Охлаждение поршневого компрессора

При сжатии воздуха и газов неизбежно выделяется большое количество тепла. Если это тепло будет уноситься с сжимаемым газом, то будет происходить адиабатический процесс сжатия. Ранее показывалось, что для такого процесса необходимо затратить работу большую, чем при изотермическом или политропическом сжатии. Поэтому для того, чтобы сделать компрессор более экономичным, предусматривают принудительное охлаждение . Чаще оно бывает водяным, иногда воздушным.

В одноступенчатых компрессорах делают охлаждение цилиндров компрессора, в многоступенчатых, кроме того, охлаждают газ в промежуточных холодильниках.

В цилиндрах удается отвести небольшое количество тепла; главным образом здесь отводится тепло, выделенное при трении в поршневых кольцах и сальнике. Здесь основная цель охлаждения — снижение температуры стенок цилиндра с тем, чтобы улучшить условия смазки. Основное количество тепла отнимается у газа в промежуточных холодильниках.

Часто после компрессора устанавливают конечные холодильники. Эти холодильники на процесс сжатия не влияют, и их предусматривают, исходя из требований техники безопасности и технологических нужд — для охлаждения газа и отделения от него влаги и масла. Расход воды, необходимый для этих холодильников, мы в дальнейшем не учитываем.

Вода, поступающая в холодильник, может идти по проточной системе при достаточном ее количестве или по замкнутой. В последнем случае воду, нагретую в холодильнике, необходимо охлаждать. На рис. 3.7 показаны системы охлаждения проточная (а) и циркуляционная (б) с брызгальным бассейном. Вода подается для охлаждения цилиндров первой и второй ступеней компрессора (К) и в холодильник (X). Нагретая вода направляется в сборный бассейн. При циркуляционной системе вода нагнетается насосом (Н) к местам охлаждения, а в брызгальном бассейне в систему разбрызгивания. Капли и струи воды охлаждаются воздухом, и охлажденная вода собирается во втором бассейне.

Охлаждение воды разбрызгиванием сопровождается большим уносом воды и для своего устройства требует больших площадей.

Рис. 3.7. Проточная (а) и циркуляционная (6) системы подачи воды для охлаждения компрессора

Поэтому в некоторых случаях для охлаждения применяются градирни — деревянные башни с решетчатыми перекрытиями. Вода поступает в башню сверху и стекает, разбиваясь на капли. Встречный поток воздуха охлаждает воду.

Открытые системы охлаждения воды приводят к значительному испарению воды, повышению концентрации солей и отложению их на стенках трубопроводов. В закрытой системе циркуляции воды этого недостатка нет.

Принцип расчета системы охлаждения

Детали компрессора и сжимаемый газ охлаждаются водой или воздухом. Основным охлаждаемым узлом в компрессоре является цилиндр. Здесь отводится теплота, получаемая в результате сжатия газа, от трения поршневых колец о поверхность цилиндра и штока в сальнике. Газ охлаждается в охладителях, расположенных между ступенями компрессора.

Количество теплоты Q 1 , отводимой от сжатого газа в единицу времени в межступенчатом охладителе,

Q 1 = G · C P · (T 2 — Т 1 ), (3.22)

где G — массовая подача ступени компрессора;
С P — массовая теплоемкость газа при постоянном давлении;
Т 1 — температура газа на выходе из цилиндра после сжатия;
Т 2 — температура газа на входе в следующую ступень после охладителя.

Количество теплоты Q 2 , отводимой от цилиндра компрессора в единицу времени, обычно принимается равным 0,7 от мощности, затрачиваемой на механические потери N м1 :

Количество воды W, необходимое для отвода теплоты Q1 + Q2 в единицу времени:

где св — удельная теплоемкость воды;
Т в2 — температура воды на выходе из охладителя;
Т в1 — температура воды на входе в охладитель.

Величину ∆T определяют таким образом, чтобы температура охлаждающей воды не превышала 30. 45°С, так как при температуре больше 45°С начинается повышенное выпадение солей, загрязняющих поверхности теплообмена, и чтобы скорость воды была не меньше 1,0. 1,5 м/с (иначе будет происходить быстрое заливание поверхностей теплообмена).

Читайте также: Рмк компрессора для lp4851 комплект клапанной платы

Применяются различные типы межступенчатых охладителей — многотрубные, ребристые, змеевиковые, типа «труба в трубе», оросительные и другие. Определение площади поверхности охладительного устройства представляют собой сложную задачу, так как должны быть учтены многие факторы: степень влажности газа, скорость газа, теплопроводность газа в зависимости от его температуры и давления, плотность газа, коэффициент теплообмена в прямой и изогнутой трубе, оребренность труб и т.д.

