Воздушные спиральные компрессоры — устройство, принцип работы, применение

Содержание
  1. Устройство и принцип работы
  2. Промышленные кондиционеры
  3. Аксиальный компрессор
  4. Ротационный компрессор (роторный)
  5. Спиральный компрессор
  6. Винтовой компрессор
  7. Центробежный компрессор (турбокомпрессор)
  8. Недостатки спиральных компрессоров
  9. Процесс изобретения компрессора со спиралью
  10. Советы по выбору
  11. Тип привода
  12. Метод передачи крутящего момента
  13. Входной фильтр
  14. Динамический клапан
  15. Достоинства спиральных компрессоров
  16. Воздушные спиральные компрессоры для идеального безмасляного воздуха
  17. Компрессоры Copeland для систем охлаждения и реверсивных систем
  18. Разновидности
  19. Спиральный холодильный компрессор. Принцип работы и устройство.
  20. Спираль против поршня
  21. Спиральный компрессор ─ сложный в производстве, простой в эксплуатации
  22. Принцип работы агрегатов на основе компрессоров со спиралью
  23. Основные критерии оценки функциональности компрессорного механизма
  24. Преимущества воздушных спиральных компрессоров
  25. Регулируемые спиральные компрессоры
  26. Преимущества
  27. Области применения
  28. Медицина
  29. Пищевое производство
  30. Полиграфия
  31. Химическая промышленность
  32. Устройство и принцип работы спирального компрессора
  33. Конструкция компрессора с одной подвижной спиралью
  34. Динамические клапаны

Устройство и принцип работы

Принцип работы спирального нагнетателя основан на вращении одной спирали относительно другой:

  • первая — статическая — закрепляется на теле;
  • второй — динамический — вращается вокруг него, выталкивая часть сжатого воздуха в выходной тракт.

Цикл повторяется непрерывно, за исключением изменений давления воздуха, так называемых пульсаций. Единичный цикл состоит из 3-х фаз.

  1. Первоначально, когда воздух засасывается в пространство, освобождаемое движущейся спиралью. Между статической и динамической частями нет зазоров.
  2. Стадия сжатия. По мере вращения спирали поступающий воздух сжимается, постепенно приближаясь к точке выхода.
  3. Финальный, когда сжатый воздух отводится от выпускного отверстия и подается потребителю.

Число оборотов коленчатого вала достигает нескольких десятков тысяч за 1 минуту. Но в отличие от поршневых компрессоров, здесь отсутствуют пульсации, приводящие к преждевременному износу компонентов.


Дорогие модели воздуходувок предусматривают регулировку осевого смещения спиралей для регулировки конечного давления на выходе. Для вентиляции предусмотрен нулевой цикл без впрыска.

Самыми распространенными являются электрические компрессоры, но на рынке есть воздуходувки с дизельным или бензиновым двигателем. Шестеренчатый спиральный компрессор прослужит дольше. Он отличается нулевым проскальзыванием при максимальных нагрузках, имеет КПД, близкий к 100%, и прост в обслуживании.

Наличие динамического клапана предотвратит движение воздуха в обратном направлении, если у пользователя будет обнаружено высокое давление. Если компрессор оборудован воздушным фильтром, его производительность немного снизится, но увеличится ресурс антифрикционных уплотнений и, следовательно, самого агрегата. Эти элементы не являются обязательными и увеличивают общую стоимость системы. Но предсказуемость компрессора и срок его службы значительно увеличиваются.

Промышленные кондиционеры

Этот тип кондиционера сочетает в себе несколько видов оборудования. Это мультизональные системы, чиллер-фанкойлы, крышные кондиционеры, высокопроизводительные сплит-системы, компрессорно-конденсаторные агрегаты, прецизионные кондиционеры. Такие кондиционеры, как правило, имеют высокую производительность, от 20 до 7000 кВт. Чаще всего их устанавливают на крышах зданий. Также их можно разместить на земле непосредственно возле здания, в редких случаях — в помещении. Для их крепления не делается мощных фундаментов, а значит, к местам установки передаются колебания их работы. Поэтому основным критерием выбора компрессоров для таких кондиционеров является низкий уровень вибрации — в большинстве случаев используются герметичные компрессоры роторного и спирального типа. Однако с очень высокими характеристиками в кондиционерах используются винтовые компрессоры герметичной конструкции или, реже, центробежные компрессоры.
Как видно из вышеизложенного, поршневые компрессоры не используются в системах кондиционирования воздуха из-за сильных вибраций, которые они создают во время работы, и для гашения этой вибрации необходимо заложить большой массивный фундамент, что невозможно из-за конструкции кондиционеров воздуха и их расположение.

