Spiralni rashladni kompresor. Princip rada i uređaj


Riža. 2. 26. Performer scroll kompresor (Danfoss). 1 – pokretna spirala; 2 – fiksna spirala; 3 - priključna kutija; 4 – zaštita elektromotora; 5 – kontrolno staklo; 6 – usis; 7 – pumpa za ulje; 8 - elektromotor; 9 – injekcija; 10 – zaštita od povratne rotacije; 11 – povratni ventil.

Elektromotor je smješten u donjem dijelu kompresora, a osovina uz pomoć ekscentra osigurava elipsoidno kretanje pomične spirale umetnute u nepomičnu spiralu ugrađenu u gornji dio kompresora. Usisani plin kroz usisnu cijev ulazi u kompresor, teče oko kućišta elektromotora i ulazi u njega kroz otvore u donjem dijelu kućišta (slika 2.26). Ulje koje se nalazi u parama rashladnog sredstva odvaja se od njih kao rezultat rotacije mješavine rashladnog sredstva i ulja pod utjecajem centrifugalnih sila i teče na dno kućišta radilice kompresora. Para prolazi kroz elektromotor, osiguravajući potpuno hlađenje kompresora u svim režimima rada. Nakon prolaska kroz elektromotor, para ulazi u spiralne elemente kompresora koji se nalaze na vrhu kompresora iznad elektromotora. Radni ciklus se završava u tri okretaja osovine: prvi okretaj je usis, drugi okretaj je kompresija, treći okretaj je ispuštanje. Odmah iznad izlaza fiksne spirale nalazi se nepovratni ventil. Štiti kompresor od povratnog toka plina nakon što se isključi. Nakon što prođe nepovratni ventil, plin napušta kompresor kroz ispusnu cijev.

Učinkovitost spiralnih kompresora uvelike je određena veličinom unutarnjih radijalnih i aksijalnih curenja plina tijekom procesa kompresije. Radijalna propuštanja javljaju se između dodirnih bočnih površina spirala, aksijalna propuštanja - između gornjeg kraja jedne spirale i osnovne ploče druge (slika 2.24). Propuštanja dovode do povećanja potrošnje energije kompresora, smanjujući njegov rashladni kapacitet i radnu učinkovitost.

Glavna razlika između ovog kompresora i ostalih spiralnih kompresora je princip zbijanja spiralnih elemenata. Uobičajen način da se osigura radijalno brtvljenje je stvaranje tijesnog kontakta pritiskom pokretne spirale na nepokretnu pod utjecajem centrifugalne sile. Međutim, svježe proizvedeni kompresori stvaraju učinkovito, ravnomjerno brtvljenje tek nakon razdoblja "uhodavanja" tijekom kojeg se uspostavlja potreban kontakt između površina. Dodirivanje bočnih površina spirala je preduvjet za takve kompresore.

Danfoss koristi takozvani "načelo kontrolirane orbite" u kompresorima marke Performer, što podrazumijeva kretanje spirala duž fiksne putanje bez kontakta između pokretnih i stacionarnih spirala pod bilo kojim radnim uvjetima kompresora.

Performer kontrolirani rotacijski kompresori moraju imati ultra-precizne spiralne profile kako bi se osiguralo zajamčeno brtvljenje. Bočne površine takvih spirala nikad ne dolaze u dodir jedna s drugom, a tanki sloj ulja, koji brtvi razmak, osigurava podmazivanje spirala bez trenja i trošenja na njihovoj površini.

Prilikom stvaranja aksijalne brtve, neki proizvođači kompresora pritišću pokretni svitak na nepomični za brtvljenje pomoću tlaka stlačenog plina.

Na Performer kompresorima, dinamički kontakt između gornjeg kraja pokretne spirale i fiksne ploče baze spirale održava se pomoću plutajuće brtve (Sl. 2.27).

Riža. 2.27. Plutajući pečat s kontroliranom rotacijom izvođača:

1 - osnovna ploča; 2 - razmak između kraja i osnovne ploče; 3 - plutajući pečat; 4 - spirala; 5 - uljni film koji sprječava curenje brtvenog plina; 6 - plin visokotlačni

Ovaj brtveni element nalazi se u utoru koji je urezan u gornji kraj pomične spirale (slika 2.27). Plin pod tlakom pritišće plutajuću brtvu odozdo i tjera je na potpornu ploču spirale, stvarajući dinamički kontakt dok kompresor radi. Sile pritiska su vrlo niske, što u kombinaciji s malom kontaktnom površinom smanjuje trenje i povećava učinkovitost kompresora.

Karakteristična značajka Ovi su kompresori dizajnirani za rad u praznom hodu, čak i kada je tlak u sustavu neuravnotežen. To se događa ugradnjom nepovratnog ventila na ispusni vod, koji se zatvara kada se zaustavi. Pod tim uvjetima, samo plin komprimiran u kompresoru do mjesta ugradnje ventila vraća se u kućište radilice, prolazeći kroz spirale. Ovo osigurava poravnanje unutarnji pritisak. Kada se kompresor zaustavi, dvije se spirale otvaraju i okomito i vodoravno. Kada se ponovno pokrene, kompresor ne doživljava opterećenje, budući da se tlak postupno povećava. Spiralni kompresor opremljen je sigurnosnim ventilom koji se otvara kada tlak prijeđe 28 bara i zaobilazi rashladno sredstvo iz ispusne šupljine u usisnu šupljinu.

Ulje u spiralnim kompresorima služi samo za podmazivanje ležajeva i plivajućeg brtvenog prstena. Podmazivanje spirala nije potrebno zbog niske brzine vrtnje i sile trenja na svakoj kontaktnoj točki. Sadržaj ulja u mješavini rashladnog ulja dovoljan je za osiguravanje potrebnog podmazivanja, zbog čega ulje nije izloženo visokim temperaturama koje mogu dovesti do pogoršanja karakteristika ulja tijekom vremena. Još pozitivna osobina je visoka sposobnost otpornosti na prenošenje ulja tijekom pokretanja.

Pitanja za samokontrolu u 2. poglavlju.

