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渦旋壓縮機是一種容積式壓縮的壓縮機，壓縮部件由動渦旋盤和靜渦旋組成。其工作原理是利用動、靜渦旋盤的相對公轉運動形成封閉容積的連續變化、實現壓縮氣體的目的。
渦旋壓縮機主要用於空調、製冷、一般氣體壓縮以及用於汽車發動機增壓器和真空泵等場合，可在很大範圍內取代傳統的中、小型往復式壓縮機。
兩個具有雙函數方程型線的動渦盤和靜渦盤相錯180°對置相互嚙合，其中動渦盤由一個偏心距很小的曲柄軸驅動，並通過防自轉機構約束，繞靜渦盤作半徑很小的平面運動，從而與端板配合形成一系列月牙形柱體工作容積。
特點：利用排氣來冷卻電機，同時為平衡動渦旋盤上承受的軸向氣體力而採用背壓腔結構，另外機殼內是高壓排出氣體，使得排氣壓力脈動小，因而振動和噪聲都很小。
動渦旋盤上開背壓孔，背壓孔與中間壓力腔相通，從背壓孔引入氣體至背壓腔，使背壓腔處於吸、排氣壓力之間的中間壓力。通過背壓腔內氣體作用於動渦旋盤的底部，從而來平衡各月牙形空間內氣體對動渦旋盤的不平衡軸向力和力矩。
1、吸氣溫度加熱損失少；
2、排氣脈動小；
3、啟動時冷凍機油發泡。
1、吸氣溫度易過熱；
2、壓縮機不易產生液擊；
3、內置電動機效率較高。
採用「軸向柔性」浮動密封技術，將一活塞安裝在頂部訂渦旋盤處，活塞頂部有一調節室，通過0.6mm直徑的排氣孔和排氣壓力相連接，而外接PWM閥（脈衝寬度調節閥）連接調節室和吸氣壓力。PWM閥處於常閉位置時，活塞上下側的壓力為排氣壓力，一彈簧力確保兩個渦旋盤共同加載。PWM閥通電時，調節室內排氣被釋放至低壓吸氣管，導致活塞上移，帶動頂部定渦旋盤上移，該動作使動、定渦旋盤分隔，導致無製冷劑通過渦旋盤。
對壓縮過程進行中間補氣的經濟器運行方式，是解決渦旋壓縮機在低溫工況下運行時，由於壓比過高導致排氣溫度過高的有效方法。
渦旋壓縮機的工作過程
渦旋壓縮機在主軸旋轉一周時間內，其吸氣、壓縮、排氣三個工作過程是同時進行，外側空間與吸氣口想通，始終處於吸氣過程，內側空間與排氣口想通，始終處於排氣過程。
優點：
相鄰兩壓縮室壓差小，可使氣體洩漏量減少。
由於吸氣、壓縮、排氣過程是同時連續進行，故壓力上升速度較慢，因此轉矩變化幅度小、振動小；同時沒有餘隙容積，故不存在引起容積效率下降的膨脹過程。
無吸、排氣閥，效率高，可靠性高，噪聲低。
由於採用柔性結構，抗雜質和液擊能力強，一旦壓縮腔內壓力過高，可使動盤與靜盤端面脫離，壓力立即得到釋放。
機殼內腔為排氣室，減少了吸氣預熱，提高了壓縮機容積效率。
由於壓縮氣體由外向內運動，可進行噴液冷卻和中間補氣，實現經濟器運行。
缺點：
渦旋體型線加工精度非常高，其端板平面的平面度、端板平面與渦旋體側壁面的垂直度須控制在微米級，必須採用專用的精密加工設備以及精確的調心裝配技術。
限制其應用範圍：目前僅用於功率在1~15kW的空調器中密封要求高，密封機構複雜。由於無氣閥，壓縮腔內部會形成過壓縮和欠壓縮。
1.渦旋體型線的研究開發：單一型線、修正型線、組合型線、通用型線。
2.擴大製冷容量：變頻渦旋機、數碼渦旋機、雙作用渦旋機、雙機共用同一機殼渦旋機等。
3.擴大應用範圍：開發低溫用渦旋機、渦旋式真空泵、渦旋式空壓機、渦旋式發動機等。
