直流变频涡旋压缩机和数码涡旋压缩机对比副本

直流变频涡旋压缩机和数码涡旋压缩机对比副

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直流变频涡旋压缩机和数码涡旋压缩机对比

直流变频涡旋压缩机和数码涡旋压缩机是目前变容量技术（根据负荷变化要求来调节制冷剂流量）的两大标志性代表。两种压缩机的主要应用领域都为多联机空调系统，但较之已经进入市场多年的变频多联机系统，数码涡旋多联机系统只能算作一种新型产品。下面仅就上述两种压缩机及其空调系统进行比较。

1.工作原理

1)直流变频涡旋压缩机是由电机定子产生的旋转磁场与转子的永磁场直接作用实现压

缩机运转的。通过直流变频器来改变输入电压和频率，从而对电机进行调速。当

室内负荷要求提高时，压缩机的电机转速加快，容量增大；当室内负荷要求降低

时，压缩机的电机转速放慢，从而使容量减小。

2)数码涡旋压缩机是将吸气旁通的卸载控制应用于涡旋压缩机上开发出来的变容量压

缩机。其原理是在定涡旋盘顶部加装一个可以上下移动的活塞，活塞顶部为调节

室，通过直径的排气孔与排气腔相通，此外还通过设有外接电磁阀的旁通管和吸

气管相连。电磁阀开启时，调节室内的排气被释放至低压吸气管，导致活塞上移

（仅为1mm）,定涡旋盘也随之上移，使动、定涡旋盘分离“卸载”，形成了无制

冷剂蒸气被压缩机的状态；电磁阀关闭时，活塞上下侧的压力为排气压力，压缩

机“加载”，恢复压缩过程，这样就可实现0和100%两档容量调节。通过改变电

磁阀的开闭时间，就可以实现压缩机10%～100%容量调节。

2.可靠性

1)直流变频涡旋压缩机是由日本空调厂家于上世纪80年代首次推出的产品。至今已

有20多年的开发、使用经验，成熟度较高，而且价格也在逐渐下降。在日本，直

流变频技术的应用逐年增加，到2002年已占到整个空调器产品的%。

2)数码涡旋压缩机是美国谷轮公司于1995年推出的产品，产品应用于整机系统中的

运行特性目前仍然存在许多争议，相关研究水平和应用成果远不如变频压缩机系

统那么丰富。最明显的缺陷是因为动、定涡旋盘要通过沿轴向脱离分开一段距离

来实现变容量调节功能，而这种涡旋盘的频繁开闭会极大地损伤其使用寿命。例

如，按照20s一个“加载/卸载”周期、连续工作10年的使用寿命来计算，其

动、定涡旋盘的开闭次数将达到上千万次。如此频繁的开闭会加速动、定涡旋盘

的磨损和老化。换一个角度思考，我们按照谷轮公司公布的“52万次反复起/停

无异常”的耐久性评价指标为依据，数码涡旋压缩机按照20s一个“加载/卸载”