Koja je razlika između kompresora s izravnim i neizravnim protokom? 2. Koja je konstrukcijska razlika između kompresora s jednostrukim djelovanjem i kompresora s dvostrukim djelovanjem? 3. Koji je uređaj za zaštitu od vodenog čekića uključen u kompresor? 4. Koja je razlika između klipnog brtvenog prstena i uljnog brtvenog prstena? 5. Kako se podmazuje brtva kompresora? 6. Čemu služi sigurnosni ventil u kompresoru? 7. Kako se ulje odneseno parama rashladnog sredstva vraća u kućište radilice kompresora? 8. Zašto kompresor koji radi na amonijak ima veći kapacitet hlađenja nego kada radi na R22? 9. Kako možete promijeniti kapacitet hlađenja rashladnog kompresora? 10. Kako dolazi do kompresije kod vijčanog kompresora? 11. Zašto dolazi do gubitaka energije kod vijčanog kompresora kada se tlak na kraju kompresije ne poklapa s tlakom pražnjenja? 12. Zašto se rashladni kapacitet vijčanog kompresora mijenja kada se kalem pomiče? 13. Koje prednosti i nedostatke ima vijčani kompresor u odnosu na klipni? 14. Koje su prednosti scroll kompresora? 15. Brtve za spiralne kompresore. 16. Princip rada scroll kompresora. 17. Što je "stisnuti" volumen u vijčanim kompresorima?

Literatura za 2. poglavlje.

1.Baranenko A.V., Buharin N.N., Pekarev V.I., Timofeevsky L.S. Rashladni strojevi - St. Petersburg: Politekhnika, 2006.-944 str.

2. Brzi odabir automatski regulatori, kompresori i kompresorsko-kondenzacijske jedinice. Katalog. Danfoss. 2009.-234s

3. Ladin N.V., Abdulmanov Kh.A., Lalaev G.G. Brodski rashladni uređaji. Udžbenik. Moskva, Transport, 1993.-246 str.

4. Shvetsov G. M., Ladin N. V. Brodski rashladni uređaji: Udžbenik za
sveučilišta - M.: Transport, 1986. - 232 str.

Glavne prednosti scroll kompresora su:

1.Visoka energetska učinkovitost; njihova učinkovita učinkovitost doseže 80-86%;

2. Visoka pouzdanost i izdržljivost, određena izdržljivošću ležajeva;

3.Dobra ravnoteža; mala promjena momenta na osovini kompresora; niske brzine plina u automobilu - sve to osigurava da stroj radi s niskom razinom buke.

4. Broj okretaja - broj okretaja osovine kompresora je od 1000 do 13000, a taj raspon se širi.

5. Nema mrtvog volumena, niska stopa curenja i, prema tome, veća učinkovitost indikatora; plin koji usisava kompresor ne dolazi u dodir s vrućim stijenkama dijelova kompresora;

6. Procesi usisavanja, kompresije i pražnjenja su "razvučeni" duž kuta zakretanja osovine i stoga su, čak i pri visokim frekvencijama osovine, brzine plina male.

7. Nedostatak ventila na usisu, a često i na ispusu;

8. Scroll kompresor, kao i vijčani kompresor, može raditi u ciklusu s "ponovnim punjenjem";

9. Spiralni kompresor, kao i svi kompresori principa pozitivnog istiskivanja, može raditi na bilo kojem rashladnom sredstvu, na bilo kojem plinu, pa čak i s kapljičnim ubrizgavanjem tekućine.

U usporedbi s klipnim kompresorima iste snage, scroll kompresor ima sljedeće prednosti:

1. Više visoka efikasnost- za 10-15%;

2. Veća brzina dodavanja - za 20-30%;

3. Manje veličine - za 30-40%;

4. Manja težina - za 15-18%;

5. Razina buke je niža za 5-7 dBA;

6. Nema dijelova koji često kvare - klipni prstenovi, ventili.

7. Može raditi s kapljičnim ubrizgavanjem tekućine, na primjer, u verziji punjenoj uljem, poput vijčane;

8. Manje dijelova, niži troškovi proizvodnje.

Nedostaci scroll kompresora uključuju sljedeće:

1. Spiralni strojevi zahtijevaju nove spiralne dijelove za strojarstvo, čija izrada zahtijeva CNC glodalice.

2.Utječe na pokretnu spiralu složen sustav sile: aksijalne, centrifugalne, tangencijalne, koje zahtijevaju kompetentan izračun i balansiranje, a time i balansiranje rotora.

3. Ako nema ispusnog ventila, tada će teoretski indikatorski dijagram spiralnog kompresora biti isti po izgledu kao onaj vijčanog kompresora, s mogućom podkompresijom i prekomjernom kompresijom plina, tj. uz dodatne gubitke.

Scroll kompresori počeo se ugrađivati ​​u opremu za klimatizaciju stambenih objekata od kasnih 1980-ih. U komercijalnim klimatizacijskim sustavima spiralni kompresori naširoko se koriste od kasnih 1990-ih. Sada su našli primjenu u rashladnim uređajima, toplinskim pumpama i transportu. Scroll kompresori Ugrađuju se ne samo u klimatizacijske sustave, već iu centralne rashladne jedinice za supermarkete, telekomunikacijsku tehnologiju, industrijske rashladne sustave, procesnu opremu, odvlaživače i klima uređaje za vagone podzemne željeznice. A kupci nastavljaju pronalaziti nove primjene za opremu.


Spiralni kompresor sastoji se od dva čelična spirala. Umetnute su jedna u drugu i šire se od sredine prema rubu cilindra kompresora. Unutarnja spirala je čvrsto učvršćena, a vanjska se okreće oko nje. Spirale imaju poseban profil (evolute), koji im omogućuje kotrljanje bez klizanja. Pomični svitak kompresora postavljen je na ekscentar i kotrlja se duž unutarnje površine druge spirale. U ovom slučaju, točka kontakta spirala postupno se pomiče od ruba do središta. Para rashladnog sredstva koja se nalazi ispred kontaktne linije komprimira se i gura u središnji otvor na poklopcu kompresora. Dodirne točke nalaze se na svakom zavoju unutarnje spirale, tako da se pare komprimira lakše, u manjim obrocima, nego kod drugih vrsta kompresora.
Kao rezultat toga, opterećenje motora kompresora je smanjeno, posebno kada se kompresor pokrene. Para rashladnog sredstva ulazi kroz ulaz u cilindričnom dijelu kućišta, hladi motor, zatim se sabija između spirala i izlazi kroz izlaz na vrhu kućišta kompresora.

