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摘要：时代的潮流要求我们节能环保，而空调排放出的氟对环境有着一定的危害，制冷空调行业需要改革。制冷剂压缩机是制冷空调系统的核心部件，随着社会的发展，空调市场的饱和，市场拓展、系统节能、可靠性保障、制冷剂替代等都是影响压缩机发展的 多方面因素，对制冷压缩机的发展产生了巨大的影响。要想空调压缩机行业摆脱困境，得到更好的发展，只有充分了解压缩机的特点和技术。
关键词：压缩机 变容量 技术初探
目前，空调行业内对制冷剂压缩机的系统性技术资料以及产品技术并没有全面深入了解，对于工商用制冷剂空调压缩机的认识更为浅薄。行业方面的需求不同，压缩机的类型便不同，现下，国内的制冷剂空调压缩机主要有涡旋式、螺杆式、离心式、活塞式，对其技术产品进行深入研究便会发现每一种类型的制冷剂空调压缩机技术的进展是不同的，每一种技术都存在不同的问题，相应的也具有不同的发展前景，现对制冷剂压缩机技术进行初步的探索和研究。
一、变容量技术发展的必要性
通过对冷媒的质量流量进行控制，使其系统的负荷和制冷量匹配，这称之为压缩机容量控制。常用的制冷空调压缩机定容量系统，只能比较充分的利用容量实现某固定工况点上的作业。制冷系统调整室内温度的原理是依靠其连续地停压缩机，开压缩机来实现的，原理较为简单，技术要求不高，但缺点是在开、停压缩机之间会使室温忽冷忽热，消耗额外的电能[1]。制冷系统的容量与负荷有关，容量会随着负荷的变化呈正相关， 当热负荷上升时，系统容量也相应上升，负荷下降，系统容量也下降，很好地实现了工况下的制冷容量配置的优化，制冷压缩机的容量控制功能，在一定程度上很好地保证了制冷系统的高效运转，像当空调器负荷大体上近似相等于制冷系统容量，此时室温便会始终保持在人体皮肤的舒适温度。在当前全球变暖和臭氧耗减的大环境下，节能环保作为前提对制冷空调器要求越来越高，制冷压缩机的变容量技术应得到了更为全面的发展[2]。
二、变容量技术的种类及其应用
压缩机有单台压缩机和多台压缩机之分，单台压缩机的变容量方式有通过变频驱动、变极电机改变压缩机的转速，这样单位时间内的冷媒流量便得到了调节；还有通过调整压缩机的转动周期内的排气流量，机械性地调节冷媒流量。这两种方式都可以调节单位时间内的冷媒流量。
第一，吸气节流。在制冷压缩机的吸气过程中节流，这会使压缩机的气缸内的制冷剂的密度得到减小，吸气压力得到降低，压缩机制冷剂单位时间的质量流量得到控制，是一种实现容量调节的最为简单的方式。此技术适用于各类机型。
第二，吸气旁通。这是指当压缩机吸气的容积达到最大后，使压缩机的可压缩容积在利用吸气腔、压缩腔旁通、连通等方式后得到降低， 制冷剂单位时间的质量流量得到控制，然后控制容量[3]。根据实际情况开启或者关闭控制阀，控制旁通阀使泵的工作容积得到改变，通过旁通孔位置压缩机达到压缩气体的目的，而且是以相对较小的压缩容积来实现的。电信号能够控制是两个单向阀或者三向阀，它们能够用来控制旁通阀的控制阀，一旦制冷剂的吸气压力和排气压力之差驱动气缸特定角位置的旁通阀，在满负荷制冷量情况下，控制阀打开， 完全压缩的制冷剂通向旁通阀，这就导致旁通阀关闭， 旁通阀关闭使气缸密封。当旁通阀被吸气压力作用时，制冷剂被吸入，并且离开泵体从旁通阀流出，制冷剂被压缩是在滚动活塞经过旁通孔之后，这容量的部分控制得到了实现， 制冷系统的容量与负荷有关，容量会随着负荷的变化呈正相关，所以负荷能根据需要便得到减少。但是与吸气闭塞方式一样，它也会导致热量泄漏、压力损失、传热不均匀等现象，但吸气旁通适用性广，适用于各类压缩机型，在传统的压缩机上应用成本低。像三星公司的变容量滚动活塞式压缩机由一或两个控制阀、一个旁通孔、一个旁通阀共同组成的，转子式压缩机是在变容压缩机的基础上形成的，成本较低，而且适用性广。
第三，吸气闭塞。通过压缩机吸气时关闭机构并关闭压缩机的吸气口，使其两部分的空气分开，抑制一部分空间，在抑制一部分空间的吸气行程中，通过吸气腔中的制冷剂绝热膨胀达到降低冷媒密度的目的，减少单位时间内的冷媒质量流量，是一种实现容量普遍的方式，但是它吸气通路闭塞的压缩膨胀，会导致热量泄漏、压力损失、传热不均匀等现象[4]。但是，采用吸气闭塞方式可以对容量进行有效控制来减小上述的现象损失。吸气闭塞技术适用于有吸气阀的压缩机。
