轉子式壓縮機技術升級加速:高效、靜音、環保與可靠性多維革新
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?本文來源: 《電器》雜志 作者: 于昊,由 電小二 整理編輯!轉載請注明來源!
2025年,隨著以舊換新國補政策的持續推動,消費者對家用空調各方面的要求都顯著提高,特別是對家用空調能效、環保和舒適性、可靠性的要求日益苛刻。
政策不僅刺激了家電消費,更引導用戶轉向“節能優先”“舒適優先”的消費理念,直接倒逼空調產業鏈核心部件——空調壓縮機的技術升級。如今,轉子式空調壓縮機正迎來一場多維度的技術革新浪潮,聚焦更高能效、更低噪聲、更環保、更高可靠性。美芝、海立和凌達等行業領軍企業,憑借自主研發優勢,將技術推向新高度,為空調壓縮機行業注入強勁動力。
政策引導需求,空調消費理念升級成核心驅動力
以舊換新國補政策實施,大幅提升了消費者對空調能效的關注,也提升了用戶對市場高端新機型創新功能的認知。以舊換新的大力推行,更加深了中國空調市場消費對“換新”的認知——激發換新的動力已不再是高溫和低價,而是新功能、新體驗——空調在居室中的角色也從單一的溫度調節轉變成居室空氣管理的中樞,空調新品在實際使用中愈發重視舒適、高效、穩定。
于是,在2025年可以清晰看到,整個空調產業從政策層面、市場層面和企業層面均對研發創新的方向有了明確調整。
對空調壓縮機而言,在政策層面要更高能效與更環保的制冷劑,在市場層面要更低噪聲和更好的可靠性,在企業層面則要更輕量化與小型化的設計。
因此,轉子式空調壓縮機在過去多年歷經了“能效”“變頻”“輕商”為主題的多輪次技術升級,基本實現了“能效1級”“變頻切換”“替代渦旋機”的戰略效果。2025年,在多個層面的影響下,轉子式空調壓縮機同時實現多個維度的技術升級,并作為家用空調的核心零部件,引領全球產業技術創新的使命,進入攻堅階段。

高能效再升級,與多工況優化成標配
行業數據顯示,在APF多工況考核體系下,壓縮機能效提升已成為企業競爭的關鍵指標。例如,APF評價要求覆蓋低溫、高溫等多種工況,權重較大的工況優化空間顯著。這推動了企業對壓縮機四大效率——容積效率、指示效率、機械效率和電機效率的精細打磨。
過去五年,轉子式壓縮機四大效率雖已提升為90%以上,甚至高達95%的水平,但進一步突破難度加大。如今,在政策與市場雙重壓力下,企業通過CAE/CFD仿真技術、結構創新和系統協同優化,從設計角度、電機等組件角度和整機協同角度,進一步優化能效技術,實現能效水平的“再提升”。
例如,美芝今年量產的全球首款15槽10極變頻轉子式壓縮機,采用電磁-聲-力多場耦合仿真技術,實現電機槽滿率提升8%,同時結合機械部提效優化和新高性能磁材采用,解決了寬轉速范圍下的效率矛盾,實現了能效提升。
除壓縮機本體效率提升外,近年來對壓縮機與空調系統的協同優化設計能帶來的更好整機能效提升效果。例如此前從工作負荷匹配的角度開發了變頻變容技術,提升壓縮機在低能力輸出時的壓縮效率及電機效率,從而提升變頻空調器的整機效率。
當前,行業已發展到基于空調系統“制冷循環的本質”而進行分析,并優化壓縮機的設計。對循環的各個環節(制冷劑的壓縮、冷凝、節流、蒸發4個過程環節)進行針對性的優化,并提高工作時相互間的協調性,通過各環節改善最終獲得綜合提升,如“獨立壓縮技術”“雙溫雙控壓縮機技術”這樣的“循環優化技術”。
此外,隨著AI節能概念的全面到來,AI算法對空調制冷循環的主動調節與壓縮機之間的協同會對壓縮機在能效表現上能帶來怎樣的突破,正被高度關注。