Sada postoje milijuni Copeland kompresora koji rade u raznim rashladnim sustavima diljem svijeta, a karakterizira ih visoka kvaliteta i napredan dizajn. Svake godine proizvede se do 4 milijuna spiralnih kompresora u devet poduzeća smještenih na 3 kontinenta. Centri za inženjersku podršku Copeland nalaze se u Europi, Aziji i SAD-u.

Scroll kompresori. Ilustracije.
Za prikaz veće slike kliknite na sliku
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 13 14
15 16 17 18
19

1. Dimenzionalni crtež Copeland ZR22K3...ZR40K3 spiralnog kompresora
2. Dimenzionalni crtež kompresora Copeland ZR47...48KC

4. Nacrt s dimenzijama Copeland kompresora ZPD61...ZRD83
5. Opći nacrt s dimenzijama Copelandovog kompresora

7. Označavanje Copeland scroll kompresora

9. Pogled u presjeku Sanyo spiralnog kompresora
10. Fotografije kompresora Sanyo C-SB, C-SC, C-SB Low temp, C-SC Low temp, C-SB Inverter, DC Inverter Horizontal, C-SB Tandem, C-SC Tandem
11. Sanyo asortiman spiralnih kompresora
12. Sanyo C-SB serija spiralnih kompresora
13. Sanyo C-SD serija spiralnih kompresora
14. Spiralni kompresor Sanyo serije C-SC
15. Dimenzionalni crtež kompresora Sanyo C-SBN373H8D
16. Dimenzionalni crtež kompresora Sanyo C-SB 2,6-4,5 KW
17. Dimenzionalni crtež kompresora Sanyo C-SC 6.0-7.5 KW
18, 19 Fotografija kompresora SANYO C-SBN303H8D

Scroll kompresor - povijest
Ideja o spirali poznata je čovječanstvu više od 3 tisuće godina. Spirale (od grč. speira - okret) su krivulje koje se uvijaju oko točke na ravnini (ravne spirale), npr. Arhimedova spirala, hiperbolička spirala, logaritamska spirala ili oko osi (prostorna spirala), npr. , spirala. Ali tehnički, čovječanstvo je tu ideju uspjelo oživjeti tek krajem 20. stoljeća.

Sve je počelo 1905. godine kada je francuski inženjer Leon Croix razvio dizajn spiralnog kompresora i za njega dobio patent. Međutim, u to vrijeme ova tehnologija nije mogla biti implementirana, jer nije bilo potrebne proizvodne baze. Stoga je dizajn radnog prototipa morao pričekati drugu polovicu dvadesetog stoljeća, jer Za učinkovit rad, spiralni kompresor mora imati mali razmak u spojnim dijelovima (spirale). Takva preciznost bila je moguća samo uz preciznu strojnu obradu razvijenu tijekom druge polovice dvadesetog stoljeća, što objašnjava relativno nedavno uvođenje spiralnog kompresora na tržište visoke tehnologije.

Koncept scroll kompresora oživio je fizičar Nils Young 1972. Young je ideju dao zaposlenicima tvrtke Arthur D. Little (SAD). Uprava Arthura D. Littlea uvidjela je veliki potencijal ovog koncepta i počela razvijati mogući model u siječnju 1973. Veliki proizvođači rashladna i petrokemijska oprema bili su vrlo zainteresirani za razvoj kompresora temeljno novog dizajna koji omogućuje postizanje značajne učinkovitosti. Već tijekom testiranja prototipa scroll kompresora otkriveno je da ima sposobnost stvaranja visokog omjera kompresije i najveće učinkovitosti koja je postojala u ranim 70-ima. rashladne kompresore, a ima i visok karakteristike izvedbe(pouzdanost, niska razina buke, itd.).

Zatim je "Arthur D. Little" krajem 1973. godine uložio značajne napore u razvoj radnog modela rashladnog spiralnog kompresora za američku korporaciju "Thane". Nešto kasnije, mnoge velike tvrtke, na primjer, "Copeland" (SAD), "Hitachi" (Japan), "Volkswagen1" (Njemačka), započinju intenzivno istraživanje i poboljšanje dizajna rashladnog spiralnog kompresora, savladavajući tehnologiju proizvodnih dijelova i spiralnog kompresora u cjelini. Razvoj prototipa zračnog spiralnog kompresora bio je sporiji. Krajem 80-ih. Hitachi i Mitsui Seiki (Japan) predstavili su zračni kompresor podmazan uljem. Međutim, ti su kompresori bili jednostavno modifikacije spiralnih rashladnih kompresora. Iwata Compressor (Japan) sklopio je licencni ugovor s Arthurom D. Littleom za razvoj zračnog spiralnog kompresora 1987. Kao rezultat toga, Iwata Compressor je bio prvi u svijetu koji je predstavio "suhi" (bez ulja) spiralni kompresor. u siječnju 1992. kompresor. Početna snaga zračni kompresori bila 2,2 i 3,7 kW. Glavne prednosti "suhih" spiralnih kompresora "Iwata Compressor" u odnosu na klipne "suhe" kompresore su: trajnost, pouzdanost, niska razina buke i vibracija.

Trenutno svi proizvođači kompresora za rashladnu industriju provode velika istraživanja u području spiralnih kompresora. Rashladni scroll kompresori uspješno su izdržali test vremena i aktivno počeli istiskivati ​​druge vrste kompresora (osobito klipne) s tržišta rashladna oprema, koji je u samo nekoliko godina postigao dominantnu poziciju na tržištu klima uređaja i dizalica topline. Spiralni kompresori se svake godine sve više koriste u rashladnim i klimatizacijskim sustavima. To je zbog činjenice da su pouzdaniji u radu, sadrže 40% manje dijelova od klipnih, proizvode manje buke i imaju dulji vijek trajanja.
Proizvodnja spiralnih kompresora naglo je porasla u posljednjih nekoliko godina, s preko 20 milijuna proizvedenih kompresora do siječnja 2000.

Spiralni kompresori našli su primjenu u svim glavnim klimatizacijskim sustavima, uključujući split i multi-split modele, podne verzije i u rashladnim uređajima, krovnim ( krovni klima uređaji) i dizalice topline. Tipične primjene su klimatizacija u stanovima, brodovima, tvornicama i velikim zgradama, također u automatskim telefonskim centralama, u rashladnim procesima iu transportu. Rashladni spiralni kompresori naširoko se koriste u kondenzacijskim jedinicama, "rashladnim" sustavima supermarketa, industrijskom hlađenju i transportnim aplikacijama, uključujući kontejnere. Ograničenja kapaciteta hlađenja za spiralne kompresore stalno se povećavaju i trenutno se približavaju 200 kW kada se koristi višekompresorska stanica.