Необходимая поверхность охлаждения обычно устанавливается по допускаемым скоростям проходных сечений и числа труб в пачке, а затем по количеству теплоты, которое должно быть отобрано, рассчитывается длина трубного пучка. Если длина труб получается неприемлемой, расчет повторяют, изменяя скорости движения газа, диаметр труб и другие параметры охладителя.

Видео:24☼ Воздушный компрессор перегревается и отключаетсяСкачать

Суть охлаждения компрессорных установок

В данной статье мы остановимся на разборе такого важного вопроса, как охлаждение компрессорных установок. Вопрос этот достаточно простой, а построение системы охлаждения зависит от многих факторов, включая модель компрессора – в зависимости от этого система охлаждения может быть водной или воздушной.

Видео:Как зделать дополнительное охлаждение компрессора(кратон АС-260-24-DD)Скачать

Система воздушного охлаждения компрессора и ее особенности

С учетом особенности конструкции и назначения система воздушного охлаждения, как правило, используется в составе поршневых компрессоров. Причина этому заключается в том, что такая компрессорная техника рассчитана на краткосрочные рабочие циклы – при таких условиях работы перегрев двигателя попросту недопустим. Именно по этой причине в данном случае смысла интегрировать дорогие и сложные типы водяного охлаждения нет.

Наиболее простым и дешевым вариантом в этом отношении считаются именно воздушные охлаждающие системы, которые включают в свою конструкцию рабочий вентилятор и защитную решетчатую панель. Вентилятор нагнетает воздух и подает их на рабочие узлы и механизмы, включая поршневую систему и двигатель. Важным преимуществом, которым может похвастать система воздушного охлаждения, является его высокая степень надежности, безопасности и простота исполнения.

Интеграция воздушного охлаждения в компрессор при этом не влияет на конечную стоимость оборудования в целом. Кроме того, она практически не нуждается в сервисном, техническом обслуживании. Тем не менее, эффективность таких систем, как правило, на порядок ниже в сравнении с тем же водным охлаждением.

Видео:Модернизация компрессора. Система охлаждения и очистки воздуха. Обзор.Скачать

Системы водного компрессорного охлаждения и их преимущества

Зачастую таким охлаждением оборудуются винтовые компрессорные установки в силу их более сложной конструкции и расчета на более длительные рабочие циклы. Таким образом водные системы становятся незаменимым решением. В современно практике применяются такие их разновидности как:

• закрытые циркуляционные варианты;
• открытые циркуляционные системы;
• открытые варианты без водной циркуляции.

Для закрытых систем характерна постоянная водная циркуляция между охлаждающим элементом и компрессорной установкой. При этом для охлаждения воды может использоваться воздух.

Открытые циркуляционные варианты построены таким образом, что после охлаждения компрессора вода возвращается в башенный охлаждающий резервуар.

Видео:Увеличение производительности воздушного компрессора своими руками .Скачать

Охлаждение компрессора

Компания StarKraft представляет своим клиентам полный комплекс услуг. К примеру, продажа поршневых компрессоров сопровождается квалифицированной консультативной помощью, обеспечением полного комплекса мероприятий по монтажу и запуску оборудования. Также мы предлагаем услуги по сервисному гарантийному и послегарантийному обслуживанию. Компания работает со всеми моделями компрессорного оборудования. Мы обслуживаем оборудование любого типа и всех моделей – компрессоры винтовые и поршневые.

На нашем сайте вы также можете найти полезную информацию о правилах по выбору и эксплуатации компрессорных станций. В этом материале мы остановимся на таком важном вопросе, как охлаждение компрессора. Система охлаждения зависит от модели установки, и может быть воздушной или водяной.

Видео:Компрессор РЕМЕЗА. Чем вызван нагрев головки компрессора?Скачать

Воздушная система охлаждения

По причине конструктивных особенностей и предназначения, воздушная система охлаждения традиционно встречается на поршневых компрессорах. Дело в том, что эти модели рассчитаны на краткосрочные включения, что не допускает значительного повышения температуры двигателя. Следовательно, нет смысла использовать сложные и дорогостоящие виды охлаждения компрессоров, к которым относятся жидкостные системы.

Читайте также: Холодильник тип компрессора линейный или инверторный

Воздушное охлаждение – это простейшая система, в состав которой входит вентилятор и защитная решетка. Задача вентилятора состоит в нагнетании потока воздуха на греющиеся агрегаты и механизмы установки (поршни и двигатель). Важнейшее преимущество, которым обладает воздушное охлаждение компрессора – его простота, надежность и безопасность. Также стоит отметить, что наличие данной системы существенно не отражается на стоимости оборудования. Ее практически не нужно обслуживать. В качестве хладагента выступает бесплатный и общедоступный ресурс – воздух. Однако воздушная система менее эффективна, чем водяные виды охлаждения компрессоров.

