Мировой рынок компрессоров в 2025 году

Общие положения

Глобальная активизация усилий по декарбонизации оказывает существенное влияние на индустрию кондиционирования воздуха, охлаждения и тепловых насосов. Многие страны делают инвестиции в исследования и инновации, призванные поддержать переход к решениям с низким потенциалом глобального потепления (ПГП), стимулируя усовершенствования в производстве компрессоров. В поддержку продвижения энергосберегающей продукции многие страны выпустили соответствующие рекомендации.

Погодные условия, развитие сегментов центров обработки данных (ЦОД) и тепловых насосов в 2024 году подстегнули мировой рынок компрессоров, помогая поддержать его рост. Быстрый рост таких направлений, как станции мобильной связи пятого поколения (5G), кондиционеры воздуха для ЦОД и системы центрального холодоснабжения, создают новые возможности для производителей компрессоров. Кроме того, значительный спрос создают холодильные цепи, необходимые для распределения продуктов питания, медикаментов и вакцин.

Тепловые насосы, признанные возобновляемыми источниками энергии, находят применение во многих областях и стремительно распространяются. Они широко применяются в Японии, Европе, Китае и понемногу начинают захватывать США.

Инновационные решения, сочетающие высокую энергоэффективность и хладагенты с низким ПГП, как природные, так и синтетические, прокладывают путь к устойчивому кондиционированию воздуха и охлаждению. Однако глобальный рост цен на сырье и энергоносители прямо влияет на всю индустрию. 

Ротационные компрессоры

Рост мирового рынка ротационных компрессоров в 2024 году оценивается двухзначным числом. Ускорению роста способствует всплеск спроса на бытовые кондиционеры, обостряя конкуренцию в этом сегменте. Производители как компрессоров, так и кондиционеров воздуха увеличивают инвестиции в производство, активизируя конкуренцию за счет экономии на масштабе и автоматизации технологических процессов.

Ротационные компрессоры производятся, в основном, в Азии, Индии и Мексике. Кроме того, благодаря будущим инвестициям ожидается рост производства в Восточной Европе. Область применения компрессоров этого типа расширилась, и теперь охватывает не только кондиционеры воздуха, но и тепловые насосы, и холодильное оборудование. Для удовлетворения потребности в большей холодопроизводительности разработаны сдвоенные ротационные компрессоры. Производители пользуются возможностями, которые предоставляет расширяющийся рынок тепловых насосов, а усовершенствованная технология ротационного сжатия повышает производительность тепловых насосов в холодном климате. Тепловые насосы используются для отопления, горячего водоснабжения (ГВС), в сушильных машинах и коммерческом оборудовании.

Компрессоры ротационного типа отличаются универсальностью, доступной ценой и могут быть приспособлены для работы на природных хладагентах, таких как R290 (пропан) и CO₂. Ротационные компрессоры на R290 применяются в осушителях воздуха, тепловых насосах «воздух-вода» и мобильных кондиционерах воздуха. Производительность ротационных компрессоров достигает 20 л. с. (14,7 кВт).

Спиральные компрессоры

Рынок компрессоров спирального типа стабилен и поделен между несколькими основными брендами. Недавний рост и диверсификация за счет слияний и поглощений обеспечили его стабильность. Давно существующие производители расширяют свои инвестиции, новые бренды выходят на рынок.

В 2024 году в США был отмечен стабильный рост сегмента центральных кондиционеров, а стоимость китайского рынка выросла за счет компрессоров высокой производительности. Ближний Восток, Юго-Восточная Азия и Южная Америка демонстрировали уверенный рост, в то время как в Европе наблюдалось снижение. Мировой рынок показал небольшой однозначный рост.

В сегменте кондиционирования воздуха спрос на спиральные компрессоры с меньшей холодопроизводительностью обусловлен конкуренцией со стороны двухроторных компрессоров, сфера применения которых смещается в сторону средне- и низкотемпературного оборудования и тепловых насосов.

Продажи спиральных компрессоров большей мощности (свыше 15 л. с. (11,03 кВт)) значительно выросли. Сектор коммерческого оборудования создает возможности для роста, особенно в сферах здравоохранения и кондиционирования ЦОД. Спрос на компрессоры спирального типа поддерживается благодаря переходу на хладагенты с низким ПГП и росту потребности в кондиционерах для базовых станций связи 5G.