Popularnost spiralnih kompresora vrlo je velika zbog njihove široke primjene, što se objašnjava njihovom pouzdanošću i svestranošću.

Klima uređaj za kućanstvo
Spiralni kompresori zadovoljavaju zahtjeve ovog sektora klima uređaja s niskom razinom buke, kompaktna veličina, smanjena težina u usporedbi s klipnim kompresorima.
Njihove karakteristike, budući da su postojanije, bolje zadovoljavaju zahtjeve komforne klimatizacije.
Jednofazni motori (koji se koriste za klimatizaciju prostorija) ne zahtijevaju startne releje ili kondenzatore. Poželjni su zbog minimalnog utjecaja na druge elemente strujnog kruga.

Poslovni klima uređaj
Njihov kapacitet hlađenja više je nego dovoljan da zadovolji zahtjeve komercijalnih klima uređaja.
Scroll kompresori se također koriste za klimatizaciju u trgovinama, turističkim agencijama, uredima, bankama, restoranima, fast foodovima, barovima i mnogim drugim objektima. Klima uređaji sa scroll kompresorima su dobro tehničko rješenje, posebno za jedinice koje rade ljeti i tijekom cijele godine, kao iu načinu rada toplinske pumpe.

Dizalice topline
Kod dizalica topline, spiralni kompresori imaju prednost povećane pouzdanosti u odnosu na druge vrste kompresora koji se koriste u dizalicama topline zbog mogućnosti kontrole tekućeg rashladnog sredstva koje ulazi u kompresor u hitnim situacijama (bez uništavanja njegovih komponenti).

Rashladni uređaji za računalne centre i automatske telefonske centrale
Ove upute zapravo zahtijevaju kontinuirani rad rashladnih uređaja, često preko 8000 h/god. Posebno je važno osigurati neprekidan rad za ove uvjete kroz stalne servis. Pod takvim uvjetima, spiralni kompresori mogu biti učinkoviti u smanjenju potrošnje energije zbog svoje visoke učinkovitosti.
Niska razina buke spiralnih kompresora još je jedan čimbenik koji im omogućuje upotrebu u klimatizacijskim sustavima, koji se često ugrađuju u same klimatizirane prostorije.

Autonomne jedinice na krovu
Njihova najtipičnija primjena su tvornice i supermarketi mješovitom robom, gdje su posebno potrebne prednosti visokih performansi spiralnih kompresora jer su to sektori koje obično karakterizira visoka potrošnja energije klimatizacijskih i rashladnih sustava.
Pouzdanost je još jedan važan doprinos koji spiralni kompresori daju ukupnim uštedama troškova u poslovanju supermarketa gdje je kontinuitet rada opreme kritičan. odlučujući faktor.

Ostale aplikacije
Svestranost spiralnih kompresora proširuje njihovu primjenu u tehnološkim procesima, primjerice u autoklavima za pročišćavanje vina, rashladnim sustavima za strojeve za kalupljenje u kemijskoj industriji, rashladni sustavi, ispitne komore, rashladno konzerviranje sirovina biološkog podrijetla (mesni proizvodi, voće i povrće itd.), hlađenje opreme za čišćenje bez vode (kondenzacija otapala), prerada prehrambenih sirovina itd.

Princip rada, dizajn i karakteristike COPELAND rashladnih spiralnih kompresora. Povećana energetska učinkovitost i druge prednosti spiralnih kompresora COPELAND u usporedbi s drugim rashladnim kompresorima.

Saznajte više o modelima spiralnih kompresora Copeland
Tehnički podaci i cijene hermetičkih srednjotemperaturnih scroll kompresora Copeland Scroll ZR serije (R407C)
Tehničke karakteristike i cijene za hermetičke scroll kompresore srednje temperature Copeland Scroll ZP serije (R410A)
Tehničke karakteristike i cijene hermetičkih scroll kompresora Copeland Scroll ZPD i ZRD serije
Specifikacije i cijene hermetičkih scroll kompresora serije Copeland ZH
Specifikacije i cijene hermetičkih scroll kompresora serije Copeland ZB
Tehničke specifikacije i cijene hermetičkih scroll kompresora serije Copeland ZF
Tehničke specifikacije i cijene za digitalne kompresore Copeland Scroll serije ZFD i ZBD

O scroll kompresorima općenito, a posebno o COPELAND scroll kompresorima

Ova jednostavna vrsta kompresije prvi put je patentirana 1905. godine. Pomična spirala, koja se kreće usklađeno s nepomičnom spiralom, stvara sustav područja u obliku polumjeseca ispunjenih plinom između tih spirala (vidi sliku 1).

Tijekom procesa kompresije, jedna spirala ostaje nepomična (fiksna), a druga čini orbitalne (ali ne i rotacijske) pokrete (orbitalna spirala) oko fiksne spirale. Kako se to kretanje razvija, područja između dviju spirala postupno se guraju prema njihovom središtu, istovremeno se smanjujući u volumenu. Kada područje dosegne središte spirale, plin, koji je sada pod visokim pritiskom, istiskuje se iz otvora koji se nalazi u središtu. Tijekom kompresije više područja se komprimira istovremeno, omogućujući glatko odvijanje procesa kompresije.

I proces usisavanja (vanjski dio spirala) i proces pražnjenja ( unutarnji dio spirale) provode se kontinuirano.

1. Proces kompresije provodi se interakcijom orbitalne i stacionarne spirale. Plin ulazi u vanjska područja nastala tijekom jednog od orbitalnih kretanja spirale.

2. Kako plin prolazi u šupljinu spirala, usisna područja su zatvorena.

3. Kako pokretna spirala nastavlja svoje orbitalno gibanje, plin se komprimira u dva područja koja se stalno smanjuju.

4. Dok plin dosegne središte, stvara se tlak pražnjenja.

5. Normalno, tijekom rada, svih šest područja ispunjenih plinom su u različitim stupnjevima kompresije, što omogućuje kontinuirano provođenje procesa usisavanja i pražnjenja.

