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一种具有启动卸载功能的中频全封闭制冷压缩机

技术简介

       目前,直升机上蒸发循环制冷系统主要由压缩机、中频电动机、蒸发器、冷凝器、蒸发风机、冷凝风机、膨胀阀等组成。中频电动机通过皮带传动,驱动压缩机工作来实现制冷。该驱动形式主要有以下不足:

a)皮带传动占用的空间尺寸大,并且对装配位置及安装精度要求较高;
b)电动机采用独立的散热方式,增加了散热风扇、风道等,造成其体积大、质量重;
c)皮带的张紧及工作寿命增加了维护、更换等环节;
d)大的启动电流将会使直升机电源保护,产生失电危险。
(1)技术突破:
a)将原有皮带轮传动替换为电机和压缩机的一体化设计,缩小了安装空间,解决了原有装配位置及安装精度要求高的难题;
b)为降低制冷设备的重量,采用新型材料进行替代,减的小压缩机重量。
c)改变电动机的散热方式,通过制冷剂流过电机定转子对电机实施冷却;
d)降低启动电流,解决因压缩机的频繁起动对机载电源的冲击。
(2)实现的原理及途径:
a)采用全封闭涡轮式压缩机替代开启式压缩机和皮带轮驱动,将电动机与压缩机结构进行整体设计,装入筒体内,然后进行全封焊接,有效的解决了电磁兼容等技术问题;
b)压缩机内部支撑采用高强度铝合金零件,压缩机外壳选用高强度铝合金材料,有效减的小压缩机重量;
c)电动机及压缩机的旋转轴都浸润在制冷剂中,产生的热量通过制冷剂循环处理;
d)启动电流方面,压缩机设计时采用降额启动设计,有效地降低了压缩机的启动电流和耗电量,起动电压由115V降至75V,电机能正常起动,起动电流29A,在电机起动3s离合器吸合,使压缩机的起动电流有效降低,减少了对机载电源的冲击。


技术指标

制冷能力:4000W,5000W,7500W;
转速:6000r/min,8000r/min;
输入电源:115VAC/400Hz;
外形尺寸(mm):270×200×190,280×200×190
292×200×190;
重量:8.75kg,9.5kg,10.5kg;
启动电流:≤35A。


技术特点

       目前中频全封闭制冷压缩机拥有三种型号,制冷量分别为4000W、5000W、7500W,输入电源为115VAC/400Hz,具有以下特点:

(1)外形尺寸小,重量轻,制冷效率高,维护性好
全封闭制冷压缩机具有高效率、转矩变化小、抗液击能力强、重量轻、尺寸小、运行平稳等特点,将电机与压缩机构共轴连接为一个整体安装在焊接密封的机壳内,无轴封装置,结构更紧凑,密封性更好无制冷剂泄漏,便于维修更换。
(2)无制冷剂泄漏隐患
全封闭压缩机采取壳体焊接密封,无泄漏隐患,也无异物进入的可能。
(3)瞬时启动电流小
全封压缩机采用自动卸载机构,即电机空载启动,当电机达到额定转速后,卸载机构退出而带载压缩工作,因此启动电压最大可降至45V,瞬时启动电流可有效控制而且摆脱了制冷剂压力的影响。
(4)可以进一步的降低压缩机的重量
由于可以自主开发涡旋型线,因此成功设计了额定转速8000r/min,制冷量7500W的全封闭压缩机。该型压缩机已成功使用在了海监直升机上,较6000r/min压缩机减重2kg,总重量仅10.5kg,瞬间启动电流由65A降低至35A以内,目前达到了最优。
(5)制冷剂冷却电机方式提高了压缩机的使用寿命和工作性能
中频全封闭压缩机通过制冷剂流过电机定转子对电机实施冷却,电机一直保持在10℃~30℃的温度下工作,电机达到了最好效能的温度区间,功率因数和机械效率均达到电机特性的最优,因此压缩机的工作性能达到最优。由于电机的工作温度低,自身的发热被制冷剂带走,因此电机不易过温烧毁,提高了压缩机的使用寿命。
(6)电磁兼容特性好
全封闭压缩机将电机密封在了金属壳体内部,金属
壳体接地起电磁屏蔽的作用,在电磁兼容性能上优于半
封压缩机,特别在RE102指标上明显。


技术水平

       国际先进


应用领域和范围

       可应用在直升机蒸发循环制冷系统技术领域。


专利状态

       已取得专利2项


技术状态

       小批量生产、工程应用阶段


合作方式

       技术服务、融资


投入需求

       2000万元


转化周期

       3年


预期效益

       目前,国内外最先进的飞机、小型商务机、直升机座舱、电子设备冷却都配有蒸发循环制冷系统为其提供冷却,而我国国内对于小功率蒸发循环辅助制冷系统的应用仍然以地面和车载设备为主。我司研制的全封闭压缩机作为蒸发循环制冷系统的核心部件,恰好能够满足制冷量大、结构紧凑、重量轻、寿命长久和可靠性高等要求,具有较大的市场空间。

       技术开发单位现生产的CZZ-10已经配套在AC313机型上,以性能稳定、能耗小等特点受到客户的好评。随着民用航空快速发展和国防现代化加快,尤其是即将到来的低空领域的开放,全封压缩机的发展形势将十分乐观,据保守估计,每年带来近3千万的市场需求,市场前景广阔,能够解决100多名员工的就业,为国家带来3百多万的税收。

       无论从社会还是经济效益角度考虑,全封压缩机都将会成为公司发展的巨大特色产品,并具有较好的前景和巨大的潜力。