第四，可变行程。通过一种或多种方式减小压缩机的实际吸气容积，使压缩机的单位时间内的冷媒质量流量得到降低。减小活塞行程， 达到降低行程容积的目的，进而使压缩机各部的滑动速度随制冷剂流量的下降而下降，而且在容量控制时，制冷剂气体不会产生额外的流动或者压缩膨胀，所以可变行程相比较于吸气闭塞和吸气旁通而言压力、传热、泄漏的损失都小， 可变行程是一种相对高效的容量控制方式，主要应用于往复式压缩机当中[5]。
第五，汽缸卸载。在排气、压缩行程进行吸气旁通，使多缸压缩机中一些气缸的吸气关闭，部分工作室的运动终止，容积发生变化，制冷剂流量得到降低，而且在过程中不涉及压力、传热、泄漏的损失， 汽缸卸载是一种相当高效的容量控制方式。像东芝双转子的容量压缩机实现冷量调节，双缸大容量转子式压缩机通过下气缸叶片背部磁铁与三通阀控制两个冷量，使压缩腔内等同叶片背部的压力， 活塞、叶片分离，使得它在单缸小容量运行时比传统压缩机的效率能够提高8%左右。
第六，冷媒泄出。首先需要设置可控的旁通通道，将其设置在制冷系统低压侧和压缩中段的适当位置之间，一旦压缩机需要减容，便打开该旁通通道， 压缩腔中的部分制冷剂在压差作用下不再被压缩便返回低压侧[6]。像奥莱公司利用冷媒泄出的方式有效地提高了压缩机压缩工况下的内容积效率，减小制冷系统的制冷/制热能力。冷媒泄出是一钟非常有潜力的制冷技术。
综上所述，吸气节流、吸气旁通、吸气闭塞、汽缸卸载、可变行程、冷媒泄出等各种方式地适用范围不同，厉害不同。市场对制冷剂压缩机提出了更多的要求，提高生产效率，降低生产成本，是研究的关键。研究人员可以在运行范围扩展、结构及零部件研究、防喘振技術、制冷剂替换、能量调节技术等方面做出更大的研究。
参考文献：
[1]张泽程. 空调压缩机变容量调节技术[J]. 城市建设理论研究：电子版， 2015， 5（13）：103-106.
[2]李鹏. 变频空调压缩机的驱动控制技术研究[J]. 经营管理者， 2015，56（25）：35-46.
[3]王春磊. 变频空调压缩机驱动技术研究[J]. 商品与质量， 2016，6（47）：36-37.
关键词：压缩机 变容量 技术初探
目前，空调行业内对制冷剂压缩机的系统性技术资料以及产品技术并没有全面深入了解，对于工商用制冷剂空调压缩机的认识更为浅薄。行业方面的需求不同，压缩机的类型便不同，现下，国内的制冷剂空调压缩机主要有涡旋式、螺杆式、离心式、活塞式，对其技术产品进行深入研究便会发现每一种类型的制冷剂空调压缩机技术的进展是不同的，每一种技术都存在不同的问题，相应的也具有不同的发展前景，现对制冷剂压缩机技术进行初步的探索和研究。
一、变容量技术发展的必要性
通过对冷媒的质量流量进行控制，使其系统的负荷和制冷量匹配，这称之为压缩机容量控制。常用的制冷空调压缩机定容量系统，只能比较充分的利用容量实现某固定工况点上的作业。制冷系统调整室内温度的原理是依靠其连续地停压缩机，开压缩机来实现的，原理较为简单，技术要求不高，但缺点是在开、停压缩机之间会使室温忽冷忽热，消耗额外的电能[1]。制冷系统的容量与负荷有关，容量会随着负荷的变化呈正相关， 当热负荷上升时，系统容量也相应上升，负荷下降，系统容量也下降，很好地实现了工况下的制冷容量配置的优化，制冷压缩机的容量控制功能，在一定程度上很好地保证了制冷系统的高效运转，像当空调器负荷大体上近似相等于制冷系统容量，此时室温便会始终保持在人体皮肤的舒适温度。在当前全球变暖和臭氧耗减的大环境下，节能环保作为前提对制冷空调器要求越来越高，制冷压缩机的变容量技术应得到了更为全面的发展[2]。
二、变容量技术的种类及其应用
压缩机有单台压缩机和多台压缩机之分，单台压缩机的变容量方式有通过变频驱动、变极电机改变压缩机的转速，这样单位时间内的冷媒流量便得到了调节；还有通过调整压缩机的转动周期内的排气流量，机械性地调节冷媒流量。这两种方式都可以调节单位时间内的冷媒流量。