Spiralni kompresori Copeland prvi put su se pojavili na tržištu rashladnih uređaja u Rusiji i zemljama ZND-a početkom 90-ih godina prošlog stoljeća. Spiralni kompresori Copeland koriste se u svim glavnim klimatizacijskim sustavima, uključujući split i multi-split modele, podne verzije te u rashladnim uređajima, krovnim uređajima (krovni klima uređaji) i toplinskim pumpama. Tipične primjene su klimatizacija u stanovima, brodovima, tvornicama i velikim zgradama, također u automatskim telefonskim centralama, u rashladnim procesima iu transportu. Rashladni spiralni kompresori naširoko se koriste u kondenzacijskim jedinicama, "rashladnim" sustavima supermarketa, industrijskom hlađenju i transportnim aplikacijama, uključujući kontejnere. Ograničenja kapaciteta hlađenja za spiralne kompresore stalno se proširuju i trenutno se približavaju 200 kW kada se koristi višekompresorska stanica.

Ovaj raspon modela ima i standardni skup svojstava kompresora i nove dodatne funkcije. Ovaj skup mogućnosti nema analoga među drugim vrstama kompresora. Copeland scroll kompresori dostupni su u rasponu snage 2...15 KS. (pomoću ugrađenog elektro/motora). Ključne značajke ovih kompresora uključuju: širok radni raspon, učinkovitost usporedivu s poluhermetičkim kompresorima i bolju od hermetičkih modela u primjenama na niskim temperaturama, glatki rad koji omogućuje stalnu kompresiju i smanjen broj pokretnih dijelova, visoku pouzdanost postignutu kroz ekskluzivni Copeland Scroll dizajn ™ . Prednost u veličini i težini: Copeland scroll kompresori zauzimaju 1/3 potporne površine ekvivalentnog modela polu-hermetičkog kompresora, a njihova težina je 1/4 njegove težine. Spiralni kompresori imaju manje pokretnih dijelova od klipnih. To ih čini pouzdanijima i mogu se koristiti u širem radnom rasponu. Optimizirana za rad na niskim, srednjim i visokim temperaturama vrenja, serija rashladnih spiralnih kompresora Copland sve više zamjenjuje klipne kompresore. Spiralni kompresori serije Copland ZR koriste elektromotore od 50 i 60 Hz. ZR spiralni kompresori prilagođeni su za HFC i HCFC rashladna sredstva, a cijeli asortiman ZR može se isporučivati ​​s mineralnim ili sintetičkim uljem.

Vjeruje se da su spiralni kompresori primjenjivi samo u klimatizacijskim uređajima, a samo poluhermetički klipni ili vijčani kompresori prikladni su za primjenu na niskim temperaturama. Da, ova izjava vrijedi za većinu scroll kompresora koji postoje u svijetu. Ali ne i za Copeland kompresore. Mnogi distributeri proizvoda konkurentskih tvrtki skreću pažnju svima na činjenicu da je spiralni kompresor namijenjen samo za visoke ili, u ekstremnim slučajevima, srednje temperature. Vjerojatno misle na one kompresore koje sami isporučuju, a da ne mogu kupiti opremu s naprednijim mogućnostima. Ili, što je također vjerojatno, takve su izjave običan trik u nadmetanju za umove onih koji još nisu upućeni u detalje unutarnje strukture spiralnih kompresora raznih tvrtki, a također ne znaju ništa o njihovim komparativnim prednostima/nedostacima .
Jedinstvenost Copelandovih spiralnih kompresora leži u mogućnosti bezbolnog ubrizgavanja tekućeg (ili parnog) rashladnog sredstva izravno u spiralne šupljine otprilike u sredini procesa kompresije. Većina drugih spiralnih kompresora nema tu mogućnost zbog značajnih razlika u dizajnu. Copeland, kao pionir u industrijskom razvoju scroll tehnologije na globalnoj razini (prvi svjetski serijski scroll kompresori sišli su s proizvodne trake nove specijalizirane tvornice Copeland u SAD-u 1987.), prvi je patentirao niz zemljama najzanimljivija tehnička rješenja koja omogućuju ubrizgavanje tekućine za međuhlađenje u uvjetima niskih temperatura izravno u zonu kompresije, bez smanjenja radnog vijeka kompresora. Zahvaljujući tome, Copelandov niskotemperaturni spiralni kompresor praktički je jedini na svijetu koji može sigurno raditi na temperaturama vrenja od minus 35...minus 40°C (R22 ili R404A) i na normalnim temperaturama kondenzacije od +30. ..+50°C. Stoga je proces zamrzavanja pomoću Copelandovog niskotemperaturnog spiralnog kompresora stvarnost današnjice. Ova tehnologija već je testirana i uspješno korištena u Rusiji, Ukrajini i drugim zemljama ZND-a.
Oni stručnjaci koji već imaju svoje praktično iskustvo Operateri niskotemperaturnih Copeland scroll kompresora dobro su svjesni da nijedan drugi kompresor bilo koje vrste (uključujući klipne, rotacijske, vijčane pa čak i turbo kompresore) ne postiže zadani niskotemperaturni režim tako brzo kao Copeland scroll kompresor. Dakle, oni potrošači koji zahtijevaju najveću brzinu zamrzavanja mogu zahvaliti Copelandu za njihov niskotemperaturni spiralni kompresor.

Druga generacija Copeland ZB i ZF serija rashladnih spiralnih kompresora s ubrizgavanjem pare dizajnirana je za rad u uvjetima srednje i niske temperature s vodećim pokazateljima učinkovitosti tijekom cijele godine. Serija ZB s pogonskom snagom od 2 do 30 KS. i ZF od 4 do 15 KS. dizajniran za rad s rashladnim sredstvima R22, R134a, R404A i R407C. Prisutnost tri puta manje pokretnih dijelova u usporedbi s tradicionalnim polu-hermetičkim klipnim kompresorima, ugrađenim zaštitnim sustavom i spiralnim mehanizmom za usklađivanje pruža značajnu toleranciju na ulazak tekućeg rashladnog sredstva, što nam omogućuje da govorimo o izvrsnoj pouzdanosti ove serije kompresora u cjelini.

Druge važne prednosti Copeland scroll kompresora su rad na niske temperature ah kondenzacije, pruža izvrsnu godišnju radnu učinkovitost, širok radni raspon i smanjenu veličinu za bolju prilagodljivost traženoj primjeni. Posebno prikladna oprema za rashladne sustave s višestrukim isparavanjem koji zahtijevaju kontrolirani rashladni kapacitet su modeli spiralnih kompresora ZBD za srednje temperature vrenja i ZFD s ubrizgavanjem pare za niske temperature vrenja.

