Что такое скролл компрессор

Когда говорят о регулировке холодильных циклов систем кондиционирования, обычно имеют в виду работу специального терморегулирующего вентиля. Других вариантов просто не было, и быть не могло.

С течением времени компрессоры стали оснащать линией байпаса, благодаря чему пределы регулирования можно было расширить. Но этот вариант не является экономичным. Более выгодный вариант – использование частотных преобразователей, которые «умеют» изменять частоту вращения вала, расположенного в компрессоре. Здесь столкнулись с другой проблемой – чем выше мощность электродвигателя, тем цена на преобразователи возрастает очень резко, и это повышает стоимость всей системы в целом.

Внешний вид компрессора Digital Scroll

Несколько лет тому назад фирма Emerson Network Power разработала новую экономичную технологию регулирования и сообщила об использовании этой технологии в своих моделях. Речь идет о спиральных цифровых компрессорах Digital Scroll от компании Copeland.

Видео:Scroll Compressor Exposed: Understanding Its Mechanical MagicСкачать

Digital Scroll

Идея технологии Digital Scroll следующая: часть конкретного времени устройство работает под нагрузкой, оставшуюся часть – без нее (в сумме 20 секунд). Возможность автоматической смены режима работы достигается благодаря смещению спиралей. Если спирали в нормальном положении, компрессор сжимает газ, однако когда они смещаются, нарушается герметичность меж спиральных объемов, и сжатие не происходит.

Работа спиралей компрессора Digital Scroll

В свою очередь, регулирование производительности достигается за счет вариаций длительностей периодов работы компрессора без нагрузки и с нагрузкой. Если установить 100% нагрузку на компрессор, то весь цикл он будет работать на сжатие. Если нагрузка будет равна 50%, то 10 секунд компрессор будет работать без нагрузки, 10 секунд – с нагрузкой и т.д.

Digital Scroll позволяет менять холодопроизводительность от 10 до 100%, что является отменным показателем. По сравнению с показателем обычных кондиционеров, коэффициент эффективности ESEER значительно выше, и в целом он предполагает снижение энергопотребления на 20 в год. Об этом свидетельствуют данные компании Copeland.

Видео:The Basics of a Scroll Compressor for Air ConditionerСкачать

Спиральный цифровой компрессор и его конструкция

Компрессоры Digital Scroll визуально отличаются от спиральных обычных компрессоров. Отличие – наличие элемента, который внешне напоминает линию байпаса.

Компрессор Digital Scroll в разрезе

По сути, это и есть байпас, оснащенный специальным соленоидным вентилем, но функция его несколько иная.

Как было оговорено выше, работа компрессора поделена на циклы – работа под нагрузкой и без нагрузки. Максимальная длительность цикла составляет 30 секунд. Электродвигатель компрессора и вращение вала осуществляются непрерывно.

Чтобы реализовать работу без нагрузки верхняя часть компрессора проектируется таким образом, чтобы верхняя спираль могла смещаться по вертикали (не более чем на 1 мм).

Порядок осуществления регулировки:

1. Компрессор работает под нагрузкой. Спирали прижаты друг к другу, в результате чего обеспечивается сжатие газа, Соленоидный клапан при этом закрыт.
2. Как только время, отведенное на сжатие, заканчивается, клапан открывается. В результате давление падает в полости нагнетателя, но давление под поршнем, как и прежде, высокое. Следовательно, поршень поднимается сам и при этом поднимает верхнюю спираль. Вал по прежнему вращается, однако сжатие газа не происходит. По сути, система работает вхолостую, и в этом режиме энергопотребление составляет всего 0.5 кВт.
3. Через конкретное время режим холостой работы прекращается. Подается сигнал за закрытие соленоидного вентиля, и компрессор опять начинает работать на сжатие.

Производительность компрессора составляет либо 0, либо 100%. Плавная регулировка производительности возможна благодаря изменению длительности работы устройства на сжатие.

