基于滾動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)微型制冷系統(tǒng)的研究進(jìn)展分析



1  微型制冷系統(tǒng)的需求與應(yīng)用

1.1  空調(diào)服領(lǐng)域需求

受作業(yè)條件限制,作戰(zhàn)士兵會長期處在飛行甲板、沙漠、潛艇輪機(jī)艙等高溫環(huán)境,防疫人員會長期處于封閉的隔離服內(nèi)等。此時,從業(yè)人員經(jīng)常會面臨人體難以承受的高溫環(huán)境,從而受到熱應(yīng)激的威脅。人體熱應(yīng)激反應(yīng)會使操作人員工作效率上限降低、身體運(yùn)動機(jī)能下降與下丘腦功能損傷等,大幅增加了工作人員受傷與發(fā)生事故的幾率。針對人體熱應(yīng)激問題,微型制冷系統(tǒng)以其體積小、輕量化、低能耗且降溫效果明顯等優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于人體表面環(huán)境降溫領(lǐng)域,以消除在高溫環(huán)境下人體熱應(yīng)激反應(yīng)所帶來的負(fù)面影響。

1.2  便攜式冷卻設(shè)備需求

近年來,車載冰箱、移動冰箱等便攜式冷卻設(shè)備的關(guān)注熱度有著明顯提升。相較于傳統(tǒng)的制冷設(shè)備,便攜式制冷設(shè)備具有靈活便捷、體積小且無需安裝等優(yōu)點(diǎn)。目前中國的車載冰箱市場主要有兩種產(chǎn)品:半導(dǎo)體式車載冰箱與壓縮機(jī)式車載冰箱,而應(yīng)用傳統(tǒng)壓縮機(jī)的車載冰箱受制于體積過大、攜帶不便等缺點(diǎn)難以得到大范圍應(yīng)用,所以便攜式冷卻設(shè)備對微型制冷系統(tǒng)存在迫切需求。

1.3  集成電子散熱需求

現(xiàn)如今,電子元件的發(fā)展方向是小體積、大功率、高效率與高集成化,于是其對散熱能力有了更嚴(yán)格的要求。已有研究表明:集成化半導(dǎo)體芯片的片內(nèi)溫度每升高10 ℃,芯片的可靠性就會降低50%,同時芯片的工作壽命也隨著工作溫度的升高而大幅縮減,因此,將集成化電子元件的工作溫度穩(wěn)定于合理范圍內(nèi)是電子設(shè)備提高工作穩(wěn)定性與延長工作壽命的有效手段,所以小空間快速冷卻領(lǐng)域?qū)艿皆絹碓蕉嗟年P(guān)注,集成化電子元器件的散熱領(lǐng)域?qū)ξ⑿椭评涫侄蔚男枨笠矔找嫫惹小?/p>


2  微型制冷系統(tǒng)

隨著微通道換熱器、微型壓縮機(jī)等微型技術(shù)的進(jìn)步,制冷系統(tǒng)迅速向輕量化與集成化方向發(fā)展,并且以其緊湊、輕便、高性能等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛認(rèn)可。目前微型制冷系統(tǒng)主要分為:蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)、吸收式制冷系統(tǒng)與半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)3種。對于吸收式制冷系統(tǒng),系統(tǒng)對其化學(xué)燃料與初始能量源的要求不高,多采用環(huán)境友好型的制冷工質(zhì),具有低噪聲、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。但由于熱化學(xué)壓縮機(jī)的部分零部件無法進(jìn)行集成化處理,導(dǎo)致整體機(jī)構(gòu)體積過大。目前吸收式制冷系統(tǒng)主要被應(yīng)用于熱工、化工、冶金等大量產(chǎn)生廢熱的工業(yè)領(lǐng)域。對于目前半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)行業(yè),由于沒有壓縮機(jī)與制冷劑等模塊的空間要求,使半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)獲得了良好的操作性與適應(yīng)性,由于不需要泵機(jī),系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲也相對較弱。但受限于半導(dǎo)體的冷端與熱端的散熱區(qū)域面積,無法正常散去的熱量需要借助其他輔助手段進(jìn)行散熱,這也變相增加了系統(tǒng)集成化與微型化的實現(xiàn)難度。目前半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)主要應(yīng)用于電池包散熱、液體冷卻散熱、熱管散熱等領(lǐng)域。對于蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng),其作為發(fā)展歷史最久,應(yīng)用最為成熟的一種制冷系統(tǒng),相比之下具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、集成化高等優(yōu)點(diǎn),但蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)仍具有噪聲、摩擦、振動等問題。另外,蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)中壓縮機(jī)出口蒸氣的過熱度過高,也會進(jìn)而導(dǎo)致?lián)Q熱器換熱性能降低、冷凝壓力過高,大幅提高系統(tǒng)功耗。據(jù)統(tǒng)計,目前,制冷行業(yè)中的95%的設(shè)備都應(yīng)用了蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng),應(yīng)用范圍廣泛且發(fā)展趨勢良好。故本文將微型蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)作為主要研究對象。