Ожидается, что в 2025 году рынок продолжит расти, в основном, за счет США и развивающихся стран. В Европе может продолжиться застой, в то время как в Китае положительное влияние на рынок могут оказать программы субсидирования.

Винтовые компрессоры

Рынок компрессоров винтового типа демонстрирует значительный рост в Северной и Латинской Америке, а также в Индии. Рост в Северной Америке объясняется увеличением потребности в охлаждении ЦОД, в то время как индийский рост происходит за счет сочетания потребности в оборудовании как для ЦОД, так и для комфортного кондиционирования воздуха. Ужесточение стандартов энергоэффективности и экологических норм создает как проблемы, так и новые возможности.

Мировой спрос на винтовые компрессоры, в том числе для холодильного оборудования, кондиционеров воздуха и тепловых насосов, позволил этому сегменту показать небольшой однозначный рост. Крупнейшими рынками для таких компрессоров являются Китай, Европа и США. Применение устройств этого типа для охлаждения ЦОД растет в США, Китае и Индии. Также росту рынка способствует применение винтовых компрессоров в промышленном оборудовании для альтернативной энергетики, полупроводниковой, пищевой и фармацевтической промышленности. Увеличивается потребность в промышленных тепловых насосах для замены традиционного котельного оборудования. Эта тенденция становится все более значительной.

Поршневые компрессоры

В 2024 году спрос на герметичные компрессоры поршневого типа для легкого коммерческого холодильного оборудования показал однозначный рост; сохраняющийся спрос на полугерметичные поршневые компрессоры достиг двухзначного роста. 

Основными потребителями таких устройств являются Китай, США и Европа, составляющие около 70% рынка. В Северной и Южной Америке спрос растет за счет особенностей пищевого поведения населения, в то время как в Азии рост обеспечивают круглосуточные продуктовые магазины и туризм. В Европе развитие рынка идет медленно. Рынок Ближнего Востока стабилен, несмотря на конфликты, африканский рынок мал и зависим от ситуации в мировой экономике.

Спрос на полугерметичные поршневые компрессоры в 2024 году показал двухзначный рост. Хорошо себя показали сегменты холодильного оборудования и тепловых насосов в Европе и Северной Америке. Китай и Индия демонстрируют огромный потенциал роста. Производители из Европы и США наращивают инвестиции в производство компрессоров в странах Европы, Мексике и Индии. 

Переход на природные хладагенты создает новые возможности для компрессоров данного типа. В Европе наблюдается бум коммерческих и промышленных тепловых насосов на природных хладагентах, таких как CO₂, что ведет к росту востребованности полугерметичных поршневых компрессоров. Производители таких компрессоров расположены, в основном, в Европе, США, Китае и Индии. Ведущие компании создают производственные базы и каналы продаж в Азии. Экономика таких азиатских стран, как Китай и Индия, стремительно развивается, что сопровождается преобразованием распределения продовольствия и ускорением строительства холодильной цепи.

Компрессоры центробежного типа

По оценке JARN, мировой рынок центробежных компрессоров показал в 2024 году высокий однозначный рост. Замедлил темп роста только рынок Китая, входящий в число крупнейших вместе США. Следом за лидерами идут рынки Азиатско-Тихоокеанского региона, Европы и Индии. Рынки США и Индии демонстрируют быстрый рост благодаря использованию компрессоров центробежного типа в ЦОД.

Чиллеры на основе компрессоров центробежного типа очень востребованы из-за их экологической устойчивости и малых выбросов. Они активно используются на общественных объектах и в промышленности. Движущей силой рынка является все более широкое применение такого оборудования в ЦОД, центральном холодоснабжении, охлаждении технологических процессов в электронной и биофармацевтической промышленности, а также в тепловых насосах.

