Спиральные компрессора чем отличаются

Спиральный компрессор был изобретён в начале двадцатого столетия, но технологии того времени не позволяли реализовать прототип вживую. Он появился лишь семьдесят лет спустя, когда у промышленников снова проснулся к нему интерес.

На сегодняшний день спиральные компрессоры становятся всё более популярными, производятся в больших количествах и постепенно теснят своих собратьев в области холодопроизводства. Совершенно справедливо возникает вопрос, почему же это происходит, какие у спирального компрессора неоспоримые плюсы и индивидуальные особенности, это просто новинка или действительно шаг вперёд.

Посмотрим на рабочие коэффициенты сравниваемых компрессоров. У поршневого компрессора коэффициенты подогрева пара, мёртвого объёма, перетечки и гидравлических потерь варьируются от 0,7 до 0,98. У спирального компрессора эти коэффициенты всегда стабильны и равны единице. Причём коэффициенты спирального компрессора всегда выше для всех режимов работы.

Коэффициент подачи у спирального компрессора немного ниже вышеперечисленных коэффициентов, но при этом всё равно существенно выше, чем у поршневого компрессора. А вот с величиной полного КПД дело обстоит немного сложнее. Тут спиральный компрессор проявляет себя лишь при малой степени сжатия и высокотемпературном режиме.

Ну и в заключении ещё одно техническое преимущество спирального компрессора – отсутствие пульсации пара. Достигнуто это было за счёт конструкции, которая позволяет беспрепятственно течь газовому потоку. Так же процессы нагнетания и сжатия непрерывно сменяют друг друга и распределены по всему углу поворота вала. Дополняют картину полное уравновешивание ротационных движений спирали, за счёт чего достигается плавность хода. В поршневом компрессоре этого избежать увы невозможно.

Видео:Обзор компрессоров рефрижераторных контейнеров. Чем отличается спиральный рефконтейнер от поршневогоСкачать

Сравнение спиральных и винтовых компрессоров

В оборудовании систем вентиляции и кондиционирования воздуха, холодильном оборудовании базовым элементом служит компрессор. С развитием технологий в металлообработке и машиностроении появилась возможность для массового производства спиральных и винтовых типов компрессоров. Эти типы частично замещают поршневые компрессоры в силу определенных конструктивных преимуществ.

В спиральном компрессоре находится две спирали, которые производят сжатие воздуха одним из двух способов. В первом варианте одна из спиралей совершает эксцентричные движения, а вторая находится в фиксированном положении. Во втором варианте эксцентричные движения производятся двумя спиралями. И в том и в другом случае спирали не касаются друг друга. Кроме спиралей в компрессоре есть вал, двигатель и аппаратура управления. Вал с эксцентриком заставляет двигаться спирали с частотой до нескольких десятков тысяч движений в минуту. Принципиальным отличием спирального компрессора от винтового является отсутствие всасывающего клапана, поскольку его роль выполняет непосредственно спираль.

В кондиционировании и холодильной технике спиральные компрессоры проявляют положительные стороны конструкции: отсутствие потерь в клапанах, малые перетечки внутри камер спиралей из-за сравнительно невысоких перепадов давления, высокий коэффициент полезного действия благодаря небольшому трению. Компрессор имеет минимальное количество движущихся деталей, что повышает его надёжность, удобство эксплуатации и сервиса. Легко интегрируется в оборудование, поскольку компактен и имеет небольшую массу. Обладает низким уровнем шума за счёт отсутствия пульсации и малой вибрации.

Применение в других отраслях таких компрессоров не конкурирует по эффективности с другими типами (например, с традиционными поршневыми), так как при росте степени сжатия КПД спирального компрессора снижается из-за перетечек, трения и тепловой нагрузки.

