Поршневой холодильный компрессор. Принцип работы и устройство. —
Основным и наиболее ответственным компонентом любой холодильной установки, от бытового холодильника до промышленной машины, является компрессор. Он служит для создания разности давлений и обеспечения основных процессов в системе. Холодильный компрессор всасывает хладагент в виде пара с низким давлением и температурой, сжимает его и нагнетает с высоким давлением и температурой в конденсатор.
Наибольшее распространение в холодильной технике получили поршневые компрессоры. Принцип их работы основан на возвратно-поступательном движении поршня в цилиндре.
Принцип работы поршневого холодильного компрессора.
В поршневом компрессоре возвратно-поступательное движение поршня в цилиндре обеспечивается за счет вращения коленчатого вала. Вращение коленвала создается за счет работы электродвигателя. Поршневой компрессор может иметь один, два, три, четыре, шесть и восемь цилиндров. За один полный оборот коленчатого вала поршень совершает два хода между двумя крайними положениями и в каждом его цилиндре выполняется полный рабочий процесс.
Рассмотрим работу поршневого компрессора на примере простейшего варианта с одним цилиндром и соответственно одним поршнем. Весь рабочий процесс можно разделить на две части: фаза всасывания и фаза нагнетания.
clip_image001.jpg» o:title=»Поршневой»/>
Рисунок 1. Принцип работы поршневого холодильного компрессора: а) – процесс всасывания, б) – процесс нагнетания
Процесс всасывания поршневого компрессора.
При движении поршня (3) вниз от крайней верхней точки, в рабочей зоне (8) создается разряжение за счет увеличения объема полости цилиндра. И как только давление в рабочей области цилиндра (8) станет ниже давления в полости всасывания (11), всасывающий клапан (12) открывается, и пары хладагента из испарителя попадают в цилиндр (4).
Процесс нагнетания поршневого компрессора.
При движении поршня (3) вверх от крайней нижней точки, в рабочей зоне (8) давление растет, за счет уменьшения объема полости цилиндра (8) и сжатия паров хладагента. При увеличении давления всасывающий клапан закрывается, и как только давление в рабочей зоне (8) становится выше, чем в области нагнетания (7), нагнетательный клапан (1) открывается и газ поступает в конденсатор. В рабочем процессе поршневого компрессора невозможно полностью использовать весь объем цилиндра. Остается минимальное расстояние между поршнем в крайней верхней точке и крышкой цилиндра (10). Это пространство является вредным, за счет него образуются лишние потери в работе компрессора.
Так, при обратном ходе поршня, оставшаяся часть паров хладагента расширяется до давления в области всасывания (9), только после этого открывается всасывающий клапан (12). Рабочий процесс повторяется.
Устройство поршневого холодильного компрессора
Рассмотрим устройство холодильного поршневого компрессора на примере шестицилиндрового полугерметичного компрессора фирмы Bitzer. Основные элементы конструкции поршневого компрессора показаны на рисунке 2.
Рисунок 2. Устройство поршневого холодильного компрессора
Большое внимание при работе поршневого компрессора уделяется его системе смазки. Смазывание рабочих, трущихся частей компрессора необходимо чтобы уменьшить их износ и увеличить срок службы поршневого компрессора. В зависимости от конструкции, смазка поршневого компрессора осуществляется методом разбрызгивания и с помощью встроенного масленого насоса.
Конструкция поршневого холодильного компрессора.
Поршневые компрессоры могут быть герметичными и полугерметичными, конструктивно размещаясь в одном корпусе с электродвигателем, и полугерметичными открытого типа, зацепляясь с электродвигателем через муфту или другую передачу. Преимуществом полугерметичных поршневых компрессоров перед герметичными является возможность в случае поломки разобрать его и заменить поврежденные детали, не меняя целиком компрессор.
Производительность поршневых компрессоров может регулироваться с помощью частотных преобразователей, изменяя скорость вращения вала компрессора. Кроме этого полугерметичные компрессоры могут менять производительность с помощью системы электромагнитных клапанов, позволяющих закрывать часть всасывающих клапанов или перепускать газ.
На сегодняшний день на рынке холодильной техники в России, и в Челябинске в частности, представлены такие производители поршневых компрессоров, как Bock, Bitzer, Frascold, Copeland, Maneurop, Aspera, L’Unite Hermetique. К сожалению, среди них нет пока ни одного российского производителя.
