Холодильные установки с центробежными компрессорами

Видео:Центробежный компрессорСкачать

Тенденции в разработке центробежных компрессоров большой мощности

Видео:Холодильный компрессор | Как это устроено? | DiscoveryСкачать

Современный рынок компрессоров центробежного типа

Крупнейшими производителями центробежных компрессоров являются компании из Китая и США, причем на долю американских фирм (среди основных можно назвать Carrier, York, McQuay (Daikin) и Trane) приходится почти три четверти от общего количества выпускаемых в мире холодильных компрессоров данного типа. Также среди изготовителей центробежных компрессоров выделяются датская компания Danfoss, японские компании MHI, Hitachi, Ebara, корейские LS Mtron, Finetec Century, китайские Midea и Gree.

На предприятиях в Европе и США благодаря умеренному климату используются в основном одноступенчатые центробежные чиллеры, тогда как в Азиатском регионе большее распространение получили двухступенчатые системы с экономайзером – более дорогие по начальной стоимости, они обеспечивают повышенную холодильную мощность, необходимую для районов с жарким климатом. Центробежные компрессоры большой мощности оснащаются высоковольтными электромоторами, которые наряду с высокой холодопроизводительностью отличаются большой энергозатратностью.

В отличие от винтового компрессора, повышенная холодопроизводительность компрессора центробежного типа может достигаться либо путем увеличения скорости вращения крыльчатки, либо благодаря использованию нескольких крыльчаток. Однако с повышением частоты вращения крыльчатки существенно увеличивается потребляемая агрегатом мощность, что ведет к росту электропотребления холодильного оборудования. В случае неполной нагрузки компрессора его производительность изменяется с помощью лопатки направляющего аппарата, установленной на входе в компрессор; открываясь и закрываясь, она может регулировать производительность холодильного агрегата.

Современные условия функционирования предприятий промышленного холодоснабжения вынуждают производителей холодильного оборудования вести постоянные конструкторские разработки, направленные на достижение повышенной холодопроизводительности агрегатов, снижение энергозатрат, а также повышение экологичности их работы.

Видео:Центробежные холодильные машины CLIVET (side by side)Скачать

Разработка компрессоров для холодильного оборудования с системами частотного регулирования

Ужесточение требований к энергоэффективности оборудования заставляет производителей совершенствовать свою продукцию, повышая ее производительность и экономичность. Одно из перспективных направлений этой работы — внедрение в конструкцию центробежного компрессора частотно-регулируемых приводов (VFD-моторов), с помощью которых достигается значительное повышение сезонной эффективности холодильного оборудования. Уже сейчас есть возможность купить холодильный компрессор с электромотором, оснащеннымсистемой частотного регулирования; хотя пока такие агрегаты очень дорогие, их использование обеспечивает существенную экономию электроэнергии. С помощью частотно-регулируемого привода обеспечивается гибкое управление производительностью холодильных чиллеров: при неполной нагрузке компрессора для холодильного оборудования скорость вращения индукционных электромоторов переменного тока уменьшается, благодаря чему снижается производительность агрегата и уменьшается его энергопотребление.

В данный момент все ведущие производители холодильного оборудования проводят разработки по усовершенствованию конструкции центробежных компрессоров вообще и систем частотного регулирования в частности. Так с развитием электроники частотно-регулируемые приводы делаются все дешевле и компактнее, а алгоритмы их управления – точнее.

Видео:Применение центробежных компрессоров Turbocor Danfoss в системах кондиционированияСкачать

Внедрение электромоторов с постоянными магнитами в конструкцию центробежных компрессоров

Одной из самых главных тенденций в разработке центробежных компрессоров большой мощности является применение электромоторов с постоянными магнитами (PM-двигателей) в их конструкции. В сочетании с технологией безмасляного подвеса ротора, благодаря которой уменьшаются потери на компенсацию силы трения, промышленные чиллеры, оснащенные центробежными компрессорами нового поколения, способны обеспечивать холодопроизводительность до 10630 кВт. Так компании Mitsubishi Heavy Industries, Midea и Greeуже наладили выпуск холодильных чиллеров, в которых реализовано бесконтактное вращение ротора в управляемом магнитном поле. Компании Johnsons Controls, Trane и Daikin решили возникающие технологические проблемы при достижении холодильной мощности свыше 200 холодильных тонн путем разработки мотора на постоянных магнитах, в которых вал конструируется либо на магнитном подвесе, либо на керамических подшипниках, которые смазываются хладагентом. Кроме упомянутых технологий ведущими компаниями на рынке холодоснабжения разрабатывается конструкция подшипников с газовой смазкой.