Процесс регулирования производительности компрессора Digital Scroll

Видео:Демонтаж спирального компрессора SandenСкачать

Обратный клапан в компрессорах Digital Scroll

Цифровые спиральные компрессоры отличаются еще одной конструктивной особенностью – отсутствием обратного клапана на линии нагнетателя. Необходимости в нем нет даже при одиночном использовании компрессора. В многокомпрессорной установке он устанавливается от нагнетательного патрубка на расстоянии не менее 150 мм. Это позволяет исключить байпасирование сжатого газа на время работы компрессора вхолостую.

Видео:Спиральный цифровой компрессор Digital Scroll Copeland.Скачать

Замечания по технологии DigitalScroll

Важно отметить, что при открытии соленоида в область низкого давления из области высокого давления попадает малая часть сжатого газа, соизмеримая с объемом, который находится над поршнем полости большого давления.

Другой вид потерь в этой технологии – работа электродвигателя без нагрузки. Конечно, энергозатраты на холостую работу двигателя невелики, но чем больший период работы двигателя без нагрузки, тем эти затраты выше.

Читайте также: Китайские компрессоры для аэрации

Для примера можно привести следующий простой расчет: допустим, энергопотребление под нагрузкой составляет 5 кВт; без нагрузки – 0.5 кВт. Если нагрузка будет составлять 90%, то период работы вхолостую длится всего 10% времени от всей работы. На холостую работу приходится 1.1% от всего энергопотребления (0,5*10/ (0,5*10+5*90)). В данном случае энергопотери будут небольшими. Однако если работа вхолостую будет занимать 90% времени от общего времени работы, то энергопотребление этой части цикла составит 47% (0,5*90/ (0,5*90+5*10)). Таким образом, если период производительной работы длится всего 10% от общего времени, то КПД его работы будет составлять всего 53%.

По сути, показатель КПД 53% очень мал, но если сравнивать с КПД работы при регулировке байпасированием (10%), то он весьма впечатляет (если бы регулирование с использованием байпаса обеспечивало бы столь низкую нагрузку на компрессор). Самым эффективным является использование частотного преобразователя, который предполагает КПД 95%. Но его минимальный предел регулирования выше, чем у компрессоров Digital Scroll – 30%. Цена данного решения на порядок выше.

Если установка многокомпрессорная, то вовсе необязательно применять все компрессоры Digital Scroll – достаточного одного. Именно он и будет обеспечивать регулирование в своем диапазоне мощности, а остальные будут работать на номинальной мощности и играть при этом роль фиксированной ступени.

Холодопроизводительность оборудования с несколькими компрессорами

Видео:Холод спиральный компрессор Copeland ZR, вскрытие и постановка диагнозаСкачать

Контроллеры для цифровых спиральных компрессоров Digital Scroll

Для управления компрессорами были разработаны специальные контролеры:

Они предназначаются для управления одним компрессором, и их предустановленный цикл составляет 20 секунд. Осуществляется управление по давлению всасывания. При длительности сжатия 2 секунды достигается минимальная производительность – 10%.

Контроллер Copeland для компрессоров Digital Scroll

Видео:Вскрытие спирального компрессораСкачать

Недостатки и преимущества компрессоров Digital Scroll

Технология регулирования Digital Scroll обладает следующими преимуществами:

• Отсутствие проблем возврата масла;
• Большой диапазон регулирования (от 10 до 100%);
• Высокая эффективность регулировки (если сравнивать с другими видами);
• Нет электромагнитного изучения, которое оказывает негативное воздействие на электросеть.

Недостаток – это в первую очередь неэкономичность. При загрузке компрессора всего на 10%, холостой режим будет длиться 90% времени, и это предполагает затраты электроэнергии, которых можно было бы избежать.

Для сравнения технологии Digital Scroll с моделями инверторного управления можно привести следующую таблицу:

Технология Digital Scroll

Инверторный привод компрессора

10 –100 % при переменной мощности.

35 –100 % при переменной мощности.

Отсутствие байпаса горячего газа, что исключает потери.

Наличие байпас горячего газа, соответственно, есть потери.

Скорость движения хладагента высокая. Проблемы с возвратом масла и со смазкой спирали исключены.

На низких оборотах в моделях с инверторным приводом могут быть проблемы со смазкой спиралей и с возвратом масла.

