機械概述
製冷壓縮機是製冷系統的核心耗能部件，提高製冷系統效率的最直接有效手段是提高壓縮機的效率，它將帶來系統能耗的顯著降低。同時這樣還能避免僅在系統上采
製冷壓縮機產品標準 Q/Y B00J02.02
取措施（如一味加大換熱器面積等）所造成的材料消耗的大量增加。隨著世界上能源緊缺形勢的日益嚴重，各個國家越來越重視節能工作、對耗能產品的效率提出了越來越高的要求。
由於各種損失，諸如摩擦、泄漏、有害傳熱、電機損失、流動阻力、噪聲振動等因素的存在，壓縮機工作時實際效率遠低於理論效率。因此，從理論上講，任何能夠降低任意一種損失的措施都能夠提高壓縮機的效率。這一客觀事實導致了對壓縮機的節能研究範圍廣、方向寬，研究課題與研究成果多種多樣。
國際上對壓縮機的節能研究工作主要集中在幾個方面：研究潤滑特性、壓縮機軸承部位的摩擦特性以降低摩擦功耗、提高壓縮機效率；降低泄漏損失以提高壓縮機的效率；採用變頻或變容技術通過製冷系統的出力與用戶負荷的最佳匹配來實現節能，有關這方面的內容特別是變頻技術已相對較為成熟且廣為人知。
氣閥的研究是一個古老的課題但也是一個永恆的課題，改進氣閥的設計以提高壓縮機效率的研究永無止境也永有收穫。這方面的研究非常之多，從氣閥材料、運動規律、結構最佳化到適用理論、測試方法等包羅萬象。總之，關於壓縮機節能方面的研究已成為製冷行業的一個首要熱點問題。
發展
近年來，隨著國際製冷壓縮機行業的迅速發展，全球壓縮機市場集中度逐漸提高，領先的壓縮機生產企業通過行業整合不斷提高競爭力，逐漸出現了以德國比澤爾和美國英格索蘭等為代表的行業領先企業，占據優勢市場地位。
與此同時，近幾年我國製冷壓縮機行業也受下游需求帶動而快速發展。十一五期間，我國工業製冷各大領域內的製冷壓縮機成套設備國產化率不斷提高，冷鏈物流以及家電等領域對製冷壓縮機的需求量也不斷攀升，為中國製冷壓縮機行業的發展提供了巨大的商機。2008-2010年裝配有冷媒壓縮機的製冷系統市場需求，每年平均在500億元左右，根據成本分析估算，冷媒壓縮機的市場需求在100億元左右;裝配有冷媒離心式壓縮機的製冷系統市場容量平均在190億元左右，根據成本分析估算，冷媒離心式壓縮機的市場容量約在60億元左右。
伴隨我國十二五發展規劃的提出，國內市場將給製冷壓縮機行業提供廣闊的發展空間，同時也為製冷壓縮機行業加快提升產品品質、趕超世界水準提供了前所未有的機遇和挑戰。十二五期間我國冷鏈物流領域的總量需求比十五、十一五期間的需求總量進一步增加，加之工業製冷需求的快速增長以及家電市場的穩定需求作為保障。預計十二五期間，我國製冷壓縮機市場規模將保持高於10%的速度快速增長。
目前，我國製冷壓縮機企業眾多，絕大多數從事中低端製冷壓縮機的生產。而生產螺鏇式製冷壓縮機的大部分企業的主要核心零部件雙螺鏇轉子(占總成本25%以上)基本依賴進口。正是由於國內大多數企業不具備核心技術，只能提供整機產品，從而很大程度上抑制了國內製冷壓縮機行業的發展。