Винтовой компрессор, применяемый в холодильной технике, чаще оснащён двумя винтовыми роторами, один из которых соединён с двигателем и является ведущим, а второй приводится в движение первым и является ведомым. Имеется камера нагнетания и камера всасывания. Продуманная конструкция и специальные уплотнители не дают попадать пыли, маслу и газу в те места, где их не должно быть. Специальная смазка обеспечивает плавное вращение винтов, а шестерни, расположенные снаружи обеспечивают их синхронизацию.

Благодаря тому, что роторы вращаются с высокой частотой, а также наличию не одной, а нескольких камер, происходит равномерное сжатие и поступление газа. Из преимуществ винтового компрессора можно перечислить высокую производительность при небольших габаритах, энергоэффективность и надёжность. Возможность плавной регулировки мощности за счет изменения скорости вращения вала особенно важна для чиллеров в системах кондиционирования, так как 80% времени это оборудование работает с нагрузками ниже расчетных.

Читайте также: Поршневой блок для компрессора lb75

Видео:Принцип работы спиральных компрессоровСкачать

Сравнение компрессоров

Спиральные компрессоры по производительности занимают нишу малой и средней производительности до 15 кВт, винтовые — средней и выше до 400 кВт. Соответственно, бытовые кондиционеры и полупромышленные системы производятся на базе спиральных компрессоров. Винтовые компрессоры — основа промышленного и более мощного холодильного оборудования.

Видео:Как работает спиральный компрессорСкачать

Сравнение винтовых и спиральных компрессоров

В этой статье вы найдете информацию про винтовые и спиральные компрессоры, их основные отличительные преимущества, а также узнаете, что представляет собой устройство обоих типов агрегатов.

Подвижное устройство винтового компрессора представляет собой два винтовых ротора. Один из них — ведущий: его соединяют с двигателем. Второй — ведомый. Роторы размещены в специальном корпусе, который оборудован следующими элементами:

• одним или несколькими разъёмами;
• расточками под винты;
• подшипниковыми камерами;
• уплотнениями;
• камерами всасывания и нагнетания.

Уплотнения представляют собой узлы, которые изготовлены из баббитовых и графитовых колец. Их устанавливают между роторами и подшипниковыми камерами. Они выполняют защитную функцию: не допускают загрязнения, например, попадания масла в сжимаемый газ, а также защищают подшипники и камеры от воздействия газа.

Для вращения винтов необходимо постоянное наличие смазки. А их синхронную работу обеспечивают наружные шестерни. Между винтами роторов есть небольшое пространство, которое служит для безопасности рабочего процесса, поскольку камеры, которые образуют поверхности роторов и стенок корпуса, во время работы увеличиваются в объёме.

У винтовых компрессоров поступление и сжатие газа происходит равномерно и достигается за счёт наличия нескольких камер и высокой частоты вращения роторов. Также благодаря этому винтовые обладают бóльшей производительностью, в отличие от поршневых и других видов компрессоров.

Винтовые компрессоры обладают оптимальными габаритами и высокой производительностью. Также в отличие от спиральных и поршневых установок они более экономичны: их энергозатраты меньше на 30%. Кроме того согласно отзывам потребителей они надёжны в работе.

Еще одним достоинством данного вида является разнообразие в плане технического исполнения.

Видео:Два вида спиральных компрессоровСкачать

Сравнение поршневых, винтовых и спиральных холодильных компрессоров.

Видео:Спиральный компрессор: устройство и принцип работы.Скачать

Поршневые компрессоры

Изменение давления в поршневых компрессорах происходит при возвратно-поступательном движении поршня в цилиндрической камере сжатия. Индикаторные диаграммы холодильного поршневого компрессора при работе в режимах охлаждения и замораживания представлены на рис. 1.

Отчетливо видно, что при более высокой степени сжатия коэффициент подачи падает, причем главным образом из-за увеличения влияния процесса обратного расширения.При обратном расширении работа передается на коленчатый вал (заштрихованная область), происходит охлаждение газа и изоэнтропический КПД поршневого компрессора уменьшается, но не так сильно, как коэффициент подачи. Это свойство характерно только для поршневых компрессоров.

