В любом процессе сжатия выделяется тепло. В общем случае, кол-во выделяющегося тепла зависит от финального давления сжатия. Чем выше это давление, тем больше выделится тепла.

В соответствии с правилами промышленной безопасности, температура конца сжатия одноступенчатых компрессоров с маслосмазываемыми камерами сжатия, мощностью приводного электродвигателя до 20 кВт и финальным давлением до 10 бар, не должна превышать 220 °C.

Для компрессоров с более высоким максимальным давлением и мощностью лимитом является 200 °C. Для многоступенчатых компрессоров с максимальным давлением выше 10 бар — 160 °C.

Очевидно, что это тепло должно быть отведено, т.к. оно как увеличивает требования к материалам конструкции, так и, в случае с маслосмазываемыми компрессорами, является потенциальной опасностью взрыва.

Цилиндры поршневого компрессора размещены в наиболее выгодной с точки зрения возможностей охлаждения позиции, а для лучшего теплообмена как сами цилиндры, так и их головки снабжены ребрами охлаждения. Однако, как бы ни был хорош телообмен саммих цилиндров, этого недостаточно. Поэтому, в современных компрессорах каждая ступень сжатия оснащается собственным теплообменником. Более того, иногда именно расчет теплообменников является причиной увеличения числа ступеней сжатия: если в процессе проектирования компрессора выясняется, что потребовались бы слишком большие теплообменники, часто вовсе не увеличивают их размер, а распределяют сжатие по большему числу ступеней — и вместо, например, двух ступеней появляется три.

Рис. 3.28. Пластинчатый теплообменник поршневого компрессора BOGE

Обычно, поршневые компрессоры оснащаются теплообменниками с воздушным охлаждением — ведь воздух доступен везде, и ничего не стоит. Охлаждение производится вентилятором, направленно охлаждающим цилиндры и теплообменники.

Инструкция по безопасности эксплуатации поршневых маслосмазываемых компрессоров VGB 16 §9 оговаривает, что после последней ступени сжатия температура сжатого воздуха должна быть в пределах 60. 80 °C. Ведущие производители, заботящиеся о качестве своей продукции, не только выполняют это требование, но и обеспечивают еще более низкую температуру сжатого воздуха. Например, в поршневых маслосмазываемых компрессорах BOGE, как одно-, так и двуступенчатых, разница между температурой окружающей среды и сжатого воздуха не превышает 10-15 °C.

Пользователь также много выигрывает от снижения температуры — ведь охлажденный воздух содержит меньше парообразной влаги (которая в последующем все же конденсировалась бы в процессе охлаждения воздуха в трубопроводах и ресиверах). Жидкую же влагу, выделившуюся в теплообменнике компрессора, удалить значительно проще — достаточно простых и недорогих циклонного сепаратора и фильтра грубой очистки. Кроме того, более низкая температура сжатого воздуха означает и возможность использования меньших, а значит, и менее дорогих, осушителей сжатого воздуха.

Охлаждение поршневого компрессора

Схема охлаждения 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.

Читайте также: Компрессоры низкого давления 220в

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).

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

Виды охлаждения компрессорных установок

В процессе эксплуатации компрессорная установка выделяет большой объем внутренней энергии — тепла. Тепловая энергия возникает из-за работы движущихся внутренних механизмов, а также в процессе сжатия рабочей среды. Чтобы сделать компрессор более экономичным и обеспечить его безопасную работу, вырабатываемое тепло необходимо отводить. Для этого используют два вида охлаждения водяное и воздушное.

Видео:Поршневой компрессорСкачать

1 Водяное охлаждение компрессора: виды и особенности

Жидкостное охлаждение воздушных компрессоров является более эффективным способом снижения тепловой нагрузки, чем воздушный способ. Этим фактом объясняется сфера применения компрессоров с водяным охлаждением – их используют в крупных технологических процессах, на химических заводах, предприятиях металлургии, и других производствах, где необходимо стабильное получение сжатого воздуха в больших объемах. Именно там используют винтовые компрессоры, которые отличаются высокой производительностью, низким уровнем шума, длительным сроком эксплуатации, и которые могут работать на постоянной основе.

Читайте также: Терморегулирующий вентиль для компрессора

Однако работа любого мощного компрессора требует обязательной вентиляции помещения, в котором он расположен. В таком случае винтовые компрессоры с водяным охлаждением значительно снижают требования к системе вентиляции, так как в охлаждающей воде в форме тепла содержится приблизительно 90% энергии, потребляемой электродвигателем.

