Испытательные климатические камеры





+7 (499) 390-93-54
klimatkam@mail.ru

Компрессоры: типы и основы функционирования

Компрессор-важнейшая деталь холодильного аппарата любой конструкции. При втягивании паров хладагента в компрессоре происходит их сжатие и дальнейшее нагнетание в конденсатор, где пары, охлаждаясь, становятся жидкостью. С низких входных показателей парообразный холодоагент после сжатия приобретает выходные повышенные: от 70 до 90 градусов по Цельсию, а давление от 15 до 25 атм.

Каждый компрессор можно охарактеризовать двумя основными показателями: степенью сжатия холодоагента (соотношение низшего входящего давления и высшего исходящего давления) и максимальным количеством вещества, которое он способен через себя перекачивать.

Холодильные машины укомплектовывают двумя видами компрессоров:

-поршневые, где давление нагнетается движением поршней;

-вращательные (бывают винтовые, спиральные или ротационные), общий принцип действия которых основывается на вращении деталей в корпусе

Поршневые компрессоры

Наиболее распространенный вид. Схематично последовательность работы этого устройства можно описать следующим образом: поршень (3), расположенный в корпусе компрессора (4) при подъеме приводит к сжатию рабочего вещества. Далее посредством двигателя происходит перемещение поршня через шатун (5) и коленвал (6). Давление открывает и закрывает клапаны, вбирая и выбрасывая холодоагент. На рисунке А отображен процесс всасывания компрессором холодильного агента: движение поршня вниз создает разрежение, и открывается впускающий клапан, через который попадает хладагент в виде низкотемпературного пара и снизким давлением.

Рисунком Б иллюстрирован процесс открытия выпускающего клапана: подъем поршня вверх влечет за собой сжатие пара и выпуск его под большим давлением через клапан.

По герметичности конструкции корпуса компрессоры подразделяются на открытые, разъемные (полугерметичные) и герметичные.

Открытые компрессоры

Рабочий вал соединен с двигателем, расположенным вне корпуса, муфтой или трансмиссией.

Полугерметичные компрессоры

Такими устройствами чаще всего комплектуются среднемощные холодильные машины (от тридцати до трехсот киловатт). В таком варианте конструкции компрессор и двигатель находятся в одном разъемном корпусе. Соединены непосредственно друг с другом. При поломке есть возможность извлечь двигатель, и произвести ремонт и замену деталей компрессора. Охлаждение двигателя в процессе работы происходит всасываемым холодоагентом.

Герметичныекомпрессоры

Широко распространены в установках малой мощности от полутора до тридцати пяти киловатт. И двигатель, и сам компрессор помещены в неразъемный корпус. Двигатель охлаждается за счет впускаемого холодоагента. В современных охлаждающих машинах регуляция мощности производится инвертором. Инверторные устройства очень удобны тем, что не допускают перепадов температур.

В компрессорах полугерметичной конструкции возможно изменение мощности перегоном агента в виде пара с выходного клапана на входной или же закрыванием нескольких втягивающих клапанов.

Недостатки поршневого типа:

-довольно шумная работа (из-за пульсирующих паров холодоагента на выходе),вибрации;

-пусковая нагрузка требует серьезных энергозатрат, изнашивая компрессор.

Ротационные компрессоры

Работают следующим образом: сжимают холодильный агент, заставляя его циркулировать по системе посредством вращающихся пластин. В отличие от поршневых, запуск у ротационных относительно маломощный, а показатели пульсации давления низкие, что делает их достаточно бесшумными.

Беспоршневые (или ротационные) компрессоры различаются тем, как расположены пластины:

-расположены неподвижно;

-движущиеся пластины.

Компрессоры с фиксированными пластинами

При фиксированном расположении пластин необходимое сжатие холодоагента производится за счет эксцентрика, расположенного на вращающейся части двигателя. Во время вращения эксцентрик перемещается внутри цилиндра компрессорной установки, заставляя холодильный агент сжиматься. На предельном давлении открывается клапан, выпуская холодоагент. Области высокого и низкого давления в цилиндре компрессора отделяются друг от друга стационарными пластинами.

Схемаработы:

а) рабочая область заполняется парообразным холодоагентом;

б) происходит сжимание пара компрессором, одновременно втягивая следующий объем холодоагента;

в) процесс сжатия и втягивания не прерывается;

г) по завершении сжатия парообразный холодоагент полностью занимает все внутреннее пространство цилиндра.

Компрессоры с движущимися пластинами

В данном варианте пластины крепятся на вращающейся части двигателя, двигаются вместе с ним и сжимают перед собой холодильный агент. Оси цилиндра и роторная смещены дру готносительно друга. Плотно прилегающие к цилиндру края пластин отделяют область с низким давлением от области с высоким. Цикл всасывания и сжатия (изображен на схеме выше):

а) полость заполняется паром;

б) компрессор сжимает пар, одновременно втягивая следующий объем хладагента;

в) процесс сжимания и втягивания закончен;

г) начало следующего циклического процесса втягивания и сжимания.

Компрессоры со спиральными лопастями (SCROLL)

Область применения спиральных компрессоров -это холодильные установки от малых до средних мощностей. Основными составляющими здесь являются две спиралевидных детали, изготовленные из стали. Одна (внутренняя) закреплена в центре цилиндрического корпуса, в нее вставлена вращающаяся вокруг внешняя. Обе раскручиваются "улиткой" от центра к краю корпуса. Внешняя спираль, установленная на эксцентрике, перемещается по поверхности внутренней, не проскальзывая, что обеспечивается их эльвовентным профилем. Постоянно смещающаяся точка их касания-это и есть камера, где происходит сжатие холодоагента. На предельном давлении пары выбрасываются в отверстие в крышке корпуса компрессора.

В компрессорах со спиральными лопастями равномерное сжатие пара обеспечивается за счет расположения точек соприкосновения спиралей на каждом витке. Результатом является снижение пусковой нагрузки на электродвигатель. Посредством поступающих во впускное отверстие корпуса паров хладагента электродвигатель охлаждается, после чего происходит сжимание паров между спиральными лопастями и выпуск их в верхнюю часть компрессора через отверстие.

Основные недостатки спиральных компрессоров:

-сложность производственных технологий;

-недопустимо даже малейшее отклонение в прилегании спиралевидных деталей и нарушение герметичности по торцам.

Винтовые компрессоры

Винтовые компрессоры наиболее подходят для холодильных агрегатов мощностью от 150 до 3500 кВт.

Выделяют две основные группы:

-одновинтовые;

-двухвинтовые.

Винтовой компрессор с единственным винтом

У первого типа компрессора роль винта выполняет ротор двигателя, по обеим сторонам которого находятся по одной-две шестеренки. Центральный ротор-винт приводит в движение остальные роторы, заставляя их работать разнонаправленно, вследствие чего просходит сжатие поступающего холодильного агента. Входящие пары, охлаждая электродвигатель, нагнетаются в район крутящихся шестеренок, где, сжимаясь, выводятся посредством отсечного клапана в выходное отверстие.

С целью наиплотнейшего прилегания винтов используется специальная смазка, которая в дальнейшем отделяется от холодагента в сепараторе.

Компрессор с двумя винтами

Оснащен рабочим и вспомогательным винтами-роторами.Происходит постоянное всасывание паров с одной стороны и выпуск с другой без участия клапанов. Благодаря такому типу сжатия, уровень шума ниже. Использование винтового типа дает возможность мягко воздействовать на мощность через обороты двигателя.
tml>