На практике описанные особенности работы холодильных поршневых компрессоров приводят к тому, что объемная производительность при глубоком охлаждении заметно падает, что влияет на выбор рабочего объема. Тот же эффект может наблюдаться в случаях привода поршневого компрессора от двигателя с изменяемой частотой вращения. При увеличении частоты вращения степень сжатия повышается и коэффициент подачи уменьшается
(рис. 2).

В холодильных поршневых компрессорах автомобильных кондиционеров, приводимых от двигателя внутреннего сгорания, этот эффект может быть полезно использован. При увеличении частоты вращения обеспечивается желаемое сокращение холодопроизводительности. Поэтому в автобусных установках кондиционирования воздуха часто отказываются от каких-либо специальных систем регулирования производительности.Если эффект уменьшения производительности нежелателен (например, в холодильных установках), то следует переходить на двухступенчатый поршневой компрессор (рис. 3).

Видео:Спиральный компрессор - устройство, принцип работыСкачать

Спиральные холодильные компрессоры

В традиционной конструкции спиральных холодильных компрессоров, используемых на сегодняшний день в технике кондиционирования, подвижный спиральный элемент выполняет орбитальное движение. За один оборот подвижной спирали компрессора производятся впуск порции всасываемого газа, его сжатие и выталкивание нагнетаемого газа.В спиральных холодильных компрессорах нет нагнетательных клапанов, т. е. газ сжимается до заложенной при проектировании степени сжатия. Другая особенность спирального холодильного компрессора заключается в уменьшении объема камеры сжатия снаружи к центру и наличии радиального отверстия для нагнетания в самой маленькой центральной камере. Это также ограничивает эффективность рабочего нагнетательного клапана, имеющегося в некоторых низкотемпературных холодильных компрессорах.На рис. 4, а – представлена индикаторная диаграмма давления в спиральных компрессорах для систем кондиционирования воздуха, на рис. 4, б – для нормального охлаждения.

Читайте также: Как опрессовать компрессор кондиционера автомобиля своими руками

В случае применения в системах кондиционирования воздуха, где, как известно, отношения давлений низкие, спиральный холодильный компрессор может продемонстрировать свои преимущества: отсутствие потерь в клапанах; высокий КПД при небольшой тепловой и механической нагрузке из-за низкого трения, что связано с низкой относительной скоростью; малые внутренние перетечки (благодаря относительно небольшой разности давлений).В том же компрессоре при более высокой степени сжатия (см. рис. 4, б) величина работы сжатия увеличивается в конце этого процесса из-за обратного расширения в направлении, противоположном направлению вращения.Это повышает тепловую нагрузку и увеличивает внутренние перетечки, что определяет снижение КПД. Равномерность сжатия в спиральном холодильном компрессоре для нормального охлаждения значительно меньше, чем в компрессоре, работающем в системах кондиционирования воздуха, что может привести к повышенным пульсациям газа. В этом состоит принципиальный недостаток спиральных холодильных компрессоров по сравнению с поршневыми, который усугубляется с ростом степени сжатия.

Сравнивая поршневые и спиральные холодильные компрессоры, можно отметить, что коэффициент подачи спиральных компрессоров выше, чем у поршневых, при любой степени сжатия (рис. 5, а). Несмотря на это, изоэнтропический КПД двух разных по эффективности спиральных холодильных компрессоров в любом случае ниже изоэнтропического КПД поршневых холодильных компрессоров при степени сжатия, превышающей степень сжатия компрессоров, применяемых в кондиционировании воздуха (рис. 5, б).

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

Винтовые холодильные компрессоры

Винтовой холодильный компрессор по различным причинам иногда предпочтительнее для применения в холодильной технике, чем спиральный. Правда, речь идет о винтовых холодильных компрессорах, традиционно охлаждаемых маслом. Кроме того, в винтовых холодильных компрессорах большой объемной производительности можно “искусственно подпитать” процесс сжатия посредством ЭКОНОМАЙЗЕРНОГО РЕЖИМА (рис. 6).