Аксиальный компрессор

Как упоминалось выше, из-за их компактных размеров и низкого уровня вибрации эти компрессоры в основном используются в автомобилях.
Они могут быть выполнены как в герметичном, так и в сальниковом исполнении.
Принцип работы осевого компрессора следующий.
Компрессор устанавливается на двигатель автомобиля. Привод осуществляется от двигателя автомобиля через ременную передачу (7) и, если компрессор герметичен, через встроенный электродвигатель (1).
Вал электродвигателя заканчивается жестко закрепленной под углом косой шайбой (2), на которой установлен шарнир (3), соединяющий шайбу с поршнем. При вращении вала косая шайба за счет установки под определенным углом передает возвратно-поступательное движение поршню (4). На стиральную машину можно прикрепить несколько поршней, что позволяет небольшому компрессору повысить производительность только за счет увеличения их количества.
В верхней части компрессора расположена тарелка клапанов, на которой установлены всасывающий (5) и нагнетательный (6) клапаны. В какой-то мере такой компрессор можно назвать поршневым, но в нем нет классической шатунно-поршневой сборки, создающей основную вибрацию.Осевой компрессор

На фото: механизм осевого компрессора

Ротационный компрессор (роторный)

это основной тип компрессора для серий бытовых и полупромышленных кондиционеров. Простая конструкция, дешевле в производстве, чем другие компрессоры. Он всегда выполняется в герметичной конструкции, а в случае поломки не ремонтируется, а заменяется другим. В зависимости от производителя и производительности они доступны с одним или двумя роторами.
Основные части компрессора: цилиндр (1), ротор (3), штифт (4) с пружиной (5), эксцентриковый вал (8), заканчивающийся эксцентриковым штифтом (2). Эластичный консольный выпускной клапан (6) и впускной клапан (7). Штифт (4) прижимается к ротору пружиной (5), а также давлением пара, который вводится в пространство над штифтом из камеры сжатия с помощью специальных сверл.
Статор (9) электродвигателя запрессован в формованное стекло (16), в котором закреплен сам компрессор. Проходные контакты и пусковое реле (14) закрыты крышкой и прикреплены к корпусу компрессора. Компрессор установлен на внешних резиновых антивибрационных опорах на раме (15).
Поскольку сам компрессор не обеспечивает защиты от попадания в него жидкого хладагента, он всегда снабжен сепаратором жидкости (10).
Через патрубок (12) газообразный хладагент поступает в сепаратор жидкости (10), а затем по трубам (11) для всасывания в компрессор. После сжатия в компрессоре хладагент по напорному патрубку (13.Роторный (роторный) компрессор

На фото: роторный компрессорный механизм

Спиральный компрессор

Основными частями спирального компрессора являются герметичный стальной корпус (1) вместе с электродвигателем (11), вал (2) с эксцентриком (10). Вал вращается в двух опорных подшипниках (3) и (4), установленных на одной оси. Вместе с валом (2) эксцентрик (10) также вращается вокруг оси вала. Эксцентрик входит в спираль (5), которая называется подвижной, так как движется вместе с эксцентриком. Но не вращается вокруг своей оси, этому мешает приводное устройство (6) — муфта Олдхэма. Подвижная спираль входит в неподвижную спираль (7), которая закреплена в корпусе компрессора. Если спиральный компрессор имеет картер с низким уровнем хладагента, хладагент входит в корпус компрессора через всасывающую трубу (8) и сначала охлаждает электродвигатель своими парами, а затем заполняет пространство между спиралями. Объем между подвижной и неподвижной спиралями называется «связанной полостью». При возвратно-поступательном вращении спиралей «двойная полость» заполняется хладагентом. По мере вращения полость уменьшается в объеме, хладагент сжимается и попадает в контур хладагента через выпускной патрубок (9.Спиральный компрессор

На фото: Механизм спирального компрессора

Винтовой компрессор

Наиболее популярны двухроторные винтовые компрессоры в масляной ванне. В системах кондиционирования воздуха они чаще всего используются без прокладок. Компрессор состоит из корпуса (2), в котором находится электродвигатель (11), передней крышки (1) с камерой всасывания и задней крышки (3). Главный (4) и ведомый (5) роторы расположены в цилиндрических отверстиях корпуса, которые вращаются в опорных подшипниках (6). На центральной утолщенной части ротора нарезаны зубья трансмиссии и ведомых винтов, которые входят во взаимное зацепление, как и зубчатые колеса. Осевые силы, действующие на роторы, воспринимаются упорными подшипниками (7, 8). Внизу корпуса, в зоне сжатого пара, в цилиндрическом отверстии может быть размещен змеевик, предназначенный для регулирования производительности компрессора в широком диапазоне: от полной до 0 %.
Хладагент через всасывающий патрубок (9) поступает в компрессор, попадает в корпус, сначала охлаждает электродвигатель своими парами, затем заполняет пространство между винтами. По мере вращения полость между винтами уменьшается в объеме, хладагент сжимается и попадает в контур хладагента через выпускную трубу (10.Винтовой компрессор