Достаточно легко по таблице определить, что компрессоры с технологией Digital Scroll являются более эффективными и экономичными, нежели модели с инверторным управлением.

Видео:Daikin Inverter Scroll CompressorСкачать

Применение Digital Scroll в кондиционерах

Сфера применения Digital Scroll обширна. Используются они, к примеру, и в мультизональных системах Gree GMV. Особенной популярностью в России пользуются системы серии GMV-R, которая также называется GMV 2. Кроме GMV-R, технологию Digital Scroll применяют в мультизональных системах GMV-Rm с возможностью модульной компоновки внешних блоков. Также предусмотрена и система рекуперации тепла (серия GMV-Rh) на базе Digital Scroll.

Мультизональные системы Samsung DVM Plus 4 также предполагают использование этих компрессоров, но с модификацией для получения эффекта двухступенчатого сжатия при применении всего одного компрессора. Отсюда и название технологии фирмы Samsung Digital Vapor Injection.

Если речь идет о системах прецизионного кондиционирования, то компрессоры Digital Scroll применяются в оборудовании Emerson Network Power, в частности, в кондиционерах HPM (шкафных моделях) и во всех фреоновых внутрирядных моделях CRV.

В некоторых режимах работы в кондиционерах Emerson Network Power использование Digital Scroll сулит значительное снижение энергопотребление – до 50%. Если в дополнении будет применяться технология изоляции холодного коридора, то можно добиться экономии в 65%.

Отсюда следует, что Digital Scroll – эта универсальная технология, которая может использоваться в прецизионных и мультизональных системах кондиционирования. По сравнению с традиционными неинверторными системами, ее использование более выгодно. Она предполагает ряд преимуществ и перед инверторными приводами, как заявляют различные компании.

Читайте также: Прижимная пластина компрессора кондиционера хундай туксон

Видео:Неисправный спиральный компрессор автомобильного кондиционера Sanden — полное вскрытиеСкачать

Digital Scroll – новая технология регулирования компрессора

Когда говорят о регулировке холодильных циклов систем кондиционирования, обычно имеют в виду работу специального терморегулирующего вентиля. Других вариантов просто не было, и быть не могло.

С течением времени компрессоры стали оснащать линией байпаса, благодаря чему пределы регулирования можно было расширить. Но этот вариант не является экономичным. Более выгодный вариант – использование частотных преобразователей, которые «умеют» изменять частоту вращения вала, расположенного в компрессоре. Здесь столкнулись с другой проблемой – чем выше мощность электродвигателя, тем цена на преобразователи возрастает очень резко, и это повышает стоимость всей системы в целом.

Внешний вид компрессора Digital Scroll

Несколько лет тому назад фирма Emerson Network Power разработала новую экономичную технологию регулирования и сообщила об использовании этой технологии в своих моделях. Речь идет о спиральных цифровых компрессорах Digital Scroll от компании Copeland.

Видео:Компрессор кондиционера Спиральный (Scroll). Разборка, что внутри?Скачать

Digital Scroll

Идея технологии Digital Scroll следующая: часть конкретного времени устройство работает под нагрузкой, оставшуюся часть – без нее (в сумме 20 секунд). Возможность автоматической смены режима работы достигается благодаря смещению спиралей. Если спирали в нормальном положении, компрессор сжимает газ, однако когда они смещаются, нарушается герметичность меж спиральных объемов, и сжатие не происходит.

Работа спиралей компрессора Digital Scroll

В свою очередь, регулирование производительности достигается за счет вариаций длительностей периодов работы компрессора без нагрузки и с нагрузкой. Если установить 100% нагрузку на компрессор, то весь цикл он будет работать на сжатие. Если нагрузка будет равна 50%, то 10 секунд компрессор будет работать без нагрузки, 10 секунд – с нагрузкой и т.д.

Digital Scroll позволяет менять холодопроизводительность от 10 до 100%, что является отменным показателем. По сравнению с показателем обычных кондиционеров, коэффициент эффективности ESEER значительно выше, и в целом он предполагает снижение энергопотребления на 20 в год. Об этом свидетельствуют данные компании Copeland.