Видео:Трубка компрессора воздушного поршневого ремённого длинной 120-200мм с ребрами охлажденияСкачать

Водяная система охлаждения

Модели винтовых компрессоров чаще всего имеют водяную систему охлаждения. Поскольку винтовые станции имеют более сложную конструкцию и рассчитаны на продолжительный интервал беспрерывной работы, они нуждаются в более эффективном охлаждении. Его способны обеспечить водяные системы. Сегодня встречаются следующие виды охлаждения компрессоров этого типа:

• Закрытая система с циркуляцией воды;
• Открытая система без циркуляции воды;
• Открытая система с циркуляцией воды.

Закрытая система с циркуляцией воды

Системой охлаждения данного типа предусмотрено, что вода постоянно циркулирует внутри ее, между компрессором и охладителем. Вода может охлаждаться воздухом (для этого используется охлаждающая батарея). Кроме этого, дополнительное охлаждение может обеспечиваться вентилятором (или системой вентиляторов). Для наполнения закрытых систем используется предварительно очищенная и смягченная вода, возможно с добавлением антифриза.

Открытая система без циркуляции воды

Для заполнения такой системы используется обычная водопроводная вода, либо вода из природных водоемов. После того, как жидкость проходит через систему и охлаждает компрессор, она сливается в стоковую шахту. Такая система отличается простотой конструкции и невысокой стоимостью монтажа. В то же время стоит отметить, что эксплуатационные расходы на содержание компрессора с такой системой могут быть достаточно высоки – необходимо учитывать большой расход водопроводной воды. Если вода берется из природных водоемов, за нее платить не придется. Но в таком случае нужно будет обеспечить ее предварительную фильтрацию и очистку.

Открытая система с циркуляцией воды

Этот вид системы охлаждения построен так, что нагретая в процессе охлаждения компрессора жидкость возвращается для охлаждения в башенный охладитель. В этом устройстве вода разбрызгивается в верхней части камеры, сквозь которую в этот момент продувается поток воздуха. Такой способ охлаждения приводит к тому, что часть воды испаряется, а оставшаяся жидкость снижается до температуры, которая на 2 градуса ниже температуры окружающей среды.

Охлаждение компрессора с такой системой (открытой с циркуляцией воды) обычно используют на объектах, расположенных в местах, где имеются определенные сложности с подачей необходимого объема свежей воды. Недостаток использования такой системы охлаждения – загрязнение жидкости. Кроме того, чтобы компенсировать испарения при охлаждении жидкости, в систему необходимо обеспечить поступление свежей воды.

В общем можно сделать вывод, что водяные системы охлаждения более эффективны, но имеют ряд особенностей:

• Сложная конструкция;
• Необходимость подачи свежей воды;
• Загрязнения и образование накипи;
• Эксплуатация компрессоров с водяной системой охлаждения требует дополнительных затрат.

Подготовлено: Андрей Ивановский

Охлаждение необходимо для наиболее производительной и продолжительной работы агрегатов. И у воздушной, и у водяной системы есть свои преимущества. Водяной контур эффективнее воздуха, но требует дополнительных расходов на обслуживание.

Видео:Модернизация охлаждения компрессораСкачать

Осушение сжатого воздуха: доохладители и концевые охладители

Узнайте больше об осушителях сжатого воздуха, их разновидностях и принципах работы.

В предыдущих статьях мы рассматривали, какие примеси в сжатом воздухе могут создавать опасность для оборудования и что означает понятие «Качество сжатого воздуха». В данной статье мы рассмотрим, в чем состоит разница между осушителями и охладителями сжатого воздуха, и насколько эффективны охладители в работе.

Видео:4. Охлаждение компрессора.Своими рукамиСкачать

В каком месте пневмосети устанавливать концевой охладитель

В компрессорную установку поступает воздушная струя, насыщенная влагой, содержащая пыль, микроорганизмы и масляные пары. В процессе сжатия, под воздействием давления и смены температур, концентрация влаги в рабочей среде увеличивается. Например, винтовой компрессор с рабочим давлением 7 бар, производительностью по воздуху 200 л/сек вбирает воздушную струю относительной влажности 60% с температурой +19С. За 8-часовой рабочий день аппарат произведет 70-80 литров воды. В среднем за год работы такой компрессор выдаст до 20 тысяч литров воды, которая не только ухудшит качество рабочей среды, но и приведет к повышенному износу и быстрым поломкам всего оборудования.