В спиральных холодильных компрессорах реализовать это гораздо труднее, так как в них сечения каналов недостаточны для подвода газа. Возможность установки порта экономайзера ограничена толщиной стенок спиралей. Кроме того, затраты на подключение экономайзера к спиральным холодильным компрессорам относительно более высоки.

Поэтому в спиральных компрессорах часто используют неэкономичный впрыск жидкости, который в действительности лишь предотвращает тепловую перегрузку холодильного компрессора, не влияя на увеличение давления.

Винтовые и спиральные холодильные компрессоры рекомендуется применять при малых степенях сжатия (среднетемпературное охлаждение и кондиционирование воздуха), где они могут быть особенно эффективны. Но в отличие от спиральных винтовые холодильные компрессоры с масляным охлаждением и экономайзером при больших рабочих объемах являются наиболее интересным и перспективным решением для использования в холодильном оборудовании.

Видео:СПИРАЛЬНЫЙ КОМПРЕССОРСкачать

Выигрышные особенности

Учитывая все основные достоинства и недостатки рассмотренных типов холодильных компрессоров, компания BITZER создала новую серию холодильных поршневых полугерметичных компрессоров Octagon, в которой с целью их усовершенствования подвергся модификации ряд существенных параметров, среди которых: плавность хода и шумовые характеристики, КПД, регулируемость производительности, габаритные размеры и масса, стоимость. Шумовые характеристики холодильных поршневых полугерметичных компрессоров серии Octagon с демпфером пульсаций в головке блока цилиндров. Несмотря на исключительную плавность хода, обусловленную конструкционными особенностями холодильных компрессоров этой серии, в отдельных случаях возникали значительные резонансные пульсации в нагнетательных трубопроводах. Как правило, такие пульсации сокращаются до приемлемой величины путем установки глушителей (демпферов) на трубопроводе. Недостаток такого технического решения состоит в том, что на участке нагнетательного трубопровода между демпфером и холодильным компрессором всегда присутствуют значительные пульсации. Полностью избежать негативного воздействия пульсаций давления в системе удалось благодаря новой головке блока цилиндров (рис. 1), где с помощью резонансного канала пульсации гасятся в месте их возникновения.

Читайте также: Датчик компрессора кондиционера логан

Сравнение характера пульсаций при стандартной
и модифицированной головках блока цилиндров
показано на рис. 2.

Стендовое измерение базовых шумовых характеристик поршневого полугерметичного компрессора не показало значительного их улучшения. Однако при работе поршневого компрессора в составе холодильной установки выявлено отчетливое уменьшение шумовых показателей. В связи с этим несколько серийных компрессорно-конденсаторных агрегатов с воздушным охлаждением были дополнительно подвергнуты многократным циклическим испытаниям на шумовые характеристики на расстоянии 1 м по DIN 45635. Затем были сопоставлены результаты испытаний, полученные на холодильном поршневом полугерметичном компрессоре серии Octagon без демпфера пульсаций (ДП), компрессоре серии Octagon с ДП и спиральном компрессоре.

Замеренные звуковые давления могут рассматриваться как типичные для агрегатов с конденсатором воздушного охлаждения. Очевидно снижение шума, которое достигается применением новых головок блока цилиндров (рис. 3). О том, насколько низкими являются эти шумовые характеристики, можно судить по рис. 4.

Холодильный поршневой полугерметичный компрессор серии Octagon с ДП оказывается не просто работающим тише спирального компрессора, но даже находится на уровне шумовых характеристик вентилятора компрессорно-конденсаторного агрегата.

Значительное снижение шумовых характеристик поршневых полугерметичных компрессоров BITZER позволило также достичь универсальности их применения во всех возможных типах установок. Было доказано, что поршневые компрессоры не только не являются более шумными и подверженными вибрациям, чем ротационные, но даже могут превосходить их по этим показателям.