Диапазон холодопроизводительности традиционных чиллеров на основе компрессоров центробежного типа начинается с 300 холодильных тонн (х. т.), что соответствует 1055 кВт, а основные продажи приходятся на модели мощностью 500-700 х. т. (1758,43–2491,80 кВт). Мощность однокомпрессорных моделей может достигать 3000 х. т. (10550,56 кВт)

Новые центробежные компрессоры с магнитной подвеской (на магнитных подшипниках) отличаются более широкой областью применения, и могут использоваться в чиллерах воздушного охлаждения для жаркого климата, чиллерах-тепловых насосах, чиллерах с рекуперацией тепла и даже в холодильном оборудовании. Популярность центробежных компрессоров с магнитной подвеской связана с простотой их обслуживания, высокой энергоэффективностью и низким уровнем шума. Благодаря этим преимуществам, сегмент безмасляных компрессоров ежегодно демонстрирует двухзначный рост, начиная с 2014 года. Центробежные компрессоры с магнитной подвеской появились в ассортименте многих производителей.

Огромный спрос на ЦОД

Число ЦОД стремительно растет во всем мире, где к началу 2024 года насчитывалось более 1000 гипермасштабных ЦОД. Пандемия изменила повседневные привычки, сделав критически важными онлайн-сервисы, базирующиеся, в основном, на облачных платформах. Соответственно, ЦОДам требуется огромное количество энергии для охлаждения, на которое, по оценкам, приходится около 40% их общего энергопотребления.

Ротационные, спиральные, винтовые и центробежные компрессоры широко используются в системах охлаждения ЦОД. Ключевыми факторами решения проблем энергопотребления и выделения тепла являются методы эффективного охлаждения и глубокое совершенствование компрессоров. 

IT-гиганты активно инвестируют в системы охлаждения ЦОД. Стремительно растущее направление связи 5G – тоже является одним из сегментов рынка ЦОД. Энергосбережение жизненно важно для ЦОД, и потребность в высокоэффективных компрессорах для IT-индустрии будет расти. 

Тепловые насосы и инверторы

Рынок тепловых насосов расширяется за пределы Китая и Европы, при этом значительный рост в Северной Америке способствует спросу на энергосберегающие и экологически безопасные инверторные компрессоры. С ростом спроса на компрессоры растет и энергопотребление, что повышает важность создания энергосберегающих продуктов для каждого рынка. 

Правительства всего мира устанавливают стандарты, способствующие распространению инверторных холодильных систем и систем кондиционирования воздуха. В Европе Регламент по экодизайну устойчивой продукции (ESP) способствует широкому применению инверторной технологии, при этом рост рынка тепловых насосов стал наиболее важным фактором роста европейского рынка компрессоров.  

В Китае и Индии инверторные бытовые кондиционеры заняли большую долю рынка. Применение новых стандартов энергопотребления для чиллеров способствует внедрению инверторов в сегменте легкого коммерческого кондиционирования воздуха.

Энергосберегающие инверторные технологии и растущий спрос на тепловые насосы открывают новые возможности для всех типов компрессоров.

США – крупнейший в мире рынок теплоснабжения, и переход на тепловые насосы глобально изменит потребление энергии в индустрии теплоснабжения. Ведущие производители систем кондиционирования воздуха из Японии объявили о старте производства инверторных компрессоров в Соединенных Штатах, что знаменует начало эры тепловых насосов на рынке США. 

Проблемы глобальной цепи поставок

Из-за задержек производства и поставок рынок кондиционеров воздуха столкнулся с дефицитом. Чтобы снизить вероятность возникновения проблем и сократить перебои в цепи поставок, многие производители кондиционеров воздуха предприняли различные меры. Некоторые компании диверсифицировали поставщиков, чтобы обеспечить бесперебойность поставок важных компонентов, другие повысили степень стандартизации, и используют взаимозаменяемые детали для быстрой замены. 

Для производителей компрессоров распределение рисков и сокращение сроков обработки заказов являются ключевыми стратегиями.  Взрывной рост рынка тепловых насосов «воздух-вода» в Европе заставил ряд производителей задуматься об организации производства компрессоров в Восточной Европе.

