CO2直线压缩机设计与变工况性能分析

邹慧明，汤鑫斌，唐明生，李 旋，王英琳，田长青

（1.中国科学院理化技术研究所空间功热转换技术重点实验室，北京 100190；2.中国科学院大学，北京 100049）

1 引言

直线压缩机取消了曲柄连杆运动转换机构，减少了运动传递环节的摩擦损失，相比于传统的旋转式压缩机有更好的能量传递效率；另一方面，直线压缩机可通过控制激励源电压和频率进行容量调节，具备优异的变容量特性。同时，直线压缩机容易实现无油润滑，对于润滑油有特殊要求的应用场合更具优势[1]。

随着技术的发展，直线压缩机技术的应用领域逐渐从空间制冷、军工和生物医疗领域转向民用领域，该技术在冰箱、冷柜和电子元器件冷却等领域已得到了广泛的应用[2]。目前，应用于普冷温区直线压缩机的环境友好型工质主要有R600a和R290。尽管作为新型碳氢冷媒的R600a和R290符合第四代制冷剂的替代要求，但二者均有可燃性，更适用于小充注量的制冷系统。CO2作为环境友好型制冷剂，不破坏臭氧层、无毒、不可燃且具有良好的热物性，可作为长期的替代解决方案，是制冷剂替代的重要发展方向[3]。CO2制冷系统运行工况具有小压比、大压差的特点，特殊的循环特性使得CO2压缩机的研制一直是压缩机技术领域的研究热点和难点。CO2压缩机主要结构形式有：活塞式、滚动转子式、涡旋式和螺杆式[4]。相关研究单位和企业围绕以上几类压缩机开展了大量工作，但针对CO2直线压缩机的研究工作相对较少，CO2直线压缩机设计方法尚不完善。……