为了提升机组的部分载荷综合能效（IPLV），本文对搭载永磁变频电机和变容调节滑阀的螺杆压缩机进行试验研究。 一起来看。
永磁变频双螺杆压缩机搭载永磁同步变频电机用于负荷调节，参数如下表。
如下图所示，永磁同步电机的效率在不同输出功率下均显著高于三相异步电机。
永磁电机效率随输出功率增加先增大再减小，最大效率出现在输出功率为70%~80%内，其值超过97%。
通过滑阀移动来进行容积比（ V i ）调节，容积调节的滑阀如下图所示。
通过变频电机和变容滑阀结构，压缩机实现负荷和内容积比独立调节。 内容积比调节与压缩机的外压比对应关系如下表。
下图是实验系统。系统中分离出的润滑油经油冷器冷却后通过回油管回到压缩机中。 测量仪器及其参数如下图。
第一路依次经过冷凝器、储液罐和过冷器。记录过冷液态制冷剂质量流量。
第二路直接进入混合桶。过冷器流出的液态制冷剂经节流后与经过控制阀后的高温制冷剂蒸气在混合桶中混合。混合桶中压力由控制阀门调节，出口流量由涡量流量计记录。
最终，调节罐中流出的低压气态制冷剂进入压缩机中被压缩。系统中测点位置如下图所示。
下图描述了压缩机在5/36 ℃名义工况下的容积效率和绝热效率曲线。
可以看出，转速从900 rpm增加到4 200 rpm的过程，容积效率增加较快随后趋于恒值。容积效率增长是因为随着转子啮合频率的增加，由泄漏通道产生的外泄漏减小。
当转速超过2 700 rpm后，容积效率几乎保持为常数，其表明当转速超过一定值时，转速变化不再对外泄漏产生影响。
当转速小于2 500 rpm时，压缩机绝热效率随转速增高而增大。在该转速范围中，摩擦损失相对占比较小，效率损失主要由泄漏产生。
因此，由于转速升高，转子与壳体间泄漏量减小，压缩机效率增加。但是，当转速大于2 700 rpm时，压缩机绝热效率随着转速增高而减小。因为当转速较高时，主要的能量损失为轴承损耗、油粘性损耗和转子摩擦功耗，均随着转速增加而增大。 压缩机转速从2 700 rpm增大到4 200 rpm时，绝热效率从78%降低至74.1%。
压缩机能效比 COP com 与绝热效率随转速变化的趋势一致，从下图中还可以看出，制冷能力和输入功率随转速的增大而线性增加，表明该变频压缩机可以实现连续负荷调节。
本文进一步试验研究了在不同工况下转速对运行特性的影响。当外压比为2.6、3.5和4.5时，通过滑阀调节压缩机容积比分别为2.2、3.0和3.5，不同转速下的压缩机绝热效率曲线如下图所示。
3种工况下，压缩机绝热效率随转速的变化趋势一致，且均存在效率最高的最优转速，最优转速随着外压比的升高而增大。
经过以上分析， 转速对压缩机效率的主要影响因素是泄漏和摩擦产生的能量损耗，压缩机的设计转速值对其运行特性至关重要。 这意味着如果满负荷转速设计恰当，压缩机的部分综合能效能够得到有效提升。
下表列出了不同满负荷转速设计时的基于GB/T 18430.1的IPLE，当满负荷转速设计值从2 700 rpm增大到4 200 rpm时，压缩机IPLE逐步增加。该结果表明，较高的设计转速有利于综合能效的提升。
将优化设计的永磁变频螺杆压缩机应用于冷水机组，根据GB/T 18430.1对其进行性能测试。下图为130RT的测试变频螺杆机组。
机组在部分负荷和满负荷时的能效以及与同冷量定频螺杆机组和磁悬浮离心机组的对比如下图。
部分负荷时，定频螺杆压缩机由于旁通的流动损失大，以及内外压比不匹配，其能效显著低于变频螺杆压缩机。图中显示，满负荷时3台机组的能效比几乎相等，但是在部分负荷时，变频螺杆机组远高于其他机组。按照GB/T 18430.1的部分载荷权重系数计算，该变频机组的IPLV达到9.19，比定频螺杆机组和磁悬浮离心机组分别高出35.2%和11.9%。
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