Copelandov digitalni spiralni kompresor omogućuje beskonačno promjenjivu kontrolu kapaciteta od 10 do 100% pomoću jednostavnog mehaničkog sustava i jamči preciznu kontrolu tlaka vrenja i temperature pri bilo kojem opterećenju. Digitalni spiralni kompresor Copeland ne zahtijeva složene elektronske kontrole i lako se integrira u rashladni sustav. Motor kompresora uvijek radi s konstantnom nazivnom brzinom, što osigurava visoku pouzdanost i jamči učinkovitost unutarnji sustav maziva

Usporedba s drugim vrstama kompresora

Niskotemperaturna spirala
Copeland kompresori 		Druge vrste kompresora svih poznatih vrsta
svjetskih proizvođača
Visoka brzina posmaka i
koeficijent učinka na optimalnom
za ovaj model regije
pritisci (temperature) vrenja kombinirani
s normalnim pritiscima (temperaturama)
kondenzacija => pri istom
potrošeni kapacitet hlađenja
snaga manja		 Većina klipa zabrtvljena i
poluhermetički (osim za modele serije Copeland
Disk), rotacijski, pužni i centrifugalni
kompresori imaju lošije performanse zbog
jedan ili više od sljedećih faktora:
“mrtvi” volumen, gubici ventila, veliki
unutarnje toplinski gubici, visoka učinkovitost samo u
relativno uzak raspon kompresijskih omjera itd.
=> s istim kapacitetom hlađenja
potrošnja energije je veća
Mogućnost korištenja jednog modela u
širok raspon temperatura vrenja od
minus 40oC do +7oC (za R22 ili R404A) =>
za razne primjene
potrebna je samo jedna vrsta modela
(niska temperatura!) => optimizacija
skladišne ​​zalihe: manje modela -
manje rezervnih dijelova 		Većina drugih vrsta kompresora ima
jasna podjela na niske i srednje temperature
modeli => potrebni za razne zadatke
nekoliko različitih vrsta modela (2 ili čak 3
kao!) => zalihe u skladištu su prevelike -
potrebno više rezervnih dijelova
Relativno velika pogonska snaga
izbjegava pregrijavanje elektromotora kada
izlaz u mod. Veća pouzdanost.
Nema potrebe za zaštitom motora
niskotemperaturni kompresor pri
raditi na visokim pritiscima
(temperature) vrenje => nije potrebno
TRV s MOP funkcijom => tehnološki
problemi se puno brže rješavaju
brzo punjenje isparivača
razdoblje pokretanja i izlaza kompresora
siguran način rada (npr.
zamrzavanje proizvoda će trajati mnogo duže
brže; gotov proizvod će biti više
visoka kvaliteta)		 Zbog relativno male pogonske snage
niskotemperaturni klipni kompresori
potrebno umjetno ograničenje
maksimalni tlak vrenja (temperatura),
koji se obično provodi pomoću TRV sa
MOP funkcija => zahtijeva ekspanzijski ventil s MOP funkcijom
MOP => zbog niske dovode rashladnog sredstva u
isparivač do maksimuma
maksimalni tlak vrenja (pojedinačno
za svaki kompresor) hlađenje
(smrzavanje) instalacija dosegne zadanu točku
vrlo spor način => gubitak kvalitete
smrznuti proizvodi zbog kršenja
brzina smrzavanja
Startna struja praktički se ne razlikuje od
radnik (kompresor se potpuno pokreće
interno mehanički neopterećen) =>
minimum => kontaktori kompresora
može imati manju snagu i
zaštitni električni prekidač mora biti (!)
manje moćan.
Ušteda energije tijekom pokretanja. 		Druge vrste kompresora su se povećale
ili vrlo visoka startna struja čak i sa
korištenje mehaničkih uređaja za istovar =>
nepovoljan utjecaj na susjede
električni potrošači; zahtijeva snažnije
elektroinstalacijska oprema
Povećana potrošnja energije tijekom pokretanja.
Copeland scroll kompresor ima
jedan od najboljih pokazatelja u pogledu stupnja
prijenos ulja u sustav jedan je od najvećih
niske vrijednosti => u mnogim aplikacijama
slučajevima kada se koristi separator ulja i
ostale složene komponente sustava
nije potrebno podmazivanje 		Prenos ulja u većini klipnih motora
kompresori (osim modela s ventilacijom
ventil u kućištu radilice, na primjer, za Copeland -
modeli serije Discus ili S-serije) su viši, i
vijčani su nekoliko puta veći => dodatno
potrebni su skupi
komponente sustava povrata ulja (i ponekad
hlađenje), sustav upravljanja postrojenjem
postaje kompliciraniji i smanjuje se njegova pouzdanost
Mogućnost privremenog rada u uvjetima
povremeni (mršavi) povrat ulja zahvaljujući
Teflonski klizni ležajevi =>
dug radni vijek čak iu teškim uvjetima
radni uvjeti (npr.
smanjena viskoznost zbog visoke
temperatura ulja ili visoka
količina otopljenog rashladnog sredstva;
povremeni (porcionirani) povratak
kompresorsko ulje) 		Gotovo svi ostali kompresori na svijetu (osim
serija modela Discus ili S-serija iz Copelanda), in
koji se klizni ležajevi koriste,
imati brončani ili sličan premaz
(babiti i sl.) u tarnim parovima => at
povećani neodgovarajući uvjeti podmazivanja
trošenje tarnih parova => brzi kvar
kompresor
Visoka brzina dodavanja
tijekom cijelog životnog vijeka
zbog besplatnog
samopodesiva brtva između
spirale – radijalno podudaranje =>
stalan kapacitet hlađenja 		Većina vrsta kompresora ima koeficijent
protok se smanjuje s upotrebom
kompresor zbog istrošenosti spojnice
dijelovi u kompresijskim šupljinama => smanjeni
krajnji kapacitet hlađenja
standardni vijek trajanja
Povećana otpornost na "mokro"
pomak" zahvaljujući radijalnom
sporazum
Niska otpornost na "hod po mokrom" za sve
vrste kompresora (uključujući scroll
modeli gdje nema radijalnog podudaranja),
osim vijčanih kompresora
Visoka mehanička otpornost
onečišćenje zbog radijalnog
sporazum
Mehaničke čestice koje ulaze u zonu kompresije
gotovo uvijek dovodi do neuspjeha
sve vrste kompresora, uključujući scroll
modeli bez radijalnog usklađivanja

