中國(guó)空調(diào)氣懸浮離心機(jī)引領(lǐng)行業(yè)再攀節(jié)能高峰

本文轉(zhuǎn)載自「廣(guǎng)州日報(bào)」

2019讓世界愛(ài)上中國(guó)造高峰論壇在珠海舉行，會(huì)上格力電器公布了4項(xiàng)近期獲評(píng)「國(guó)際領(lǐng)先」的技術(shù)，其中「高效動(dòng)壓氣懸浮離心壓縮機(jī)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用」在推動(dòng)離心壓縮機(jī)小型化發(fā)展，提升壓縮機(jī)能效、推動(dòng)建築節(jié)能減排等領(lǐng)域具有重要意義。

中國(guó)工程院院士江億表示：「壓縮機(jī)是空調(diào)製冷的心臟，誰擁有了它，誰就有了話(huà)語權(quán)和主動(dòng)權(quán)。格力研發(fā)出這樣高質(zhì)量的技術(shù)和產(chǎn)品，在行業(yè)處於世界領(lǐng)先的地位。」

聚焦高端軸承氣懸浮軸承研發(fā)迫在眉睫

我國(guó)是全球最大的製冷產(chǎn)品生產(chǎn)、消費(fèi)和出口國(guó)，製冷能耗佔社會(huì)總能耗的15%，而大型公共建築中央空調(diào)能耗佔建築能耗的比重達(dá)40%-50%，成為節(jié)能降耗的重要領(lǐng)域。2019年，國(guó)家七部委發(fā)布《綠色高效製冷行動(dòng)方案》，要求到2030年大型公共建築製冷能效提升30%。壓縮機(jī)是空調(diào)系統(tǒng)的心臟，是決定空調(diào)系統(tǒng)能效水平的核心部件之一。小型離心壓縮機(jī)能效高、體積小，容易實(shí)現(xiàn)無(wú)油運(yùn)轉(zhuǎn)，被美國(guó)能源部列為最具節(jié)能潛力的技術(shù)之一，成為製冷行業(yè)綠色發(fā)展的新方向。然而小型離心壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速通常為每分鐘幾萬(wàn)轉(zhuǎn)，傳統(tǒng)的油潤(rùn)滑軸承在高轉(zhuǎn)速下摩擦大、溫升大，能耗高，很難繼續(xù)向更高的轉(zhuǎn)速領(lǐng)域應(yīng)用；磁懸浮軸承體積大，控制系統(tǒng)複雜，實(shí)現(xiàn)離心壓縮機(jī)進(jìn)一步小型化十分困難。相較而言，氣懸浮軸承利用氣體擠壓形成的氣膜支撐轉(zhuǎn)子達(dá)到支承與潤(rùn)滑作用，不僅摩擦損耗低、耐高溫性強(qiáng)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、旋轉(zhuǎn)精度高，被認(rèn)為是高速運(yùn)行、高溫工況下的理想支承部件。氣懸浮軸承的研發(fā)成為離心壓縮機(jī)小型化的唯一選擇。

攻克「卡脖子」技術(shù)

目前，氣體軸承主要應(yīng)用於飛機(jī)空氣循環(huán)機(jī)、微型燃氣輪機(jī)、精密工具機(jī)等高端製造領(lǐng)域。在製冷領(lǐng)域，雖然國(guó)內(nèi)外也有少數(shù)企業(yè)開(kāi)展了氣懸浮製冷離心壓縮機(jī)研究，但均處於實(shí)驗(yàn)階段，並沒有成熟的應(yīng)用產(chǎn)品落地。氣體軸承被譽(yù)為「機(jī)械工程的高山」。然而，要想登上這座「高山」，還需攻克諸多「卡脖子」技術(shù)：波箔動(dòng)壓氣體軸承涉及多物理場(chǎng)耦合問(wèn)題，其理論模型複雜，研究難度大；軸承間隙通常只有幾十微米，軸承的加工精度要求十分高；在轉(zhuǎn)子啟停階段，轉(zhuǎn)子與軸承之間存在幹摩擦，需要研發(fā)耐高溫、耐磨損的鍍層材料和技術(shù)。除了高承載、高穩(wěn)定以及長(zhǎng)壽命的氣體軸承，小型離心壓縮機(jī)還需要解決葉輪摩擦損失大，壓縮機(jī)內(nèi)部洩漏損失佔比大的高效氣動(dòng)設(shè)計(jì)難題。

針對(duì)這些問(wèn)題，格力攻堅(jiān)克難，自主創(chuàng)新形成了適用於製冷劑的高承載長(zhǎng)壽命氣體軸承、低剛度支承的氣懸浮轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)技術(shù)、小流量高效氣動(dòng)設(shè)計(jì)三大創(chuàng)新技術(shù)，成功研製出高效動(dòng)壓氣懸浮離心壓縮機(jī)及機(jī)組。

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