На фото: Механизм винтового компрессора

Центробежный компрессор (турбокомпрессор)

это единственный компрессор в линии, который не сжимает хладагент, но создает давление хладагента после себя. Конструкция и принцип действия центробежных компрессоров основаны на динамическом сжатии газовой среды. Основным элементом этого оборудования является корпус компрессора (1), внутри которого находится вал (2) с рабочим колесом (3). Колеса с лопастями (крыльчатками) в зависимости от исполнения могут быть от одной до нескольких штук.
Пар хладагента после испарителя попадает на вход (4), где он принимает осевое направление.
Во время работы оборудования на частицы газа действует сила инерции, которая возникает из-за наличия вращательного движения, осуществляемого лопастями колеса (3). В этом случае газ движется от центра компрессора к краю крыльчатки, в результате чего газ сжимается и набирает скорость. Под действием центробежных сил инерции поток выталкивается от лопаток рабочего колеса в диффузор (5) в радиальном направлении.
Центробежный компрессор системы кондиционирования воздуха может использоваться как с сальником, так и без сальника.Центробежный компрессор (турбокомпрессор)

На фото: Механизм центробежного компрессора
PS: В статье используются правильные (академические) названия для типов компрессоров. В среде дизайнеров и установщиков могут использоваться несколько другие названия, не совсем корректные, в тексте они выделены курсивом.

Недостатки спиральных компрессоров

Спиральные компрессоры чувствительны к загрязнению перекачиваемого газа, мелкие частицы могут оседать на поверхности спирали, что не позволит обеспечить достаточную герметичность рабочей камеры.

Вал спирального компрессора должен вращаться только в одном направлении.

Процесс изобретения компрессора со спиралью

Спирали известны человеку несколько тысячелетий и представляют собой кольца, которые закручиваются вокруг одной точки. Техническая реализация спиралей стала реальностью в прошлом веке.

В начале двадцатого века Леон Круа разработал и запатентовал конструкцию компрессора на их основе. В то время оборудование производственных предприятий оставляло желать лучшего, а внедрить технологию не представлялось возможным. Только во второй половине двадцатого века удалось превратить прототип в действующую конструкцию благодаря механической обработке. Именно по этой причине технология спиральных компрессоров появилась на рынке сравнительно недавно.

Интерес к новинке проявили представители крупных компаний-производителей, так как механизмы на спиралях позволили добиться хороших характеристик. Испытания показали, что при использовании и принципах работы холодильных агрегатов на спиральном компрессоре можно достичь высокого КПД, превышающего тактико-технические характеристики аналогов.

В 1992 году компания Iwata Compressor представила безмасляный или сухой спиральный компрессор. К его достоинствам можно отнести возможность длительного использования, низкий уровень шума и вибрации.

Со временем этот тип компрессора все чаще используется в производстве холодильного оборудования и систем кондиционирования воздуха. Это связано с тем, что они очень удобны в эксплуатации, а также экономичны, поскольку для их сборки требуется значительно меньше деталей, чем для других.

В настоящее время большое количество компаний-производителей представляет на рынке спиральное компрессорное оборудование. Такие установки отлично выдерживают все испытания и испытания и, как следствие, активно вытесняют с рынка другие конструкции.

Советы по выбору

Чтобы правильно выбрать спиральный компрессор, следует ознакомиться с ассортиментом, ценами, назначением и характеристиками товара. Последний критерий стоит рассмотреть подробнее.

Тип привода

Самая распространенная категория спиральных компрессоров оснащена электродвигателем. Это автономные устройства. Сегодня доступны компрессоры с дизельными и бензиновыми двигателями. Некоторым категориям пользователей будет интересен блок, к которому можно подключить внешний накопитель.

Метод передачи крутящего момента

Сегодня главным приводом спиральных компрессоров является ремень (клиновой ремень). Но у него есть один недостаток — со временем ремень растягивается и может проскальзывать временами, когда нагрузка и противодавление компрессора на потребителя резко возрастают.