Холодильный компрессор Aspera NE 6210 E
NE — серия компрессоров Aspera разработана для коммерческого холодильного оборудования и кондиционирования. Линейка представлена моделями для R 134a, R 600a, R 22, R 404A, и R 407C. Особенностями этой серии являются низкий уровень шума и вибрации.
Хладон | R22 |
Тип | Среднетемпературный |
Обем цилиндра, см3 | |
Холодоп-сть (для низкотемп. Tо=-23,3C, для сред. темп.Tо=+7,2C) | 1118 Вт |
Электрическая мощность | 535 Вт |
Напряжение, В | 220 В, 50 Гц |
Вес товара | 10.4 кг |
Бренд | Embraco Aspera |
Страна изготовитель | Словакия |
холодильное оборудование и расходные материалы
Компрессор — один из основных элементов холодильной машины и холодильное оборудование. Он служит для сжатия холодильного агента от давления кипения Pо до давления конденсации P
Обязательным условием для создания заданного пониженного давления и температуры кипения в испарителе является отсос всего пара, образовавшегося в нем при восприятии тепла от охлаждаемой среды. Поэтому производительность компрессора должна соответствовать производительности испарителя.
Производительность холодильный компрессор холодильного компрессора в отличие от газового компрессора выражается не только массой или объемом засасываемого в единицу времени пара, но и холодопроизводительностью машины, т. е. количеством тепла, воспринятого от охлаждаемой среды в единицу времени Q
Компрессор всасывает парообразный хладагент, поступающий от испарителя при низкой температуре и низком давлении, производит его сжатие, повышая давление и температуру, и направляет затем к конденсатору. В зависимости от условий работы холодильной машины, давление паров хладагента на выходе компрессора может составлять 15-25 атм, а температура 70-90°С.
Важной характеристикой компрессора является степень сжатия и объем хладагента, который нагнетается компрессором. Степень сжатия определяется как отношение максимального давления на выходе компрессора к максимальному давлению на входе.
По своему конструктивному исполнению компрессоры, используемые в холодильных машинах, могут быть разделены на две основные категории:
- поршневые;
- ротационные, спиральные SCROLL, винтовые.
Принципиальное отличие ротационных, спиральных и винтовых компрессоров от поршневых заключается в том, что всасывание и сжатие хладагента осуществляется не за счет, возвратно-поступательного движения поршней в цилиндрах, а за счет вращательного движения рабочих органов, соответственно пластин, спиралей и винтов.
Компрессоры поршневые
Наибольшее распространение получили поршневые компрессоры. Схема работы такого компрессора показана на рисунке.
Сжатие газа обеспечивается поршнем (3) при его движении вверх по цилиндру (4). Перемещение поршня обеспечивается электродвигателем через коленчатый вал (6) и шатун (5). Всасывающие и выпускные клапаны открываются и закрываются под действием давления газа.
Фаза всасывания хладагента показана на рис. 3.5, а. Поршень (3) начинает опускаться в цилиндре (4) от верхней т.н. «мертвой точки». При движении поршня вниз, над поршнем создается разрежение и парообразный хладагент через открытый впускной клапан (10) всасывается в цилиндр.
Фаза сжатия и выпуска разогретого пара высокого давления показана на рис. 3.5, б. Поршень двигается в цилиндре вверх и сжимает пар. Выпускной клапан (1) открывается, и пар под давлением выходит из компрессора. Конструкция цилиндра такова, что поршень никогда не касается головки клапанов (10), всегда оставляя некоторое свободное пространство, называемое «мертвым объемом».
Поршневые компрессоры производятся в различных модификациях. В зависимости от типа конструкции и от типа электродвигателя различают компрессоры:
- герметичные
- полугерметичные
- открытые.
В герметичных компрессорах электродвигатель и компрессор расположены в едином герметичном корпусе. Мощность таких компрессоров может составлять 1,7-35 кВт. Они широко используются в холодильных машинах малой и средней мощности.
В полугерметичных компрессорах электродвигатель и компрессор закрыты, соединены напрямую и расположены по горизонтали в едином разборном контейнере. Эти компрессора производятся в широкой гамме мощностей от 30 до 300 кВт. В случае повреждения можно вынимать электродвигатель, получая доступ к клапанам, поршню, шатунам и другим поврежденным частям. Они широко применяются в холодильных машинах средней и средне-большой мощности.