2.1  蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)原理

目前常見的單級微型蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)如圖1所示,其主要由4部分組成,分別是壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流元件與換熱器。各個模塊通過管道連接使系統(tǒng)閉合從而保證對外部不流失壓力,制冷劑作為流動傳熱工質(zhì),達(dá)到對熱能轉(zhuǎn)運(yùn)的目的。制冷系統(tǒng)的工作原理為:液態(tài)制冷工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)汽化為低溫低壓的蒸氣,而后被壓縮機(jī)吸入壓縮至高溫高壓,經(jīng)冷凝器冷凝為液體的狀態(tài)后繼續(xù)通過節(jié)流元件降壓為低溫低壓狀態(tài)進(jìn)入蒸發(fā)器,從而繼續(xù)參與下一個循環(huán),達(dá)到不間斷制冷的效果。

基于滾動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)微型制冷系統(tǒng)的研究進(jìn)展分析的圖1

圖1  單級蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)

2.2  微型蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

針對軍工人員在密閉高溫的環(huán)境下作業(yè)會產(chǎn)生熱應(yīng)激不良反應(yīng)的問題,楊宇飛等成功研制了對人體微表面進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)的微型便攜蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)用了Aspen 14-24-000X微型轉(zhuǎn)子式直流壓縮機(jī),制冷工質(zhì)為R134a,尺寸參數(shù)為190 mm×190 mm×100 mm,在45 ℃的環(huán)境溫度制取20 ℃冷水的工作要求下可以達(dá)到260 W的制冷量,COP在充注量為60 g、占空比為45%時達(dá)到最佳,裝置如圖2所示。該系統(tǒng)彌補(bǔ)了其他傳統(tǒng)制冷方式的不足,260 W的制冷量也可以完全滿足單兵制冷的需求,不足之處在于最大COP為1.55,仍有提升空間。

基于滾動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)微型制冷系統(tǒng)的研究進(jìn)展分析的圖2

圖2  便攜式微環(huán)境冷卻系統(tǒng)

HE等應(yīng)用了Aspen公司生產(chǎn)的微型壓縮機(jī),搭建了串聯(lián)與并聯(lián)的兩種連接方式的熱沉微型蒸氣壓縮制冷系統(tǒng),對比了兩種連接方式的制冷性能。試驗結(jié)果表明:兩個系統(tǒng)的最大制冷量為160 W,串聯(lián)系統(tǒng)性能系數(shù)在1.81~3.22,存在冷卻滯后的情況。而并聯(lián)系統(tǒng)性能系數(shù)在1.51和2.92之間,存在制冷劑在并聯(lián)系統(tǒng)中難以均勻分布的情況,試驗直觀地對比了制冷系統(tǒng)串并聯(lián)之間的差異,但實際工作環(huán)境會對制冷系統(tǒng)產(chǎn)生不穩(wěn)定影響,可能會對試驗結(jié)果帶來不穩(wěn)定因素。