Такие страны, как Индия, Индонезия и Бразилия вводят ограничения на импорт, чтобы поощрить местное производство, в результате тенденция к обеспечению внутреннего потребления за счет отечественного производства сохраняется. Индийские производственные базы обслуживают местный, ближневосточный и африканский рынки, в то время как производственные базы в Мексике обеспечивают поставки в Северную Америку, а восточноевропейские производители работают на рынок Европы. Однако заградительные пошлины, устанавливаемые правительством США, нарушают сложившуюся логистику поставок. 

Конференция Университета Пердью

27-я Международная конференция по проектированию компрессоров проходила в Университете Пердью, Уэст-Лафайетт, штат Индиана, США, с 15 по 18 июля 2024 года. Это мероприятие, впервые за шесть лет проведенное в очном формате, привлекло более 700 участников из 27 стран, заслушавших около 350 докладов. В рамках мероприятия прошли также 20-я Международная конференция по охлаждению и кондиционированию воздуха и 8-я Международная конференция по высокоэффективным зданиям.

Наиболее заметные доклады представили университеты, исследовательские институты и производственные компании. В центре внимания Конференции по проектированию компрессоров были спиральные, поршневые, винтовые, ротационные компрессоры, а также компрессоры новых типов. Акцент делался на вопросах трения, смазки, охлаждения, смазочного масла и оценки производительности. Темами конференции по охлаждению и кондиционированию воздуха стали теплообменники, новые хладагенты, системное моделирование и тепловые насосы. На конференции по высокоэффективным зданиям обсуждались вопросы энергоэффективности, энергосбережения, управления и аккумулирования тепловой энергии в зданиях.

Рыночные прогнозы

Согласно бюллетеню «Перспективы развития мировой экономики», опубликованному Международным валютным фондом (МВФ) в январе 2025 года, в 2025 и 2026 годах прогнозируется рост мировой экономики на 3,3%.

Многие страны реализуют программы по стимулированию личного потребления. Восходящая корректировка экономики США, как ожидается, будет способствовать процветанию рынков некоторых регионов. В результате, показатели рынка компрессоров в 2025 году улучшатся сильнее, чем в 2024 году, показав высокий однозначный рост.

Технологические тенденции в сегменте мощных компрессоров

К мощным компрессорам относят компрессоры центробежного и винтового типов холодопроизводительностью от 30 до 5000 холодильных тонн (105,51 – 17 584,26 кВт). Такие устройства используются в чиллерах, тепловых насосах и холодильном оборудовании. 

В последние 30 лет хладагенты, используемые в этих мощных компрессорах, стали регулироваться нормами экологического законодательства, которые со временем ужесточаются. В ответ на эти нормы были разработаны новые альтернативные хладагенты, что привело к появлению новых продуктов и технологий.

Обзор хладагентов

Как показано на рис. 1, хладагенты, используемые в мощных компрессорах, претерпели значительные изменения за последние 30 лет. В 1970-х было обнаружено, что хлорфторуглероды (ХФУ) вызывают разрушение озонового слоя, это открытие привело к решению о поэтапном выводе ХФУ в рамках Монреальского протокола, принятого в 1987 году.

В качестве альтернативы основными хладагентами на рынке охлаждения и кондиционирования воздуха стали имеющие нулевой потенциал разрушения озона (ОРП) гидрофторуглероды (ГФУ), такие как R-134a.

В конце 1980-х годов выросла озабоченность проблемой глобального потепления. На Конференции сторон Рамочной конвенции ООН об изменении климата (КС РКИК ООН) был принят Киотский протокол, предусматривающий сокращение выбросов парниковых газов (ПГ) в странах с развитой и переходной экономикой.

В 2016 году в Кигали 197 сторон Монреальского протокола согласовали поправку о поэтапном сокращении производства и потребления ГФУ до 15% к 2036 году в развитых странах, что ускорило разработку новых альтернативных хладагентов с низким потенциалом глобального потепления (ПГП), а также инициировало разработку новых чиллеров и тепловых насосов, оптимизированных для использования новых хладагентов.

 Современный рабочий диапазон мощных компрессоров

Рабочий диапазон современных мощных холодильных компрессоров показан на рис. 2. Исторически при разработке холодильных компрессоров основное внимание уделялось повышению эффективности и расширению доступного диапазона мощностей.