Usporedba s drugim tipovima spiralnih kompresora

Copeland scroll kompresori Ostali spiralni kompresori
Imamo najkompletniju liniju
scroll kompresori, uključujući
niskotemperaturni modeli do minus 40
ključanje oC:
* klima (R22, R134a, R407C) ZR
* klima uređaj (R410A) ZP
* visokotemperaturne dizalice topline ZH
* hlađenje na visokim i srednjim temperaturama /
rashladni uređaji ZB
* srednjotemperaturno hlađenje ZS
* ZF niskotemperaturno hlađenje
* ultraniskotemperaturno (kriogeno) hlađenje
ZC
* horizontalni modeli:
ZBH – visoka i srednja temperatura
hlađenje
ZSH – srednjetemperaturno hlađenje
ZFH – niskotemperaturno hlađenje
* modeli s bezstupanjskim i bezstupanjskim
regulacija učinka 		Većina tvrtki proizvodi spirale
kompresori imaju u svom arsenalu samo
modeli za klimatizaciju (bar
slučaju, za hladnoću srednje temperature), jer
niskotemperaturni modeli su previše složeni i
zahtijevaju radikalne promjene u unutarnjem
dizajne
Postoji unutarnji mehanički
Spiralna zaštita od preopterećenja:
srednjotemperaturni modeli ZS i ZF –
kada je omjer tlaka prekoračen
ispuštanje/usis 20:1
visoko i srednje temperaturni modeli ZR i
ZB – kada je prekoračen omjer tlaka
ispuštanje/usis 10:1
zahvaljujući aksijalnom poravnanju 		Većina proizvođača ima mehaničke
zaštita samih spirala od preopterećenja
odsutan (bez aksijalnog poravnanja) =>
Moguće uništenje spirala kod preopterećenja
Prilikom pokretanja spirale se ne dodiruju
njegove bočne površine
(zbog aksijalne koordinacije) => neopterećen start => povećan
životni vijek motora i smanjen
Potrošnja energije 		Većina spiralnih kompresora ima
dizajn s kruto fiksnom putanjom
kretanje rotirajuće spirale (nema aksijalne koordinacije) => start pod opterećenjem =>
povećana potrošnja energije
Izravni kontakt između spirala u
krajnji smjer bez korištenja
završne brtve => dug vijek trajanja i
sposobnost rada na visokim
omjeri kompresije		 Mnogi proizvođači koriste end
brtve kako bi se osigurala ispravna
brtve => smanjen vijek trajanja i
poteškoće u radu s velikim razlikama
tlak (načini niske temperature)

Copeland Digital Scroll™ kompresori

Dizajn Copland Digital Scroll™ kompresora temelji se na jedinstvena tehnologija Copeland Compliance™ odobrenje spiralnog bloka. Kontrola učinka postiže se aksijalnim širenjem spirala na kratko vrijeme. Jednostavan je i pouzdan mehanička metoda za glatku kontrolu performansi, preciznu kontrolu temperature i povećanu učinkovitost sustava.

Kompresor Copeland Digital Scroll™ je rješenje koje se može integrirati u postojeći sustav. Brzo je i jednostavno jer nisu potrebne druge komponente. Kako bi implementaciju učinili lakšom, Dixell i Alco razvili su dva kontrolera s Copelandom za upravljanje Copeland Digital Scroll™ kompresorima.

Kompresor Copland Digital Scroll™ nudi najviše širok raspon kontrolu industrijskog kapaciteta i omogućuje glatko variranje kapaciteta od 10% do 100% bez mijenjanja radnog raspona u usporedbi sa standardnim Copeland Scroll™ kompresorom. Kao rezultat, usisni tlak i temperatura održavaju se vrlo precizno, a ciklusi kompresora smanjeni su na minimum. Time se osigurava optimalna učinkovitost sustava i dug radni vijek opreme i komponenti.

Mogućnost korištenja kompresora Copeland Digital Scroll™ na temperaturama kondenzacije do 10°C također jamči najbolji nastup sezonska učinkovitost na tržištu kompresora. Brzine protoka rashladnog sredstva u sustavima s kompresorima Copeland Digital Scroll™ identične su standardnim kompresorima, čak i pri malom kapacitetu.

Kompresor Copeland Digital Scroll™ cijelo vrijeme radi punom brzinom, nikada ne smanjujući povrat ulja u kompresor. Kompresor Digital Scroll™ pruža slično visoka razina pouzdanost, baš kao i sustavi sa standardnim kompresorima. Motor kompresora se ne pregrijava i nema rezonantnih oscilacija tijekom rada, kao što se često događa u sustavima s inverterom.

Visokoučinkoviti scroll kompresori Copeland ZF EVI

Copeland Scroll TM nudi najviše učinkovito rješenje za primjenu na niskim temperaturama u supermarketima. Prije tri godine, započevši proizvodnju scroll kompresora serije ZB, namijenjenih za rashladna tehnika radeći u srednjem rasponu vrenja, Copeland je lansirao svoju drugu generaciju spiralnih kompresora. Danas je ova generacija proširena novom serijom visokoučinkovitih spiralnih kompresora koji će nedvojbeno imati značajan utjecaj na kasniji razvoj rashladnih sustava. Novi spiralni kompresor ZF EVI, posebno dizajniran i optimiziran za maksimiziranje prednosti pothlađivanja tekućine i tehnologije ubrizgavanja pare, ključna je komponenta za dizajn visoko učinkovitih niskotemperaturnih središnjih rashladnih postrojenja.

ZF EVI spiralni kompresori nude veći kapacitet hlađenja i koeficijent učinkovitosti (COP) od komercijalno dostupnih modela, pružajući dodatne operativne prednosti i čineći ih kompresorom izbora za aplikacije za skladištenje hrane. Ovaj članak opisuje koncept EVI spiralnog kompresora, njegove glavne karakteristike i primjenu dani su aspekti korištenja u rashladnim sustavima. Ubrizgavanje pare. EVI spiralni rashladni ciklus sličan je dvostupanjskom ciklusu međuhlađenja, ali koristi jedan kompresor (vidi sliku 1). Ovaj koncept je mnogo jednostavniji i eliminira dodatne gubitke koji postoje u konvencionalnom dvostupanjskom sustavu kompresije. Princip rada visokotlačnog stupnja je odabir dijela kondenzirane tekućine i njegovo naknadno isparavanje nakon ekspanzijskog ventila u protustrujnom izmjenjivaču topline-pothladnjaku (ekonomizator). Zatim, pregrijana para ulazi kroz srednje otvore za ubrizgavanje u šupljine spiralnog bloka.