В открытых компрессорах электродвигатель расположен снаружи (вал с соответствующими сальниками выведен за пределы корпуса). Соединение электродвигателя с компрессором может быть прямым (в линию) либо через трансмиссию.
Охлаждение электродвигателя герметичных и полутерметичных компрессоров производится самим же всасываемым хладагентом.
Регулирование мощности холодильной установки может выполняться как в режиме «пуск-остановка», так и с плавной регулировкой скорости вращения компрессора, с использованием специальных устройств, называемых инверторами.
В полугерметичных компрессорах регулирование мощности может обеспечиваться также перепуском газа с выхода на вход либо закрытием всасывающего клапана одного или нескольких цилиндров.
Для привода компрессора используются, в зависимости от мощности, однофазные с конденсаторным пуском или трехфазные электродвигатели.
Основным недостатком поршневого компрессора является наличие пульсаций давления паров хладагента на выходе из компрессора, а также большие пусковые нагрузки. Поэтому электродвигатель должен иметь запас мощности для пуска компрессора и иметь акустическую защиту для снижения уровня шума.
Количество запусков компрессора является наиболее критичным для его срока службы. Именно на режиме запуска происходит большее количество отказов, поэтому система управления холодильной машины ограничивает время между повторными пусками компрессора (как правило, не менее 6 мин) и время между остановом и повторным пуском (2-4 мин).
Холодильный компрессор
Компрессор, или как в нашем случае холодильный компрессор, важнейшая часть современного холодильного оборудования, например, парокомпрессионных холодильных установок, по сути это «сердце» холодильной машины. Поэтому очень важно понимать, что это такое и как он устроен. Компрессор холодильный, как устройство, очень распространен. Область применения и использования компрессоров огромна. Везде, где требуется сжатие или подача веществ под давлением, без компрессора не обойтись. Холодильные компрессорыизготавливается, согласно самым высоким требованиям герметичности, так как предназначены для сжатия и передачи паров специального вещества в холодильных установках. Это специальное рабочее вещество называется холодильным агентом, в дальнейшем будем упоминать как хладагент.
Основные хладагенты, которые приненяются в холодильных компрессорах:
— аммиак,
— диоксид серы (еще известен как сернистый ангидрид),
— такие углеводороды как метан.
Предназначение холодильного компрессора
Задача холодильного компрессора в холодильном агрегате заключается в отсасывании паров хладагента из испарителя холодильного агрегата, сжатия, и подачи их под давлением в конденсатор холодильной парокомпрессионной машины.
Холодопроизводительность компрессора
Одной из главных характеристик холодильного компрессора является такой показатель как холодопроизводительность. Она определяется количеством теплоты, которое необходимо для испарения 1 кг холодильного агента за единицу времени, при заданной температуре кипения и конденсации хладагента. При рабочих условиях эта характеристика называется рабочая холодопроизводительность, а при расчетных или сравнительных температурах — номинальная холодопроизводительность. Современные холодильные машины имеют величины холодопроизводительности от сотен ватт до десятков мегаватт.
Основные типы холодильных компрессоров:
—Поршневые холодильные компрессоры как видно из названия, выделяются наличием поршневой группы (до 12 поршней). Такие компрессоры наиболее часто применяются для малой холодильной техники (системы кондиционирования воздуха, бытовые и торговые холодильники).
—Винтовые (роторные) холодильные компрессоры, при примерно одинаковых габаритах, более холодопроизводительны чем поршневые,.
—Ротационные холодильные компрессоры нашли применение, преимущественно, в бытовых системах кондиционирования воздуха. Их можно разделить на пластинчатые компрессоры и компрессоры с катящимся ротором.
—Спиральные холодильные компрессоры применяют в холодильном оборудовании для пищевой промышленности, а также, и в основном, в кондиционировании. Спиральные компрессоры различные модификации в зависимости от критериев классификации: маслозаполненные, с впрыском хладагента, сухого сжатия; одно- и двухступенчатые; герметичные, бессальниковые, сальниковые; с эвольвентными спиралями, со спиралями Архимеда, с кусочно-окружными спиралями; вертикальные и горизонтальные.
