报告发布方：中金企信国际咨询《全球及中国涡旋压缩机行业专项调研及投资规划指导可行性预测报告（2024版）-中金企信发布》

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1、涡旋压缩机行业概述：涡旋压缩机是继往复压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机之后的又一种新型高效容积式压缩机，被公认为是技术先进的第三代压缩机。与同等容量的往复压缩机相比，主要零部件仅为往复式的40%，体积减小40%左右，噪声下降5-8dB，效率提高10%，重量减轻15%，驱动力矩的波动幅度仅为往复式的1/10。由于涡旋压缩机独特的结构形式和运动规律，使其具有优良的热力性能和力学性能。

①涡旋压缩机的发展历程：涡旋机械理论的提出，可以追溯到19世纪末与20世纪初。1905年法国人LeonCreux以可逆转的涡旋膨胀机为题申请了美国专利；1925年LNordi申请了涡旋液体泵的专利。在随后近70年里，涡旋机械都没有得到更深入的研究和发展，其原因主要是由于涡旋机械的关键部件——涡旋盘涡旋齿型线的加工精度无法得到保证，各种加工手段、工艺设备和检测设备都不能保证高精度涡旋型线的加工与检测。

直到20世纪70年代，由于能源危机以及温室效应的出现，使得对节省能源和环境保护的要求日益高涨，涡旋机械以其效率高、振动噪声小、结构简单和运转平稳等显著优点满足了人们对节能和环保的要求；同时高精度数控加工技术的发展，也为涡旋机械的发展带来了机遇。1972年，美国ArthurD.Little（简称A.D.L）公司首次采用双伸轴两级压缩的结构，成功开发出了排气压力为1.7MPa的氦气涡旋压缩机，展现出涡旋机械独特的优点。把它用在远洋海轮上，并在此基础上与瑞士合作开发了多种工质的涡旋压缩机样机，标志着涡旋压缩机实用化年代的到来，从而揭开了涡旋压缩机大规模产业化的序幕。

1973~1976年间，美国和瑞士先后开发了空气、氮气及氟利昂等介质的涡旋压缩机，从此涡旋压缩机的系列化产品相继出现。1981年，日本三菱重工推出了用于汽车空调的涡旋压缩机；1982年，三电公司开始批量生产汽车空调涡旋压缩机；1983年，日立公司开发出2~5hp（0.15~3.73kW）的全封闭涡旋压缩机用于单元式空调和柜式空调；松下电器于1990年开始大规模生产小型立式空调涡旋压缩机，又于1992年成功地研究开发了分体式空调卧式涡旋压缩机；丰田公司大批量生产涡旋式汽车空调压缩机用以装备其公司生产的轿车；东芝公司把涡旋压缩机作为新干线高速火车的空调压缩机，成为新干线高技术组合的一部分。目前涡旋压缩机的研究制造主要集中在美国、日本、丹麦、韩国、中国等国。

②涡旋压缩机的结构：涡旋压缩机主要由动涡盘、静涡盘、支架、偏心轴、防自转机构及其他配件构成。典型的涡旋压缩机结构如下图：

涡旋压缩机的核心部件为动涡盘和静涡盘，其结构如下图：

③涡旋压缩机的工作原理：涡旋压缩机由一个固定的渐开线涡旋盘和一个呈偏心回旋平动的渐开线运动涡旋盘组成压缩腔，通过动涡盘的运动实现压缩器容积的变化而提高气体压力，属于容积式回转压缩机。在吸气、压缩、排气的工作过程中，静涡旋盘固定在机架上，动涡旋盘由偏心轴驱动并由防自转机构制约，围绕静涡旋盘基圆中心，作很小半径的平面转动。气体通过空气滤芯吸入静涡旋盘的外围，随之偏心轴的旋转，气体在动静盘啮合所组成的若干个月牙形压缩腔内被逐步压缩，然后由静涡旋盘中心部件的轴向孔连续排出。