Привод с зубчатым ремнем надежнее, но требует тонкой настройки. Без этого ремень не будет работать в течение предусмотренного срока. Коробка передач этого типа показывает пробуксовку близкую к нулю, это стоит имеющихся денег.

Редукторы и другие редукторы максимально надежны и долговечны, но свободы в установке привода они не дают. Однако, если вы хотите нулевого проскальзывания при любой нагрузке, преобразования крутящего момента, предсказуемого поведения и простоты обслуживания, вам не обойтись без зубчатой ​​передачи.

Входной фильтр

Износ антифрикционных уплотнений зависит не только от характеристик спирального компрессора. Он заметно увеличивается из-за пыли и других механических включений в потоке всасываемого воздуха. Поэтому, несмотря на то, что продувочный фильтр отрицательно влияет на производительность, разумно рассмотреть компрессор с такой конфигурацией. Он покажет срок полезного использования до срока службы, который максимально приближен к заявленному производителем.

Динамический клапан

Динамический клапан предотвращает обратное движение воздуха. Например, из-за высокого давления со стороны пользователя при отключении регулируемого привода компрессора. Эта группа не является обязательной, но значительно увеличивает предсказуемость всей подсистемы нагнетания воздуха.

Достоинства спиральных компрессоров

Спиральный компрессор работает более плавно и надежно, чем большинство других волюметрических машин. В отличие от поршней подвижная спираль идеально сбалансирована, что сводит к минимуму вибрации.

Отсутствие мертвого пространства в спиральных компрессорах приводит к большему объемному КПД.

Спиральные компрессоры обычно имеют меньшую пульсацию, чем однопоршневые поршневые компрессоры, но больше, чем несколько поршневых машин.

Спиральные компрессоры имеют меньше движущихся частей, чем поршневые компрессоры, что теоретически делает их более надежными.

Спиральные компрессоры обычно очень компактны и не требуют пружинной подвески из-за их плавной работы.

Воздушные спиральные компрессоры для идеального безмасляного воздуха

Спиральные компрессоры являются хорошей альтернативой другим типам воздуходувок, особенно поршневым. В последние годы все больше и больше компаний предпочитают компрессоры спирального типа, чтобы обеспечить потребителя чистым воздухом без малейших примесей масла.

Спиральный компрессор — удовольствие недешевое, особенно если он укомплектован ресивером. Но для отраслей, где согласно стандартам ISO8573-1 (2010) степень загрязнения воздуха должна соответствовать классу «0», это лучший выбор.
Кроме того, учитывая низкую стоимость услуги и высокую эффективность устройства, его стоимость быстро компенсируется. Добавьте к этому абсолютно чистый воздух и бесшумную работу, и вы поймете, почему спиральные воздушные компрессоры так быстро завоевывают рынок.

Компрессоры Copeland для систем охлаждения и реверсивных систем

Emerson предлагает самую передовую спиральную технологию для удовлетворения потребностей коммерческих приложений в области комфорта, точности, технологического охлаждения и кондиционирования воздуха.

Существует потребность в торговом холодильном оборудовании для предприятий общественного питания, таких как рестораны, школы или кафе. Техника Copeland эффективна, доступна по цене и надежна. Один из способов решить все проблемы с охлаждением начинается с небольшого, но мощного оборудования с цифровой спиральной камерой.

Компрессор Digital Scroll играет важную роль в холодильной технике. Это устройство, предназначенное для сжатия воздуха или хладагента. Спиральные компрессоры с цифровым управлением адаптируют производительность агрегата к потребностям в охлаждении за счет простой механической конструкции. Эти устройства используются в системах кондиционирования воздуха, транспорта и холодоснабжения.

Разновидности

Можно упомянуть множество разновидностей и моделей спиральных компрессоров. Они различаются конструктивными особенностями, типом рабочего элемента, степенью герметичности, основным назначением и другими характеристиками. Бывают одно- и двухступенчатые, бывают горизонтальные и вертикальные.

Компрессоры могут иметь классическую архимедовскую спиральную, эвольвентную, сегментированную круговую и другие конфигурации рабочего тела. Существуют полностью герметичные, герметичные и негерметичные устройства сальникового уплотнения. Различают сухие и маслонаполненные агрегаты. Устройства различаются требованиями к приводу или мощности, максимальным выходным давлением, мощностью и рекомендациями по охлаждению.

Спиральный холодильный компрессор. Принцип работы и устройство.

Основным элементом любого холодильного оборудования является компрессор. Он служит для обеспечения движения теплоносителя в системе и создания перепада давления.

