日立涡旋压缩机开创新纪元

专题：百年日立

上世纪初，法国工程师克拉斯提出了涡旋机械的构思，并于1905年取得美国发明专利，该专利阐述了一种新型旋转式发动机。此后70多年前，涡旋机械的重要性未被人们充分认识，再加上没有高精度的涡旋型线加工设备，它并未得到更深入的研究和发展。1983年，日立公司开发出2.2kW~3.7kW(2~5匹马力)的全封闭涡旋式压缩机，并用于单元式空调机上，从此，对涡旋压缩机的研究开发就成为压缩机技术发展的热点之一。

涡旋压缩机的工作原理：

涡旋压缩机中的主要部件是两个形状相同但角相位置相对错开180°的渐开线涡旋盘，其一是固定涡旋盘，而另一个是由偏心轴带动，其轴线绕着固定涡旋盘轴线做公转的绕行涡旋盘。工作中两个涡旋盘在多处相切形成密封线，加上两个涡旋盘端面处的适当密封，从而形成好几个月牙形气腔。两个涡旋盘间公共切点处的密封线随着绕行涡旋盘的公转而沿着涡旋曲线不断转移，使这些月牙形气腔的形状大小一直在变化。压缩机的吸气口开在固定涡旋盘外壳的上部。当偏心轴顺时针旋转时，气体从吸气口进入吸气腔，相继被摄入到外围的与吸气腔相通的月牙形气腔里。随着这些外围月牙形气腔的闭合而不再与吸气腔相通，其密闭容积便逐渐被转移向固定涡旋盘的中心且不断缩小，气体被不断压缩而压力升高。

日立——引领多联机进入涡旋时代

自1983年，日立发明制造了世界第一台涡旋式空调压缩机之后，20年来日立在涡旋压缩机技术研发上孜孜以求、不断取得突破，凭借着其专业开发制造经验，使其技术更先进，质量更高，可靠性更强。

同时，日立创造性地将性能优异的涡旋压缩机引入到变频多联机产品中来，使得原本就具有诸多优点的多联机产品的质量和市场都产生了新的飞跃，多联机越来越成为中央空调领域重要的一面旗帜！

涡旋压缩机用于多联机产品较其它形式的压缩机具有明显优势，它运动部件少、泄露小、效率高、震动小、寿命长。与转子压缩机相比较：

转子式压缩机属于第二代压缩机，比第一代往复式压缩机效率高5%左右。有余隙容积，存在将部分制冷剂气体重新压缩的过程，降低了压缩效率和压缩机本身的能效比。受排气阀控制压力范围的影响，排气压力范围小，压缩机适应外界温度变化的能力差，特别是冬季制热效果差，能效比低。

涡旋压缩机属于第三代压缩机，比第二代转子压缩机效率高5%左右。没有往复运动机构，所以结构简单、体积小、重量轻、零件少(特别是易损件少)，可靠性高；力矩变化小，平衡性高，振动小，运转平稳，从而操作简便，易于实现自动化； 在其适应的制冷量范围内具有较高的效率。

日立发明具有内部油分离功能的高压腔压缩机

2003年，日立在业界首次推出具有内部油分离功能的新型高压腔涡旋压缩机。针对R410A制冷剂的高压特性，特别设计了不对称涡旋盘，并且强化了轴承结构，将压缩机的效率和可靠性进一步提升，使其多联机产品能效大幅提升，稳定可靠性更高。

大容量高压腔涡旋压缩机采用内部油分离机构，通过内部油雾分离器专利设计和内部回油管设计，使压缩机润滑油大部分保存在压缩机内，只有少量油被带出压缩机，有效防止因多余的冷冻油在制冷循环中造成的能力下降，效率进一步提高；通过第一级油分离，只有少量冷冻油被制冷剂气体带到大型油分离器，通过外部油分离器进行二级油分离。这样进入制冷循环中的冷冻油非常少，从而润滑压缩机的冷冻油得到最可靠的保证，系统运行安全可靠。

采用防过压缩技术，有效的防止了冷凝压力过高而造成的功耗增加问题，压缩机运转更节能，同时使得制冷系统更加稳定可靠。

日立压缩机的不对称涡盘结构，有效减少了冷媒气体在吸入时和压缩腔内部的泄露损失，提高了压缩机运行的效率和可靠性。不对称涡旋齿形——外线室和内线室的吸入结束的时间差为180°、外线室和内线室的压力不同。压缩室的压力分布是不对称的。对称涡旋齿形——外线室和内线室的吸入结束的时间相同、外线室和内线室的压力相同。压缩室的压力分布是对称的。

高压腔压缩机对比低压腔压缩机的优势：

许多多联机厂家采用低压腔的涡旋压缩机。和传统的低压腔涡旋压缩机相比较，高压腔涡旋压缩机具有寿命长、稳定性好、效率高、低温制热好和噪音低等优势：

1. 低压腔压缩机需要通过升压油泵(油泵寿命较短)进行供油，压缩机转速高低直接影响到供油的多少，变频到低转速容易造成压缩机的缺油，系统稳定性差；高压腔压缩机利用压缩机固有的压差进行供油，供油不受压缩机转速影响，压缩机寿命长、稳定性好。

2. 低压腔压缩机吸气被电机加热后进入压缩机涡旋盘，吸气温度比高压腔压缩机高10度左右，吸气过热度大，容积效率低；高压腔压缩机吸气直接进入压缩机涡旋盘，吸气过热度小，容积效率高。

3. 低压腔压缩机采用吸气冷却电机，低温运行时油温难以保证，润滑条件差，低温制热差；高压腔压缩机排气冷却压缩机电机，在低温运行时油温能够得到保证，低温制热好。

4. 低压腔压缩机不能进行高压缩比(最大压缩比小于7)运转，制热运行时排气压力低，出风温度低，制热差；高压腔压缩机能够实现高压缩比(最大压缩比为10)运行，制热运行时排气压力高，出风温度高，制热好。

5. 低压腔压缩机排气基本上没有经过消音就排出了压缩机，压缩机噪音较高；高压腔压缩机排气经过高压腔，整个高压腔就是一个大消音器，因而压缩机噪音低。

直流电机，大幅提升压缩机效率

压缩机是空调的心脏，电机则为压缩机的工作提供强劲动力。电机效率是影响压缩机效率的重要因素。

百年日立公司以生产电机起家，1910年，日本第一台电机产自日立，而今日立是世界上第二大电机生产企业，掌握了电机研发和生产最尖端的技术。日立压缩机所使用的驱动电机转子采用钕磁材料，电机转子形状被最优化，在所有转速控制中更高效。

日立多联机的变频压缩机通过使用直流电机，在运行时间最长的20-40Hz频率段内，变速压缩机的性能大幅提高，同时，压缩机电机转子分为两部分抑制电磁噪音干扰，实现低噪音。