Видео:scroll compressor maintenanceСкачать

Спиральный цифровой компрессор и его конструкция

Компрессоры Digital Scroll визуально отличаются от спиральных обычных компрессоров. Отличие – наличие элемента, который внешне напоминает линию байпаса.

Компрессор Digital Scroll в разрезе

По сути, это и есть байпас, оснащенный специальным соленоидным вентилем, но функция его несколько иная.

Как было оговорено выше, работа компрессора поделена на циклы – работа под нагрузкой и без нагрузки. Максимальная длительность цикла составляет 30 секунд. Электродвигатель компрессора и вращение вала осуществляются непрерывно.

Чтобы реализовать работу без нагрузки верхняя часть компрессора проектируется таким образом, чтобы верхняя спираль могла смещаться по вертикали (не более чем на 1 мм).

Порядок осуществления регулировки:

1. Компрессор работает под нагрузкой. Спирали прижаты друг к другу, в результате чего обеспечивается сжатие газа, Соленоидный клапан при этом закрыт.
2. Как только время, отведенное на сжатие, заканчивается, клапан открывается. В результате давление падает в полости нагнетателя, но давление под поршнем, как и прежде, высокое. Следовательно, поршень поднимается сам и при этом поднимает верхнюю спираль. Вал по прежнему вращается, однако сжатие газа не происходит. По сути, система работает вхолостую, и в этом режиме энергопотребление составляет всего 0.5 кВт.
3. Через конкретное время режим холостой работы прекращается. Подается сигнал за закрытие соленоидного вентиля, и компрессор опять начинает работать на сжатие.

Производительность компрессора составляет либо 0, либо 100%. Плавная регулировка производительности возможна благодаря изменению длительности работы устройства на сжатие.

Процесс регулирования производительности компрессора Digital Scroll

Видео:[SAMSUNG VRF] SAMSUNG Inverter Scroll Compressor AssemblyСкачать

Обратный клапан в компрессорах Digital Scroll

Цифровые спиральные компрессоры отличаются еще одной конструктивной особенностью – отсутствием обратного клапана на линии нагнетателя. Необходимости в нем нет даже при одиночном использовании компрессора. В многокомпрессорной установке он устанавливается от нагнетательного патрубка на расстоянии не менее 150 мм. Это позволяет исключить байпасирование сжатого газа на время работы компрессора вхолостую.

Видео:Scroll Compressor AnimationСкачать

Замечания по технологии DigitalScroll

Важно отметить, что при открытии соленоида в область низкого давления из области высокого давления попадает малая часть сжатого газа, соизмеримая с объемом, который находится над поршнем полости большого давления.

Другой вид потерь в этой технологии – работа электродвигателя без нагрузки. Конечно, энергозатраты на холостую работу двигателя невелики, но чем больший период работы двигателя без нагрузки, тем эти затраты выше.

Читайте также: Bsa075nhmv компрессор где производят

Для примера можно привести следующий простой расчет: допустим, энергопотребление под нагрузкой составляет 5 кВт; без нагрузки – 0.5 кВт. Если нагрузка будет составлять 90%, то период работы вхолостую длится всего 10% времени от всей работы. На холостую работу приходится 1.1% от всего энергопотребления (0,5*10/ (0,5*10+5*90)). В данном случае энергопотери будут небольшими. Однако если работа вхолостую будет занимать 90% времени от общего времени работы, то энергопотребление этой части цикла составит 47% (0,5*90/ (0,5*90+5*10)). Таким образом, если период производительной работы длится всего 10% от общего времени, то КПД его работы будет составлять всего 53%.

По сути, показатель КПД 53% очень мал, но если сравнивать с КПД работы при регулировке байпасированием (10%), то он весьма впечатляет (если бы регулирование с использованием байпаса обеспечивало бы столь низкую нагрузку на компрессор). Самым эффективным является использование частотного преобразователя, который предполагает КПД 95%. Но его минимальный предел регулирования выше, чем у компрессоров Digital Scroll – 30%. Цена данного решения на порядок выше.

