Sprężarka chłodnicza typu scroll. Zasada działania i urządzenie


Ryż. 2. 26. Sprężarka spiralna Performer (Danfoss). 1 – ruchoma spirala; 2 – spirala stała; 3 - skrzynka zaciskowa; 4 – zabezpieczenie silnika elektrycznego; 5 – wziernik; 6 – ssanie; 7 – pompa olejowa; 8 - silnik elektryczny; 9 – wtrysk; 10 – zabezpieczenie przed odwrotnym obrotem; 11 – zawór zwrotny.

Silnik elektryczny znajduje się w dolnej części sprężarki; wał za pomocą mimośrodu zapewnia elipsoidalny ruch ruchomej spirali wsuniętej w nieruchomą spiralę zainstalowaną w górnej części sprężarki. Zasysany gaz wchodzi do sprężarki rurą ssącą, opływa obudowę silnika elektrycznego i wchodzi do niego przez otwory w dolnej części obudowy (rys. 2.26). Olej zawarty w parach czynnika chłodniczego oddziela się od niej w wyniku obrotu mieszaniny czynnika chłodniczego i oleju pod wpływem sił odśrodkowych i spływa na dno skrzyni korbowej sprężarki. Para przepływa przez silnik elektryczny, zapewniając całkowite chłodzenie sprężarki we wszystkich trybach pracy. Po przejściu przez silnik elektryczny para wchodzi do elementów spiralnych sprężarki, które znajdują się w górnej części sprężarki, nad silnikiem elektrycznym. Cykl pracy zamykają się w trzech obrotach wału: pierwszy obrót to ssanie, drugi obrót to sprężanie, trzeci obrót to tłoczenie. Bezpośrednio nad wylotem stałej spirali znajduje się zawór zwrotny. Chroni sprężarkę przed cofaniem się gazu po jej wyłączeniu. Po przejściu zaworu zwrotnego gaz opuszcza sprężarkę rurą tłoczną.

Sprawność sprężarek spiralnych zależy w dużej mierze od wielkości wewnętrznych promieniowych i osiowych wycieków gazu podczas procesu sprężania. Przecieki promieniowe występują pomiędzy stykającymi się powierzchniami bocznymi spiral, nieszczelności osiowe – pomiędzy górnym końcem jednej spirali a płytą podstawy drugiej (ryc. 2.24). Nieszczelności prowadzą do wzrostu zużycia energii przez sprężarkę, zmniejszając jej wydajność chłodniczą i efektywność roboczą.

Główną różnicą pomiędzy tą sprężarką a innymi sprężarkami spiralnymi jest zasada zagęszczania elementów spiralnych. Powszechnym sposobem zapewnienia promieniowego uszczelnienia jest uzyskanie szczelnego styku poprzez dociśnięcie ruchomej spirali do nieruchomej pod wpływem siły odśrodkowej. Jednak świeżo wyprodukowane sprężarki zapewniają skuteczne, jednolite uszczelnienie dopiero po okresie „dotarcia”, podczas którego między powierzchniami zostaje ustanowiony niezbędny kontakt. Dotykanie bocznych powierzchni spirali jest warunek wstępny dla takich sprężarek.

Firma Danfoss stosuje w sprężarkach marki Performer tak zwaną „zasadę kontrolowanego orbitowania”, która zakłada ruch spirali po ustalonej drodze bez kontaktu pomiędzy ruchomą i nieruchomą spiralą w dowolnych warunkach pracy sprężarki.

Sprężarki o kontrolowanym rotacji muszą mieć wyjątkowo precyzyjne profile spiralne, aby zapewnić gwarantowaną szczelność. Boczne powierzchnie takich spiral nigdy nie stykają się ze sobą, a cienka warstwa oleju uszczelniająca szczelinę zapewnia smarowanie spiral bez tarcia i zużycia ich powierzchni.

Podczas tworzenia uszczelnienia osiowego niektórzy producenci sprężarek dociskają ruchomą spiralę do nieruchomej, aby uszczelnić za pomocą sprężonego gazu.

W sprężarkach Performer dynamiczny kontakt pomiędzy górnym końcem ruchomej spirali a płytą podstawy nieruchomej spirali jest utrzymywany przez pływającą uszczelkę (rys. 2.27).

Ryż. 2.27. Pływająca uszczelka z kontrolowaną rotacją wykonawcy:

1 - płyta podstawowa; 2 - szczelina między końcem a płytą podstawy; 3 - pływająca uszczelka; 4 - spirala; 5 - film olejowy zapobiegający wyciekom gazu uszczelniającego; 6 - gaz wysokie ciśnienie

Ten element uszczelniający znajduje się w rowku wyciętym w górnym końcu ruchomej spirali (ryc. 2.27). Gaz pod ciśnieniem naciska na uszczelkę pływającą od dołu i dociska ją do płyty nośnej spirali, tworząc dynamiczny kontakt podczas pracy sprężarki. Siły docisku są bardzo niskie, co w połączeniu z małą powierzchnią styku zmniejsza tarcie i zwiększa wydajność sprężarki.

Cecha charakterystyczna Sprężarki te są zaprojektowane tak, aby pracować na biegu jałowym, nawet gdy ciśnienie w układzie jest niezrównoważone. Odbywa się to poprzez zainstalowanie zaworu zwrotnego na przewodzie tłocznym, który zamyka się po zatrzymaniu. W tych warunkach tylko gaz sprężony w sprężarce do miejsca montażu zaworu wraca do skrzyni korbowej, przechodząc przez spirale. Zapewnia to wyrównanie ciśnienie wewnętrzne. Po zatrzymaniu sprężarki obie spirale otwierają się zarówno w pionie, jak i w poziomie. Po ponownym uruchomieniu sprężarka nie jest obciążona, ponieważ ciśnienie wzrasta stopniowo. Sprężarka spiralna jest wyposażona w zawór bezpieczeństwa, który otwiera się, gdy ciśnienie przekroczy 28 barów i omija czynnik chłodniczy z komory tłocznej do komory ssącej.

Olej w sprężarkach spiralnych służy jedynie do smarowania łożysk i pływającego pierścienia uszczelniającego. Smarowanie spiral nie jest wymagane ze względu na małą prędkość obrotową i siłę tarcia w każdym punkcie styku. Zawartość oleju w mieszance olejowo-czynnikowej jest wystarczająca do zapewnienia niezbędnego smarowania, dzięki czemu olej nie jest narażony na działanie wysokich temperatur, które z biegiem czasu mogą prowadzić do pogorszenia właściwości oleju. Inny cecha pozytywna to wysoka odporność na przenoszenie oleju podczas rozruchu.

Pytania do samokontroli w Rozdziale 2.