—Холодильные турбокомпрессоры (центробежные холодильные компрессоры)используют, главным образом, для больших систем кондиционирования воздуха.
История изобретения холодильного компрессора
История современных парокомпрессионных холодильных машин начинается, как принято считать, 14 августа 1834 года, когда английский изобретатель Джекоб Перкинс (Jacob Perkins) получил первый патент на цикл охлаждения-сжатия пара под названием «Приборы и средства для производства льда, с помощью охлаждающих жидкостей». Но подобная идея пришла еще раньше, в 1805 году, в голову американского изобретателя Оливера Эванса (Oliver Evans), но так и не сумевшего воплотить идею в жизнь. А Перкинс построил первую парокомпрессионную машину, которая использовала в качестве хладагента — эфир. Еще одним из «отцов» холодильных машин считается немец Карл фон Линде (Carl Paul von Linde), один из учителей знаменитого Рудольфа Дизеля (Rudolf Diesel). Общество холодильных машин было создано им в Висбадене, еще в 1879 году. Считается, что построенная им аммиачная парокомпрессионная холодильная машина, и положила начало холодильному машиностроению. Первые холодильные машины Линде заказала знаменитая ирландская пивоварня Guinness.
Современные производители компрессоров для холодильных установок
Сегодня наиболее авторитетные и известные марки в сфере производства холодильных компрессоров — это ведущие мировые бренды: —Copeland, корпорации Emerson Climate Technologies; —Bitzer, немецкой компании Bitzer SE. Также известны и распространены холодильные компрессоры компаний: -датской Danfoss, и Maneurope в том числе; -итальянских Dorin (Officine Mario Dorin) и Frascold; -немецкой Bock(Bock Kaltemaschinen GmbH).
Компрессор — это механизм, который позволяет сжимать и передавать под давлением газообразные вещества. Это может быть любой газ, воздух, хладагент в состоянии пара и прочее.
Компрессор >>Поршневой холодильный компрессор — это один из наиболее распространенных компрессоров для холодильных установок.
Поршневой компрессор >>Винтовой (роторный) холодильный компрессор представляет собой механизм с винтовыми роторами, для сжатия и подачи паров холодильного агента в холодильных машинах.
Винтовой компрессор >>Спиральный холодильный компрессор это устройство, где сжатие газа происходит при помощи спиралей.
Спиральный компрессор >>Компрессоры холодильные
Тип компрессора по конструктивному исполнению:
- Спиральный – герметичный необслуживаемый компрессор. Обладает высокой надёжностью, стойкостью к попаданию жидкого хладагента и твёрдых частиц, относительно низкой ценой. Например Copeland ZB38KCE-TFD-551.
- Герметичный поршневой – необслуживаемый компрессор, как правило малой или средней мощности. Например MTZ 80HP4BVE.
- Полугерметичный поршневой – ремонтопригодный компрессор средней или высокой мощности. Например Frascold Z 30 — 126Y.
- Полугерметичный винтовой – роторный компрессор высокой или очень высокой мощности. Обладает высоким коэффициентом полезного действия, стабильностью работы и широкими возможностями по регулированию производительности. Например Bitzer HSK 6461-60-40P.
Компрессоры также можно разделить по назначению – диапазону требуемой температуры в охлаждаемом объёме:
- Низкотемпературный компрессор – применяется в холодильных установках для заморозки или хранения замороженных продуктов при температуре ниже нуля. Например спиральный компрессор Copeland ZF25K5E-TFD-567.
- Среднетемпературный компрессор – применяется для поддержания температуры в пределах -4…+15 градусов. Например Copeland ZB76KCE-TFD-551.
- Высокотемпературный компрессор – используется в системах кондиционирования воздуха. Например Copeland ZR72KCE-TFD-522.
- Холодильные компрессоры с широким рабочим диапазоном могут работать по различному назначению при разнообразных требуемых температурах. Например Copeland 4MU-25X STREAM.
- Компрессоры для тепловых насосов – по сути являются высокотемпературными компрессорами, однако могут иметь конструктивные особенности для работы в тепловых насосах.