Спиральные компрессоры недавно стали использоваться в холодильной технике. В основном они работают в составе систем кондиционирования, чиллеров, тепловых насосов, среднетемпературных и высокотемпературных холодильных установок.

Рабочий элемент спирального компрессора — спираль. Принцип работы спирального компрессора для охлаждения основан на скоординированном вращении одной спирали относительно другой.

Принцип работы спирального компрессора для холодильного оборудования.

В спиральном компрессоре пар хладагента сжимается между двумя спиралями.

Одна спираль неподвижна, другая вращается вокруг нее. К тому же у этого движения сложная траектория. Свою работу выполняет электродвигатель, расположенный в герметичном корпусе компрессора: он вращает вал, на конце которого находится эксцентрично установленная спираль. При вращении подвижная спираль катится по стенкам неподвижной спирали, скользя по масляной пленке. Точки контакта спиралей постепенно перемещаются от края к центру и располагаются при каждом обороте рабочего элемента. Улавливая пары хладагента, попадающие в зону большего объема сжимаемого газа, спирали постепенно сжимают их по мере приближения рабочей зоны к центру по мере уменьшения ее объема. Таким образом, в центре улиток достигается максимальное давление газа, который затем поступает в конденсатор через нагнетательную линию компрессора. В спиральном компрессоре в процессе работы сжатие пара происходит непрерывно, так как точка контакта спиралей не одна и образуется несколько рабочих зон сжатия. Двигатели герметичных спиральных компрессоров охлаждаются парами хладагента на входе.

Спиральное компрессорное устройство холодильника.

Рассмотрим конструкцию холодильного спирального компрессора на примере изделия Danfoss Performer. Компрессоры других производителей аналогичны по конструкции. Основные компоненты спирального компрессора показаны на рисунке 2.

Рисунок 2. Устройство компрессора спирального холодильника.

Благодаря своей конструкции количество трущихся друг о друга деталей в спиральном компрессоре намного меньше, чем в поршневом компрессоре, что теоретически свидетельствует о его надежности.

Кроме того, к достоинствам конструкции можно отнести отсутствие мертвого вредного пространства в зоне сжатия, что повышает эффективность работы.

Благодаря тому, что в процессе сжатия газа одновременно формируется несколько рабочих зон, пары хладагента впрыскиваются более равномерно, чем в поршневых компрессорах, и с меньшими рабочими объемами, что снижает нагрузку на электродвигатель.

Для повышения эффективности работы в спиральных компрессорах большое внимание уделяется уплотнению боковых и конечных поверхностей спиральных контактов, чтобы уменьшить потоки газа между соседними зонами сжатия.

Спиральные компрессоры изначально были разработаны и нашли максимальное применение в системах холодоснабжения с высокими и средними температурами — кондиционирование воздуха, чиллеры, тепловые насосы. Но они также используются в низкотемпературных холодильных установках благодаря технологии впрыска небольшого количества хладагента в центр змеевиков во время работы.

Регулирование производительности спирального компрессора возможно с помощью преобразователей частоты путем изменения скорости вращения вала. Кроме того, производитель спиральных компрессоров Copeland разработал технологию регулирования производительности путем изменения расстояния между спиральными компрессорами во время вращения. Эта технология позволяет спиральному компрессору оставаться на холостом ходу, не создавая зоны сжатия.

Сегодня спиральные холодильные компрессоры производятся и поставляются в России и, соответственно, в Челябинск всемирно известными компаниями, такими как Emerson Copeland, Danfoss Performer, Bitzer .

Спираль против поршня

Ползунок имеет подвижную спираль, создающую давление. Движение локонов показано ниже:

Рабочие_фазы_спирального_компрессора

Поршневой компрессор использует поршневой цилиндр для сжатия газообразного хладагента. Принципиальная схема поршневого компрессора показана ниже:

Работа_поршня

Какой из них лучше?

  • Спиральные компрессоры более эффективны.
  • Ползунки более тихие и плавные, чем поршневые, потому что они состоят только из двух частей: фиксированной спирали и орбитальной спирали.
  • Меньшее количество деталей делает устройство скручивания с низким энергопотреблением, высокой надежностью и меньшей подверженностью механическим повреждениям.
  • Экономное производство раздвижных машин делает замену дешевле, чем ремонт.

Геометрический рисунок завитка — главная особенность, от которой зависит производительность воздуходувки.