Читайте также: Ремонт компрессоров пневмоподвески туарег в москве

Датская компания Danfoss еще больше усовершенствовала конструкцию центробежного компрессора, соединив напрямую крыльчатку и двигатель, что до сих пор считалось делом технически очень сложным. Компактный компрессор Данфосс новой конструкции (модель Turbocor) оснащен мотором с постоянными магнитами, соединенным напрямую с крыльчаткой, которая может вращаться со скоростью более 10000 оборотов в минуту. Новая модель имеет безмасляный магнитный подвес вала и обеспечивает холодопроизводительность 250-700 холодильных тонн.

Видео:Схема холодильной установкиСкачать

Разработки центробежных компрессоров для веществ с низким потенциалом глобального потепления (ПГП)

Большое внимание при усовершенствовании конструкции центробежных компрессоров уделяется повышению экологичности их эксплуатации. Практически все современные центробежные чиллеры работают на хладагенте ГФУ 134а, который имеет высокий коэффициент ПГП и поэтому по результатам Монреальского протокола его эксплуатация в холодильных машинах должна быть ограничена. Одним из перспективных заменителей является ГФО 1234ze: имея схожие с ГФУ 134а характеристики, он безопасен для экологии, хоть и имеет большой коэффициент воспламеняемости. Для переориентации холодильных машин на использование ГФО 1234ze не нужны кардинальные конструкционные изменения, и исследования по его внедрению уже проводятся производителями как холодильных компрессоров, так и холодильных агентов.

В последние годы на европейском рынке появились чиллеры, которые работают на хладагенте нового поколения ГФО 1233zd(E): являясь заменой неэкологичного хладагента ГХФУ 123, его использование не угрожает ни окружающей среде, ни здоровью человека (нетоксичен, не ядовит). Кроме того, уже разработаны экологичные холодильные машины с компрессорами центробежного типа, в качестве хладагента в которых используется вода.

Видео:Что нужно знать про компрессора с холодильных установокСкачать

Центробежные холодильные компрессоры

Для холодильных машин первой группы характерно использование в качестве фреонов, второй группы — аммиака, пропана и других углеводородов. Холодильные машины первой группы включают в себя компрессор, привод, конденсатор, испаритель, систему смазки, систему автоматики, вспомогательную аппаратуру (обычно в едином агрегате), второй группы — компрессор, привод, систему смазки, систему автоматики, комплект вспомогательной аппаратуры, трубопроводов и арматуры. Холодильные машины с центробежными компрессорами применяют в широком диапазоне температур охлаждения (от условий кондиционирования воздуха до — 120°С) в химической и нефтеперерабатывающей промышленности при производстве синтетического каучука и спирта, для сжижения газов, кристаллизации солей и т. д.; в установках кондиционирования воздуха в цехах промышленных предприятий, глубоких угольных шахтах, больших административных, общественных и торговых зданиях; в холодильных установках пищевой промышленности; в судовых холодильных установках; в качестве тепловых насосов для теплоснабжения производственных, общественных и жилых зданий, в экспериментальных установках различного назначения.

Агрегаты и установки с центробежными компрессорами применяют главным образом для больших холодопроизводительностей. По сравнению с наиболее распространенными поршневыми центробежные компрессоры имеют следующие преимущества: меньшие масса и габаритные размеры при одинаковой холодо-производительности; простота устройства, надежность; отсутствие неуравновешенных инерционных сил и связанная с этим возможность использования легких фундаментов; низкое содержание смазочного масла в холодильном агенте; возможность осуществления циклов с многоступенчатым сжатием паров и дросселированием жидкости и циклов с несколькими температурами кипения; возможность непосредственного соединения с быстроходным двигателем (паровой или газовой турбиной, высокочастотным электродвигателем); сравнительная простота регулирования холодопроизводительности в широких пределах.