Следует отметить, что назначение компрессора зависит от его рабочего диапазона (пределов), который можно представить в виде графика, на котором по горизонтальной шкале расположена температура кипения, а по вертикальной температура конденсации. Рабочий диапазон зависит от конструктивных особенностей компрессора и применяемого хладагента. Ниже представлен пример графика пределов широкодиапазонного компрессора Copeland Stream 4MA-22X для хладагента R404A.
График пределов широкодиапазонного компрессора Copeland Stream 4MA-22X для хладагента R404AБольшинство современных компрессоров могут работать с несколькими популярными хладагентами. Например компрессор Bitzer 4EES-6 может работать с фреоном R22, R134a, R404A, R407C, R507A, R407A, R407F и многими другими. Особое внимание нужно уделить при выборе компрессора для хладагента R22. Дело в том, что этот устаревающий фреон работает с минеральным маслом, а практически все новые компрессоры заправлены синтетическим маслом. Поскольку во избежание вспенивания в картере различные масла в холодильной системе смешивать не рекомендуется, потребуется замена масла.
Определённой спецификой обладает фреон R410A. Это высокотемпературный хладагент, применяемый в основном в кондиционировании. Холодильная система заправленная R410A работает под более высоким давлением, поэтому для этого фреона разработаны специальные компрессоры. Например компрессор Danfoss Performer Sh284A4ALC.
Холодопроизводительность любого компрессора зависит от следующих параметров: тип хладагента, температура кипения, температура конденсации, а также температура всасываемого газа и переохлаждение хладагента. При снижении температуры кипения или при увеличении температуры конденсации холодопроизводительность уменьшается. Температуру всасываемого газа и переохлаждение учитывают обычно по стандартным значениям. Например для стандарта EN 12900 температура всасываемого газа равняется +20°С, а переохлаждение равняется 0К.
Это следует учитывать при подборе и сравнении различных компрессоров по мощности. Получая данные по холодопроизводительности всегда нужно уточнять при каких параметрах получается это значение.
Зачастую производители комплектуют один и тот же компрессор различными электродвигателями, что позволяет выбрать компрессор с подходящим типом электропитания:
- 3 фазы/380 В/50 Гц;
- 1 фаза/220 В/50 Гц;
- 3 фазы/220 В/50 Гц;
и более экзотические варианты, которые мы рассматривать не будем.
Многие современные холодильные компрессоры способны на регулирование производительности. Регулирование производительности увеличивает холодильный коэффициент, позволяет адаптироваться оборудованию под нагрузку и условия окружающей среды. Производители используют различные технические подходы к регулированию производительности. Это могут быть перепускные клапаны, отключение части цилиндров, частотные преобразовали и другие способы.
Среднетемпературный спиральный холодильный компрессор ZS92K4E-TWD-551
Описание
Характеристики
Информация для заказа
- ZF EVI — низкотемпературная серия для работы в диапазоне температур от +7 до -40°С. Главное отличие этой серии от остальных — наличие впрыска пара в область сжатия. Компрессоры этой серии предназначены только для работы на хладагенте R404a. Холодопроизводтельность серии от 4,2 до 14,8 кВт.
- ZF — низкотемпературная серия для работы в диапазоне от +7 до -45°С. У компрессоров этой серии установлена система впрыска жидкости в область сжатия, что позволяет этим компрессорам работать на R22 в указанном выше температурном диапазоне. Серия может работать используя хладагенты: R22, R404a, R134a и R407c. Холодопроизводительность серии от 1,9 до 9,9 кВт.
- ZS — среднетемпературная серия для работы в диапазоне от +7 до -30°С. Работает на хладагентах R22, R404a, R134a и R407c. Холодопроизводительность серии от 5,3 до 27,4 кВт (R404a, температура кипения = -10°С, температура конденсации = +40°С, температура всасываемого газа = +20°С, переохлаждение = 0°С).
- ZВ — высокотемпературная серия для работы в диапазоне от +10 до -30°С. Может работать на хладагентах R22, R404a, R134a и R407c. Холодопроизводительность серии от 3,4 до 25,9 кВт (R404a, температура кипения = -10°С, температура конденсации = +45°С, температура всасываемого газа = +20°С, переохлаждение = 0°С).