Элементыи_конструкции_спирального_компрессора

Спиральный компрессор ─ сложный в производстве, простой в эксплуатации

Спиральные компрессоры — это объемные компрессоры, как правило, средней и низкой производительности (0,05-1,5 м3 / мин), ─ высокотехнологичный продукт. Производство, а также разработка и проектирование спиральных компрессоров по-прежнему остается сложной задачей, поэтому они в основном представлены в странах с высоким технологическим уровнем машиностроения. (Это никоим образом не отменяет простоту их конструкции и удобство использования и обслуживания). Спиральные компрессоры можно уподобить «лакмусовой бумажке», позволяющей судить об уровне развития научно-технического потенциала страны-производителя.

Основная задача заключается в организации рентабельного производства качественных катушек с точными размерами. Экономический аспект чрезвычайно важен. Спиральный компрессор, цена которого намного превышает стоимость, например, винтового компрессора, не сможет превзойти его в технологической конкуренции.

вы должны быть в состоянии сделать спиральный компрессор, который может купить широкий круг потребителей, а не только некоторые.

Аналитические методы широко используются при проектировании спиральных компрессоров, при разработке конфигураций и размеров, а также при моделировании рабочих процессов. При поиске наилучшего решения инженеры сталкиваются с проблемами, которые включают множество неизвестных и переменных и учитывают большое количество связанных механических и термодинамических факторов. Например, зависимость объемов рабочих полостей, температуры и давления рабочего тела от геометрии спиралей. Очень важно найти оптимальные размеры пространств, определяющие объемы рабочей жидкости, протекающей между полостями. С одной стороны, они обеспечивают наилучшие энергетические параметры, а с другой — предотвращают блокировку спиралей из-за механических и термических деформаций.

В спиральном компрессоре рабочее тело не только сжимается, но и находится в постоянном движении, перетекая из полостей сжатия в полость всасывания. Наблюдается движение рабочей жидкости от зон сжатия с более высоким давлением к зонам сжатия с более низким давлением и т.д. Все эти движения могут влиять только на потребление энергии, эффективность и производительность спирального компрессора. Из-за газодинамических потерь процесс сжатия практически перестает быть адиабатическим.

Не стоит пренебрегать силовыми проблемами, четко понимая, какие значения сил и моментов могут выдержать рабочие элементы компрессора. Сборка и ввод в эксплуатацию спирального компрессора — серьезная технологическая задача.

Принцип работы агрегатов на основе компрессоров со спиралью

Работа этого типа систем осуществляется посредством следующих процессов:

Детали спирального компрессора

Детали спирального компрессора

  1. Компрессор содержит две спирали, которые расположены одна внутри другой и имеют свойство расширяться от центральной части к краю во время вращения. Кроме того, один из них всегда неподвижен, а второй вращается вокруг первого.
  2. Спиральные профили образуют запечатанную кривую, называемую эвольвентой. Звездочки шестерен имеют схожий геометрический профиль, что способствует качению зубьев в точках контакта. Положение подвижной спирали — эксцентричное.
  3. Когда одна из спиралей вращается, ее внешняя поверхность взаимодействует с внутренними поверхностями неподвижной спирали. Это позволяет сжимать пары хладагента и выводить их в выхлопное отверстие. В результате происходит охлаждение.

Основные критерии оценки функциональности компрессорного механизма

Они характеризуют КПД компрессоров по следующим факторам:

Конструкция агрегата с компрессором

Конструкция агрегата с компрессором

  • степень сжатия фреона, которая определяется соотношением показателей давления на выходе и на входе;
  • на основе такой концепции, как второй объем хладагента, то есть объем, который перекачивается за определенное время.

Существуют разные типы компрессоров для холодильных машин, в том числе спиральные. Такие устройства часто используются при строительстве систем охлаждения.

Преимущества воздушных спиральных компрессоров

Вентиляторы сжатого воздуха подают воздух, не содержащий масла. Спирали маленькие и тихие. Низкая скорость компрессионных элементов делает устройство завитка подходящим для установки в любой рабочей среде.

Прокрутки подходят для приложений, где гибкость и энергоэффективность являются ключевыми. Отсутствие ненужных затрат на электроэнергию благодаря автоматическому отключению при достижении необходимого рабочего давления и адаптации к колебаниям спроса.

Завитые устройства — синоним надежности и простоты. Спиральная конструкция имеет несколько движущихся частей и отличается долгим сроком службы при минимальном обслуживании.

Регулируемые спиральные компрессоры

Спиральные компрессоры долгое время производились без регулирования производительности. Если необходимо было уменьшить подачу, использовалось частотное регулирование приводного двигателя или байпас части газа из напорной линии в линию всасывания.