 

Центробежные компрессоры непрерывно сжимают газообразный хладагент, преобразуя кинетическую энергию в давление за счет вращения крыльчатки. Они способны пропускать через себя большие объемы газа и подходят для использования в чиллерах большой мощности. В то же время доступный коэффициент сжатия центробежных компрессоров ограничен скоростью вращения крыльчатки. Однако коэффициент может быть повышен за счет применения многоступенчатого сжатия. Диапазон холодопроизводительности современных компрессоров центробежного типа довольно широк, и простирается от 60 до 3 000 холодильных тонн (211,01 – 10 550,56 кВт). В конце 1990-х годов были разработаны мощные центробежные компрессоры и чиллеры на их основе, холодопроизводительность которых достигала 10 000 холодильных тонн (35 168,53 кВт). Эти устройства использовали хладагент высокого давления R22 и предназначались для систем центрального холодоснабжения. На сегодняшний день холодопроизводительность самого мощного центробежного компрессора на рынке составляет 5 500 холодильных тонн (19 342,69 кВт). Это устройство, изготовленное по индивидуальному проекту и использующее хладагент среднего давления. 

Винтовые компрессоры относятся к ротационным компрессорам объемного сжатия и занимают нишу между центробежными компрессорами большой мощности и другими типами компрессоров объемного сжатия, например, поршневыми. В настоящее время существуют три вида винтовых компрессоров: двухвинтовые, одновинтовые и трехроторные. Эти виды используют один и тот же принцип сжатия, отличаясь компоновкой и формой роторов. По мере роста мощности винтового компрессора с увеличением диаметра ротора растет и скорость газа внутри камеры сжатия, что приводит к потере давления на стороне нагнетания. В то же время механические потери, вызванные сопротивлением вязкой смазки, также могут увеличиться. Это определяет максимальную холодопроизводительность винтового компрессора, которая, как считается, составляет примерно 600 холодильных тонн (2110,11 кВт).

Как правило, в винтовых компрессорах применяется впрыск масла для герметизации зазора ротора и охлаждения нагнетаемого газа, что позволяет использовать эти устройства для высокотемпературных тепловых насосов с температурой горячей воды на выходе более 90°C, а также для низкотемпературных холодильных систем с температурой испарения до -60°C.

Появление различных альтернативных хладагентов

В таблице 1 представлены обновленные данные по альтернативным хладагентам с низким ПГП, которые в настоящее время используются в мощных компрессорах. 

Разработка альтернативных хладагентов с низким ПГП, говоря в общем, представляет собой поиск компромисса между величиной ПГП и горючестью. Тем не менее, хладагенты низкого давления, отличающиеся как ультранизким ПГП, так и неспособностью к воспламенению, созданы и становятся основными для центробежных компрессоров и чиллеров на их основе.

Эти альтернативные хладагенты сегодня используются надлежащим образом в соответствии с типами оборудования и требованиями к мощности, эффективности, а также правилами безопасности в отношении горючести. Диверсификация линеек продукции с оптимизацией под различные хладагенты стала ключевой стратегией, позволяющей выпускать оборудование, удовлетворяющее требованиям потребителей. 

Таблица 1. Обновленные данные об альтернативных хладагентах для мощных компрессоров

Тип компрессора	Давление	Существующий хладагент		Альтернатива
		Код ASHRAE	ПГП	Код ASHRAE	ПГП	Класс опасности	Производительность	Эффективность
Центробежный	низкое	R123	77	R514A	2	B1	Базовый уровень: R123 (=100%)
							100%	100%
				R1233zd(E)	1	A1	140%	99-100%
		R245fa	1030	R1224yd(Z)	1	A1	160%	99%
Центробежный и винтовой	среднее	R134a	1430	R1234ze(E)	<1	A2L	Базовый уровень: R134a (=100%)
							74%	100%
				R513A	573	A1	100%	98%
				R1234yf	<1	A2L	104%	96%
				R515B	293	A1	75%	100%

Расширение диапазона холодопроизводительности с использованием новых хладагентов

Хладагенты среднего давления отличаются меньшим на 1/4 – 1/6 объемом всасываемого газа по сравнению хладагентами низкого давления при равной холодопроизводительности, что позволяет уменьшить габариты и стоимость компрессоров и чиллеров. Таким образом, компрессор для хладагента среднего давления может иметь более высокую холодопроизводительность, чем компрессор для хладагента низкого давления с теми же габаритами.