Jaka jest różnica między sprężarkami o przepływie bezpośrednim i pośrednim? 2. Jaka jest różnica konstrukcyjna pomiędzy sprężarką jednostronnego działania a sprężarką dwustronnego działania? 3. Jakie urządzenie zabezpieczające przed uderzeniami wodnymi jest zawarte w sprężarce? 4. Jaka jest różnica pomiędzy pierścieniem uszczelniającym tłok a pierścieniem uszczelniającym olej? 5. W jaki sposób smarowana jest uszczelka sprężarki? 6. Do czego służy zawór bezpieczeństwa w sprężarce? 7. W jaki sposób olej uniesiony przez pary czynnika chłodniczego wraca do skrzyni korbowej sprężarki? 8. Dlaczego sprężarka zasilana amoniakiem ma większą wydajność chłodniczą niż sprężarka pracująca na R22? 9. Jak zmienić wydajność chłodniczą sprężarki chłodniczej? 10. Jak zachodzi kompresja w sprężarce śrubowej? 11. Dlaczego w sprężarce śrubowej powstają straty energii, gdy ciśnienie na końcu sprężania nie pokrywa się z ciśnieniem tłoczenia? 12. Dlaczego wydajność chłodnicza sprężarki śrubowej zmienia się, gdy suwak się porusza? 13. Jakie zalety i wady ma sprężarka śrubowa w porównaniu do sprężarki tłokowej? 14. Jakie są zalety sprężarek spiralnych? 15. Uszczelki do sprężarek spiralnych. 16. Zasada działania sprężarek typu scroll. 17. Jaka jest objętość „ściśnięta” w sprężarkach śrubowych?

Lektury do rozdziału 2.

1.Baranenko A.V., Bucharin N.N., Pekarev V.I., Timofeevsky L.S. Maszyny chłodnicze – St. Petersburg: Politechnika, 2006.-944 s.

2. Szybki wybór regulatory automatyczne, sprężarki i agregaty sprężarkowo-skraplające. Katalog. Danfoss. 2009.-234s

3. Ladin N.V., Abdulmanov Kh.A., Lalaev G.G. Morskie agregaty chłodnicze. Podręcznik. Moskwa, Transport, 1993.-246 s.

4. Shvetsov G. M., Ladin N. V. Morskie agregaty chłodnicze: Podręcznik dla
uniwersytety - M.: Transport, 1986. - 232 s.

Główne zalety sprężarek spiralnych to:

1. Wysoka efektywność energetyczna; ich efektywna wydajność sięga 80-86%;

2.Wysoka niezawodność i trwałość, determinowana trwałością łożysk;

3. Dobra równowaga; niewielka zmiana momentu obrotowego na wale sprężarki; niskie prędkości gazu w samochodzie – wszystko to sprawia, że ​​maszyna pracuje przy niskim poziomie hałasu.

4. Prędkość - liczba obrotów wału sprężarki wynosi od 1000 do 13000 i zakres ten się rozszerza.

5. Brak objętości martwej, niski poziom wycieków, a co za tym idzie, wyższa skuteczność wskaźnika; gaz zasysany przez sprężarkę nie styka się z gorącymi ściankami części sprężarki;

6. Procesy ssania, sprężania i tłoczenia są „rozciągnięte” wzdłuż kąta obrotu wału, dlatego nawet przy dużych częstotliwościach wału prędkości gazu są małe.

7. Brak zaworów na ssaniu i często na tłoczeniu;

8. Sprężarka spiralna, podobnie jak sprężarka śrubowa, może pracować w cyklu z „doładowaniem”;

9. Sprężarka spiralna, jak wszystkie sprężarki wyporowe, może pracować na dowolnym czynniku chłodniczym, na dowolnym gazie, a nawet z wtryskiem kropelkowym cieczy.

W porównaniu do sprężarek tłokowych o tej samej mocy, sprężarka spiralna ma następujące zalety:

1. Więcej wysoka wydajność- o 10-15%;

2. Wyższy posuw - o 20-30%;

3. Mniejsze rozmiary - o 30-40%;

4. Mniejsza waga - o 15-18%;

5. Poziom hałasu jest niższy o 5-7 dBA;

6. Nie ma części, które często ulegają awarii - pierścienie tłokowe, zawory.

7. Może współpracować z wtryskiem cieczy kropelkowej np. w wersji olejowej, typu śrubowego;

8. Mniej części, niższe koszty produkcji.

Wady sprężarek spiralnych obejmują:

1. Maszyny spiralne wymagają nowych części spiralnych do budowy maszyn, których produkcja wymaga frezarek CNC.

2. Na ruchomą spiralę wpływa złożony system siły: osiowe, odśrodkowe, styczne, wymagające fachowych obliczeń i wyważenia, a co za tym idzie wyważenia wirnika.

3. Jeżeli nie ma zaworu tłocznego, teoretyczny wykres indykatorowy sprężarki spiralnej będzie miał taki sam wygląd jak sprężarki śrubowej, z możliwym niedociśnieniem i nadmiernym skompresowaniem gazu, tj. z dodatkowymi stratami.

Sprężarki spiralne zaczęto instalować w urządzeniach klimatyzacyjnych w budynkach mieszkalnych od końca lat 80-tych. W komercyjnych systemach klimatyzacyjnych sprężarki spiralne są szeroko stosowane od końca lat 90-tych. Teraz znalazły zastosowanie w urządzeniach chłodniczych, pompach ciepła i transporcie. Sprężarki spiralne Montowane są nie tylko w instalacjach klimatyzacyjnych, ale także w centralach chłodniczych supermarketów, technice telekomunikacyjnej, przemysłowych instalacjach chłodniczych, urządzeniach technologicznych, osuszaczach i klimatyzatorach wagonów metra. Klienci wciąż znajdują nowe zastosowania dla tego sprzętu.


Sprężarka spiralna składa się z dwóch stalowych spiral. Są one włożone jeden w drugi i rozszerzają się od środka do krawędzi cylindra sprężarki. Wewnętrzna spirala jest nieruchoma, a zewnętrzna obraca się wokół niej. Spirale posiadają specjalny profil (ewolwenta), który pozwala na toczenie się bez poślizgu. Ruchoma spirala sprężarki jest zamontowana na mimośrodzie i toczy się po wewnętrznej powierzchni kolejnej spirali. W tym przypadku punkt styku spiral stopniowo przesuwa się od krawędzi do środka. Opary czynnika chłodniczego znajdujące się przed linią styku są sprężane i wpychane do centralnego otworu w pokrywie sprężarki. Punkty dotyku znajdują się na każdym zwoju wewnętrznej spirali, dzięki czemu pary są sprężane płynniej, w mniejszych porcjach, niż w innych typach sprężarek.
W rezultacie zmniejsza się obciążenie silnika sprężarki, szczególnie podczas uruchamiania sprężarki. Para czynnika chłodniczego wchodzi przez wlot w cylindrycznej części obudowy, chłodzi silnik, następnie jest sprężana pomiędzy spiralami i wychodzi przez wylot w górnej części obudowy sprężarki.