降噪與寬轉速技術突破舒適瓶頸
《2025中國家電健康趨勢白皮書》明確指出,舒適性是當前中國消費者追求健康居室空氣環境的首要考量。而空調的舒適性體現在送風、噪聲與溫度控制上,其中,噪聲與溫控正是空調產業對轉子式壓縮機提出的更高要求。
對空調壓縮機而言,當前在降噪上的處理也已經上升到電機降噪與系統降噪相結合的維度。如美芝的15槽10極壓縮機通過聲學仿真優化,整體噪聲降低3分貝,高頻段降噪達7分貝,低頻運行范圍擴展至6Hz,確??照{在低負荷下安靜運行。
系統性降噪則要與當前重點研發突破的寬轉速技術結合來考量。為滿足用戶對空調快速制冷、制熱以及精準恒溫不停機的舒適效果,盡力擴大壓縮機的轉速范圍已是大勢所趨。
例如,格力電器自主研發并被鑒定為國際領先的“多適應寬頻高效轉子壓縮機及空調器”技術,創新研究出低摩耗壓縮結構、冷凍油主動控制技術、變剛度排氣閥組、驅動參數動態調控等技術,成功攻克了壓縮機寬頻能效低、高頻可靠性差的行業難題,實現了1Hz~200Hz超寬頻率運行。格力電器表示,與國際先進技術相比,格力電器寬頻高效轉子壓縮機全頻段提效5%,空調季節能效提升10%,低溫制熱量提升15%
海立在其自主研發的“小型高速大冷量變頻轉子式壓縮機關鍵技術研究及產業化”項目上應用激光焊接技術和重載油膜壓力均衡技術,抑制氣流脈動,保證全頻段低噪聲運行。
當前趨勢下,寬轉速及系統降噪已是壓縮機技術優化的關鍵趨勢,從行業整體情況來看,10r/s~170r/s的寬轉速范圍仍需解決振動、磨損和排氣效率下降等問題。

可靠性應對極端高溫挑戰
7月30日,格力電器在“中伏”當天吐魯番火焰山地表溫度超過80℃的環境下開啟行業里又一次空調極限高溫運行測試。這是對空調系統尤其是壓縮機最極端的考驗。而過去三年的時間里,高溫乃至極端高溫的情況在全球范圍出現得愈發頻繁,曾以為的罕見現象,如今已成普遍現象。
更重要的是,根據氣象記錄,中國的高溫天氣每年都在增多、范圍在持續擴大,而空調的運行環境也越來越多地被置于半封閉的室外空調機位中,兩者疊加的效果將使眾多空調用戶面臨運行環境超過50℃的情況。
在業界,極端高溫運行環境被稱為T3工況,此前大多數T3工況的產品是出口到中東地區的機型。要面對全國乃至全球愈發頻繁出現的極端高溫天氣而保證空調的平穩運行,同時還要滿足前述的節能與舒適效果,這對空調壓縮機的可靠性設計提出了更高的要求。這也是近年來轉子式空調壓縮機的技術研發對可靠性極為重視的重要原因。
格力電器之所以敢面對公眾發布此次極限高溫評測結果,來源于格力凌達的雙級增焓技術。2012年格力電器首創“雙級增焓變頻壓縮機”,首破-30℃~54℃穩定運行難題;2023年發布第二代冷酷外機,挑戰65℃實戰;到2025年,格力最新“超高溫冷酷外機”,已實測達到67℃的可靠運行。
可以說,無論應對中國市場還是海外市場,壓縮機在高溫環境下的可靠性都變得至關重要。
環保應用,R290大勢所趨
中國空調產業的環保技術主要體現在制冷劑的匹配應用上,對空調壓縮機而言,過去多年已經歷經了R22、R410A、R32三代制冷劑的大規模應用,現在,隨著R290在熱泵領域、在歐洲的空調領域逐漸應用,環保方面的終極答案R290在家用空調上的批量應用已為期不遠。
R290要實現全面市場化普及應用最大的瓶頸在于單位制冷量能力下降、安全風險增加帶來的大排量、高安全裕度設計需求。針對壓縮機技術而言,必須對壓縮機進行成本優化,持續推進壓縮機的小型化研究。若R290壓縮機能實現小型化,在壓縮機內部實現空腔減少,有利于注油量降低,則能更好地滿足系統制冷劑充注量的限制要求。

如海立推出的R290小型雙缸變頻壓縮機,采用全行業最小的88mm殼徑雙缸結構,具有體積小、結構緊湊、最大的冷重比的特點。此外,為了滿足當今市場的消費需求,該R290壓縮機還具備超低靜音和寬頻寬域可靠運行的特點,在環保的基礎上,完全滿足市場競爭要求。
事實上,小型化不僅是匹配R290的重要設計理念,也是轉子式壓縮機進一步降低成本、優化系統設計的重要趨勢。
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