4.理論研究進一步深入：計算機模擬及優化設計，建立各種模型（如各種洩露模型、傳熱模型、摩擦損失模型等）排氣孔口的形狀和位置，背壓孔的大小、位置及背壓壓力的高低等，並進行動力學分析。
壓縮機構
R410A適用型
技術課題
雙轉子構造
渦旋構造
壓差增加
密封部的間隙最適合化對應可能（有利）
密封部多，洩漏損失降低少（不利）
技術課題
雙轉子構造
渦旋構造
軸負荷增加
缸體高度降低對應可能（有利）
翅高降低會使軸負荷降低，但軸方向負荷會增加（不利）
節能性
雙轉子構造
渦旋構造
R410A適用性
有利
不利
節能性
無論低壓縮比、高壓縮比時都節能
固定壓縮比時節能
某品牌轉子壓縮機最新技術
高壓腔與低壓腔渦旋壓縮機的劃分，主要是對全封閉渦旋壓縮機中，電機所處在的工作環境溫度進行區分。
電機處於排氣側（殼體內為排氣壓力），稱為高壓腔（一般以HITACHI為代表)；
電機處於回氣側（殼體內為回氣壓力） ，稱為低壓腔（一般以COPELAND為代表）。
兩種結構的渦旋壓縮機，與其結構對應具有相應的特點，且各具優缺點。
高壓腔渦旋壓縮機結構
低壓腔渦旋壓縮機結構
優缺點：
高壓腔結構
低壓腔結構
優
點
具有較大的排氣緩衝容積，振動小，輸氣均勻；
吸氣預熱小﹑容積效率高(直接吸氣)；
潤滑得到可靠保證(可以採用壓力供油潤滑)；
壓縮機中可以有較多的潤滑油起良好的潤滑﹑冷卻及液體阻塞作用；
直接吸氣不存在液體製冷劑對潤滑油膜的破壞作用；
承受軸向氣體力的能力較好,螺釘只起緊固作用；
吸氣段具有較大的緩衝容積；
電機的工作環境較好(低溫﹑低壓)；
殼體大部分低壓,氣密性及受力較好；
抗液擊的能力較強，對進入管道中的異物﹑雜質抵抗能力較強；
缺
點
較小的吸氣緩衝容積,吸氣消音效果較差；
抗液擊的能力較差；
高壓殼體對氣密性及強度要求較高；
電機工作環境惡劣，直接吸氣容易因雜質﹑異物損壞壓縮機；
較強的吸氣預熱造成容積效率下降；
較小的排氣緩衝容積,噪音﹑振動較大；
壓縮機中油量必須嚴格控制,潤滑密封效果較差；
液體製冷劑有可能破壞潤滑油膜,造成軸承潤滑惡化；
殼體內高﹑低壓腔的存在，增加了密封的難度。
動力功耗方面
造成渦旋壓塑機電動機輸入功率偏大的原因在實際工作過程中非常複雜，但主要有：
（1）電機損耗過大，包括銅損、鐵損（與電動機材料和加工工藝有關）；
（2）壓縮機工作過程引起的功率消耗等。
分析如下：
機械摩擦
壓縮機工作時，動、定盤之間，防自轉機構與配合鍵槽之間，曲軸與主、副軸承之間接觸並發生相對滑動等，不可避免的產生摩擦損失。
動盤與定盤之間的摩擦損失
動、定盤間的摩擦損失指的是壓縮機工作腔內的摩擦損失，主要有：
（1）動、定盤的渦旋線、齒頂、底面的加工精度、平面度、位置度等沒有達到要求造成。
（2）壓縮機整機含塵量較高，或固定塵埃(如焊渣、加工餘屑等)顆粒直徑過大造成。從而造成壓縮機工作腔內異常摩擦，嚴重時甚至影響壓縮機正常工作。
防自轉機構主要用於防止動盤自轉運動，在壓縮機工作過程中，防自轉機構在機架和動盤上分別沿垂直方向上與鍵槽滑動配合，在滑動過程中產生滑動摩擦損失。
（1）十字鍵或鍵槽的垂直度、平行度、光潔度、平面度超差較大時，會增大摩擦，加大功耗；