Тип компрессора | спиральный герметичный |
Область применения | холодильная техника |
Разрешена эксплуатация на хладагентах | R-404А, R-134a, R-22 |
Объемная производительность, м3/ч | 35,6 |
Холодопроизводительность, кВт при Ткип. = -10 °С, Тконд. = +40 °С, хладагент — R-404А | 22,4 |
Заправка маслом, л | 4,1 |
Тип и марка масла | Emkarate RL32-3MAF синтетическое полиэфирное |
Питающее напряжение | 380-420 В, 3 фазы, 50 Гц |
Максимальный рабочий ток, А | 25,1 |
Габаритные размеры, мм | 357х324х532 |
Диаметр патрубка всасывания, дюйм | 1 3/4 |
Диаметр патрубка нагнетания, дюйм | 1 1/4 |
Масса, кг | 96,2 |
Производитель | Copeland |
Страна производитель | Великобритания |
Гарантийный срок | 12 мес |
Вид | комплектующие к промышленным охладителям |
Состояние | новые |
Сравнение поршневых, винтовых и спиральных холодильных компрессоров.
Поршневые компрессоры
Изменение давления в поршневых компрессорах происходит при возвратно-поступательном движении поршня в цилиндрической камере сжатия. Индикаторные диаграммы холодильного поршневого компрессора при работе в режимах охлаждения и замораживания представлены на рис. 1.
Отчетливо видно, что при более высокой степени сжатия коэффициент подачи падает, причем главным образом из-за увеличения влияния процесса обратного расширения.При обратном расширении работа передается на коленчатый вал (заштрихованная область), происходит охлаждение газа и изоэнтропический КПД поршневого компрессора уменьшается, но не так сильно, как коэффициент подачи. Это свойство характерно только для поршневых компрессоров.
На практике описанные особенности работы холодильных поршневых компрессоров приводят к тому, что объемная производительность при глубоком охлаждении заметно падает, что влияет на выбор рабочего объема. Тот же эффект может наблюдаться в случаях привода поршневого компрессора от двигателя с изменяемой частотой вращения. При увеличении частоты вращения степень сжатия повышается и коэффициент подачи уменьшается
(рис. 2).
В холодильных поршневых компрессорах автомобильных кондиционеров, приводимых от двигателя внутреннего сгорания, этот эффект может быть полезно использован. При увеличении частоты вращения обеспечивается желаемое сокращение холодопроизводительности. Поэтому в автобусных установках кондиционирования воздуха часто отказываются от каких-либо специальных систем регулирования производительности.Если эффект уменьшения производительности нежелателен (например, в холодильных установках), то следует переходить на двухступенчатый поршневой компрессор (рис. 3).
Спиральные холодильные компрессоры
В традиционной конструкции спиральных холодильных компрессоров, используемых на сегодняшний день в технике кондиционирования, подвижный спиральный элемент выполняет орбитальное движение. За один оборот подвижной спирали компрессора производятся впуск порции всасываемого газа, его сжатие и выталкивание нагнетаемого газа.В спиральных холодильных компрессорах нет нагнетательных клапанов, т. е. газ сжимается до заложенной при проектировании степени сжатия. Другая особенность спирального холодильного компрессора заключается в уменьшении объема камеры сжатия снаружи к центру и наличии радиального отверстия для нагнетания в самой маленькой центральной камере. Это также ограничивает эффективность рабочего нагнетательного клапана, имеющегося в некоторых низкотемпературных холодильных компрессорах.На рис. 4, а – представлена индикаторная диаграмма давления в спиральных компрессорах для систем кондиционирования воздуха, на рис. 4, б – для нормального охлаждения.
В случае применения в системах кондиционирования воздуха, где, как известно, отношения давлений низкие, спиральный холодильный компрессор может продемонстрировать свои преимущества: отсутствие потерь в клапанах; высокий КПД при небольшой тепловой и механической нагрузке из-за низкого трения, что связано с низкой относительной скоростью; малые внутренние перетечки (благодаря относительно небольшой разности давлений).В том же компрессоре при более высокой степени сжатия (см. рис. 4, б) величина работы сжатия увеличивается в конце этого процесса из-за обратного расширения в направлении, противоположном направлению вращения.Это повышает тепловую нагрузку и увеличивает внутренние перетечки, что определяет снижение КПД. Равномерность сжатия в спиральном холодильном компрессоре для нормального охлаждения значительно меньше, чем в компрессоре, работающем в системах кондиционирования воздуха, что может привести к повышенным пульсациям газа. В этом состоит принципиальный недостаток спиральных холодильных компрессоров по сравнению с поршневыми, который усугубляется с ростом степени сжатия.
