中国空调气悬浮离心机引领行业再攀节能高峰

本文转载自“广州日报”

2019让世界爱上中国造高峰论坛在珠海举行，会上格力电器公布了4项近期获评“国际领先”的技术，其中“高效动压气悬浮离心压缩机关键技术及应用”在推动离心压缩机小型化发展，提升压缩机能效、推动建筑节能减排等领域具有重要意义。

中国工程院院士江亿表示：“压缩机是空调制冷的心脏，谁拥有了它，谁就有了话语权和主动权。格力研发出这样高质量的技术和产品，在行业处于世界领先的地位。”

聚焦高端轴承气悬浮轴承研发迫在眉睫

我国是全球最大的制冷产品生产、消费和出口国，制冷能耗占社会总能耗的15%，而大型公共建筑中央空调能耗占建筑能耗的比重达40%-50%，成为节能降耗的重要领域。2019年，国家七部委发布《绿色高效制冷行动方案》，要求到2030年大型公共建筑制冷能效提升30%。压缩机是空调系统的心脏，是决定空调系统能效水平的核心部件之一。小型离心压缩机能效高、体积小，容易实现无油运转，被美国能源部列为最具节能潜力的技术之一，成为制冷行业绿色发展的新方向。然而小型离心压缩机转速通常为每分钟几万转，传统的油润滑轴承在高转速下摩擦大、温升大，能耗高，很难继续向更高的转速领域应用；磁悬浮轴承体积大，控制系统复杂，实现离心压缩机进一步小型化十分困难。相较而言，气悬浮轴承利用气体挤压形成的气膜支撑转子达到支承与润滑作用，不仅摩擦损耗低、耐高温性强，而且结构简单、旋转精度高，被认为是高速运行、高温工况下的理想支承部件。气悬浮轴承的研发成为离心压缩机小型化的唯一选择。

攻克“卡脖子”技术

目前，气体轴承主要应用于飞机空气循环机、微型燃气轮机、精密机床等高端制造领域。在制冷领域，虽然国内外也有少数企业开展了气悬浮制冷离心压缩机研究，但均处于实验阶段，并没有成熟的应用产品落地。气体轴承被誉为“机械工程的高山”。然而，要想登上这座“高山”，还需攻克诸多“卡脖子”技术：波箔动压气体轴承涉及多物理场耦合问题，其理论模型复杂，研究难度大；轴承间隙通常只有几十微米，轴承的加工精度要求十分高；在转子启停阶段，转子与轴承之间存在干摩擦，需要研发耐高温、耐磨损的镀层材料和技术。除了高承载、高稳定以及长寿命的气体轴承，小型离心压缩机还需要解决叶轮摩擦损失大，压缩机内部泄漏损失占比大的高效气动设计难题。

针对这些问题，格力攻坚克难，自主创新形成了适用于制冷剂的高承载长寿命气体轴承、低刚度支承的气悬浮转子动力学技术、小流量高效气动设计三大创新技术，成功研制出高效动压气悬浮离心压缩机及机组。

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