CHEN等為探究壓縮機(jī)使用時放置傾角對微型制冷系統(tǒng)性能的影響,搭建試驗臺進(jìn)行了相關(guān)性能測試,試驗壓縮機(jī)為Aspen CS-ASC-1424,試驗結(jié)果表明,壓縮機(jī)放置傾角的改變會對微型制冷系統(tǒng)產(chǎn)生影響,試驗結(jié)果顯示:壓縮機(jī)工作在最大傾斜角60°時COPc與COPh呈周期性變化,同時當(dāng)壓縮機(jī)傾斜角度為15°時,存在最優(yōu)的制冷劑充注量,對應(yīng)的COPc和COPh分別達(dá)到最大值。試驗探尋了各個角度下不同工作條件系統(tǒng)的工作性能,但結(jié)論并未涉及壓縮機(jī)在變角度工作條件下的性能變化情況。

基于滾動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)微型制冷系統(tǒng)的研究進(jìn)展分析的圖3

圖3  壓縮機(jī)性能試驗臺

POACHAIYAPOOM等設(shè)計了一臺用于電子設(shè)備冷取的蒸氣壓縮式微型制冷系統(tǒng),壓縮機(jī)選擇了Aspen 14-24-1101,系統(tǒng)制冷工質(zhì)為R134a。試驗結(jié)果表明:提高壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速可以降低加熱器表面溫度,但也會降低系統(tǒng)COP;試驗系統(tǒng)獲得最高COP為9.069,可以適用于電子設(shè)備的冷卻工作,試驗系統(tǒng)在功率低于200 W時出現(xiàn)凝露的問題,并未提出解決方案。

楊露露等設(shè)計并搭建了一套搭載微型制冷系統(tǒng),應(yīng)用于室外的空調(diào)服,探究了不同制冷劑占空比對系統(tǒng)性能的影響。試驗系統(tǒng)中制冷工質(zhì)為R134a。經(jīng)試驗探究找到制冷劑充注量的最佳值,該充注值下系統(tǒng)性能最佳。


3  滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀與展望

3.1  微型滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)

微型滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的工作原理是依靠氣缸中的偏心圓筒轉(zhuǎn)子滾動改變腔室的容積從而產(chǎn)生壓力差將低壓氣體很好地壓縮為高壓氣體。微型滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)以其工作穩(wěn)定、體積小、噪聲低等優(yōu)勢在壓縮機(jī)領(lǐng)域得到廣泛認(rèn)可與應(yīng)用。近年來制冷行業(yè)正在向集成化高性能化發(fā)展,作為制冷系統(tǒng)的核心部分,壓縮機(jī)正是未來研究的關(guān)鍵所在,所以本文對近年來的壓縮機(jī)研究動態(tài)進(jìn)行總結(jié)。

3.1.1  基本零部件設(shè)計與方法

岳向吉等基于流體力學(xué)的計算算法,對滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的模型進(jìn)行動態(tài)網(wǎng)格技術(shù)繪制,模擬載荷在壓縮機(jī)內(nèi)的傳遞與變化。結(jié)果表明:導(dǎo)致壓縮機(jī)與相連接的氣液分離器內(nèi)外壓力差的原因,主要是排氣彎管內(nèi)工質(zhì)在流動時動能與勢能相互轉(zhuǎn)化的同時產(chǎn)生損失。為減少能量傳遞過程中的損耗,對氣液分離器內(nèi)壓進(jìn)行了仿真模擬,如圖4為氣液分離器內(nèi)的壓力分布。目前試驗結(jié)果停留在理論分析,還需結(jié)合具體工程實踐加以完善。

基于滾動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)微型制冷系統(tǒng)的研究進(jìn)展分析的圖4

圖4  氣液分離器內(nèi)的壓力分布圖

以滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)性能分析為方向,胡余生等對滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)整機(jī)采用了基于CFD的PumpLinx瞬態(tài)模擬仿真,得到了壓縮機(jī)的工作流量、排氣溫度、工作壓力、COP以及閥門磨損情況等。經(jīng)過對比研究發(fā)現(xiàn)試驗結(jié)果與實際情況吻合良好,如圖5所示為滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)模型,該模擬仿真結(jié)果為了解滾動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)內(nèi)部工作情況與未來零件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供了參考。

