转子式压缩机噪声控制：突破大规格市场应用的‘卡脖子’难题

在全球‘双碳’及社会、经济快速发展的大背景下，制冷、供暖、热水三位一体的冷热解决方案正朝着更舒适、节能、环保的方向发展。随着低温采暖、热泵烘干等新兴应用需求的激增，大规格节能环保压缩机具有广阔的市场容量和前景。然而，转子式压缩机产生噪声的原因非常复杂，不同激励源引发的电磁噪声、气体动力性噪声和机械噪声还会随着运转频率和负载的变化而变化，多个噪声源具有相同的谐波频率，甚至相互耦合，导致声源定位和噪声监测都异常困难。而大规格压缩机泵体因排量、转速、负载均向上拓展，噪声问题更为突出。因此，在家用空调压缩机产业规模见顶的态势下，对噪声和振动的控制已成为转子式压缩机拓宽小多联轻商、热泵制暖等大规格市场所面临的关键‘卡脖子’技术问题。

为了解决这一难题，需要针对不同的噪声源进行控制。首先，高功率密度低噪音低重稀土电机设计可以有效控制电磁噪声。大规格压缩机要求在有限的空间内装配大功率电机，功率密度较常规转子式空调压缩机提高55%以上，这会使电机发热严重、散热困难，造成可靠性降低、噪音振动恶化，因此需要采用高功率密度低噪音低重稀土电机设计来解决这一问题。其次，复杂变工况下泵体密闭腔内微小变形精确分析与预测可以有效控制机械噪声。转子式压缩机的泵体内的高、低压通道完全靠间隙、油膜密封，载荷的变化不可避免地引发泵体变形，而大规格压缩机泵体因内部载荷波动大而变形问题更为突出。因此，需要对泵体密闭腔内微小变形进行精确分析与预测，以避免泵体细小（微米级）的变形导致间隙变化，从而影响压缩机性能和噪声。最后，基于低噪声的多相流空腔动力学设计可以有效控制气体动力性噪声。大规格变频压缩机冷媒流量/流速大、负载及压力波动大，压缩机空腔内的压力脉动引发的气流噪声问题更加突出，且气动噪声会随工况、转速和流场而呈现不同的表现及变化，对气动噪声的监控和噪声源的识别都异常困难。因此，需要基于低噪声的多相流空腔动力学设计来解决气体动力性噪声问题。

综上所述，控制转子式压缩机的噪声和振动已成为拓宽小多联轻商、热泵制暖等大规格市场所面临的关键‘卡脖子’技术问题。针对不同的噪声源，采用高功率密度低噪音低重稀土电机设计、复杂变工况下泵体密闭腔内微小变形精确分析与预测、基于低噪声的多相流空腔动力学设计等措施可以有效控制噪声和振动，为转子式压缩机的发展提供更好的保障。