世界性的节能导向是极为必要的。中国正准备以加入WTO作为转折点,将节能规定法制化。 
    广东美芝压缩机诚信彩的K.Kumashiro先生估计:到2005年,中国的房间空调器上,直流变频压缩机的比例将会上升到30%。 
    1981年,第一台变频控制的可变速旋转压缩机首次在房间空调器上采用。这种压缩机极大地改善了节能效果,提高了舒适程度和加快了房间空调器的制暖速度。 
    一种双缸式旋转压缩机(滚动活塞式)1985年首次在日本应用于商用空调上。由于改善了震动特性,它为大型旋转压缩机的开发拓平了道路。1988年,应用于房间空调器上的变频控制双缸旋转压缩机问世了,其低速运转范围得以扩大,从而使功率变化范围比原有机型扩大一倍以上。这样,就进一步实现了节能、降低震动与噪音水平、提高房间的舒适程度。 
    4、最新研究成果 
    松下电器公司在2002年Purdue压缩机技术研讨会上宣布了二氧化碳直流无刷电机涡旋压缩机(见图1)的研究成果,其排量为4cc。松下公司还称,通过调整注油率,二氧化碳压缩机的能效比可以与R410A涡旋压缩机相当。
意大利的Ddlonghi还推出了3种型号的2-3.6KW的分体机,使用R290(propane)作为制冷剂。 
    二、组合式分体机与单元式空调 
    2002年全球大约生产了5427000台组合式分体机和7800000台单元式与吸顶式空调。 
    该领域压缩机发展的特点可总结如下: 
    1、节能性能的提高 
    在美国,"家用空调能效新标准"已经确定季节性能效比(SEER)从10提高到了12,上升20%,且从2006年起可能正式实施。这必将促进节能性能的竞争。现在看来,谷轮将提高涡旋式压缩机的SEER,Tecumseh将提高活塞式"Vector"系列的SEER,而Bristol则准备提高活塞式"Inertia"系列的SEER。 
    在日本,由于"节能法修改案"的颁布,节能竞争早已开始加剧,今年商用变频空调的平均制冷/制热能效比在5匹系列上已经达到4.03-4.50,远远超过了"修改案"的要求。 
    另一种对消费者有利的竞争是年能耗量减少的竞争,2001年日本制冷空调工业协会对比作出了新的计算标准。 
    中国也准备以入世作为起点,在该方面建立一个标准。 
    2、促进向HFC转型 
    在2004年将HCFC机型的比例控制在65%以内之前,向HFC转型的工作已经在稳步进行之中。 
    在日本,40%的商用组合式空调的制冷剂已经转为R407C或R410A。大金在2003年4月1日推出了5-16匹的R410A一拖多办公室用空调,还准备在2003制冷年内将所有制冷剂全部换成R410A。 
    在美国,R22仍然是单元式空调制冷剂的主流,已转为使用R410A的比例大约只有3%。在欧洲,已转为使用R407C的比例达到约40%。在中国和东亚地区,向HFC转型的比例还不到1%。 
    3、向变频控制的加速过渡 
    要减少空调年能耗量的最有效方法就是对压缩机进行有效的功率控制。 
    2001年,东芝-开利开发出一种双缸旋转压缩机,功率可达6匹,采用的是R410A制冷剂、直流电机和变频控制。这项举动更加剧了日本组合式空调厂家间能效比的竞争。 
    除了1.5-6匹的组合式商用空调外,东芝开利还推出8匹和10匹的双变频控制直流双缸旋转压缩机,其能效比分别可达到3.90和3.60,大大超出新节能法3.07的标准。(见表2) 
    日本涡旋压缩机厂家已开发出变频控制的涡旋压缩机,空调用功率为1-13匹制冷用功率为2-10匹,并藉此与旋转压缩机一争高下。谷轮公司更是开发出了数字化涡旋压缩机,采用的是三星的数字化可调节一拖多系统。 
    4、一拖多空调与燃气热泵(GHP)可能进入欧洲与中国市场 
    日本市场对一拖多空调的年需求量大约在100000台上下。
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