热泵行业现状如何?
在石油化工领域,目前国内离心式压缩机还不能满足国内高技术和特殊产品的需求。此外,在技术水平、质量和完备性上与国外还有差距。随着我国石化生产规模的不断扩大,离心式压缩机在大规模生产中将面临新的问题,而我国在设计制造这些大型气体压缩机方面还没有成熟的经验。
离心压缩机需要向大容量发展,以满足我国石化生产规模不断扩大的要求。同时,随着新技术的发展,新型气体密封、磁力轴承和无润滑联轴器的出现,透平压缩机的发展趋势如下:不断开发高压小流量产品;进一步研究三维流动理论并将其应用于叶轮和叶片扩压器的设计,以实现高效机组;降低噪声,采取噪声防护,改善作业环境。
在制冷空调领域,目前涡轮压缩机在大制冷量范围内依然保持优势。离心式压缩机运动部件少而简单,制造精度低,所以制造成本相对较低,可靠性高。由于受到螺杆式压缩机和吸收式制冷机的影响,离心式制冷压缩机的发展相对较慢。在目前的技术条件下,离心式制冷压缩机主要用于大型建筑的空调,需求量较少。近年来,由于大型基建项目,离心式制冷压缩机成为人们关注的焦点。
2.往复式压缩机
在石油化工领域,往复式压缩机主要向大容量、高压力、低噪音、高效率、高可靠性方向发展。不断开发在变工况下运行的新型风阀,提高风阀的使用寿命;在产品设计中,利用热力学和动力学理论,通过综合模拟预测压缩机在实际工况下的性能。加强压缩机机电一体化,采用计算机自动控制,实现优化节能运行和在线运行。
在动力领域,活塞式压缩机目前占据主要市场。但随着人们对使用环境、能耗和环保要求的提高,螺杆式和涡旋式空气压缩机开始占据一定的市场。
在制冷空调领域,往复式制冷压缩机作为一种传统的制冷压缩机,适用于制冷量范围较广的制冷系统。虽然目前仍在广泛使用,但市场份额在逐渐减少。
目前冰箱(包括小型制冷和制冷装置)制冷系统的主机仍是以前的复合式压缩机。经过多年的设计改进和技术进步,往复式冰箱压缩机的效率有了很大的提高。与此同时,与环境保护密切相关的制冷剂替代技术也取得了可喜的进展。进一步提高往复式冰箱压缩机的效率,降低系统噪声是其主要发展方向。
(1)线性(Linear)压缩机线性压缩机是往复式压缩机的一种。由于电机的直线运动可以直接驱动活塞的往复运动,避免了曲柄连杆机构的复杂性和由此产生的机械功耗。直线压缩机的关键技术是压缩机油系统的设计、电机直线位移极限点的有效控制以及相应的防碰撞技术。
(2)斜盘式压缩机斜盘式压缩机也是往复式压缩机的变体结构,主要用于车辆空调系统。经过几十年的发展,斜盘式压缩机已经成为非常成熟的机型,占汽车空调压缩机市场的70%以上。但其效率低于旋转式压缩机,且体积较大。由于技术的成熟和工艺的进一步完善,斜盘式汽车空调压缩机在可预见的未来仍将保持一定的市场份额,但在一定排量范围内被逐步取代是必然的。
3.回转式压缩机
(1)滚动转子压缩机目前,滚动转子压缩机广泛应用于家用空调和冰箱。这种压缩机不需要吸入阀,适合变速运行,从而可以通过变频控制提高系统性能。为了保证大功率(电机输出2.2kW (3P))滚动转子压缩机的性能,国内从上世纪末开始研发双转子滚动转子压缩机,目前已经投放市场。
在2.2kW(3P)以下的空调中,暂时没有更好的机型可以替代滚动转子压缩机。因此,提高压缩过程效率、降低噪声、电机转速控制,以及采用R410A等新型制冷剂后的相关技术问题是滚动转子压缩机的研究方向。
(2)叶片式压缩机叶片式压缩机是旋转式压缩机的一种,主要用于提供压缩空气。排量一般为0.3 ~ 3 m 3/min,市场占有率较低。旋转叶片式压缩机是叶片式压缩机的改进结构。由于起动性能好,压缩时扭矩变化小,主要用于微型车和一些小排量工具车的空调系统。高速动态特性是该压缩机的主要技术研究方向。
(3)涡旋压缩机涡旋压缩机在过去的十年中发展迅速,构成了压缩机技术发展的新亮点。目前,涡旋压缩机在柜式空调领域占有绝对优势。在汽车空调领域,涡旋压缩机的制冷系数已经达到2.0,显示出强大的竞争力。涡旋压缩机的发展在于扩大其制冷量范围,进一步提高效率,使用替代工质,降低制造成本。
(4)螺杆式压缩机螺杆式压缩机具有体积小、重量轻、易维护等特点,是发展较快的一种制冷压缩机。一方面,螺杆型线和结构的设计有了很大的进步。另一方面,螺杆转子专用铣床特别是磨床的引进,提高了这对关键零件的加工精度和效率,有效地提高了螺杆压缩机的性能。目前螺杆式压缩机主要用于压缩空气和中型制冷热泵空调系统。由于螺杆式压缩机工作可靠性的不断提高,在中等制冷量范围内已逐渐取代往复式压缩机,并占领了离心式压缩机的部分市场。
三、压缩机的初步市场分析
1.气体压缩机
常用的气体压缩机有离心式气体压缩机和往复式气体压缩机。多年来,我国压缩机制造业克服重重困难,取得重大突破。然而,我国离心压缩机在高技术、高参数、高质量和特种产品方面还不能满足国内需求,约50%的产品需要进口。国内中小型往复式压缩机基本能满足国内石化行业的需求,但大型往复式压缩机还不能满足市场需求,特别是技术含量高、有特殊要求的产品还不能满足国内需求。预计“十一五”期间大中型压缩机的总需求将比“九五”期间增长更多,特别是超大型和特种工艺压缩机。根据目前的形势预测,未来五年压缩机市场将基本稳定增长。
2.家用空调压缩机
目前,我国房间空调总产量已经超过美国,居世界第一。2004年压缩机表观消费量(即销量+进口量-出口量)为4200万台,而同期空调产量达到4746万台,两者差距近550万台。预计2005年gap空调压缩机将有600万台,供应形势较为紧张。但随着空调压缩机企业的扩张和制冷空调企业的加入,2006年我国空调压缩机产销量将达到7000万台,国内空调压缩机将满足需求。
3.汽车空调压缩机
目前汽车空调压缩机虽然种类繁多,但斜盘式压缩机的产量最多,旋转式压缩机的产量最少。旋转式压缩机零部件少,效率高,是汽车空调压缩机的重要发展方向。旋转式汽车空调压缩机主要有旋叶式压缩机和涡旋式压缩机。旋叶式压缩机主要由日本松下公司和日本精工精机公司制造,旋叶式压缩机也由日本电装公司和Jack Sell公司制造。涡旋压缩机主要由日本三电公司、三菱重工公司和电装公司生产。国内一些企业也开始涉足旋转式汽车空调压缩机。