Компрессоры с регулируемой спиралью в настоящее время производятся компанией Emerson. В этих компрессорах расстояние между осями вращения шнеков может изменяться, при необходимости это расстояние может быть выбрано таким образом, чтобы между элементами шнека не образовывались камеры, а это значит, что питание компрессора будет намотано на 0. Поочередно два различных рабочих состояния (неактивное и рабочее) с помощью электронного управления можно получить требуемые характеристики.

В процессе сжатия одна спираль остается неподвижной (неподвижной), а другая совершает орбитальные (но не вращательные) движения (орбитальная спираль) вокруг неподвижной спирали. По мере развития этого движения области между двумя спиралями постепенно смещаются к их центру, одновременно сжимаясь в объеме. Когда область достигает центра спирали, газ, который теперь находится под высоким давлением, выталкивается из порта, расположенного в центре. Во время сжатия несколько областей сжимаются одновременно, что обеспечивает плавность процесса сжатия.

И процесс всасывания (внешняя часть спиралей), и процесс откачки (внутренняя часть спиралей) выполняются непрерывно.

1. Процесс сжатия осуществляется за счет взаимодействия орбитальной и неподвижной спиралей. Газ попадает во внешние области, образовавшиеся при одном из орбитальных движений спирали.

2. В процессе прохождения газа в полость спиралей участки всасывания закрываются.

3. По мере того, как движущаяся спираль продолжает свое орбитальное движение, газ сжимается в две постоянно уменьшающиеся области.

4. Когда газ достигает центра, создается давление нагнетания.

5. Как правило, во время работы все шесть заполненных газом областей находятся на различных стадиях сжатия, что обеспечивает непрерывный впуск и выпуск.

Преимущества

1. Отсутствие впускных и выпускных клапанов.

2. Мертвого объема практически нет.

3. Процесс откачки практически непрерывный.

4. Низкая вибрация и шум.

5. Высокая эффективность и простота обслуживания.

6. Стабильность работы при попадании в зону сжатия механических примесей, продуктов износа или жидкого теплоносителя.

Один источник

Области применения

Спиральные компрессоры широко используются в системах кондиционирования воздуха, как бытовых, так и промышленных, а также во многих других секторах:

  • тепловые насосы;
  • системы подачи точно концентрированных воздушных смесей;
  • в медицинском оборудовании;
  • в пищевом производстве (холодильные камеры, хранилища фруктов, автоклавы для мойки вина, пищевая промышленность и т д.);
  • в химической промышленности (для конденсации растворителей, охлаждения формовочной техники и т д).

В системах кондиционирования, в том числе сплит-системах, используются спиральные вентиляторы из-за низкого уровня шума, что позволяет устанавливать кондиционеры в спальнях. Их рабочие характеристики не меняются с годами, в отличие от поршневых компрессоров, а из-за их компактных размеров (и веса) их влияние на внешний вид контура сплит-системы минимально. Теперь давайте подробнее рассмотрим другие области применения спиральных воздушных компрессоров.

Медицина

Спиральный компрессор, предназначенный для использования в медицинском учреждении, должен быть испытан на соответствие следующим стандартам качества:

  • ISO 8573-1 (класс 0) — полное отсутствие масляных включений в подаваемом воздухе;
  • ISO7396 — Требования к системам трубопроводов медицинских газов;
  • HTM02-01 — это международный стандарт качества медицинских газов.

К применению в медицине разрешены только сертифицированные единицы:

  • в стоматологии;
  • анестезиология;
  • реанимационные и операционные залы;
  • лаборатории;
  • отделения хирургии, кардиологии, реанимации и др

Медицинский спиральный компрессор готовит воздушную смесь с очень точной концентрацией газа. Данные отображаются на дисплее, а концентрация веществ регулируется с помощью панели управления (кнопки или касания). Некоторые модели оснащены осушителем воздуха. Кроме того, устройство может иметь систему предупреждения.

Важный показатель компрессора лекарств — уровень шума. Мощные версии могут производить уровень шума 75 дБ и более, поэтому они имеют звукопоглощающий кожух.

Дублирующие системы управления отвечают за постоянную подачу газовой смеси. Даже если вентилятор остановлен, работа не останавливается. Электроника последнего поколения обеспечивает непрерывную работу с небольшим снижением производительности.

В состав компрессорной станции, помимо компрессора, входят:

  • блок управления станцией;
  • приемники;
  • осушители воздуха;
  • система фильтрации воздуха.

Для защиты компонентов компрессора от коррозии на детали медицинских компрессоров наносится полимерное покрытие.