Obecnie na całym świecie w różnych układach chłodniczych pracują miliony sprężarek Copeland, które charakteryzują się wysoką jakością i zaawansowaną konstrukcją. Każdego roku w dziewięciu przedsiębiorstwach zlokalizowanych na 3 kontynentach produkowanych jest do 4 milionów sprężarek spiralnych. Centra wsparcia inżynieryjnego Copeland znajdują się w Europie, Azji i USA.

Sprężarki spiralne. Ilustracje.
Aby zobaczyć większy obraz, kliknij na obrazek
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 13 14
15 16 17 18
19

1. Rysunek wymiarowy sprężarki spiralnej Copeland ZR22K3...ZR40K3
2. Rysunek wymiarowy sprężarki Copeland ZR47...48KC

4. Rysunek wymiarowy sprężarki Copeland ZPD61...ZRD83
5. Ogólny rysunek wymiarowy sprężarki Copeland

7. Oznaczenie sprężarek spiralnych Copeland

9. Przekrój sprężarki scroll firmy Sanyo
10. Zdjęcia sprężarek 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. Gama sprężarek spiralnych Sanyo
12. Sprężarka spiralna Sanyo serii C-SB
13. Sprężarka spiralna Sanyo serii C-SD
14. Sprężarka spiralna Sanyo serii C-SC
15. Rysunek wymiarowy sprężarki Sanyo C-SBN373H8D
16. Rysunek wymiarowy sprężarki Sanyo C-SB 2,6-4,5 KW
17. Rysunek wymiarowy sprężarki Sanyo C-SC 6,0-7,5 KW
18, 19 Zdjęcie kompresora SANYO C-SBN303H8D

Sprężarka scroll - historia
Idea spirali znana jest ludzkości od ponad 3 tysięcy lat. Spirale (z greckiego speira - obrót) to krzywe zakręcone wokół punktu na płaszczyźnie (spirale płaskie), na przykład spirala Archimedesa, spirala hiperboliczna, spirala logarytmiczna lub wokół osi (spirala przestrzenna), na przykład , helisa. Ale technicznie rzecz biorąc, ludzkość była w stanie wcielić ten pomysł w życie dopiero pod koniec XX wieku.

Wszystko zaczęło się w 1905 roku, kiedy francuski inżynier Leon Croix opracował konstrukcję sprężarki spiralnej i otrzymał na nią patent. Jednak w tamtym czasie tej technologii nie można było wdrożyć, ponieważ nie było niezbędnej bazy produkcyjnej. Dlatego na projekt działającego prototypu trzeba było poczekać aż do drugiej połowy XX wieku, gdyż Aby zapewnić wydajną pracę, sprężarka spiralna musi mieć małą szczelinę konstrukcyjną w współpracujących częściach (spirale). Taka precyzja była możliwa jedynie dzięki precyzyjnej obróbce mechanicznej opracowanej w drugiej połowie XX wieku, co wyjaśnia stosunkowo niedawne wprowadzenie sprężarki spiralnej na rynek zaawansowanych technologii.

Koncepcję sprężarek spiralnych wznowił fizyk Nils Young w 1972 roku. Young przekazał pomysł pracownikom firmy Arthur D. Little (USA). Kierownictwo Arthura D. Little dostrzegło duży potencjał tej koncepcji i zaczęło opracowywać możliwy model w styczniu 1973 roku. Duzi producenci chłodnictwa i przemysłu petrochemicznego byli bardzo zainteresowani opracowaniem sprężarki o całkowicie nowej konstrukcji, która umożliwiłaby osiągnięcie znacznej wydajności. Już podczas testów prototypowej sprężarki spiralnej ujawniono, że ma ona zdolność do wytworzenia wysokiego stopnia sprężania i najwyższej wydajności, jaka istniała na początku lat 70-tych. sprężarki chłodnicze, a także ma wysoką charakterystyka wydajności(niezawodność, niski poziom hałasu itp.).

Następnie „Arthur D. Little” pod koniec 1973 roku poczynił znaczne wysiłki w celu opracowania działającego modelu sprężarki chłodniczej typu scroll dla amerykańskiej korporacji „Thane”. Nieco później wiele dużych firm, na przykład „Copeland” (USA), „Hitachi” (Japonia), „Volkswagen1” (Niemcy), rozpoczyna intensywne badania i udoskonalanie konstrukcji sprężarki spiralnej chłodniczej, opanowując technologię produkcji części i sprężarki spiralnej jako całości. Rozwój prototypu sprężarki spiralnej był wolniejszy. Pod koniec lat 80. Hitachi i Mitsui Seiki (Japonia) zaprezentowały sprężarkę powietrza smarowaną olejem. Jednakże te sprężarki były po prostu modyfikacjami sprężarek spiralnych chłodniczych. Iwata Compressor (Japonia) zawarła umowę licencyjną z Arthurem D. Little w 1987 r. na opracowanie sprężarki typu air scroll. W rezultacie Iwata Compressor jako pierwsza na świecie wprowadziła „suchą” (bezolejową) sprężarkę spiralną w styczniu 1992 r. kompresor. Moc początkowa sprężarki powietrza wynosiła 2,2 i 3,7 kW. Głównymi zaletami sprężarek spiralnych „suchych” „Iwata Compressor” w porównaniu do sprężarek tłokowych „suchych” są: trwałość, niezawodność, niski poziom hałasu i wibracji.

Obecnie wszyscy producenci sprężarek dla przemysłu chłodniczego prowadzą zakrojone na szeroką skalę badania w zakresie sprężarek scroll. Sprężarki spiralne chłodnicze pomyślnie przetrwały próbę czasu i aktywnie zaczęły wypierać z rynku inne typy sprężarek (zwłaszcza tłokowych) sprzęt chłodniczy, osiągając w ciągu zaledwie kilku lat dominującą pozycję na rynku klimatyzacji i pomp ciepła. Z każdym rokiem sprężarki spiralne są coraz częściej stosowane w układach chłodniczych i klimatyzacyjnych. Wynika to z faktu, że są bardziej niezawodne w działaniu, zawierają o 40% mniej części niż tłokowe, wytwarzają mniej hałasu i mają dłuższą żywotność.
Produkcja sprężarek spiralnych gwałtownie wzrosła w ciągu ostatnich kilku lat, a do stycznia 2000 roku wyprodukowano ponad 20 milionów sprężarek.

Sprężarki spiralne znalazły zastosowanie we wszystkich głównych systemach klimatyzacji, w tym w modelach typu split i multi-split, wersjach stojących na podłodze oraz w agregatach chłodniczych, dachowych ( klimatyzatory dachowe) i pompy ciepła. Typowe zastosowania to klimatyzacja w mieszkaniach, statkach, fabrykach i dużych budynkach, a także w automatycznych centralach telefonicznych, w procesach chłodniczych i transporcie. Chłodnicze sprężarki spiralne są szeroko stosowane w agregatach skraplających, systemach „chłodzących” w supermarketach, chłodnictwie przemysłowym i zastosowaniach transportowych, w tym w kontenerach. Limity wydajności chłodniczej sprężarek spiralnych stale rosną i obecnie zbliżają się do 200 kW w przypadku korzystania ze stacji wielosprężarkowej.