基于滾動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)微型制冷系統(tǒng)的研究進(jìn)展分析的圖5

圖5  滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)零部件模型

為了提高滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的工作效率,降低其在制冷系統(tǒng)中的能量損耗,孫軍等基于壓縮機(jī)的工作理論與工質(zhì)流動模型,確定通過降低氣缸高度以獲得盡可能小的余隙容積的設(shè)計方案來達(dá)到減少泵體的制冷劑泄漏的目的,從而提升壓縮機(jī)效率。分析了該方案對壓縮機(jī)泵體帶來的其他影響后,通過試驗驗證得出結(jié)論:降低氣缸高度在提升壓縮機(jī)效率的同時也會對氣缸葉片槽帶來不良影響,甚至?xí)?dǎo)致壓縮機(jī)泵體鎖死。試驗中壓縮機(jī)在降低氣缸高度后的壽命與工作效率情況未作討論,如圖6所示為氣缸降低高度后的示意圖。

基于滾動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)微型制冷系統(tǒng)的研究進(jìn)展分析的圖6

圖6  氣缸降高減隙示意圖

由于在制冷系統(tǒng)中制冷工質(zhì)與系統(tǒng)外界的能量交換會對壓縮機(jī)的工作性能產(chǎn)生影響,王珺等根據(jù)試驗得到的滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)在運(yùn)行過程中的熱力學(xué)分布構(gòu)建了熱力學(xué)仿真模型,對泵體在瞬時時刻的溫度分布進(jìn)行記錄分析。通過可拆裝式模擬機(jī)進(jìn)行單一變量控制試驗,驗證了不同的泵體結(jié)構(gòu)對壓縮機(jī)的性能會帶來影響的結(jié)論。最后得出結(jié)論:對泵體溫度場的優(yōu)化,即對泵體結(jié)構(gòu)與尺寸的調(diào)節(jié),可以大幅度提高轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的工作性能。

3.1.2  壓縮機(jī)輸出調(diào)節(jié)

虞中旸等對R32變頻滾動轉(zhuǎn)子式制冷系統(tǒng)進(jìn)行模擬試驗。通過改變壓縮機(jī)運(yùn)行頻率等變量探究壓縮機(jī)不同工況下的工作性能。試驗結(jié)果證明,壓縮機(jī)的容積效率與壓縮機(jī)工作頻率呈正比關(guān)系,而電效率、COP與頻率呈反比關(guān)系。不同于試驗中的工況,壓縮機(jī)在實際工作時的工作頻率會受到若干不良情況的干擾從而發(fā)生改變,使壓縮機(jī)的性能更為復(fù)雜,該試驗結(jié)論為微型變頻壓縮機(jī)實際應(yīng)用中的變頻控制提供參考與經(jīng)驗。

為探究壓縮機(jī)在變頻工作的條件下COP、制冷量等變化情況,沈冰潔等研究分析了變頻滾動轉(zhuǎn)子式制冷系統(tǒng)在不同工況下的系統(tǒng)性能并得到結(jié)論:系統(tǒng)的損失會在壓縮機(jī)處于高頻工作時超過平均值;壓縮機(jī)的工作頻率與吸氣狀態(tài)選取不當(dāng)會導(dǎo)致蒸發(fā)器的性能變差。當(dāng)效率最小時,蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)中相對薄弱的模塊,試驗發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)在高頻工作時,蒸發(fā)器與冷凝器的性能較差,損失較高,可以嘗試改變制冷劑充注量等參數(shù)提高系統(tǒng)性能。

為探究R32變頻滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)在改變壓縮機(jī)頻率與吸氣狀態(tài)等影響因素時,壓縮機(jī)工作效率的變化規(guī)律,虞中旸等建立了壓縮機(jī)電效率模型,并通過試驗得出高低頻率控制時壓縮機(jī)的電效率與容積效率的變化情況,并找到壓縮機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)空調(diào)工況下的最佳工作過熱度。