Читайте также: Обслуживание компрессора кондиционера авто

Видео:Принцип работы холодильной централиСкачать

Центробежный фреоновый компрессор для системы кондиционирования

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 28.10.2016 2016-10-28

Статья просмотрена: 906 раз

Библиографическое описание:

Евдокимов, В. С. Центробежный фреоновый компрессор для системы кондиционирования / В. С. Евдокимов, А. А. Расулов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 21 (125). — С. 133-138. — URL: https://moluch.ru/archive/125/34549/ (дата обращения: 27.08.2021).

В данной статье приводится описание центробежного фреонового компрессора для системы кондиционирования. Рассмотрены достоинства центробежного компрессора по сравнению с винтовыми, роторными и поршневыми компрессорами используемыми в холодильной сфере. Так же описывается принцип работы компрессора, системы охлаждения, энергоэффективность и экспериментальный стенд.

Ключевые слова: центробежный компрессор, система кондиционирования, мягкий пуск, энергоэффективность, шум, охлаждение

В наше время еще не совсем изучены и редко применяются центробежные компрессоры малой производительности. Система кондиционирования — это создание и автоматическое поддержание в обслуживаемом помещении требуемых параметров и качества воздуха независимо от внутренних и внешних воздействий. Центробежные компрессоры относятся к классу турбокомпрессоров, характеризуются большим холодильным коэффициентом, долговременной надежностью и могут, считаются прекрасным решением для систем кондиционирования

В работе были рассмотрены разные виды компрессоров и за основу была взята разработка Одесского университета в области холодильных центробежных компрессоров малой холодопроизводительности. Достоинствами центробежного компрессора по сравнению с винтовыми, роторными и поршневыми компрессорами, используемыми в холодильной сфере, является: 1) компактность 2) отсутствие возвратно-поступательного движения это в свою очередь упрощает эксплуатацию и снижает требования к фундаменту 3) простота конструкции 4) низкий уровень шума 5) отсутствие пульсации газа (нет необходимости в ресивере) 6) возможность непосредственного соединения компрессора с быстроходным двигателем 7) долговечность.

Энергоэффективные турбокомпрессоры, за счет высокой скорости вращения вала (от 15000 до 40000 оборотов в минуту) способные обеспечивать высокую производительность при небольших габаритах и малой массе, стали новым словом в компрессионном оборудовании для холодильной техники. Долгое время использование турбоагрегатов в холодильной технике ограничивалось низкотемпературными установками. Лишь в начале XXI века они были адаптированы к требованиям и рабочему режиму систем кондиционирования.

Высокоэффективные центробежные компрессоры, вал которых раскручивается электродвигателем, оснащенным возможностью плавного регулирования скорости (инвертором). Сжатие газа осуществляется в одну ступень. Входящий фреон, имеющий низкие температуру и давление, поступает на рабочее колесо, где сжимается до промежуточного давления. Далее он проходит через специальный аппарат, где сжимается и выбрасывается в спиральную улитку. В улитке некоторая часть кинетической энергии превращается в дополнительную потенциальную энергию. На выходе фреон имеет конечное давление и поступает в конденсатор.

Детального описания требует момент запуска компрессора. Дело в том, что раскручивать вал, лежащий под действием силы тяжести на подшипниках, нельзя. Поэтому в компрессоре предусмотрен специальный отсек конденсаторов. При подаче тока конденсаторы заряжаются и накапливают энергию. И только после этого вал начинает медленно раскручиваться инверторным двигателем. Второй особенностью стартового режима является мягкий пуск. Благодаря тем же конденсаторам выпрямитель включается позже, и стартовый ток составляет всего 2 А. Это позволяет защитить электрические и электромагнитные компоненты компрессора, а также избежать негативного влияния на внешнюю сеть. Схематично разница режимов с мягким пуском и без него показана на рис. 1.