Dodatno pothlađivanje povećava rashladni kapacitet isparivača, smanjujući entalpiju rashladnog sredstva na ulazu, uz održavanje konstantnog masenog protoka. Dodatni maseni protok potreban za ubrizgavanje ovisi o položaju priključka i stvara dodatno opterećenje, što malo povećava potrošnju energije spiralnog kompresora. Stoga je dizajn otvora za ubrizgavanje optimiziran kako bi se maksimizirala učinkovitost uz minimalnu potrošnju energije kompresora. Dobro je poznato da je učinkovitost dvostupanjskog ciklusa kompresije veća od one jednostupanjskog (s jednakom volumetrijskom produktivnošću).

Povećanje rashladnog kapaciteta kompresora postiže se dubljim pothlađivanjem tekućine u ekonomizeru uz blagi porast utroška energije za komprimiranje malog dijela plina od međutlaka do tlačnog tlaka. Međustupanjsko hlađenje parom smanjuje temperaturu ispuštanja, omogućujući spiralnom kompresoru rad pri višem omjeru tlaka. Prethodno se ubrizgavanje pare tradicionalno koristilo samo u velikim komercijalnim vijčanim i višestupanjskim centrifugalnim kompresorima (ali ne i u malim hermetičkim). Danas Copeland predstavlja novi kompresor s ubrizgavanjem pare, dio spiralne obitelji. Posebno je dizajniran za primjene na niskim temperaturama i pruža razine učinkovitosti usporedive s poluhermetičkim kompresorom serije Copeland Discus, koji posljednjih godina je prepoznat kao najučinkovitiji u svijetu među kompresorima svih vrsta.

Scroll kompresor- uređaj za komprimiranje plina (zraka ili rashladnog sredstva) smanjenjem njegovog volumena u komorama koje tvore površine spirala.

Spiralni kompresori koriste se u klimatizaciji, hlađenju, grijanju, automobilima, kriogenim i rashladnim sustavima te kao vakuumske pumpe.

Dizajn i princip rada spiralnog kompresora

Ima ih nekoliko standardni dizajni scroll kompresori.

Najčešća opcija je korištenje dva spiralna elementa, instaliran s ekscentričnosti. Jedan od tih elemenata je pomičan, drugi nije.

Dizajn kompresora s jednim pokretnim svitkom

Na slici je prikazan scroll kompresor.


U zatvorenom kućištu nalazi se električni motor koji okreće osovinu. U gornjem dijelu tijela ugrađena je fiksna spirala. Na osovini je ugrađena pomična spirala, koja se može pomicati duž vodilica čineći složeno kretanje u odnosu na fiksnu spiralu.

Uslijed kretanja između spirala nastaju komore (džepovi) čiji se volumen daljnjim kretanjem smanjuje, a kao rezultat dolazi do komprimiranja plina koji se nalazi u tim džepovima.

Načelo rada takvog kompresora prikazano je u videu:

Također pronađeno kompresori s dva pokretna spirala izvodeći rotacijsko gibanje u odnosu na različite osi. Kao rezultat rotacije spiralnih elemenata također se formiraju komore, čiji se volumen smanjuje tijekom rotacije.

U većoj mjeri, kompresor se razlikuje od gore prikazanih opcija, u kojima je kruti element izrađen u obliku Arhimedova spirala utječe savitljiva elastična cijev. Princip rada takvog kompresora sličan je peristaltičkoj pumpi. Takav scroll kompresori obično ispunjen tekućim mazivom kako bi se smanjilo trošenje savitljive cijevi i raspršila toplina. Takvi se kompresori često nazivaju crijevo.

Dinamički ventili

U spiralnim kompresorima usisni ventil nije potreban, jer sama pomična spirala odsijeca radnu komoru od usisnog kanala. Dinamički ventil može se ugraditi u ispusni vod spiralnog kompresora, koji sprječava povratni tok i, kao rezultat, okretanje spirale pod djelovanjem kada je motor isključen. Treba uzeti u obzir da dinamički ventil stvara dodatni otpor u ispusnom vodu.

Dinamički ventili ugrađeni su u ispusni vod srednjotemperaturnih i niskotemperaturnih rashladnih kompresora Copeland.

Prednosti spiralnih kompresora

Spiralni kompresor radi mirnije, i pouzdaniji od većine drugih volumetrijskih strojeva. Za razliku od klipova, pokretni svitak može biti savršeno uravnotežen, minimizirajući vibracije.

Odsutnost mrtvog volumena u spiralnim kompresorima rezultira povećanom volumetrijskom učinkovitošću.

Spiralni kompresori obično imaju manje pulsacije od strojeva s jednim klipom, ali više pulsiranja od strojeva s više klipova.

Spiralni kompresori imaju manje pokretnih dijelova, u usporedbi s klipnim motorima, što, teoretski, osigurava njihovu veću pouzdanost.

Spiralni kompresori općenito su vrlo kompaktni i ne zahtijevaju opružni ovjes zbog glatkog rada.

Nedostaci scroll kompresora

Spiralni kompresori osjetljivi su na kontaminaciju dizanog plina, jer... male čestice se mogu taložiti na površini spirale, što neće osigurati dovoljnu nepropusnost radne komore.

Spiralni kompresor mora se okretati samo u jednom smjeru.

Promjenjivi spiralni kompresori

Dugo vremena su se spiralni kompresori proizvodili bez mogućnosti podešavanja performansi. Ako je bilo potrebno smanjiti protok, koristila se frekvencijska regulacija pogonskog elektromotora ili se dio plina premotavao iz tlačnog voda u usisni vod.

Trenutno podesivi spiralni kompresori proizvodi Emerson. U ovim kompresorima, udaljenost između osi rotacije spirala može se mijenjati, ako je potrebno, ta udaljenost se može odabrati tako da se ne formiraju komore između spiralnih elemenata, što znači da će dovod kompresora biti namotan na 0. Izmjenom dva različitim radnim stanjima (prazan hod i radni hod) korištenjem elektroničke kontrole, može se postići potrebna učinkovitost.