Popularność sprężarek spiralnych jest bardzo duża ze względu na ich szeroki zakres zastosowań, co tłumaczy się ich niezawodnością i wszechstronnością.

Klimatyzacja domowa
Sprężarki spiralne spełniają wymagania tego sektora klimatyzacji, charakteryzując się niskim poziomem hałasu, kompaktowy rozmiar, zmniejszona waga w porównaniu do sprężarek tłokowych.
Ich charakterystyka, będąc bardziej stałą, lepiej spełnia wymagania klimatyzacji komfortowej.
Silniki jednofazowe (stosowane w klimatyzacji pomieszczeń) nie wymagają przekaźników rozruchowych ani kondensatorów. Są preferowane ze względu na ich minimalny wpływ na inne elementy obwodu.

Komercyjna klimatyzacja
Ich wydajność chłodnicza jest więcej niż wystarczająca, aby spełnić wymagania dotyczące klimatyzacji komercyjnej.
Sprężarki spiralne znajdują również zastosowanie w klimatyzacji w sklepach, biurach podróży, biurach, bankach, restauracjach, barach szybkiej obsługi, barach i wielu innych obiektach. Klimatyzatory ze sprężarką scroll są dobrym rozwiązaniem technicznym, szczególnie dla jednostek pracujących w okresie letnim i całorocznym, a także w trybie pompy ciepła.

Pompy ciepła
W pompach ciepła sprężarki spiralne mają tę zaletę, że są zwiększone w porównaniu z innymi typami sprężarek stosowanych w pompach ciepła ze względu na możliwość kontrolowania ciekłego czynnika chłodniczego wchodzącego do sprężarki w sytuacjach awaryjnych (bez niszczenia jej elementów).

Agregaty chłodnicze do centrów komputerowych i automatycznych central telefonicznych
Te wskazówki rzeczywiście wymagają ciągła praca agregaty chłodnicze, często powyżej 8000 h/rok. Szczególnie ważne jest zapewnienie ciągłej pracy w tych warunkach poprzez stałą praca. W takich warunkach sprężarki spiralne mogą skutecznie zmniejszać zużycie energii ze względu na ich wysoką wydajność.
Niski poziom hałasu sprężarek scroll to kolejny czynnik, który pozwala na ich zastosowanie w układach klimatyzacyjnych, często instalowanych w samych klimatyzowanych pomieszczeniach.

Autonomiczne jednostki dachowe
Ich najbardziej typowymi zastosowaniami są fabryki i supermarkety spożywcze, gdzie szczególnie potrzebne są zalety wysokiej wydajności sprężarek spiralnych, ponieważ są to sektory zazwyczaj charakteryzujące się wysokim zużyciem energii przez systemy klimatyzacyjne i chłodnicze.
Niezawodność to kolejny ważny wkład, jaki sprężarki spiralne wnoszą w ogólne oszczędności kosztów w supermarketach, gdzie ciągłość działania sprzętu ma kluczowe znaczenie. decydujący czynnik.

Inne aplikacje
Uniwersalność sprężarek spiralnych poszerza zakres ich zastosowań w procesach technologicznych np. w autoklawach do oczyszczania wina, układach chłodzenia maszyn formierskich w przemyśle chemicznym, systemy chłodnicze, komory badawcze, konserwowanie chłodnicze surowców pochodzenia biologicznego (produkty mięsne, owoce i warzywa itp.), chłodzenie bezwodnych urządzeń czyszczących (kondensacja rozpuszczalników), przetwarzanie surowców spożywczych itp.

Zasada działania, konstrukcja i cechy chłodniczych sprężarek spiralnych COPELAND. Zwiększona efektywność energetyczna i inne zalety sprężarek spiralnych COPELAND w porównaniu do innych sprężarek chłodniczych.

Dowiedz się więcej o modelach sprężarek spiralnych Copeland
Dane techniczne i ceny hermetycznych średniotemperaturowych sprężarek typu scroll Copeland Scroll serii ZR (R407C)
Charakterystyka techniczna i ceny hermetycznych średniotemperaturowych sprężarek spiralnych Copeland Scroll serii ZP (R410A)
Charakterystyka techniczna i ceny sprężarek hermetycznych typu scroll Copeland Scroll serii ZPD i ZRD
Dane techniczne i ceny hermetycznych sprężarek spiralnych Copeland serii ZH
Dane techniczne i ceny hermetycznych sprężarek spiralnych Copeland serii ZB
Dane techniczne i ceny hermetycznych sprężarek spiralnych Copeland serii ZF
Dane techniczne i ceny sprężarek cyfrowych Copeland Scroll serii ZFD i ZBD

O sprężarkach spiralnych ogólnie, a w szczególności o sprężarkach spiralnych COPELAND

Ten prosty rodzaj kompresji został po raz pierwszy opatentowany w 1905 roku. Ruchoma spirala, poruszająca się zgodnie ze spiralą nieruchomą, tworzy pomiędzy tymi spiralami system półksiężycowych obszarów wypełnionych gazem (patrz ryc. 1).

Podczas procesu ściskania jedna helisa pozostaje nieruchoma (nieruchoma), a druga wykonuje ruchy orbitalne (ale nie obrotowe) (helisa orbitalna) wokół nieruchomej helisy. W miarę rozwoju tego ruchu obszary pomiędzy obiema spiralami są stopniowo wypychane w kierunku ich środka, jednocześnie zmniejszając swoją objętość. Kiedy obszar osiągnie środek spirali, gaz znajdujący się obecnie pod wysokim ciśnieniem zostaje wyrzucony z portu znajdującego się w środku. Podczas kompresji wiele obszarów jest kompresowanych jednocześnie, dzięki czemu proces kompresji przebiega płynnie.

Zarówno proces ssania (zewnętrzna część spirali), jak i proces tłoczenia ( część wewnętrzna spirale) prowadzone są w sposób ciągły.

1. Proces kompresji odbywa się poprzez oddziaływanie spiral orbitalnych i stacjonarnych. Gaz przedostaje się do zewnętrznych obszarów powstałych podczas jednego z ruchów orbitalnych spirali.

2. Gdy gaz przedostaje się do wnęki spirali, obszary ssania zamykają się.

3. W miarę jak poruszająca się spirala kontynuuje swój ruch orbitalny, gaz ulega sprężaniu w dwóch stale malejących obszarach.

4. Zanim gaz dotrze do środka, powstaje ciśnienie tłoczenia.

5. Zwykle podczas pracy wszystkie sześć obszarów wypełnionych gazem znajduje się w różnych stadiach sprężania, co pozwala na ciągłą realizację procesów ssania i tłoczenia.