До 1990-х годов в чиллерах на основе компрессоров центробежного типа использовался хладагент низкого давления R11, максимальная холодопроизводительность таких чиллеров стандартно составляла 600 – 700 холодильных тонн (2110,11 – 2461,80 кВт). С внедрением хладагента среднего давления R-134a максимальная холодопроизводительность оборудования на центробежных компрессорах выросла до более чем 2 000 холодильных тонн (7033,71 кВт). Современный максимум для оборудования, использующего новые альтернативные хладагенты среднего давления, такие как R1234ze или R1234yf, составляет 2 500 – 3 000 холодильных тонн (8792,13 – 10 550,56 кВт). Что касается хладагентов низкого давления, термодинамическая производительность альтернативного хладагента R1233zd(E) в 1,4 раза выше, чем у существующего хладагента R-123, что позволяет увеличить холодильную мощность оборудования при модернизации. 

Распространение безмасляных компрессоров на альтернативных хладагентах

Компрессоры центробежного типа можно сделать компактными за счет использования хладагентов среднего давления, однако из-за высокой скорости вращения механические потери на подшипниках скольжения будут также высоки. Появление в начале 2000-х годов системы магнитной подвески («магнитного подшипника»), не имеющей трущихся деталей, сделало возможным создание компактного компрессора центробежного типа. Системы магнитной подвески получили широкое распространение не только в компактных, но и в средних и больших центробежных компрессорах. Современные безмасляные компрессоры и чиллеры на их основе используют широкий ассортимент альтернативных хладагентов с низким ПГП. Это, в частности, R1234ze(E), R513A и R515B для среднего давления и R1233zd(E) для низкого давления, обеспечивающие холодильную мощность в диапазоне от 60 до 1500 холодильных тонн (211,01 –5275,28 кВт).

Появление усовершенствованных компактных безмасляных компрессоров

В настоящее время полным ходом идут проектирование и разработка малых центробежных компрессоров, сравнимых с существующими компрессорами винтового или спирального типов. 

Поскольку малые центробежные компрессоры будут использоваться в чиллерах/тепловых насосах воздушного охлаждения с воздушными теплообменниками, хладагенты низкого давления для них не подходят. Кроме того, применение системы магнитной подвески со сложным цифровым управлением усложняет конструкцию компрессора, поэтому для малых компрессоров нужны более простые безмасляные технологии, такие как газовые подшипники или подшипники со смазкой жидким хладагентом.

Технология безмасляного газового подшипника, в котором скользящие поверхности смазываются газом вместо масла, хорошо изучена и давно применяется в промышленных компрессорах. Однако она лишь недавно нашла применение в центробежных компрессорах для чиллеров, являющихся частью холодильных систем и систем кондиционирования воздуха. В 2014 году LG выпустила на рынок чиллер на основе безмасляного центробежного компрессора мощностью 100 холодильных тонн (351,69 кВт), использующего подшипники с газовой смазкой. Компания Copeland выпустила безмасляные двухступенчатые центробежные компрессоры мощностью от 50 до 200 холодильных тонн (175,84 – 703,37 кВт), приводимые в движение электродвигателем на постоянных магнитах с использованием газодинамических подшипников Aero-lift. Эти компрессоры оптимизированы для работы с альтернативными хладагентами R513A, R515B и R1234ze(E). Компания Haier представила на выставке China Refrigeration (CR) 2023 года чиллер на базе безмасляного центробежного компрессора, в конструкции которого применены паровые аэростатические подшипники. Холодопроизводительность устройств составляет от 50 до 750 холодильных тонн (175,84 – 2637,64 кВт). Компания Gree выставила чиллер холодопроизводительностью от 80 до 300 холодильных тонн (281,35 – 1055,06 кВт), использующий подшипники со смазкой газовой пленкой. На рис. 3 показан диапазон холодопроизводительности и типы хладагентов современных безмасляных компрессоров центробежного типа.

