01技術(shù)背景　　

　　1高溫?zé)岜檬菍?shí)現(xiàn)工業(yè)熱能零碳供給的有效途徑　　

　　?巴黎協(xié)定　　

　　?基加利修正案　　

　　?雙碳目標(biāo)　　

　　?行業(yè)現(xiàn)狀　　

　　?需求與挑戰(zhàn)

　　2寬工況高效可靠壓縮機(jī)是高溫?zé)岜玫闹卮笤O(shè)備保障

　　02螺桿式高溫?zé)岜脡嚎s機(jī)　　

　　1轉(zhuǎn)子型線技術(shù)進(jìn)展——傳統(tǒng)方法　　

　　包絡(luò)法　　

　　采用常規(guī)的點(diǎn)、直線、擺線和圓弧等曲線作為組成齒曲線→主流

　　齒廓法線法　　

　　構(gòu)造齒條輪廓，求解陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子型線→以“N” 型線為代表

　　2轉(zhuǎn)子型線技術(shù)進(jìn)展——新方法　　

　　包絡(luò)法改進(jìn)　　

　　用貝塞爾曲線、NURBS等替代常規(guī)曲線作為組成齒曲線，型線優(yōu)化更靈活

　　嚙合線法　　

　　構(gòu)造嚙合線，直接控制幾何特性，也可用貝塞爾曲線、NURBS等生成嚙合線

　　坐標(biāo)系

　　3轉(zhuǎn)子型線技術(shù)進(jìn)展——齒數(shù)組合　　

　　?面積利用系數(shù)　　

　　?轉(zhuǎn)子剛度　　

　　?熱變形　　

　　?接觸線長(zhǎng)度　　

　　?吸排氣孔口　　

　　?吸氣封閉容積

　　4螺桿轉(zhuǎn)子單級(jí)高壓比技術(shù)　

　　變導(dǎo)程　

　　?內(nèi)容積比可達(dá)6.5　　

　　?更大的排氣面積　　

　　?更小的流動(dòng)損失　　

　　?更低的壓縮過(guò)程指數(shù)　　

　　?更高的效率

　　相交軸錐螺桿　　

　　?內(nèi)容積比可達(dá)9.0 以上　　

　　?更長(zhǎng)的內(nèi)壓縮過(guò)程　　

　　?更小的泄漏三角形　　

　　?更大的吸排氣空間　　

　　?更小的氣流脈動(dòng)

外嚙合

內(nèi)嚙合

　　5變頻變?nèi)菁夹g(shù)　

　　?變工況：定溫升，變負(fù)荷；變溫升，定負(fù)荷；變溫升，變負(fù)荷　　

　　?變頻：能力適配　　

　　?變?nèi)荩簤罕绕ヅ洹?/p>

　　?變頻變?nèi)荩喝r高效

　　6兩級(jí)壓縮&中間補(bǔ)氣

　　級(jí)間補(bǔ)氣

　　7開啟式&高速無(wú)油　

　　?高蒸發(fā)溫度的電機(jī)冷卻　　

　　?高溫條件下的潤(rùn)滑油　　

　　?無(wú)油壓縮過(guò)程的泄漏　　

　　?齒頂線速度>50m/s　　

　　?高速無(wú)油下的振動(dòng)噪聲

　　03離心式高溫?zé)岜脡嚎s機(jī)　

　　1寬工況穩(wěn)定高效氣動(dòng)設(shè)計(jì)　

　　?明確葉片參數(shù)對(duì)氣動(dòng)性能的影響機(jī)制，實(shí)現(xiàn)離心葉輪寬工況穩(wěn)定高效設(shè)計(jì)　

　　?兼顧效率與工況適應(yīng)性，設(shè)計(jì)合理的擴(kuò)壓器結(jié)構(gòu)和蝸殼流道，防止小流量下的流動(dòng)分離

　　2多級(jí)壓縮&級(jí)間補(bǔ)氣技術(shù)　