隨著中國逐漸成為全球製造業中心，全球壓縮機製造重心也逐漸向中國大陸轉移，國際主要的壓縮機生產企業紛紛進入中國市場。上世紀八十年代開始，比澤爾、英格索蘭和萊富康先後進入中國市場，英格索蘭於1997年第一個在中國大陸設立生產基地;隨後，阿特拉斯等公司也紛紛在國內投資建廠。目前，全球主要的壓縮機生產企業在中國均有生產基地。國際主要的壓縮機生產企業均十分重視在中國的發展，中國已經成為比澤爾全球重要市場之一。國際主要壓縮機生產企業進入中國加劇了我國製冷壓縮機行業的市場競爭。
機械研製
製冷壓縮機研製一台製冷壓縮機包括多方面的內容：氣動熱力計算、強度與振動計算、結構設計、各種材料的選擇、加工製造工藝設計、自動控制與調節設計、以及驅動型式選擇等。其中的難重點主要有以下幾個方面:
葉輪的設計
轉子作為製冷壓縮機的運動部件，其核心部分為葉輪.現在國內外各大離心機廠家均採用三元流方法進行葉輪設計。三元流方法要求設計人員具備數值模擬、計算流體動力學、流體機械內部流場理論等非常專業的知識.國內公司技術人員大部分不具備這些專業知識，要設計高效的三元葉輪,只有和高校科研機構合作。高校中離心式壓縮機方面的專家主要有上海交大的谷傳綱教授、西安交大的王尚錦教授.谷教授長期從事壓縮機方面的研究，先後主持完成6項國家自然科學基金項目,在壓縮機三元流設計，壓縮機組試驗、監測及控制,系統防喘振等方面均有深入的研究，他所主持完成的《多級製冷壓縮機氣動設計技術與套用》項目獲2004年國家科技進步二等獎。王教授領導的西安交大賽爾機泵科研組,以獨具特色的“可控渦葉輪設計理論”，在石化等領域的機組改造中有出色的套用.
葉輪的加工製作
以三元流理論設計的葉輪葉片形狀一般為空間曲面，葉片及葉輪的加工成型是製造的重點，也是難點。對於三元葉輪，常用的加工方法主要有兩種：
1)三體焊形式：也就是說輪盤、葉片、輪蓋分別加工.這種加工方法對設備要求比較簡單，輪盤、輪蓋只需要車出外形就夠了。葉片加工要麻煩一些，首先要利用三坐標工具機銑出葉片模具，然後將下好料的葉片進行熱處理，壓型得到所需的葉片形狀.最後將葉片焊接到輪盤上，再將輪蓋焊好。這樣的話需要的設備大概是三坐標銑床、熱處理爐、油壓機以及其他所需的一些常規設備，所需投資比較低，更適合開始做。
2)整體銑制：也就是輪盤和葉片是在一起利用多坐標設備進行整體銑制而得到一個半開式葉輪.為避免干涉，目前國際上對這種葉輪的加工大都是利用五坐標加工中心進行。一台五坐標設備大概從幾百萬到上千萬不止，成本非常高.以加工600mm葉輪為例,國內五軸床大概要350萬人民幣，進口五軸床大概要480萬人民幣，通過四坐標工具機鏇轉工作檯的傾斜實現三元葉輪的四坐標整體銑制，如果葉片稠度比較大，干涉問題在四坐標上就不可避免。四坐標的設備相對比較便宜，大概100多萬人民幣。
轉子的臨界轉速的計算
臨界轉速是設計轉子轉速時要考慮的一個重要因素，轉子轉速要避開臨界轉速，臨界轉速的計算一般採用普洛爾法，市場上有專門計算臨界轉速的軟體,也可以自己開發計算軟體。
防喘振系統的設計
由製冷壓縮機的工作機理可知，喘振是離心機所固有的性質，不可消除，但可通過有效途徑加以避免，離心式製冷壓縮機發生喘振的原因：流量過低及冷凝壓力過高.喘振對機組的危害相當大，須認真設計防喘振系統。
滑動軸承的設計
製冷壓縮機一般採用增速齒輪，轉子轉速一般都在5000RPM以上，都採用滑動軸承，滑動軸承的設計也是研製離心機的一個重點。
機械特點