Поскольку компрессоры центробежного типа имеют такие преимущества, как простая конструкция и возможность применения безмасляных технологий, была проведена большая проектно-конструкторская работа по созданию малых центробежных компрессоров производительностью до 5 холодильных тонн (17,58 кВт), сравнимых по габаритам и эффективности с существующими спиральными компрессорами. Такие компактные центробежные компрессоры могут использоваться в холодильном оборудовании и системах кондиционирования воздуха как бытового, так и коммерческого назначения. 

В случае 5-тонного центробежного компрессора на хладагенте R-134a, скорость вращения крыльчатки должна составлять примерно 200 000 оборотов в минуту. Для обеспечения эффективной и надежной работы на ультравысоких скоростях необходимы передовые технологии, такие как высокоскоростные электромоторы с постоянными магнитами, надежные подшипники с газовой смазкой и высокоэффективные небольшие крыльчатки, изготовленные методами высокоточной обработки материала.

Центробежные компрессоры для тепловых насосов

При большом перепаде температур испарения и конденсации в центробежных компрессорах может наблюдаться такое явление, как помпаж, что ограничивает область их применения. Из-за этого традиционным выбором для тепловых насосов или низкотемпературных систем с большим перепадом температур являются компрессоры объемного сжатия, например, винтовые. Однако, с ростом востребованности теплонасосных систем большой мощности, предназначенных для центрального теплоснабжения или рекуперации тепла промышленных процессов, в таких системах стали использовать компрессоры центробежного типа.

Современные тепловые насосы на основе двухступенчатых центробежных компрессоров с высоконапорными крыльчатками могут обеспечивать нагрев воды до 63°C. Для больших тепловых насосов производительностью более 400 тонн (1406,74 кВт) обычно используются многокомпрессорные системы, сочетающие одно- и двухступенчатые компрессоры. Для примера, компания Johnson Controls выпускает линейку тепловых насосов на основе центробежных компрессоров, способных подавать горячую воду температурой до 77°C и использующую хладагенты R1234ze(E) и R515В.

На выставке CR 2023 компания Gree анонсировала большой промышленный тепловой насос на основе последовательно соединенных двух многоступенчатых центробежных компрессоров, обеспечивающий нагрев воды до 120 °C с максимальным повышением температуры на 80 °C.

Природные хладагенты для мощных компрессоров

Природные хладагенты практически не оказывают прямого парникового воздействия, так как их ПГП не превышает 3, на них не распространяется регулирование, относящееся к фторсодержащим газам (Ф-газам), поэтому спрос на чиллеры и тепловые насосы, использующие природные хладагенты, растет, особенно в Европе. 

В дополнение к традиционным чиллерам, использующим в качестве хладагента токсичный и умеренно горючий аммиак, разрабатываются и монтируются чиллеры воздушного охлаждения и тепловые насосы, использующие пропан (R290), – главным образом, в Европе.

В основном, в чиллерах и тепловых насосах, использующих эти природные хладагенты, применяются компрессоры объемного сжатия, например, поршневого и винтового типов. Ведущие производители холодильных компрессоров уже ввели в ассортимент своей продукции одно- и многоступенчатые винтовые компрессоры, совместимые с большинством природных хладагентов, таких как как аммиак, R290 и CO₂.

Ранее природные хладагенты не использовались в центробежных компрессорах для холодильного оборудования и систем кондиционирования, но недавно появились примеры применения этих хладагентов в компрессорах центробежного типа. 

MIRAI INTEX и SECON, европейские производители, показали на выставке Chillventa 2024 инновационные безмасляные двухступенчатые центробежные компрессоры на R290, предназначенные для коммерческого и промышленного охлаждения. Номинальная мощность устройств – 65 и 100 холодильных тонн (228,60 и 351,69 кВт).

Что касается холодильных компрессоров большой мощности, компания MAN Energy Solutions из Германии разработала большой полугерметичный безмасляный многоступенчатый центробежный компрессор, использующий хладагент CO₂. Эти компрессоры устанавливаются в теплонасосные системы центрального отопления и способны выдавать температуру до 150°C при максимуме тепловой нагрузки в 50 МВт, используя морскую воду и другие источники тепловой энергии.

По материалам JARN