Системы водяного охлаждения компрессоров подразделяются на следующие типы:

• Открытые системы водяного охлаждения без циркуляции воды, в которых реализовано подключение к внешней сети водоснабжения;
• Градирня – открытые системы с циркуляцией воды.
• Закрытые системы с циркуляцией воды, в которых реализовано подключение к внешнему теплообменнику (радиатору).

Открытая система без циркуляции воды

Принцип работы. В систему охлаждения без циркуляции рабочая жидкость поступает из внешнего источника. Это может быть водоем, муниципальный водопровод, скважина. После прохождения через компрессорную установку отработанная жидкость выводится в виде стоков.

Особенности. Чтобы поддерживать требуемый температурный режим и не допускать перегрев компрессора в такой системе обязательно должен быть установлен термостат. Открытая система без циркуляции отличается простотой исполнения и невысокой стоимостью реализации. Однако ее эксплуатация влечет за собой высокие расходы воды (в случае использования муниципальной водопроводной сети, а также плату за стоки в систему городского водоотведения). Использование воды из рек или озер также потребует дополнительных расходов на ее фильтрацию, так как применение неочищенной воды в системе компрессоров не желательно.

Открытая система с циркуляцией воды

Принцип работы. Данная система использует замкнутый цикл использования воды, при которой охлаждающая вода в компрессоре повторно охлаждается в градирне. Вода каплями стекает в камеру, через которую проходит поток воздуха в противоположном направлении, и частично испаряется. Температура оставшейся влаги понижается до уровня, пока не достигнет значения, при котором она будет на 2 градуса меньше температуры окружающей среды.

Особенности. Такая система охлаждения компрессорных установок используется на производствах, где затруднителен или ограничен допуск к воде из внешних источников. Открытые системы охлаждения компрессора с циркуляцией воды имеют значительный недостаток – охлаждающая вода постоянно загрязняется окружающим воздухом. Это особенно критично для пыльных и загрязненных производств – текстильных фабрик, мебельных фабрик и т.д. Кроме того, из-за постоянного испарения требуется регулярное добавление новой воды в такую систему. Это также требует дополнительных расходов на очистные фильтры, так как обычная водопроводная или техническая вода содержит соли и кальций, которые могут откладываться на горячих металлических поверхностях теплообменника в виде наростов. В результате работа градирни нарушается, ухудшаются теплопроводные характеристики. Также, потребуется добавление реагентов, предотвращающих рост микроорганизмов и разрастание водорослей.

Еще один минус данного способа охлаждения компрессора заключается в том, что если система не используется в холодное время года, то потребуется слив воды из градирни, или постоянный ее подогрев, чтобы исключить замерзание воды.

Закрытая система с циркуляцией воды

Принцип работы. Закрытая система с циркуляцией воды для охлаждения компрессора использует одну и ту же воду, которая циркулирует между теплообменником и компрессорным аппаратом. Теплообменный аппарат может охлаждаться двумя способами:

• окружающим воздухом. Потребуется радиатор.
• с помощью внешнего водяного контура воды. В таком случае необходима установка дополнительного пластинчатого теплообменника.

Особенности. Данный способ подходит для предприятий, где ограничена стабильная подача воды.

Видео:Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.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.

Читайте также: Замена магнита компрессора кондиционера

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:Лайфхак/Как избежать замены Компрессора Кондиционера!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.

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:Лекция 5. Компрессоры кондиционеровСкачать

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.

• 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-porshnevyh-kompressorov

  🔥 Видео

  Холодильный компрессор | Как это устроено? | DiscoveryСкачать

  

  Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

  

  Компрессор FUBAG OLS 280/50 CM2 31381. Причина поломки. Важно знать о безмасляных компрессорах.Скачать

  

  Винтовой или поршневой компрессор выбрать? В чем отличие поршневого компрессора от винтового?Скачать

  

  Как работает холодильный поршневой компрессор Bitzer, Frascold, Copeland, Bock HA/HG | 3D модельСкачать

  

  КОМПРЕССОР своими руками с СИСТЕМОЙ ОХЛАЖДЕНИЯСкачать

  

  Поршневой воздушный компрессорСкачать

  

  Поршневой компрессорСкачать

  

  Получили реально не убиваемый двигатель после омеднения купоросом!Скачать

  

  9. ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ. ТЕРМОДИНАМИКА КОМПРЕССОРОВ. Работа компрессора. Вредный объём.Скачать

  

  Увеличение производительности воздушного компрессора своими руками .Скачать

  

  Система с двухступенчатым компрессоромСкачать

  

  Если слышите такой звук от мотора - срочно в сервис!Скачать

  

  Компрессорное масло | Какое масло подходит для воздушных компрессоров?Скачать

  

  Пуск и эксплуатация компрессоровСкачать