製冷壓縮機1、絕大多數全封閉活塞式壓縮機製冷量不超過0.5KW，主要套用於家用電冰櫃/冷凍櫃和小型商用製冷設備。
2、渦鏇式壓縮機製冷量範圍為0.75～15KW（不包括特殊型號），並且多數在3～5KW之間，最多套用是在小型家用空調、商用空調系統中。此類壓縮機不用於零下5度的製冷工況。
3、離心式製冷壓縮機主要用於空調工況的冷水機組。
4、螺桿式壓縮機單機製冷量在30kw-1500kw，可用於冷庫、人造冰場、冷水機組中。
5、半封閉活塞式製冷壓縮機用途廣泛，單機製冷量從3kw-100kw,同時可以多機頭並聯使用，因此可提供製冷量範圍從3kw-1000kw,多工況使用，既可用於製冷工況，又可以適用於空調工況。
6、開啟活塞式製冷壓縮機只常用於冷庫，極少數空調工況的冷水機組。
機械套用
製冷壓縮機目前中國製冷壓縮機組的大部分市場主要由歐日美一些製冷企業所占據。比較有名的企業如特靈、開利、約克、麥克維爾、AXIMA(原蘇爾壽)、荏原、三菱等依靠先進的技術及良好工藝主導離心冷水機組市場.國內企業主要為重慶通用，早期引進NREC的技術來開發離心式制冷機。隨著社會的發展,用戶需要的冷量越來越高，另外由於節能的要求使得離心機組具有越來越廣的市場.一些國內空調廠家如海爾、澳克瑪、格力及美的(與重慶通用合併)紛紛推出自己的製冷壓縮機組。大冷與AXIMA合作開發出離心冷水機組及區域供暖的離心熱泵機組.這些離心機組大部分採用環保工質R134a。
隨著能源的形式日趨緊張,節能降耗是產品發展的一大趨勢。另外由於中國城鎮化水平的不斷提高，建築能耗不斷增加.具有最高性能係數的離心冷水機組無疑將成為市場的熱點,近年來離心冷水機組的銷量不斷提高。
中國大部分開發離心冷水機組的企業只是購買進口壓縮機，基本上沒什麼利潤。國外離心機廠家不會輕易出讓自己的核心技術,要想研製製冷壓縮機，只有走自主開發的道路。隨著設計及製造技術的不斷成熟,使得國產離心式製冷壓縮機的研製成為可能。
性能參數
製冷壓縮機的基本性能參數
一、實際輸氣量（簡稱輸氣量）
在一定工況下， 單位時間內由吸氣端輸送到排氣端的氣體質量稱為在該工況下的壓縮機質量輸氣量，單位為。若按吸氣狀態的容積計算，則其容積輸氣量為，單位為。於是
二、容積效率
壓縮機的容積效率是實際輸氣量與理論輸氣量之比值
它是用以衡量容積型壓縮機的氣缸工作容積的有效利用程度。
三、製冷量
製冷壓縮機是作為制冷機中一重要組成部分而與系統中其它部件，如熱交換器，節流裝置等配合工作而獲得製冷的效果。因此，它的工作能力有必要直觀地用單位時間內所產生的冷量——製冷量來表示，單位為匹它是製冷壓縮機的重要性能指標之一。
式中－製冷劑在給定製冷工況下的單位質量製冷量，單位為；
－製冷劑在給定製冷工況下的單位容積製冷量，單位為。
為了便於比較和選用，有必要根據其不用的使用條件規定統一的工況來表示壓縮機的製冷量，表4－1列出了中國有關國家標準所規定的不同形式的單級小型往復式製冷壓縮機的名義工況及其工作溫度。根據標準規定，吸氣工質過熱所吸收的熱量也應包括在壓縮機的製冷量內。
四、排熱量
排熱量是壓縮機的 製冷量和部分壓縮機輸入功率的當量熱量之和，它是通過系統中的冷凝器排出的。這個參數對於熱泵系統中的壓縮機來講是一個十分重要的性能指標；在設計製冷系統的冷凝器時也是必須知道的。