（2）立式渦旋壓縮機防自轉機構是直接與機架上的支撐面接觸的，故在運動過程中也會產生摩擦損失。
電動機驅動力是通過曲軸轉動，從而通過軸承帶動動盤旋轉來完成吸氣、壓縮、排氣的過程。
由於曲軸中心線與滑動軸承的中心線重合非常困難，而且由於加工誤差和裝配誤差的影響，曲軸和軸承常常是偏心的，因而產生的摩擦損失也是必然的。
運動部件各摩擦面、嚙合面都必須有足夠的潤滑，才能保證壓縮機安全、可靠、高效的工作，潤滑不良，會加劇運動部件的磨損。
在製冷壓縮機中,不論是強制還是自然冷卻，潤滑油總是在冷卻後由上油孔或上油管進入各摩擦面，吸收十字環、工作腔、軸承等處的熱量，隨高壓氣體經排氣口排出，從而保證壓縮機正常工作。
動盤運動引起的流動阻力損失
當動盤旋轉時,因其背面受中間壓力腔中流體(包括氣體、氣體和潤滑油的混合物)阻礙,會產生流動阻力損失,阻力大小與動盤背部結構、幾何尺寸、旋轉角度及流體密度有關。
平衡塊的流動阻力損失
平衡塊所在空間是具有一定壓力的氣體、潤滑油或潤滑油和氣體的混合物,當平衡塊隨曲軸一起旋轉運動時,會產生阻力損失,阻力大小與平衡塊幾何尺寸、流體擾動係數、粘度、密度等有關。
吸、排氣阻力損失
氣體流動時,由於氣體內部的摩擦以及氣體與管壁之間的摩擦，而導致流動阻力損失。
當氣體通過吸氣管道和吸氣逆止閥時，產生阻力損失，使吸氣壓力降低和吸氣比容升高，從而降低壓縮機的實際排氣量,降低了容積效率；同樣，排氣孔口處的流動阻力，使得壓縮機實際排氣壓力升高，而使功耗增加。
氣體洩漏種類
氣體洩漏分為內洩漏和外洩漏兩種。
內洩漏：指壓縮機各相鄰壓縮腔之間，壓縮腔與背壓腔之間的氣體洩漏，表現為高壓氣體向低壓腔洩漏，再從低壓腔壓力壓縮到洩漏前壓力，造成重複壓縮消耗功率，所以內洩漏直接結果為增加功耗。
外洩漏：指壓縮機在吸氣過程中與外界(大於吸氣壓力的高壓氣體)進行氣體交換，導致高壓氣體進入到吸氣腔內膨脹，並佔據空間，使得實際吸氣量減少，即外洩漏不僅使功耗增加，而且還減少吸入氣體量，使排氣量減少和製冷量降低。
洩漏通道：
內洩漏
渦旋壓縮機中，內洩漏的發生途徑主要有工作腔之間的洩漏，工作腔與背壓腔之間的洩漏，安全閥孔洩漏等。
工作腔之間的洩漏：
徑向洩漏：氣體或潤滑油中溶解的工質通過軸向間隙產生的洩漏(圖1)。
周向洩漏：氣體或潤滑油中溶解的工質通過徑向間隙產生的洩漏(圖2)。
工作腔與背壓腔之間的洩漏：
中間壓力腔與背壓腔之間通過中間壓力孔造成氣體或潤滑油中溶解工質的洩漏(圖3)。
背壓腔與動盤端板通過它們之間的密封造成氣體或潤滑油中溶解工質的洩漏(圖4)。
外洩漏：主要是指由於定盤吸氣孔O型環密封性差，導致高壓氣體進入吸氣腔的洩漏(圖5)。
吸氣預熱
吸入氣體受壓縮機機體或環境加熱，使吸入氣體比容增加，實際吸氣量減小，壓縮機的製冷量降低，功耗增加。
有資料表明：吸氣預熱每增加3℃，壓縮機的能效比就下降1% 。
影響渦旋壓縮機性能的因素錯綜複雜的，它包括設計、製造和使用等各個環節，除以上分析的因素外，另外吸油管攪油損失，氣體流動摩擦損失，動、定盤材料熱膨脹係數的影響，動、定盤齒高選配等。
來源：網絡
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