第一，吸气节流。在制冷压缩机的吸气过程中节流，这会使压缩机的气缸内的制冷剂的密度得到减小，吸气压力得到降低，压缩机制冷剂单位时间的质量流量得到控制，是一种实现容量调节的最为简单的方式。此技术适用于各类机型。
第二，吸气旁通。这是指当压缩机吸气的容积达到最大后，使压缩机的可压缩容积在利用吸气腔、压缩腔旁通、连通等方式后得到降低， 制冷剂单位时间的质量流量得到控制，然后控制容量[3]。根据实际情况开启或者关闭控制阀，控制旁通阀使泵的工作容积得到改变，通过旁通孔位置压缩机达到压缩气体的目的，而且是以相对较小的压缩容积来实现的。电信号能够控制是两个单向阀或者三向阀，它们能够用来控制旁通阀的控制阀，一旦制冷剂的吸气压力和排气压力之差驱动气缸特定角位置的旁通阀，在满负荷制冷量情况下，控制阀打开， 完全压缩的制冷剂通向旁通阀，这就导致旁通阀关闭， 旁通阀关闭使气缸密封。当旁通阀被吸气压力作用时，制冷剂被吸入，并且离开泵体从旁通阀流出，制冷剂被压缩是在滚动活塞经过旁通孔之后，这容量的部分控制得到了实现， 制冷系统的容量与负荷有关，容量会随着负荷的变化呈正相关，所以负荷能根据需要便得到减少。但是与吸气闭塞方式一样，它也会导致热量泄漏、压力损失、传热不均匀等现象，但吸气旁通适用性广，适用于各类压缩机型，在传统的压缩机上应用成本低。像三星公司的变容量滚动活塞式压缩机由一或两个控制阀、一个旁通孔、一个旁通阀共同组成的，转子式压缩机是在变容压缩机的基础上形成的，成本较低，而且适用性广。
第三，吸气闭塞。通过压缩机吸气时关闭机构并关闭压缩机的吸气口，使其两部分的空气分开，抑制一部分空间，在抑制一部分空间的吸气行程中，通过吸气腔中的制冷剂绝热膨胀达到降低冷媒密度的目的，减少单位时间内的冷媒质量流量，是一种实现容量普遍的方式，但是它吸气通路闭塞的压缩膨胀，会导致热量泄漏、压力损失、传热不均匀等现象[4]。但是，采用吸气闭塞方式可以对容量进行有效控制来减小上述的现象损失。吸气闭塞技术适用于有吸气阀的压缩机。
第四，可变行程。通过一种或多种方式减小压缩机的实际吸气容积，使压缩机的单位时间内的冷媒质量流量得到降低。减小活塞行程， 达到降低行程容积的目的，进而使压缩机各部的滑动速度随制冷剂流量的下降而下降，而且在容量控制时，制冷剂气体不会产生额外的流动或者压缩膨胀，所以可变行程相比较于吸气闭塞和吸气旁通而言压力、传热、泄漏的损失都小， 可变行程是一种相对高效的容量控制方式，主要应用于往复式压缩机当中[5]。
第五，汽缸卸载。在排气、压缩行程进行吸气旁通，使多缸压缩机中一些气缸的吸气关闭，部分工作室的运动终止，容积发生变化，制冷剂流量得到降低，而且在过程中不涉及压力、传热、泄漏的损失， 汽缸卸载是一种相当高效的容量控制方式。像东芝双转子的容量压缩机实现冷量调节，双缸大容量转子式压缩机通过下气缸叶片背部磁铁与三通阀控制两个冷量，使压缩腔内等同叶片背部的压力， 活塞、叶片分离，使得它在单缸小容量运行时比传统压缩机的效率能够提高8%左右。
第六，冷媒泄出。首先需要设置可控的旁通通道，将其设置在制冷系统低压侧和压缩中段的适当位置之间，一旦压缩机需要减容，便打开该旁通通道， 压缩腔中的部分制冷剂在压差作用下不再被压缩便返回低压侧[6]。像奥莱公司利用冷媒泄出的方式有效地提高了压缩机压缩工况下的内容积效率，减小制冷系统的制冷/制热能力。冷媒泄出是一钟非常有潜力的制冷技术。
综上所述，吸气节流、吸气旁通、吸气闭塞、汽缸卸载、可变行程、冷媒泄出等各种方式地适用范围不同，厉害不同。市场对制冷剂压缩机提出了更多的要求，提高生产效率，降低生产成本，是研究的关键。研究人员可以在运行范围扩展、结构及零部件研究、防喘振技術、制冷剂替换、能量调节技术等方面做出更大的研究。
参考文献：
[1]张泽程. 空调压缩机变容量调节技术[J]. 城市建设理论研究：电子版， 2015， 5（13）：103-106.
[2]李鹏. 变频空调压缩机的驱动控制技术研究[J]. 经营管理者， 2015，56（25）：35-46.
[3]王春磊. 变频空调压缩机驱动技术研究[J]. 商品与质量， 2016，6（47）：36-37.