Видео:Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

Регулирование холодопроизводительности поршневых компрессоров изменением частоты вращения

Объемная производительность короткоходовых поршневых компрессоров оптимально регулируется путем изменения частоты вращения коленчатого вала. Хорошим примером является серия поршневых полугерметичных компрессоров Octagon, допустимый диапазон частот питающего тока для которой 30…60 Гц (стандартное исполнение) и 20…70 Гц (расширенный вариант исполнения)
(рис. 5).

Однако и это не предел. В одной из опытных установок, где изучались предельные возможности холодильных поршневых полугерметичных компрессоров, электродвигатель двухцилиндрового полугерметичного компрессора теплового насоса, представленного на рис. 6, успешно работал в диапазоне частот 20…80 Гц.

Видео:Как выбрать шланг для воздушного компрессораСкачать

Существенное преимущество поршневых полугерметичных компрессоров, реализованное в конкретном проекте.

Если требуется регулировать холодильный компрессор морозильной установки изменением частоты вращения, необходимо учитывать, что, начиная с некоторой предельной частоты, ее повышение не вызывает увеличения холодопроизводительности. В этом случае можно применить вариант с двухступенчатым поршневым компрессором. В качестве примера рассмотрим экспериментальный компрессор для холодильной установки типового рефрижераторного контейнера.

Ни винтовой, ни спиральный холодильный компрессоры не подошли для выполнения этих требований(в частности, очень низким оказался КПД при частичной нагрузке). Но даже одноступенчатый поршневой компрессор с регулированием частоты вращения смог частично выполнить поставленную задачу. Однако затем оказалось, что при частоте питающего тока выше 80 Гц и t0 = –33 °C (R134a) повышение холодопроизводительности оказалось невозможным (рис. 7). Самое оптимальное решение было достигнуто при использовании двухступенчатого поршневого компрессора (рис. 8), который по холодопроизводительности превосходил одноступенчатый на 25 %.

Среднее потребление энергии за типичный цикл нагрузки было на 30 % меньше того же показателя для серийной машины. Благодаря использованию переохладителя хладагент R134а, типичный для кондиционирования воздуха, смог прекрасно работать в морозильных установках и по результатам сравнительных измерений обеспечил такие же показатели, что и R404A. Принципиальная схема установки показана на рис. 9.

Все требования по конструктивным размерам и холодопроизводительности были выполнены.Можно с уверенностью сказать, что в этом конкретном случае никакой другой тип холодильного компрессора не будет лучше, чем поршневой.

Таким образом, холодильные поршневые полугерметичные компрессоры все еще обладают значительным потенциалом развития, который позволит оптимально использовать их в холодильной технике и в будущем. Адаптация поршневых компрессоров к новым областям применения и хладагентам возможна при относительно низких издержках. По массе, плавности хода и компактности современные поршневые компрессоры вполне конкурентоспособны с ротационными. Регулирование изменением частоты вращения, пока еще не общепринятое для холодильных поршневых компрессоров, при широком использовании даст значительную экономию энергии.

• 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/spiralnye-kompressora-chem-otlichayutsya

  📽️ Видео

  Спиральный компрессор CopelandСкачать

  

  Как работает ротационный компрессор Принцип работы ротационного компрессораСкачать

  

  Спиральный цифровой компрессор Digital Scroll Copeland.Скачать

  

  Холодильный компрессор. Виды. ДиагностикаСкачать

  

  Что внутри компрессора или как разобрать спиральный компрессор от кондиционера LGСкачать

  

  Чем отличается безмасляный компрессор от масляного . Какой лучше купить в гаражСкачать

  

  Отличия компрессоров: поршневой и винтовойСкачать

  

  Какой компрессор лучше? Достоинства, недостатки, сравнение компрессоров.Скачать

  

  ЭКСПЕРИМЕНТ!!! ЧТО МОЩНЕЕ КОМПРЕССОР ХОЛОДИЛЬНИКА VS КОНДИЦИОНЕРАСкачать

  

  Принцип работы спиральных компрессоров HHP и MLZСкачать