Если установка многокомпрессорная, то вовсе необязательно применять все компрессоры Digital Scroll – достаточного одного. Именно он и будет обеспечивать регулирование в своем диапазоне мощности, а остальные будут работать на номинальной мощности и играть при этом роль фиксированной ступени.

Холодопроизводительность оборудования с несколькими компрессорами

Видео:Спиральный компрессор - устройство, принцип работыСкачать

Контроллеры для цифровых спиральных компрессоров Digital Scroll

Для управления компрессорами были разработаны специальные контролеры:

Они предназначаются для управления одним компрессором, и их предустановленный цикл составляет 20 секунд. Осуществляется управление по давлению всасывания. При длительности сжатия 2 секунды достигается минимальная производительность – 10%.

Контроллер Copeland для компрессоров Digital Scroll

Видео:How Scroll Works / Inside a Compressor / cut ScrapСкачать

Недостатки и преимущества компрессоров Digital Scroll

Технология регулирования Digital Scroll обладает следующими преимуществами:

• Отсутствие проблем возврата масла;
• Большой диапазон регулирования (от 10 до 100%);
• Высокая эффективность регулировки (если сравнивать с другими видами);
• Нет электромагнитного изучения, которое оказывает негативное воздействие на электросеть.

Недостаток – это в первую очередь неэкономичность. При загрузке компрессора всего на 10%, холостой режим будет длиться 90% времени, и это предполагает затраты электроэнергии, которых можно было бы избежать.

Для сравнения технологии Digital Scroll с моделями инверторного управления можно привести следующую таблицу:

Технология Digital Scroll

Инверторный привод компрессора

10 –100 % при переменной мощности.

35 –100 % при переменной мощности.

Отсутствие байпаса горячего газа, что исключает потери.

Наличие байпас горячего газа, соответственно, есть потери.

Скорость движения хладагента высокая. Проблемы с возвратом масла и со смазкой спирали исключены.

На низких оборотах в моделях с инверторным приводом могут быть проблемы со смазкой спиралей и с возвратом масла.

Достаточно легко по таблице определить, что компрессоры с технологией Digital Scroll являются более эффективными и экономичными, нежели модели с инверторным управлением.

Видео:Copeland Scroll Two-Stage Compressor – How It WorksСкачать

Применение Digital Scroll в кондиционерах

Сфера применения Digital Scroll обширна. Используются они, к примеру, и в мультизональных системах Gree GMV. Особенной популярностью в России пользуются системы серии GMV-R, которая также называется GMV 2. Кроме GMV-R, технологию Digital Scroll применяют в мультизональных системах GMV-Rm с возможностью модульной компоновки внешних блоков. Также предусмотрена и система рекуперации тепла (серия GMV-Rh) на базе Digital Scroll.

Мультизональные системы Samsung DVM Plus 4 также предполагают использование этих компрессоров, но с модификацией для получения эффекта двухступенчатого сжатия при применении всего одного компрессора. Отсюда и название технологии фирмы Samsung Digital Vapor Injection.

Если речь идет о системах прецизионного кондиционирования, то компрессоры Digital Scroll применяются в оборудовании Emerson Network Power, в частности, в кондиционерах HPM (шкафных моделях) и во всех фреоновых внутрирядных моделях CRV.

В некоторых режимах работы в кондиционерах Emerson Network Power использование Digital Scroll сулит значительное снижение энергопотребление – до 50%. Если в дополнении будет применяться технология изоляции холодного коридора, то можно добиться экономии в 65%.

Отсюда следует, что Digital Scroll – эта универсальная технология, которая может использоваться в прецизионных и мультизональных системах кондиционирования. По сравнению с традиционными неинверторными системами, ее использование более выгодно. Она предполагает ряд преимуществ и перед инверторными приводами, как заявляют различные компании.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/chto-takoe-skroll-kompressor

  💡 Видео

  Cut open scroll compressor running.Скачать

  

  LG Scroll Compressor Assembly ProcessСкачать

  

  Guess why this scroll compressor made this noise when I shut it off.Скачать

  

  BITZER Scroll CompressorsСкачать

  

  Copeland Scroll CompressorСкачать