產品概況

　　以磁懸浮、氣懸浮為代表的無油離心壓縮機發展至今，仍存在一些技術難點和痛點，如大冷量無油離心壓縮機在非穩態工況下的軸承穩定性低、控制難度大，進一步提升R134a制冷劑工質的無油離心壓縮機氣動效率異常困難，離心壓縮機中軸承軸向載荷無監測調控措施，軸承在非穩態工況下壽命有衰減等問題。而采用制冷劑潤滑軸承技術的液浮離心式壓縮機具備以下優勢：

　　01、高能效

　　液浮壓縮機通常使用的陶瓷軸承具有低密度、低摩擦系數的優點，而作為潤滑劑的液態制冷劑粘度低，這極大的降低了壓縮機高速運行時的摩擦損耗，其軸承摩擦損耗與磁、氣懸浮軸承系統能耗相當；另外，基于陶瓷滾動軸承小游隙的特性，可實現比磁、氣懸浮更小的氣封環設計間隙來減少高壓氣體內泄漏，進一步提高無油壓縮機效率。

　　02、高可靠

　　陶瓷軸承對離心壓縮機非穩態工況下的適應性較優異，不需要復雜的磁懸浮控制系統或氣懸浮供氣壓力控制系統，只依靠液態制冷劑在接觸壓力下產生的彈性流體動力潤滑膜即可實現穩定可靠運行。

　　03、長壽命

　　陶瓷軸承具有高硬度、高強度、耐高溫、耐腐蝕等優異性能，相比于鋼制軸承的壽命可提高數倍，能滿足冷水機組的設計使用壽命需求。

　　基于上述背景，海信開發了創新型“正壓液浮”無油技術及壓縮機產品，該產品是首次以過冷液態正壓制冷劑（R134a/R513A/R1234ze(E)）作為離心壓縮機軸承潤滑介質，并采用專利軸承供液系統和控制方法，實現陶瓷軸承球體在液態制冷劑中液浮運行。該系列壓縮機名義制冷量550~1200RT，兼備更大冷量擴展范圍（可擴展至3000RT）、更寬運行工況（壓比1.2~4.2）、更高能效水平（COP＞7.0），可廣泛應用于商業樓宇、醫療醫藥、數據中心、工業制造等場景。

　　該無油壓縮機采用航空航天領域陶瓷軸承代替磁懸浮軸承、氣懸浮軸承為離心壓縮機中轉子提供可靠支承，保證了更加穩定可靠的轉子工作狀態，各運行工況下振動<1.0mm/s；以使用高精密陶瓷滾動軸承的轉子系統為氣動設計基礎，配合高效永磁同步電機，并將雙級壓縮切向進氣技術、最小氣封環間隙設計、多工況氣動深化綜合設計方法相結合，通過多物理場耦合設計技術進一步提升了壓縮機的氣動效率，國標COP達7.23，國標IPLV達10.26；另外，通過高度集成化的供液模塊、泵供液及系統壓差供液自動調度的軸承潤滑雙供液模式、雙制冷劑泵互為備份的工業級設計、供液二次過冷技術最大程度地保障了液浮供液系統的可靠性及穩定性；發明了軸向載荷實時反饋及動態平衡技術并開發專用控制算法，實現了軸向載荷實時智能調控。

　　2023年8月，中國制冷學會科技評估工作委員會對該技術項目進行了技術鑒定，評估專家一致認為：該項目創新性強，研發的正壓陶瓷軸承液浮技術、軸向載荷實時反饋及動態平衡技術達到了國際領先水平；2023年12月，獲得2023“臨平杯”第三屆全國機械工業設計創新大賽產品組銀獎；2024年4月，獲得中國制冷展創新產品和金獎產品兩項大獎。

　　技術亮點

　　01、創新點一

　　首創正壓陶瓷軸承液浮技術

　　研發出全新的正壓制冷劑供液潤滑技術和控制方法，解決了無油離心壓縮機在大冷量非穩態工況下的控制難題，實現大冷量無油離心壓縮機的可靠運行，最大冷量可擴展至3000RT。其核心技術包括低粘度正壓制冷劑與航天級軸承集成技術、工業級智能雙供液潤滑技術、二次過冷技術、制冷劑泵在線切換及自平衡控制等。通過對制冷劑泵供液和系統壓差供液兩種方式的自動調度專利技術研究，制冷劑泵工作時間縮短90%以上，供液二次過冷技術可提升供液過冷度至3K以上，防止供液氣化的產生對軸承造成氣蝕。

　　02、創新點二

　　發明了軸向載荷實時反饋及動態平衡技術并開發專用控制算法，實現了軸向載荷實時智能調控。通過架構“先行控制”和“反饋控制”相結合的軸向載荷控制策略，開發基于PLC資源的高精度軸向載荷算法，實現壓縮機全生命周期內軸系軸向載荷的計算和監測，并通過動態平衡控制技術控制壓縮機運行時軸向載荷始終處于低水平狀態，軸承壽命提高60%。

　　專家組點評

　　研制成功世界首臺正壓液浮無油離心式壓縮機，解決了無油離心壓縮機非穩態極端工況的控制難題，最大冷量可擴展至3000RT，實現了軸向載荷實時智能調控，軸承壽命提高60%；解決了多工況優化設計難題，提升了離心壓縮機綜合能效水平10%。

　　應用場景及市場展望

　　海信正壓液浮無油離心式壓縮機解決了磁懸浮軸承控制復雜和氣封環泄漏損失大、氣懸浮軸承難以實現大冷量等痛點問題，開辟了無油離心式壓縮機新的技術路線，兼備大冷量、寬工況、高能效、高可靠性的特點，可廣泛應用于商業樓宇、醫療醫藥、數據中心、工業制造、節能改造等場景。

　　海信對正壓液浮無油離心式壓縮機的研發，開辟了新的無油離心機技術路線，是當前無油離心機往更大冷量范圍、更寬運行工況、更高能效和更高可靠性方向發展的又一探索，能較好的解決當前磁懸浮在大冷量非穩態工況控制難度大和氣懸浮軸承氣膜抗沖擊弱、冷量小等難題，可實現無油離心式壓縮機制冷量向上拓展至3000RT，適合于未來對常規有油離心機的逐步替代，其產業化應用可以有效助力離心機無油化革新，帶動中央空調產業轉型升級。