Читайте также: Ремкомплект компрессора кондиционера туарег

Рис. 1. Пусковой ток в режиме без мягкого пуска заметно выше, чем с мягким пуском

Энергоэффективность

Рис. 2. Сравнение холодильного коэффициента для спирального компрессора и турбокомпрессора в зависимости от тепловой нагрузки

Применение турбокомпрессоров позволяет заметно повысить энергоэффективность холодильного цикла. Во-первых, сам по себе процесс сжатия в турбокомпрессоре проходит с более высоким КПД. Во-вторых, в современных подшипниках малое трение, а значит, на его преодоление не нужно тратить много энергии. В-третьих, габариты и масса компрессора, а следовательно, и его вращающихся элементов невелики, что также приводит к снижению потребляемой мощности.

В конечном итоге, согласно данным, полученным в процессе эксплуатации строительного комплекса в Голливуде (штат Калифорния, США), использование системы кондиционирования с турбокомпрессорами дало возможность снизить энергозатраты на 24–28 %. В результате здание получило наивысшую оценку LEED — системы сертификации «зеленых» зданий.

Энергоэффективность турбокомпрессоров еще более очевидна, когда система кондиционирования работает в режиме неполной нагрузки (а она практически всегда работает в этом режиме). На рис. 2 представлен сравнительный анализ холодильных коэффициентов обычного спирального компрессора и турбокомпрессора, оснащенного инверторным приводом. Так, при загрузке на 50 % холодильный коэффициент турбокомпрессора выше на 75 %.

Рис. 3. Схема охлаждения компрессора частью потока хладагента

Охлаждение двигателя осуществляется за счет хладагента. На рис. 3 представлена соответствующая схема. Фреон поступает в компрессор и охлаждает как электронные, так и механические компоненты, обеспечивая более высокую эффективность и безопасность работы.

Хладагент забирается на выходе из конденсатора через два параллельных соленоидных вентиля и поступает в охлаждающие каналы компрессора. Хладагент, проходящий через установленное после вентиля сопло, расширяется и охлаждается подобно тому, как это происходит в ТРВ. Далее, следуя через электродвигатель, преобразователь напряжения, инвертор и другие компоненты, фреон нагревается, испаряется и направляется в секцию всасывания компрессора (рис. 3).

Современные турбокомпрессоры поддерживают возможность контроля их работы посредством интерфейса RS 485. Специальная программа в режиме онлайн отображает частоту вращения вала, температуру и давление хладагента на входе и выходе из компрессора, потребляемую мощность, уровень загрузки и другие показатели. Данные могут быть представлены как в виде динамических графиков, так и в виде цифровой информации, визуально привязанной к соответствующим точкам на схеме турбокомпрессора.

Для турбокомпрессоров характерно специфическое распределение уровней звукового давления и мощности по октавным полосам частот. Даже на слух ощущается, что шум от турбокомпрессоров более высокочастотный. Это же подтверждается и измерениями (табл. 1).

Сравнение шумовых характеристик типовых холодильных машин на базе винтового итурбокомпрессора

• 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/holodilnye-ustanovki-s-tsentrobezhnymi-kompressorami

  📺 Видео

  Принцип работы холодильной машиныСкачать

  

  Структура поршневого холодильного компрессора BitzerСкачать

  

  Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

  

  MYCOM холодильная установка обзор от машиниста холодильных установокСкачать

  

  В поисках льда Тема 5 Холодильные компрессорыСкачать

  

  Центробежные компрессоры Danfoss Turbocor: комфорт и энергосбережениеСкачать

  

  Холодильное оборудование | Компрессора Bock | ЦентральСкачать

  

  АРД - ДЛЯ ХОЛОДИЛЬНЫХ ЦЕНТРАЛЕЙСкачать

  

  Холодильная установка из новых комплектующих. Часть2.Скачать

  

  Холодильная установка.С нуля.Часть2.Скачать

  

  Центробежные компрессоры SeAH в РоссииСкачать

  

  Промышленные холодильные компрессоры.Скачать

  

  Неисправность холодильной установкиСкачать