Sprężarki spiralne Copeland po raz pierwszy pojawiły się na rynku chłodniczym w Rosji i krajach WNP na początku lat 90-tych ubiegłego wieku. Sprężarki spiralne Copeland są stosowane we wszystkich głównych systemach klimatyzacji, w tym w modelach typu split i multi-split, wersjach stojących oraz w agregatach chłodniczych, klimatyzatorach dachowych (klimatyzatory dachowe) i pompach ciepła. Typowe zastosowania to klimatyzacja w mieszkaniach, statkach, fabrykach i dużych budynkach, a także w automatycznych centralach telefonicznych, w procesach chłodniczych i transporcie. Chłodnicze sprężarki spiralne są szeroko stosowane w agregatach skraplających, systemach „chłodzących” w supermarketach, chłodnictwie przemysłowym i zastosowaniach transportowych, w tym w kontenerach. Limity wydajności chłodniczej sprężarek spiralnych stale się zwiększają i obecnie zbliżają się do 200 kW w przypadku korzystania ze stacji wielosprężarkowej.

Ta gama modeli obejmuje zarówno standardowy zestaw właściwości sprężarek, jak i nowe dodatkowe funkcje. Ten zestaw możliwości nie ma odpowiednika wśród innych typów sprężarek. Sprężarki spiralne Copeland są dostępne w zakresie mocy 2...15 KM. (przez wbudowany silnik elektryczny/silnik). Kluczowe cechy tych sprężarek to: szeroki zakres pracy, wydajność porównywalna ze sprężarkami półhermetycznymi i lepsza od modeli hermetycznych w zastosowaniach niskotemperaturowych, płynna praca umożliwiająca stałe sprężanie i zmniejszona liczba ruchomych części, wysoka niezawodność osiągnięta dzięki wyjątkowej konstrukcji Copeland Scroll™ . Przewaga pod względem rozmiaru i wagi: Sprężarki spiralne Copeland zajmują 1/3 powierzchni nośnej równoważnego modelu sprężarki półhermetycznej, a ich waga stanowi 1/4 jej masy. Sprężarki spiralne mają mniej ruchomych części niż sprężarki tłokowe. Dzięki temu są bardziej niezawodne i można je stosować w szerszym zakresie roboczym. Zoptymalizowane do pracy w niskich, średnich i wysokich temperaturach wrzenia, chłodnicze sprężarki spiralne Copland coraz częściej zastępują sprężarki tłokowe. Sprężarki spiralne Copland serii ZR wykorzystują silniki elektryczne 50 i 60 Hz. Sprężarki spiralne ZR są przystosowane do czynników chłodniczych HFC i HCFC, a pełna gama ZR może być dostarczana z olejem mineralnym lub syntetycznym.

Uważa się, że sprężarki spiralne mają zastosowanie tylko w klimatyzacji, a do zastosowań niskotemperaturowych nadają się wyłącznie półhermetyczne sprężarki tłokowe lub śrubowe. Tak, to stwierdzenie dotyczy większości sprężarek spiralnych istniejących na świecie. Ale nie w przypadku sprężarek Copeland. Wielu dystrybutorów produktów konkurencyjnych firm zwraca uwagę na fakt, że sprężarka typu scroll przeznaczona jest wyłącznie do pracy w wysokich lub w skrajnych przypadkach średnich temperaturach. Pewnie mają na myśli te kompresory, które sami dostarczają, nie mając możliwości zakupu sprzętu o bardziej zaawansowanych możliwościach. Lub, co również jest prawdopodobne, takie stwierdzenia są prostym chwytem w konkursie na umysły tych, którzy nie są jeszcze wtajemniczeni w szczegóły budowy wewnętrznej sprężarek scroll różnych firm, a także nie wiedzą nic o ich przewagach/wadach porównawczych .
Wyjątkowość sprężarek spiralnych Copeland polega na możliwości bezbolesnego wtryskiwania ciekłego (lub pary) czynnika chłodniczego bezpośrednio do wnęk spiralnych mniej więcej w połowie procesu sprężania. Większość innych sprężarek spiralnych nie ma takiej możliwości ze względu na znaczne różnice konstrukcyjne. Copeland będąc pionierem przemysłowego rozwoju technologii scroll w skali światowej (pierwsze na świecie seryjne sprężarki spiralne zjechały z linii montażowej nowej specjalistycznej fabryki Copeland w USA w 1987 roku), jako pierwszy opatentował szereg krajach najciekawsze rozwiązania techniczne, które umożliwiają wtrysk cieczy do pośredniego chłodzenia w warunkach niskotemperaturowych bezpośrednio do strefy sprężania, bez skracania żywotności sprężarki. Dzięki temu niskotemperaturowa sprężarka spiralna Copeland jest praktycznie jedyną na świecie, która może bezpiecznie pracować w temperaturach wrzenia minus 35...minus 40°C (R22 lub R404A) i przy normalnych temperaturach skraplania +30. ..+50°C. Zatem proces zamrażania przy użyciu niskotemperaturowej sprężarki spiralnej Copeland jest dzisiejszą rzeczywistością. Technologia ta została już przetestowana i z powodzeniem stosowana w Rosji, Ukrainie i innych krajach WNP.
Ci specjaliści, którzy już mają swoich praktyczne doświadczenie Operatorzy niskotemperaturowych sprężarek spiralnych Copeland doskonale zdają sobie sprawę, że żadna inna sprężarka dowolnego typu (w tym sprężarki tłokowe, rotacyjne, śrubowe, a nawet turbosprężarki) nie osiąga zadanego reżimu niskotemperaturowego tak szybko, jak sprężarka spiralna Copeland. Zatem ci konsumenci, którzy wymagają najszybszej szybkości zamrażania, mogą podziękować firmie Copeland za niskotemperaturową sprężarkę spiralną.

Druga generacja chłodniczych sprężarek spiralnych Copeland serii ZB i ZF z wtryskiem pary jest przeznaczona do pracy w warunkach średnich i niskich temperatur z wiodącymi w branży wskaźnikami wydajności przez cały rok. Seria ZB o mocy napędowej od 2 do 30 KM. i ZF od 4 do 15 KM. przeznaczone do pracy z czynnikami chłodniczymi R22, R134a, R404A i R407C. Obecność trzykrotnie mniejszej liczby części ruchomych w porównaniu z tradycyjnymi półhermetycznymi sprężarkami tłokowymi, wbudowany system zabezpieczeń oraz spiralny mechanizm dopasowujący zapewnia znaczną tolerancję na wnikanie ciekłego czynnika chłodniczego, co pozwala mówić o doskonałej niezawodności tej gamy sprężarek jako całości.

Inne ważne zalety sprężarek spiralnych Copeland to praca przy niskie temperatury ah kondensacji, zapewniając doskonałą roczną wydajność operacyjną, szeroki zakres pracy i zmniejszone rozmiary dla lepszej adaptacji do wymaganego zastosowania. Szczególnie odpowiednim sprzętem do wieloparowych układów chłodniczych wymagających kontrolowanej wydajności chłodniczej są modele sprężarek spiralnych ZBD do średnich temperatur wrzenia oraz ZFD z wtryskiem pary do niskich temperatur wrzenia.