何俊等以基于從壓縮機(jī)吸氣過熱至吸氣帶液為基礎(chǔ),探究在不同工況下滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)的性能。研究結(jié)果表明:適當(dāng)降低壓縮機(jī)工作頻率可以達(dá)到顯著的節(jié)能效果,系統(tǒng)排氣溫度也會隨之降低。但同時也會產(chǎn)生壓縮機(jī)過熱、回油困難等一系列問題。

3.1.3  噪聲處理技術(shù)

余華明對一款滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的噪聲特性進(jìn)行了分析,并對原有的消聲器增設(shè)矩形導(dǎo)流孔。通過試驗證明了導(dǎo)流槽對噪聲有降幅的作用。如圖7為導(dǎo)流槽結(jié)構(gòu)圖,有效噪聲降幅為3 dB(A)。

基于滾動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)微型制冷系統(tǒng)的研究進(jìn)展分析的圖7

圖7  導(dǎo)流槽結(jié)構(gòu)

針對滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)噪聲問題,李祥松等應(yīng)用TRIZ分析,在計算結(jié)果中得到小孔式消音蓋的解決方案,如圖8為優(yōu)化后的小孔消音蓋,為微型滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)消音技術(shù)的實踐應(yīng)用提供參考。

基于滾動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)微型制冷系統(tǒng)的研究進(jìn)展分析的圖8

圖8  優(yōu)化后的小孔消音蓋

通過收集頻率的方法對特定噪聲源進(jìn)行識別(4 kHz~6 kHz)是十分困難的,因此KIM等通過對壓縮機(jī)殼體上的振動信號與距離壓縮機(jī)1 m處的噪聲信號進(jìn)行采集,利用二者的相干性識別壓縮機(jī)噪聲源,三分之一倍頻帶用于頻率分析。試驗?zāi)康臑樽R別有存在可能性的噪聲因素。試驗結(jié)果表明,滾動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的氣缸腔和消聲器產(chǎn)生了大量噪聲,同時在應(yīng)用了改良的消聲器后噪聲大幅降低,研究證明了該試驗結(jié)論,試驗方法可以同樣應(yīng)用于微型滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)。

LEE(2011)等證明了一種蓄能器的設(shè)計方案可以應(yīng)用于緩解微型制冷系統(tǒng)噪聲領(lǐng)域,并以降低壓力波動為設(shè)計目的,研究優(yōu)化了一款可以降低滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)噪聲的蓄能器。壓力脈沖也是引起蒸氣壓縮式微型制冷系統(tǒng)的噪聲問題的因素。

針對滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)排氣噪聲問題,趙旭敏等對不同的排氣路徑下壓縮機(jī)排氣噪聲進(jìn)行分析,應(yīng)用STAR-CD仿真軟件計算得到排氣的壓力脈動曲線,同時檢測壓縮機(jī)殼內(nèi)的排氣壓力脈沖。結(jié)果表明:壓縮機(jī)殼體內(nèi)的一次排氣脈動更加明顯,所以對排氣路徑進(jìn)行優(yōu)化后可以有效改善壓縮機(jī)噪聲問題。

JANG(2019)等對轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的噪聲進(jìn)行研究。由于壓縮機(jī)的噪聲來源主要產(chǎn)生于制冷劑壓力脈動與結(jié)構(gòu)振動,利用FIS技術(shù)實現(xiàn)了轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的性能分析,同時計算了同一個壓縮機(jī)在裝配與不裝配消音 器兩種情況的噪聲情況。通過流固耦合分析了壓縮機(jī)噪聲的產(chǎn)生,主要是由于排氣閥打開時所產(chǎn)生的壓力波。

3.1.4  疲勞優(yōu)化技術(shù)