Пищевое производство

Определяющим фактором при выборе аэратора в пищевом производстве является то, как его цена (включая амортизацию) повлияет на конкурентоспособность товара. Безопасность и производительность также важны, поскольку потенциальные юридические риски со стороны потребителей некачественной продукции могут привести к остановке производства в худшем случае.

Следовательно, необходимо оборудовать производственные предприятия надежными и экономичными воздушными компрессорами. Для этих нужд лучше всего подходят спиральные модели.

Они используются в различных отраслях пищевой промышленности:

  • упаковка (изготовление и транспортировка товаров по конвейеру);
  • приготовление фарша;
  • для насосов, перекачивающих жидкости;
  • подача азота высокого давления;
  • пневматические ножницы (чистка, нарезка орехов, лука, овощей);
  • приготовление пищевых смесей.

Сжатый воздух также используется для привода производственных механизмов.

Полиграфия

Современная полиграфическая продукция отличается высоким качеством изображения и глянцевым покрытием страниц. Взыскательный читатель выберет издание, которое приятно держать и смотреть, поэтому для печатной продукции так важно использовать очищенный воздух высокого качества.

Спиральный вентилятор подает очищенный воздух при постоянном давлении, избегая перепада давления. Основными местами применения компрессора в полиграфической промышленности являются:

  • пневматический режим автоматических линий;
  • внутреннее кондиционирование и осушение;
  • смешивание растворов, красок;
  • упаковка сжатого воздуха;
  • бумажная ламинация.

Чем чище воздух, используемый для сушки распечатанных страниц, тем меньше искажений на страницах. Спиральные компрессоры обеспечивают стабильность сушильных систем печатного станка.

Химическая промышленность

Компрессоры используются для создания газовых смесей и их транспортировки в химическую промышленность. Наиболее распространенная сфера их использования — промышленность органического синтеза, которая производит:

  • полимеры;
  • спирты;
  • аммиак;
  • шины.

Стандартное использование сжатого воздуха заключается в передаче импульсов мощности к работающим машинам (кранам, подъемникам) и транспортным линиям. Узкоспециализированное назначение спирального компрессора:

  • движение жидкостей в эжекторе;
  • создание в аппарате зоны низкого давления;
  • поддержание заданного давления в воздухораспределительной сети;
  • движение газовых смесей по трубам;
  • создание газовых смесей;
  • впрыскивание или аспирация паров.

В промышленных системах очистки воздуха компактные спиральные компрессоры превосходят поршневые компрессоры благодаря своей высокой производительности и стабильной работе без рывков и торможений. Для повышения производительности оборудования в химической промышленности важно своевременно удалять воздух из контура фреона, а также снижать давление перед заправкой.

Устройство и принцип работы спирального компрессора

Существует несколько типовых моделей спиральных компрессоров.

Наиболее распространенный вариант — использование двух спиральных элементов, установленных с одним эксцентриситетом. Один из этих элементов мобильный, другой — нет.

Конструкция компрессора с одной подвижной спиралью

Спиральный компрессор показан на рисунке.

В герметичном корпусе размещен электродвигатель, приводящий в движение вал. В верхней части корпуса установлена ​​неподвижная спираль. На валу установлена ​​подвижная спираль, которая может перемещаться по направляющим, совершая сложное движение относительно неподвижной спирали.

В результате движения между спиралями образуются камеры (карманы), объем которых при дальнейшем движении уменьшается, и в результате газ в этих карманах сжимается.

Принцип работы такого компрессора показан на видео:

Также есть компрессоры с двумя подвижными шнеками, которые вращаются по разным осям. В результате вращения спиральных элементов образуются также камеры, объем которых при вращении уменьшается.

В большей степени компрессор отличается от представленных выше вариантов, в которых жесткий элемент, выполненный в виде спирали Архимеда, воздействует на гибкую эластичную трубку. В принципе, такой компрессор похож на перистальтический насос. Эти спиральные компрессоры обычно заполнены жидкой смазкой для уменьшения износа шлангов и рассеивания тепла. Эти компрессоры часто называют шланговыми.

Динамические клапаны

В спиральных компрессорах всасывающий клапан не нужен, потому что та же подвижная спираль отсекает рабочую камеру от всасывающего канала. В напорном трубопроводе спирального компрессора может быть установлен динамический клапан, предотвращающий обратный поток и, как следствие, вращение спирали под действием сжатого газа при выключенном двигателе. При этом следует учитывать, что динамический клапан создает дополнительное сопротивление в выхлопной магистрали.

Динамические клапаны устанавливаются в напорном трубопроводе среднетемпературных и низкотемпературных холодильных компрессоров Copeland.

Оцените статью
Блог про нефтепереработку