Sprężarka spiralna Copeland Digital zapewnia bezstopniową regulację wydajności od 10 do 100% za pomocą prostego układu mechanicznego i gwarantuje precyzyjną kontrolę ciśnienia wrzenia i temperatury przy każdym obciążeniu. Sprężarka spiralna Copeland Digital nie wymaga skomplikowanych sterowników elektronicznych i można ją łatwo zintegrować z systemem chłodniczym. Silnik sprężarki pracuje zawsze ze stałą prędkością znamionową, co zapewnia wysoką niezawodność i gwarantuje wydajność układ wewnętrzny smary

Porównanie z innymi typami sprężarek

Spirala niskotemperaturowa
Sprężarki Copeland 		Inne typy sprężarek dowolnego znanego typu
światowych producentów
Wysoka prędkość posuwu i
współczynnik wydajności na poziomie optymalnym
dla tej gamy modeli regionu
ciśnienia wrzenia (temperatury) łącznie
przy normalnych ciśnieniach (temperaturach)
kondensacja => jednocześnie
zużyta moc chłodnicza
moc niższa		 Większość tłoków jest uszczelniona i
półhermetyczne (z wyjątkiem modeli serii Copeland
Dyskowce), rotacyjne, śrubowe i odśrodkowe
sprężarki mają gorszą wydajność z powodu
jeden lub więcej z następujących czynników:
objętość „martwa”, straty zaworowe, duże
wewnętrzny straty ciepła, wysoka wydajność tylko w
stosunkowo wąski zakres stopni sprężania itp.
=> z tą samą wydajnością chłodniczą
zużycie energii jest wyższe
Możliwość zastosowania jednego modelu w
szeroki zakres temperatur wrzenia od
minus 40oC do +7oC (dla R22 lub R404A) =>
do różnych zastosowań
wymagany jest tylko jeden typ modelu
(niska temperatura!) => optymalizacja
stany magazynowe: mniej modeli -
mniej części zamiennych 		Większość innych typów sprężarek tak ma
wyraźny podział na temperaturę niską i średnią
modele => wymagane do różnych zadań
kilka różnych typów modeli (2 lub nawet 3
lubię!) => Zapasy magazynowe są zbyt duże -
potrzeba więcej części zamiennych
Stosunkowo duża moc napędu
zapobiega przegrzaniu silnika elektrycznego podczas
wyjście do trybu. Wyższa niezawodność.
Nie ma potrzeby zabezpieczania silnika
sprężarka niskotemperaturowa przy
pracować pod wysokim ciśnieniem
(temperatury) wrzenia => nie wymagane
TRV z funkcją MOP => technologiczny
problemy są rozwiązywane znacznie szybciej
szybkie napełnienie parownika
okres uruchomienia i osiągnięcia sprężarki
bezpieczny tryb pracy (np.
zamrożenie produktu potrwa znacznie dłużej
szybciej; gotowy produkt będzie większy
wysoka jakość)		 Ze względu na stosunkowo małą moc napędu
niskotemperaturowe sprężarki tłokowe
wymagane sztuczne ograniczenie
maksymalne ciśnienie wrzenia (temperatura),
co jest zwykle realizowane przy użyciu TRV z
Funkcja MOP => wymaga zaworu rozprężnego z funkcją MOP
MOP => z powodu niskiego dopływu czynnika chłodniczego do
parownik aż do maksimum
maksymalne ciśnienie wrzenia (indywidualnie
dla każdej sprężarki) chłodnictwo
Instalacja (zamrażająca) osiąga wartość zadaną
tryb bardzo wolny => utrata jakości
produkty mrożone z powodu naruszenia
prędkość zamrażania
Prąd rozruchowy praktycznie nie różni się od
pracownik (sprężarka uruchamia się całkowicie
wewnętrznie nieobciążony mechanicznie) =>
minimum => styczniki sprężarki
może mieć mniejszą moc i
elektryczny wyłącznik ochronny musi być (!)
mniej potężny.
Oszczędność energii podczas uruchamiania. 		Wzrosła liczba innych typów sprężarek
lub bardzo wysoki prąd rozruchowy nawet przy
zastosowanie mechanicznych urządzeń rozładunkowych =>
niekorzystny wpływ na sąsiadów
odbiorcy energii elektrycznej; wymaga mocniejszego
osprzęt instalacji elektrycznej
Zwiększone zużycie energii podczas uruchamiania.
Sprężarka spiralna Copeland ma
jeden z najlepszych wskaźników pod względem stopnia
przenoszenie oleju do układu jest jednym z najczęstszych
niskie wartości => w wielu zastosowaniach
przypadki, w których stosowany jest separator oleju oraz
inne złożone elementy systemu
nie wymaga smarowania 		Przenoszenie oleju w większości silników tłokowych
sprężarki (z wyjątkiem modeli z wentylacją
zawór w skrzyni korbowej np. do Copelanda -
seria modeli Discus lub seria S) są wyższe i
śrubowe są kilkukrotnie wyższe => dodatkowo
potrzebne są drogie
elementy układu powrotu oleju (a czasami
chłodzenie), system sterowania instalacją
staje się bardziej skomplikowane, a jego niezawodność maleje
Możliwość pracy tymczasowej w warunkach
przerywany (ubogi) powrót oleju dzięki
Łożyska ślizgowe teflonowe =>
wysoka żywotność nawet w ciężkich warunkach
warunki pracy (np.
zmniejszona lepkość ze względu na wysoką
temperatura oleju lub wysoka
ilość rozpuszczonego czynnika chłodniczego;
przerywany (częściowy) powrót
olej kompresorowy) 		Prawie wszystkie inne sprężarki na świecie (z wyjątkiem
seria modeli Discus lub seria S firmy Copeland), w
jakie łożyska ślizgowe są stosowane,
mieć brązową lub podobną powłokę
(babbity itp.) w parach tarcia => o godz
zwiększone niewłaściwe warunki smarowania
zużycie par ciernych => szybka awaria
kompresor
Wysoka prędkość posuwu na
przez cały okres użytkowania
ze względu na darmową
samoregulująca uszczelka pomiędzy
spirale – dopasowanie promieniowe =>
stała wydajność chłodzenia 		Większość typów sprężarek ma współczynnik
natężenie przepływu zmniejsza się wraz z użytkowaniem
sprężarki z powodu zużycia współpracującego
części w zagłębieniach ściskających => zmniejszone
koniec wydajności chłodzenia
standardowy okres użytkowania
Zwiększona odporność na „mokro”
poruszać się” dzięki promieniowi
porozumienie
Niska odporność na „pracę na mokro” dla wszystkich
rodzaje sprężarek (w tym scroll
modele, w których nie ma dopasowania promieniowego),
z wyjątkiem sprężarek śrubowych
Wysoka odporność mechaniczna
zanieczyszczenie promieniowe
porozumienie
Cząsteczki mechaniczne dostające się do strefy ściskania
prawie zawsze prowadzi do niepowodzenia
wszystkie typy sprężarek, w tym scroll
modele bez dopasowania promieniowego