實際製冷循環
所示的實際製冷循環或熱泵循環圖可見，壓縮機在一定工況下的排熱量為：
壓縮機的能量平衡關係圖上不難發現。
上兩式中
－壓縮機進口處的工質比焓。
－壓縮機的輸入功率。
－壓縮機向環境的散熱量。
表2-2列舉了美國製冷協會ARI520－85標準所規定的用於熱泵中的壓縮機的名義工況。
五、指示功率和指示效率
單位時間內實際循環所消耗的指示功就是壓縮機的指示功率Pi，單位為kw，它等於
式中Wi——每一氣缸或工作容積的實際循環指示功，單位為J。
製冷壓縮機的指示效率hi是指壓縮1kg工質所需的等熵循環理論功與實際循環指示功之比。它是用以評價壓縮機氣缸或工作容積內部熱力過程完成的完善程度。
六、軸功率、軸效率和機械效率
由原動機傳到壓縮機主軸上的功率稱為軸功率Pe，單位為kW，它的一部分，即指示功率Pi直接用於完成壓縮機的工作循環，另一部分，即摩擦功率Pm，單位為kW，用於克服壓縮機中各運動部件的摩擦阻力和驅動附屬的設備，如潤滑用液壓泵等。
七、 電功率和電效率
輸入電動機的功率就是壓縮機所消耗的電功率Pel，單位為kW。電效率*是等熵壓縮理論功率與電功率之比，它是用以評定利用電動機輸入功率的完善程度。
八、性能係數
為了最終衡量製冷壓縮機的動力經濟性，採用性能係數COP（Cofficient of performance），它是在一定工況下製冷壓縮機的製冷量與所消耗功率之比。
機械噪聲
製冷壓縮機噪聲已被視為嚴重污染之一。作為家用製冷設備的動力源和心臟，製冷壓縮機的噪聲問題，以成為衡量其綜合性能的一個重要指標。實際上對於一台壓縮機來講，大部分噪聲都是由於殼體被某些噪聲源激發所產生的（例如被彈簧、製冷劑壓力脈動、排氣管、潤滑油量等激發）。但壓縮機的噪聲源和傳遞途徑複雜多樣，這就給壓縮機的消聲降噪帶來了很大困難。製冷壓縮機的主要噪聲源由進、排氣輻射的空氣動力噪聲、機械運動部件產生的機械噪聲和驅動電機噪聲三部分組成：
空氣動力噪聲
壓縮機的進氣噪聲是由於氣流在進氣管內的壓力脈動而產生的。進氣噪聲的基頻與進氣管里的氣體脈動頻率相同，與壓縮機的轉速有關。壓縮機的排氣噪聲是由於氣流在排氣管內產生壓力脈動所致。排氣噪聲比進氣噪聲弱，所以，壓縮機的空氣動力性噪聲一般以進氣噪聲為主。
機械噪聲
壓縮機的機械性噪聲，一般包括構件的撞擊、摩擦、活塞的振動、氣閥的衝擊噪聲等，這些噪聲帶有隨機性，呈寬頻帶特性。
電磁噪聲
壓縮機的電磁噪聲是由電動機產生的。電機噪聲與空氣動力性噪聲和機械性噪聲相比是較弱的。壓縮機噪聲源中進、排氣空氣動力性噪聲最強，其次為機械性噪聲和電磁噪聲。通過深入研究，可以進一步認為壓縮機噪聲主要來自殼體振動（系由彈簧、製冷介質壓力脈動和吸、排氣管以及潤滑油激勵產生）並向周圍空氣介質傳播而形成噪聲。
噪聲治理
圍繞降低壓縮機輻射噪聲，眾多文獻提出了一系列的降噪減振措施和方案：增加殼體結構整體剛性以提高共振頻率且降低振動幅值；避免殼體曲率的突變，對於曲面而言，固有頻率與曲率半徑成反比，因此殼體形狀應採用最小的曲率半徑；將懸掛彈簧支承移至具有較高剛性的位置；殼體應採用儘可能少的平面；彎曲應力與膜應力的耦合（只出現在曲面上）會使殼體本身具有較大的剛性，因此壓縮機殼體應儘可能少地採用平面結構。