Читайте также: Компрессор xiaomi mijia 4pda

Чтобы предотвратить порчу оборудования и попадание влаги на конечный продукт, используют различное оборудование: коалесцирующие и адсорбирующие фильтры, осушители, ресиверы. Но прежде, чем сжатый воздух поступит в один из этих агрегатов, сразу после компрессора он должен пройти через концевой охладитель.

Почему сжатый воздух после компрессора должен пройти через охладитель?

Если сразу после компрессора сжатый воздух прогнать через фильтры (без прохождения воздуха через концевой охладитель), то это ничего не даст. Другими словами, сжатый воздух после фильтров также будет содержать большой объем влаги, так как в фильтрующих элементах произошло только начальное осаждение конденсационной воды.

Видео:Придумал новое охлаждение на воздушный компрессор.Скачать

Что такое концевой охладитель?

Концевой охладитель представляет собой теплообменный аппарат, предназначенный для охлаждения и первичного удаления влаги из сжатого воздуха. В отличие от осушителей концевой охладитель не имеет фреонового контура, поэтому может охлаждать сжатый воздух с высокой температурой на входе.

Сжатый воздух на выходе из компрессора имеет температуру +90 °С…+110 °С. Проходя через концевой охладитель, воздух теряет до 80%-95% всей влаги от первоначального объема, и охлаждается до температуры +30 °С …+50 °С (приблизительно на +10 °С выше температуры теплоносителя). Именно такой температурный режим требуется, чтобы сжатый воздух смог пройти через следующее оборудование пневматической системы.

На рисунке 1 изображена схема работы концевого охладителя

Последовательность установки оборудования для охлаждения и осушения сжатого воздуха в пневмосистеме выглядит следующим образом (Рисунок 2):

В схеме видно, что после сжатия рабочая среда из компрессора проходит через концевой охладитель воздушного типа и сепаратор, далее поступает в ресивер, очищается через фильтр, проходит осушитель и следующий этап фильтрации, а затем по трубопроводу направляется потребителям.

На Рисунке 3 дается подобная схема охлаждения и очищения сжатого воздуха, в которой виден объем влаги, отделяемой из сжатого воздуха с помощью различных агрегатов:

Видео:Охлаждение воздушного компрессора .Скачать

Разновидности концевых охладителей

Концевые охладители подразделяются на следующие типы:

1. Охладитель воздушного типа. Агрегат представляет собой конвективный теплообменник, в котором рабочая среда охлаждается с помощью вентиляторов с электрическим или пневматическим приводом. Особенности: доступная стоимость, небольшой срок эксплуатации.
2. Охладитель водяного типа. Аппарат представляет собой двухкамерный сосуд, во внешней части которого постоянно циркулирует хладоноситель и охлаждает сжатый воздух, который проходит через внутренний сосуд. Особенности: мощный и долговечный агрегат, требующий периодической замены хладагента. Более дорогостоящий вариант для охлаждения сжатого воздуха.

Концевые охладители во многих случаях комплектуются сепараторами с автоматическим конденсатоотводчиком.

На Рисунке 4 можно рассмотреть примеры изменения основных параметров сжатого воздуха в процессе его прохождения из компрессора через концевой охладитель и холодильный осушитель:

Видео:Поршневой компрессорСкачать

Применение охладителей сжатого воздуха

Охладители сжатого воздуха рекомендуется использовать во всех пневматических системах в комплексе со стационарными или мобильными компрессорами, фильтрами и другим необходимым оборудованием. Большинство современных винтовых компрессоров выпускаются с уже встроенными охладителями, тогда как поршневые аппараты нуждаются в дополнительном монтаже концевых охладителей. Данные агрегаты особенно необходимы в системах подготовки сжатого воздуха Класса 0.

Основные сферы применения:

• Абразивная очистка (чтобы исключить комкование абразива и блокировку дозатора)
• Мебельные и покрасочные цеха
• Строительство
• Медицина
• Фармакология.

• 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/sistema-ohlazhdeniya-vozduha-kompressora

  🔍 Видео

  Доработка системы охлождения компрессора.Скачать

  

  Конденсата больше не будет!Скачать

  

  L #77 КАК устранить ПЕРЕГРЕВ компрессора , ГЕНИАЛЬНО и простоСкачать

  

  лайфхак по компрессору высокого давления, охлаждение первой ступениСкачать

  

  Переделка компрессора из прямого поршневого в ременный. Часть 1.Скачать

  

  Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

  

  Как часто сливать конденсат из поршневого компрессора?Скачать

  

  Обзор доработки компрессора СО - 7БСкачать

  

  КОМПРЕССОР своими руками с СИСТЕМОЙ ОХЛАЖДЕНИЯСкачать