Porównanie z innymi typami sprężarek spiralnych

Sprężarki spiralne Copeland Inne sprężarki spiralne
Mamy najbardziej kompletną linię
sprężarki spiralne, w tym
modele niskotemperaturowe do minus 40
wrzenie oC:
*klimatyzacja (R22, R134a, R407C) ZR
*klimatyzacja (R410A) ZP
* wysokotemperaturowe pompy ciepła ZH
* chłodzenie wysoko i średniotemperaturowe /
chillery ZB
* chłodzenie średniotemperaturowe ZS
* Chłodzenie niskotemperaturowe ZF
* Chłodzenie w bardzo niskiej temperaturze (kriogeniczne).
ZC
* modele poziome:
ZBH – wysoka i średnia temperatura
chłodzenie
ZSH – chłodzenie średniotemperaturowe
ZFH – chłodzenie niskotemperaturowe
* modele z funkcją bezstopniową i bezstopniową
regulacja wydajności 		Większość firm produkujących spirale
kompresory mają tylko w swoim arsenale
modele do klimatyzacji (przynajmniej
w przypadku średniotemperaturowego zimna), ponieważ
modele niskotemperaturowe są zbyt złożone i
wymagają radykalnych zmian wewnętrznych
projekty
Jest mechanizm wewnętrzny
Spiralne zabezpieczenie przed przeciążeniem:
modele średniotemperaturowe ZS i ZF –
gdy stosunek ciśnień zostanie przekroczony
tłoczenie/ssanie 20:1
modele wysoko- i średniotemperaturowe ZR i
ZB – po przekroczeniu stosunku ciśnień
tłoczenie/ssanie 10:1
dzięki osiowemu ułożeniu 		Większość producentów ma mechaniczne
ochrona samych spiral przed przeciążeniami
nieobecny (brak wyrównania osiowego) =>
Możliwe zniszczenie spiral w przypadku przeciążenia
Podczas uruchamiania spirale nie stykają się ze sobą
jego powierzchnie boczne
(ze względu na koordynację osiową) => start bez obciążenia => zwiększony
żywotność silnika i zmniejszona
zużycie energii 		Większość sprężarek spiralnych tak ma
konstrukcja ze sztywno ustaloną trajektorią
ruch obracającej się spirali (brak koordynacji osiowej) => start pod obciążeniem =>
zwiększone zużycie energii
Bezpośredni kontakt pomiędzy helisami w
kierunek końcowy bez użycia
uszczelki końcowe => wysoka żywotność i
zdolność do pracy na wysokich obrotach
współczynniki kompresji		 Wielu producentów używa końcówki
uszczelki, aby zapewnić prawidłowe
uszczelnienia => zmniejszona żywotność i
trudności w pracy z dużymi różnicami
ciśnienie (tryby niskotemperaturowe)

Sprężarki Copeland Digital Scroll™

Konstrukcja sprężarek Copland Digital Scroll™ opiera się na: unikalna technologia Zatwierdzenie bloku spiralnego Copeland Compliance™. Kontrolę wydajności uzyskuje się poprzez osiowe rozłożenie spiral w krótkim czasie. To proste i niezawodne metoda mechaniczna dla płynnej kontroli wydajności, precyzyjnej kontroli temperatury i zwiększonej wydajności systemu.

Sprężarka Copeland Digital Scroll™ to rozwiązanie, z którym można zintegrować istniejącego systemu. Jest to szybkie i łatwe, ponieważ nie są wymagane żadne inne komponenty. Aby ułatwić wdrożenie, firmy Dixell i Alco wspólnie z firmą Copeland opracowały dwa sterowniki do sterowania sprężarkami Copeland Digital Scroll™.

Sprężarka Copland Digital Scroll™ oferuje najwięcej szeroki zakres przemysłową kontrolę wydajności i pozwala na płynną zmianę wydajności w zakresie od 10% do 100% bez zmiany zakresu roboczego w porównaniu ze standardową sprężarką Copeland Scroll™. W rezultacie ciśnienie i temperatura ssania są utrzymywane bardzo precyzyjnie, a cykle sprężarki są ograniczone do minimum. Zapewnia to optymalną wydajność systemu i długą żywotność sprzętu i komponentów.

Gwarantuje to również możliwość stosowania sprężarek Copeland Digital Scroll™ w temperaturach skraplania do 10°C najlepsza wydajność efektywność sezonowa na rynku sprężarek. Natężenia przepływu czynnika chłodniczego w układach ze sprężarkami Copeland Digital Scroll™ są identyczne jak w przypadku standardowych sprężarek, nawet przy niskiej wydajności.

Sprężarka Copeland Digital Scroll™ pracuje przez cały czas z pełną prędkością, nigdy nie ograniczając powrotu oleju do sprężarki. Sprężarka Digital Scroll™ zapewnia podobne wysoki poziom niezawodność, podobnie jak systemy ze standardowymi sprężarkami. Silnik sprężarki nie przegrzewa się, a podczas pracy nie występują drgania rezonansowe, co często ma miejsce w układach z falownikiem.

Wysokowydajne sprężarki spiralne Copeland ZF EVI

Copeland Scroll TM oferuje najwięcej skuteczne rozwiązanie do zastosowań niskotemperaturowych w supermarketach. Trzy lata temu, rozpoczynając produkcję sprężarek spiralnych serii ZB, przeznaczonych dla technologia chłodnicza pracujące w zakresie temperatur średniowrzących, firma Copeland wprowadziła na rynek drugą generację sprężarek spiralnych. Dziś generacja ta została poszerzona o nową serię wysokowydajnych sprężarek typu scroll, które niewątpliwie będą miały znaczący wpływ na dalszy rozwój układów chłodniczych. Nowa sprężarka spiralna ZF EVI, specjalnie zaprojektowana i zoptymalizowana pod kątem maksymalizacji korzyści płynących z technologii dochładzania cieczy i wtrysku pary, jest kluczowym elementem przy projektowaniu wysokowydajnych niskotemperaturowych instalacji centralnego chłodzenia.

Sprężarki spiralne ZF EVI oferują wyższą wydajność chłodniczą i współczynnik wydajności (COP) niż modele dostępne na rynku, zapewniając dodatkowe korzyści operacyjne i czyniąc je sprężarką wybieraną do zastosowań związanych z przechowywaniem żywności. W tym artykule opisano koncepcję sprężarki spiralnej EVI, jej główne cechy i zastosowanie Podano aspekty stosowania w układach chłodniczych. Wtrysk pary. Cykl chłodniczy typu scroll EVI jest podobny do dwustopniowego cyklu chłodzenia międzystopniowego, ale wykorzystuje jedną sprężarkę (patrz rysunek 1). Koncepcja ta jest znacznie prostsza i eliminuje dodatkowe straty, które występują w konwencjonalnym dwustopniowym układzie sprężania. Zasada działania stopnia wysokociśnieniowego polega na wybraniu części skroplonej cieczy i jej późniejszym odparowaniu za zaworem rozprężnym w przeciwprądowym wymienniku ciepła-dochładzaczu (ekonomirze). Następnie przegrzana para wchodzi przez pośrednie otwory wtryskowe do wnęk bloku spiralnego.