為分析導(dǎo)致壓縮機(jī)舌簧閥疲勞失效的因素,劉春龍等搭建了多規(guī)格舌簧閥加速疲勞試驗臺,如圖9所示為控制部分以及閥片裝夾實物圖,團(tuán)隊基于無限壽命理論制定了試驗方案,最后用X射線對試驗前后的舌簧閥進(jìn)行殘余應(yīng)力測試,最后得出結(jié)論:閥片根部為工作主要彎折區(qū),殘余應(yīng)力衰減程度最大。試驗提出:可以通過噴丸、拋光等操作來增強(qiáng)根部位置的抗疲勞強(qiáng)度為解決方案,未考慮操作后為閥片帶來的應(yīng)力集中等一系列后續(xù)問題。

基于滾動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)微型制冷系統(tǒng)的研究進(jìn)展分析的圖9

圖9  控制部分以及閥片裝夾實物圖

針對高壓級無油微型壓縮機(jī)長壽命運(yùn)行,DENG等提出了一種新型柔性階梯活塞總成,該總成中,徑向的大、小活塞單獨(dú)承擔(dān)載荷與氣體密封,團(tuán)隊通過試驗對其動態(tài)密封性能進(jìn)行了綜合性能評價。試驗結(jié)果表明:密封的間隙、長度與軸速均會對密封效率進(jìn)行影響,相同條件下密封間隙的影響程度最大,由于微型滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)同樣需要考慮轉(zhuǎn)子與內(nèi)腔壁密封間隙,轉(zhuǎn)子軸速等因素對密封性能的影響。

秦振振等提出了對變頻空調(diào)管路壽命估算的新方法,并求得危險節(jié)點(diǎn)的疲勞壽命。試驗對壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)中的危險管路進(jìn)行疲勞探傷與壽命分析,得到結(jié)論:在正常工況下系統(tǒng)啟動時產(chǎn)生的疲勞損傷更高。

鄧文娟等在已知閥片工作時周期性氣體載荷的條件下對閥片的工作壽命進(jìn)行評估。結(jié)果表明:閥片的疲勞強(qiáng)度和使用壽命不僅與閥片的厚度有關(guān),同時也受閥片的特征升程影響。團(tuán)隊對閥片的尺寸參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,試驗結(jié)果表明,優(yōu)化結(jié)果不僅增大了閥片的流通面積,同時閥片應(yīng)力也得到降低,進(jìn)而延長了閥片的工作壽命,同時優(yōu)化后驗證了最大應(yīng)力,保證不會發(fā)生斷裂失效。

盡管在滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)與微型制冷系統(tǒng)的研究領(lǐng)域內(nèi)有一系列的突破,但仍有問題需要繼續(xù)深入研究:1) 微型制冷系統(tǒng)缺乏一套獨(dú)立工作部件選型以及適配理論的指導(dǎo)模型;2) 需要對系統(tǒng)內(nèi)的各個部件連接排布進(jìn)行優(yōu)化,對能量合理引用增加系統(tǒng)工作效率;3) 提高滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的效率與制冷系統(tǒng)COP,以適配實際更加嚴(yán)峻的場合;4) 流體機(jī)械工作原理與機(jī)械結(jié)構(gòu)在微型滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)上的應(yīng)用與拓展。


4  結(jié)束語

本文分析了微型制冷系統(tǒng)在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用與需求,介紹了蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的原理、應(yīng)用以及其他兩種主流制冷系統(tǒng)的特點(diǎn),總結(jié)了微小型滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)在各個研究領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀。通過分析不難得出:1) 對于微型蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng),微型壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,零部件的設(shè)計,能量輸入輸出調(diào)節(jié)等是近年來的主要研究方向;2) 對于微型滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的優(yōu)化,在整體結(jié)構(gòu)上以及零部件上進(jìn)行優(yōu)化所需要求較高,牽扯領(lǐng)域多且復(fù)雜,但對于壓縮機(jī)技術(shù)的優(yōu)化效果明顯。

本文選自《制冷與空調(diào)》2023年1月刊68-74頁

作者:張惠銘  楊山舉  單筱軍  郝代超  郝杰  李智國

文章來源:制冷與空調(diào)

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