2011年第39卷第7期流体机械79
文章编号:1005—0329(2011)07—0079—04
R410A冷媒除湿机用压缩机关键技术
武小娟.孙民
(1.西安建筑科技大学，陕西西安710055;2.西安交通大学，陕西西安710049)
摘要：主要介绍了R410A冷媒除湿机用压缩机的关键技术，重点讲述了除湿机用压缩机设计中压缩机排量选取，进 排气通道设计，储液筒设计，摩擦副设计，冷冻机油的选取以及电机功率点的选取等内容，为H410A冷媒除湿机用压缩
机设计提供了参考.
关键词:R410A；除湿机；压缩机；结构设计；可靠性设计
中图分类号:TH311文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1005—0329.2011.07.018 DesignofR410ARefrigerantCompressorUsedforDehumidifiers
WUXiao—juan,SUNMin
(1.XianUniversityofArchitectureandTechnology,Xian710055,China;
2XianJiaotongUniversity,Xian710049,China.)
Abstract:ThearticledescribedthesignificantdesignofR410Arefrigerantcompressorusedf ordehumidifiers,theselectionof
capacity,theintakeandexhaustchannelsdesign,theaccumulatordesign,thefrictiondesign,t heselectionoflubricatingoil, andmotordesignwereemphasizedoninthearticle,whichwillgiveareferencetothedesignof R410Arefrigerantcompressor
usedfordehumidifiersinthefuture.
Keywords:R410A;dehumidifiers;compressor;structuraldesign;reliabilitydesign
1前言
由于北美市场除湿机需求量大，且从2010年
开始，北美禁止R22冷媒的空调器及除湿机产品进口，我们不得不寻R22冷媒的替代物.目前行业内R22冷媒的替代物主要有R134A和
R410A，本文只讲述R410A冷媒除湿机用压缩机的关键技术.
2R410A冷媒特性及其除湿机设计切入点
因R22冷媒压缩机技术已很成熟，故本文与
R22冷媒压缩机技术对比，讲述R410A冷媒压缩机设计,R410A与R22基本物性对比如表1所示¨.
由设计及实际生产经验得知,R410A和R22
冷媒国标工况下主要特性对比见表2所示.
收稿日期:2011—04—14
表1R410A与R22基本物性对比
特性R410AI2
GWP19001700
沸点(℃)—51.4—40.8
临界温度(oC)72.196.2
临界压力(MPa)4.954.98
冷凝压力(MPa)3.382.17
蒸发压力(MPa)1.0oO.62
排气温度(oC)95.197.2
制冷量(%)141100
COP(%92.5100
由表2可以看出,R410A冷媒与R22冷媒单
位容积制冷量不同,R410A冷媒的蒸发压力和冷凝压力大，压差也增大，故需要对R410A冷媒压缩机排量，进排气通道，储液筒，摩擦副，冷冻机油及其注入量，壳体厚度，电机等关键部件进行新的FLUIDMACHINERYV o1.39,No.7,2011 表2R410A与R22国标工况下特性对比
115V,60Hz冷凝压力蒸发压力冷媒
单位制冷量(W/cm)(MPa)(MPa)
R41OA3003.3740.996
R222052.1450.625
国标工况：冷凝温度54.4℃，蒸发温度
7.2~C，液体温度46.1℃，吸气温度35~C，环境温度35℃.
3R410A冷媒除湿机用压缩机结构设计
3.1R410A冷媒除湿机用压缩机排量选取
压缩机排量与制冷量及冷媒的单位制冷量有关，计算式为:
:
Q(1)
q
式中压缩机实际排量,cm
Q——压缩机制冷量,w
——
给定工况下的单位容移J冷量,W/cm3
以60PintR410A除湿机用压缩机为例，经计
算得出压缩机排量约为6cm.北美除湿机除湿
量主要集中在30Pint到75Pint之问，对应压缩机排量主要集中在3.0cm到7.5cm..
3.2缸高设计
压缩机的排量是由转子外径，气缸高度和气
缸内径等因素决定的，对同一排量，将会存在上述三个尺寸的多种组合，对每一种组合，其零件间的相互作用力会有所变化，这样将导致容积效率，机械摩擦损失和轴功率等会发生变化.以排量为
5cm为例，已有气缸内径~~40mm，缸高从15mm
增加到17mm，转子外径从dp34.2mm增加到~35mm, 对每一种组合尺寸，模拟计算压缩机在名义工况
下的容积效率和轴功率见图1.
由图1可知：容积效率随着缸高增大而增大,
在缸高3时容积效率最大.因随着缸高增加，压
缩机径向泄漏通道加长，端面密封通道加长，因此调频电源
轴承锻造压缩机沿径向制冷剂泄漏量增加，沿转子端面的
制冷剂泄漏量减小，两个方向泄漏量的叠加，在缸
高3时形成总泄漏量最小值点，从而形成容积效
率的最大值点.
轴功率随着缸高的增大，呈增大趋势.因随
着缸高增大，滑片和转子，转子和偏心轴的摩擦副
尺寸增大，使其摩擦损失变大，机械效率减小；同
时随着缸高的增加，压缩机总的泄漏量有增大的
趋势，这样将引起指示功率损失增大，指示效率减小.随着指示效率和机械效率减小，压缩机的轴
功率呈增大的趋势.
气缸容积机械轴功率能效比
高度效率效率
图1压缩机模拟计算比较
综合上述两方面因素，经优化后选定缸高3
为最终方案.
3.3进排气通道设计
在缸高条件许可的情况下，尽可能增大进气
通道直径，以减小吸气阻力引起的指示功率损失
和因吸气脉动引起的制冷量损失，提高压缩机的
指示效率.立式升降机
排气通道优化，主要从排气口中心到气缸
孑L中心的距离，排气孔直径及气缸斜切口角度等方面进行优化设计.在保证转子端面足够
密封长度的前提条件下，优化排气口中心位置
双桨叶干燥机和排气通道直径，在增大余隙容积和减小排气
阻力损失两者之间权衡，出最佳点.随着气
缸斜切口角度增加，压缩机余隙容积增加，导
致气缸的容积效率降低，制冷量减少；同时，压
缩机的过压缩损失和再膨胀损失减少，使压缩
机的指示效率提高，从而降低压缩机的输入功率.所以调整斜切口角度，对压缩机的制冷量
和输入功率影响相互制约和关联，需根据具体
结构，进行优化分析.
3.4储液筒设计
为了防止吸人气体含液量过多，在吸气管进
入压缩机壳体前，配置气液分离器，将吸气中夹带的液体分离出来，保证进入工作腔的制冷剂为干蒸汽.除此之外，它还具有过滤功能，消除某些频率段的噪声，是转子式压缩机的一个重要部件，所以，需要对除湿机储液筒进行新的设计.
有效容积计算(示意见图2)
热风炉燃烧器2011年第39卷第7期流体机械81
气管
流管
气直管
油孔
气弯管
图2储液筒不意
有效容积相对于系统工质质量的体积比率公式:
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