Dodatkowe dochłodzenie zwiększa wydajność chłodniczą parownika, obniżając entalpię czynnika chłodniczego na wlocie, przy jednoczesnym utrzymaniu stałego przepływu masowego. Dodatkowy przepływ masowy wymagany do wtrysku zależy od lokalizacji przyłącza i powoduje dodatkowe obciążenie, co nieznacznie zwiększa zużycie energii przez sprężarkę spiralną. Dlatego też konstrukcja otworu wtryskowego została zoptymalizowana, aby zapewnić maksymalny wzrost wydajności przy minimalnym wzroście zużycia energii przez sprężarkę. Powszechnie wiadomo, że wydajność dwustopniowego cyklu sprężania jest wyższa niż jednostopniowego cyklu sprężania (przy równej wydajności objętościowej).

Zwiększenie wydajności chłodniczej sprężarki uzyskuje się poprzez głębsze przechłodzenie cieczy w ekonomizerze przy nieznacznym wzroście zużycia energii na sprężanie niewielkiej porcji gazu od ciśnienia pośredniego do ciśnienia tłoczenia. Międzystopniowe chłodzenie parą obniża temperaturę tłoczenia, umożliwiając pracę sprężarki spiralnej przy wyższym stosunku ciśnień. Wcześniej wtrysk pary był tradycyjnie stosowany tylko w dużych komercyjnych sprężarkach śrubowych i wielostopniowych sprężarkach odśrodkowych (ale nie w małych hermetycznych). Dziś Copeland przedstawia nowy kompresor z wtryskiem pary, część rodziny spiralnej. Została specjalnie zaprojektowana do zastosowań niskotemperaturowych i zapewnia poziom wydajności porównywalny z półhermetyczną sprężarką Copeland Discus, która ostatnie lata została uznana za najbardziej wydajną na świecie wśród sprężarek wszystkich typów.

Sprężarka spiralna- urządzenie do sprężania gazu (powietrza lub czynnika chłodniczego) poprzez zmniejszenie jego objętości w komorach utworzonych przez powierzchnie spiral.

Sprężarki spiralne są stosowane w klimatyzacji, chłodnictwie, ogrzewaniu, samochodach, systemach kriogenicznych i chłodniczych oraz jako pompy próżniowe.

Budowa i zasada działania sprężarki scroll

Jest ich kilka standardowe projekty sprężarki spiralne.

Najczęstszą opcją jest zastosowanie dwóch elementów spiralnych, zainstalowany mimośrodowo. Jeden z tych elementów jest ruchomy, drugi nie.

Konstrukcja sprężarki z jedną ruchomą spiralą

Na rysunku pokazano sprężarkę spiralną.


W uszczelnionej obudowie znajduje się silnik elektryczny, który obraca wał. W górnej części korpusu zainstalowana jest stała spirala. Na wale zamontowana jest ruchoma spirala, która może poruszać się po prowadnicach wykonując złożony ruch względem nieruchomej spirali.

W wyniku ruchu pomiędzy spiralami powstają komory (kieszenie), których objętość w miarę dalszego ruchu maleje, w wyniku czego gaz znajdujący się w tych kieszeniach ulega sprężaniu.

Zasada działania takiej sprężarki pokazano na filmie:

Znaleziono również sprężarki z dwoma ruchomymi spiralami wykonywanie ruchu obrotowego względem różnych osi. W wyniku obrotu elementów spiralnych powstają również komory, których objętość zmniejsza się podczas obrotu.

W większym stopniu kompresor różni się od przedstawionych powyżej opcji, w których sztywny element wykonany jest w formie Spirala Archimedesa wpływa elastyczna elastyczna rurka. Zasada działania takiej sprężarki jest podobna do pompy perystaltycznej. Taki sprężarki spiralne zwykle wypełnione płynnym smarem, aby zmniejszyć zużycie elastycznej rurki i rozproszyć ciepło. Takie sprężarki są często nazywane wąż gumowy.

Zawory dynamiczne

W sprężarkach spiralnych zawór ssący nie jest potrzebny, ponieważ sama ruchoma spirala odcina komorę roboczą od kanału ssącego. Na przewodzie tłocznym sprężarki spiralnej można zamontować zawór dynamiczny, który zapobiega przepływowi zwrotnemu i w efekcie obracaniu się ślimaka podczas pracy, gdy silnik jest wyłączony. Należy wziąć pod uwagę, że zawór dynamiczny stwarza dodatkowy opór w przewodzie tłocznym.

Zawory dynamiczne są instalowane na rurociągu tłocznym średnio- i niskotemperaturowych sprężarek chłodniczych Copeland.

Zalety sprężarek spiralnych

Sprężarka spiralna działa płynniej i bardziej niezawodne niż większość innych maszyn wolumetrycznych. W przeciwieństwie do tłoków, ruchoma spirala może być doskonale wyważona, minimalizując wibracje.

Brak objętości martwej w sprężarkach spiralnych skutkuje zwiększoną wydajnością objętościową.

Sprężarki spiralne mają zwykle mniejszą pulsację niż maszyny jednotłokowe, ale większą pulsację niż maszyny wielotłokowe.

Sprężarki spiralne mają mniej ruchomych części w porównaniu do silników tłokowych, co teoretycznie zapewnia ich większą niezawodność.

Sprężarki spiralne są na ogół bardzo kompaktowe i nie wymagają zawieszenia sprężynowego ze względu na ich płynną pracę.

Wady sprężarek spiralnych

Sprężarki spiralne są wrażliwe na zanieczyszczenie pompowanego gazu, ponieważ... na powierzchni spirali mogą osadzać się drobne cząstki, co nie zapewni wystarczającej szczelności komory roboczej.

Sprężarka spiralna może obracać się tylko w jednym kierunku.

Sprężarki o zmiennym przewijaniu

Przez długi czas sprężarki spiralne były produkowane bez możliwości regulacji wydajności. W przypadku konieczności zmniejszenia przepływu stosowano sterowanie częstotliwością silnika elektrycznego napędu lub omijano część gazu z przewodu tłocznego do przewodu ssawnego.

Obecnie regulowane sprężarki spiralne są produkowane przez firmę Emerson. W tych sprężarkach można zmienić odległość między osiami obrotu spirali, jeśli to konieczne, odległość tę można dobrać tak, aby między elementami spiralnymi nie utworzyły się komory, co oznacza, że ​​zasilanie sprężarki będzie nawinięte 0. Przez naprzemienne dwie komory; różnych stanach pracy (bezczynność i praca) za pomocą sterowania elektronicznego można osiągnąć wymaganą wydajność.