避免排氣管路和冷凝器的激勵，最佳化排氣氣流脈動，採用在排氣管路中引入附加容積的方法來消除壓力脈動譜中的高階諧波量；採用非對稱的殼體形狀；具有對稱結構意味著具有三維主軸，沿主軸應力最大且阻力最小。因此具有不對稱壓縮機殼體結構意味著能夠大大減小沿某一主軸方向作用力同時出現的幾率；設定進、排氣消聲器，封閉式壓縮機中的消聲器一般為抗性消聲器，它利用管道截面變化、共振腔引起聲阻抗改變來反射或消耗聲能，或利用聲程差使聲波相位相差180度來抵消消聲器內的噪聲。
節能改造
製冷壓縮機製冷壓縮機在啟動時，電機的電流會比額定高5-6倍的，不但會影響電機的使用壽命而且消耗較多的電量。系統在設計時在電機選型上會留有一定的餘量，電機的速度是固定不變，但在實際使用過程中，有時要以較低或者較高的速度運行，因此進行變頻改造是非常有必要的。變頻器可實現電機軟啟動、通過改變設備輸入電壓頻率達到節能調速的目的，而且能給設備提供過流、過壓、過載等保護功能。國內比較有名氣變頻器廠家有三.晶、英威騰等
維護保養方法
1、經常檢查電機內有無雜物甚至導電物體，線圈有否被損壞，定子、轉子有否摩擦，否則電動機啟動後會使電機燒壞；
2、注意恆溫恆濕試驗箱壓縮機和所屬設備和環境的衛生.定期將壓縮機冷凝器上的灰打掃一下.因為灰塵積累太多會導致設備出現超壓或不製冷的故障產生；
3、觀察機身油池的油麵和注油器中的潤滑油是否低於刻度線如低時應及時加足（用油尺的須停車檢查）；
4、認真檢查恆溫恆濕試驗箱各級氣缸和運動機件的動作聲音根據“聽”辨別它的工作情況是否正常，如果發現不正常的聲音立即停機檢查；
5、所用潤滑機要沉澱過濾。冬季與夏季壓縮機油要區別使用。
6、若為水冷式壓縮機若斷水後不能立即通入水要避免因冷熱不均發生氣缸裂紋.在冬季停車後要放掉冷卻水以免氣缸等處凍裂;風冷的壓縮只要室內溫度不忽冷忽熱即可,廠家建議最好是放罷在標準的實驗室,配有空調,溫度可以常期恆溫在25-28度為宜。
7、用手感受下檢測高低溫交變濕熱試驗箱十字導軌處吸排氣伐蓋等處溫度是否正常；
8、檢查恆溫恆濕試驗箱冷卻水溫度、流量是否正常；
9、檢查壓縮機是否振動、地腳螺釘有無鬆動和脫落現象；
10、注意恆溫恆濕試驗箱各級壓力表，儲氣罐及冷卻器上的壓力表和潤滑油壓力表的指示值是否在規定的範圍內；
11、檢查恆溫恆濕試驗箱潤滑油供給情況，運動機構的潤滑系統供油情況（有些壓縮機在機身十字頭導軌側面裝有有機玻璃檔板，可以直接看到十字頭運動及潤滑油的供應情況）；氣缸、填料可用單向伐作放油檢查，可以檢查注油器向氣缸中注油情況；
12、注意電機的溫升、軸承溫度和電壓表、電流表指示情況是否正常，電流不得超過電動機額定電流，若超過時，要找原因或停機檢查；
13、電機升溫過程中是否有異響
14、檢查恆溫恆濕試驗箱壓力調節器或負荷調節器,安全伐等是否靈敏;
15、定期清潔製冷系統，尤其是銅管與瓶身體。定期查看氟利昂的餘量。
16、儲氣罐、冷卻器、油水分離器都要經常放出油水
科技名詞
中文名稱：製冷壓縮機英文名稱：compressor 定義：用以壓縮和輸送氣相製冷劑的設備。 套用學科：水產學（一級學科）；漁業船舶及漁業機械（二級學科）