④涡旋压缩机的技术优势：1）零件数少、无气阀等易易损件，因而结构简单紧凑、体积小、重量轻、可靠性高。2）无吸排气阀，因而气体流动损失小、吸排气损失小、无气阀的敲击噪声和由此引起的振动。3）吸气过程是主动的包容运动且持续时间长，无吸气余隙，容积效率高。4）工作腔容积变化过程持续时间长，因而压缩平稳、排气接近连续，气流脉动小。5）主轴回转半径小，且可对旋转零件进行平衡，因而旋转惯性力小、运动平衡性能好、整件振动小、运转平稳。6）动、静两涡旋盘之间相对滑动速度小，因而摩擦磨损小、主轴可选用较高转速。7）可实现径向和轴向随变，能够实现径向和轴向的磨损补偿、对系统杂质和液体具有较高的容许量。8）定压缩比压缩，因而启动性能好，转速可在较大范围内调节且效率变化不大，变转速特性好。9）多个压缩腔同时工作，因而转矩和驱动力矩的变化幅度小。10）相邻压缩腔的压差小，因而工作腔间的密封性好，气体泄漏小。

⑤涡旋压缩机与转子式和活塞式压缩机的技术特点对比

涡旋式压缩机在能源效率上，相对于活塞式、转子式和螺杆式的压缩机，具有原理性上的优势。从运动学的角度看，涡旋式压缩机在整个工作过程中，扭矩变化和压力变化，均相对小而平稳，使得产品的振动和噪音数据，都表现优秀。由于涡旋式压缩机的结构简单，运动部件少，简单的结构带来了级数的可靠性利好，也带来了成本的优势。

与家用空调及制冷设备相比，商用制冷设备市场对于产品品牌美誉度、可靠性、更好的能效和更低的噪音是有支付能力的，对成本敏感度相对较低。从技术路径而言，涡旋式压缩机在能效、噪音和可靠性方面均具有原理性的优势。

2、涡旋压缩机行业的技术水平及特点

（1）跨行业知识与技术的综合运用：涡旋压缩机是一门交叉学科，涡旋压缩机产品的研发与设计、生产制造需要压缩机、制冷与系统应用，几何学，力学、机械、材料等跨学科知识以及机械制造、制冷技术、流体力学等跨行业技术的积累和整合。涡旋压缩机行业的研发、设计人员需要具备上述专业知识技术的深入储备和对下游行业和具体应用场景的深入理解，才能设计出满足客户需求的产品，因此对研发设计人员的专业知识和行业经验都提出了较高的要求。

（2）各生产和制造环节均存在技术壁垒：涡旋压缩机的零部件和加工工艺来自多个材料成型方式和领域，涉及铸铁、铸铝、粉末冶金、冲压件、塑料、橡胶、非金属材料和化工合成物等。材料成形包括机加工、铸造、冲压、焊接等多种方式。其生产和制造环节均存在一定的技术壁垒，需要有相应的技术团队和经验，熟悉各个零部件的加工工艺才能确保产品零部件的加工质量。同时，涡旋压缩机行业对制造装配工艺要求也比较高。

（3）产品设计和工艺路线的非标准化：涡旋压缩机因存在较高的技术壁垒且跨多个学科门类，且全球市场主要集中在七大外资品牌手中。全球涡旋压缩机行业发展历史也仅为40余年，相对短暂。各个企业因专利规避和选择的技术路线差异等原因，不同企业的结构设计方案、零部件尺寸、品类、制造工艺以及产品的应用特点等都存在诸多的差异性。

涡旋压缩机行业因涉足的企业数量相对较少，市场集中度较高，行业几乎不存在通用化的设计方案、零部件和制造工艺。各个市场参与主体，需要从产品设计、生产工艺、供应商开发、制造工艺、设备开发以及客户应用等各个生产要素和环节积累相关经验，并在生产以及与客户的实际供货过程中不断进行经验总结，对产品不断完善和优化。

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