　　?單級(jí)壓比<3.0，雙級(jí)壓比<5.0，溫升大于50K、冷凝溫度100℃~150℃，需要2~4級(jí)壓縮　　

　　?級(jí)間閃蒸補(bǔ)氣，增大制熱量，改善高壓縮級(jí)的氣動(dòng)性能，提高整機(jī)COP

　　?2級(jí)壓縮，葉輪背對(duì)背懸置電機(jī)兩端　

　　?R1233zd(E)、R245fa工質(zhì)　

　　?最大溫升65K，可制取112 ℃ 熱水/蒸氣　

　　? 55℃/115℃制熱量4420kW，制熱COP4.29

　　?雙壓縮機(jī)串聯(lián)，4級(jí)壓縮，串聯(lián)式葉輪布局　

　　?R1233zd(E)、R245fa工質(zhì)　　

　　?最大溫升100K，可制取100~140 ℃熱水/蒸氣　

　　?熱量范圍3~10MW

　　3耐高溫（150℃ ~180℃）高速永磁電機(jī)直驅(qū)

齒輪增速結(jié)構(gòu)

高速電機(jī)直驅(qū)結(jié)構(gòu)

　　4無(wú)油潤(rùn)滑軸承　　

　　?小型化　　

　　?無(wú)潤(rùn)滑油難題　　

　　?系統(tǒng)潔凈度　　

　　?電機(jī)與軸承的冷卻　　

　　?軸向力的平衡　　

　　?軸承壽命與工況適應(yīng)性

磁懸浮離心機(jī)　

多孔介質(zhì)靜壓氣浮離心機(jī)

動(dòng)壓氣浮離心機(jī)

冷媒潤(rùn)滑混合陶瓷軸承離心機(jī)

　　04結(jié)論　　

　　1.工業(yè)熱泵高溫壓縮機(jī)面臨高溫升、大壓比的技術(shù)挑戰(zhàn)，需要應(yīng)用低GWP環(huán)保工質(zhì)，妥善解決潤(rùn)滑油兼容性、電機(jī)與軸承冷卻、轉(zhuǎn)動(dòng)部件熱變形等技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)寬工況高效可靠。　　

　　2.螺桿式高溫?zé)岜脡嚎s機(jī)，應(yīng)開發(fā)專用的端面型線與螺桿轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，以獲取更好的間隙密封特性、更高的單級(jí)壓縮比和更大的吸排氣面積；變頻變?nèi)荨杉?jí)壓縮&中間補(bǔ)氣技術(shù)的應(yīng)用，可以顯著提高壓縮機(jī)的全工況性能；高蒸發(fā)溫度的壓縮機(jī)應(yīng)采用開啟式結(jié)構(gòu)，避免電機(jī)繞組溫升超限；150 ℃以上冷凝溫度的壓縮機(jī)可考慮高速無(wú)油方案。　

　　3.離心式高溫?zé)岜脡嚎s機(jī)，應(yīng)關(guān)注寬工況穩(wěn)定高效氣動(dòng)設(shè)計(jì)，多采用2~4級(jí)壓縮，高速永磁電機(jī)直驅(qū)可以提升壓縮機(jī)效率，耐高溫的電機(jī)與無(wú)油潤(rùn)滑軸承是離心式熱泵壓縮機(jī)往更高溫區(qū)拓展的技術(shù)保障。　

　　4.水蒸氣壓縮機(jī)，應(yīng)著重解決溫升、軸端密封、轉(zhuǎn)子熱變形、葉輪強(qiáng)度及轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性問(wèn)題；已有噴水螺桿水蒸氣壓縮機(jī)單級(jí)飽和溫升可達(dá)60K，兩級(jí)壓縮可以實(shí)現(xiàn)75K飽和溫升；現(xiàn)有離心式水蒸氣壓縮機(jī)多為單級(jí)壓縮，溫升在25K以內(nèi)，3~4級(jí)壓縮60K以上飽和溫升的離心式水蒸氣壓縮機(jī)亟待開發(fā)。　

　　5.螺桿式壓縮機(jī)的振動(dòng)噪聲需要重點(diǎn)關(guān)注，特別是高速無(wú)油的壓縮機(jī)，氣流脈動(dòng)引發(fā)的流致噪聲是主要的噪聲源，Helmholtz共振腔、聲波干涉及多腔串聯(lián)穿孔消聲裝置是有效的減振降噪手段。