周期（即180周期/小时）来计算：520000次÷（180周期/小时×10小时/天×

30天/月×10月/年）=年，可见其使用寿命仅为一年左右。

3.节能舒适性

1)直流变频涡旋压缩机仅在空调机组开机阶段高速运转，使空调能够更快速地达到设

定温度。之后在室温接近设定温度时，机组在不停止压缩机工作的状态下，通过

降低输入频率来调整压缩机的转速，从而调节出温度变化很小的室内环境，达到

既节能又舒适的目的。另外，直流变频电机的转子采用稀土永磁铁材料，代替了

常规定频电机的励磁线圈，而且转子中无电流产生，不存在定子旋转磁场对转子

的电磁感应作用，大大降低了二次损失，尤其在节能运行的低转速阶段，电机效

率明显提高；同时，电机的定子采用集中直卷化绕线方式，减少了绕组的铜损，

也大大改善了电机效率。此外，直流变频控制器可以检测出运转时电机转子的位

置，并及时调整输出转矩，使之与实际运行中不断变化的负荷转矩达到平衡，从

而使得空调器的连续运转范围扩大（压缩机在转速低至18rps时也能平稳运

行），而且压缩机的运行频率越低，空调器的能效比越高（见图3）。

2)数码涡旋压缩机是通过一个外接的电磁阀将旁通管和吸气管相连来实现变容量的。

电磁阀开启时，调节室内的排气被旁通至低压吸气管，导致活塞上移，动、定涡

旋盘逐渐分离“卸载”。在动、定涡旋盘逐渐分离的过程中，部分制冷剂蒸气会

被反复地“吸入—压缩—旁通—再吸入—再压缩—再旁通”，属于重复压缩过

程；而在二者完全分离后，却又形成了无制冷剂蒸气被压缩、电动机依旧持续运

转的纯耗功状态。可见在动、定涡旋盘没有完全闭合达到100%的“满载”前，数

码涡旋压缩机总要或多或少地做些无用功，白白地浪费能源。

4.启动及运行特性

1)直流变频涡旋压缩机在启动过程中采用低频启动方式，启动电流较小，对电网基本

没有冲击，有利于保证电网稳定。启动后很快就由低频状态转入高频状态，并在

很短的时间内达到室内设定温度。待系统进入稳定运行阶段后，压缩机就长时间

地处于低频工作状态，而且输出功率降到最小，机组的各项运行参数均处于稳定

状态。

2).数码涡旋压缩机在启动时电流相对较大，等同于普通定频压缩机的启动特性。由

于数码涡旋压缩机有周期性的“加载/卸载”特性，所以机组在大部分的运行时间

里，各项主要参数（如高低压、排气温度等）都呈现周期性波动，从而给机组的

稳定运行增加了一定难度。

5.应用系统

1)直流变频涡旋压缩机在如下几个空调系统中被广泛应用。

a)一拖多系统。一拖多系统是直流变频涡旋压缩机的主要应用形式之一。其先

进性主要表现为应用了先进的变频装置和模糊控制技术，使压缩机在不同转

速下输出不同的功率，从而实现了一台压缩机同时带动多台室内机的目的。

由于空调机组运行时多台室内机可以独立控制开停，所以节能效果明显。

b)热泵低温制热运行。在我国北方冬季采暖季节，随着环境温度的降低，传统

热泵系统的制热量会迅速降低，而需求制热量却大大增加，从而导致系统无

法满足冬季人们的实际需求。同时，外界环境温度的下降使系统的COP急剧

降低，而压缩比越来越大，压缩机的排气温度迅速升高，导致压缩机的损

坏。由于直流变频涡旋压缩机可以超频运行，所以可通过提高运行频率来增

加压缩机单位时间内的排气量，从而使更多的制冷剂参与循环，以提高制热

量。

c)多联机空调机组。直流变频涡旋压缩机最主要是应用于多联机空调机组中，

该系统的室外机一般由一台变频涡旋压缩机和一台定频涡旋压缩机并联而

成，每台室内机可以自由运转和停止，运行中室外机可根据室内负荷量来自

动适应并输出相应能力，节能效果明显。综上，直流变频涡旋压缩机可以进

行连续无级的能力输出，从而更加严格地控制室内温度。当室内负荷趋于稳

定时，室内机的实际制冷量随时间变化很小，较为平稳。同时，在室内负荷

增加时，可以进行压缩机超频运行以增加制冷或制热能力。

2)数码涡旋压缩机主要应用于多联机空调机组中，在其满负荷时输出能力为100%，

但不能进行超负荷运行。另外，当室内负荷趋于稳定时，室内机的实际制冷量随

时间发生周期性波动，而且在低负荷输出阶段，还要考虑“加载/卸载”周期不能

过长（一般不大于30s），避免机组参数有过大的波动。

6.回油

1)直流变频涡旋压缩机为内部高压结构，采用“压差+离心力”的综合供油方式。该

供油方式几乎与转速无关，所以润滑及密封效果更加可靠；同时可以很好解决压