Сравнивая поршневые и спиральные холодильные компрессоры, можно отметить, что коэффициент подачи спиральных компрессоров выше, чем у поршневых, при любой степени сжатия (рис. 5, а). Несмотря на это, изоэнтропический КПД двух разных по эффективности спиральных холодильных компрессоров в любом случае ниже изоэнтропического КПД поршневых холодильных компрессоров при степени сжатия, превышающей степень сжатия компрессоров, применяемых в кондиционировании воздуха (рис. 5, б).
Винтовые холодильные компрессоры
Винтовой холодильный компрессор по различным причинам иногда предпочтительнее для применения в холодильной технике, чем спиральный. Правда, речь идет о винтовых холодильных компрессорах, традиционно охлаждаемых маслом. Кроме того, в винтовых холодильных компрессорах большой объемной производительности можно “искусственно подпитать” процесс сжатия посредством ЭКОНОМАЙЗЕРНОГО РЕЖИМА (рис. 6).
В спиральных холодильных компрессорах реализовать это гораздо труднее, так как в них сечения каналов недостаточны для подвода газа. Возможность установки порта экономайзера ограничена толщиной стенок спиралей. Кроме того, затраты на подключение экономайзера к спиральным холодильным компрессорам относительно более высоки.
Поэтому в спиральных компрессорах часто используют неэкономичный впрыск жидкости, который в действительности лишь предотвращает тепловую перегрузку холодильного компрессора, не влияя на увеличение давления.
Винтовые и спиральные холодильные компрессоры рекомендуется применять при малых степенях сжатия (среднетемпературное охлаждение и кондиционирование воздуха), где они могут быть особенно эффективны. Но в отличие от спиральных винтовые холодильные компрессоры с масляным охлаждением и экономайзером при больших рабочих объемах являются наиболее интересным и перспективным решением для использования в холодильном оборудовании.
Выигрышные особенности
Учитывая все основные достоинства и недостатки рассмотренных типов холодильных компрессоров, компания BITZER создала новую серию холодильных поршневых полугерметичных компрессоров Octagon, в которой с целью их усовершенствования подвергся модификации ряд существенных параметров, среди которых: плавность хода и шумовые характеристики, КПД, регулируемость производительности, габаритные размеры и масса, стоимость. Шумовые характеристики холодильных поршневых полугерметичных компрессоров серии Octagon с демпфером пульсаций в головке блока цилиндров. Несмотря на исключительную плавность хода, обусловленную конструкционными особенностями холодильных компрессоров этой серии, в отдельных случаях возникали значительные резонансные пульсации в нагнетательных трубопроводах. Как правило, такие пульсации сокращаются до приемлемой величины путем установки глушителей (демпферов) на трубопроводе. Недостаток такого технического решения состоит в том, что на участке нагнетательного трубопровода между демпфером и холодильным компрессором всегда присутствуют значительные пульсации. Полностью избежать негативного воздействия пульсаций давления в системе удалось благодаря новой головке блока цилиндров (рис. 1), где с помощью резонансного канала пульсации гасятся в месте их возникновения.
Сравнение характера пульсаций при стандартной |
Стендовое измерение базовых шумовых характеристик поршневого полугерметичного компрессора не показало значительного их улучшения. Однако при работе поршневого компрессора в составе холодильной установки выявлено отчетливое уменьшение шумовых показателей. В связи с этим несколько серийных компрессорно-конденсаторных агрегатов с воздушным охлаждением были дополнительно подвергнуты многократным циклическим испытаниям на шумовые характеристики на расстоянии 1 м по DIN 45635. Затем были сопоставлены результаты испытаний, полученные на холодильном поршневом полугерметичном компрессоре серии Octagon без демпфера пульсаций (ДП), компрессоре серии Octagon с ДП и спиральном компрессоре.
Замеренные звуковые давления могут рассматриваться как типичные для агрегатов с конденсатором воздушного охлаждения. Очевидно снижение шума, которое достигается применением новых головок блока цилиндров (рис. 3). О том, насколько низкими являются эти шумовые характеристики, можно судить по рис. 4.
Холодильный поршневой полугерметичный компрессор серии Octagon с ДП оказывается не просто работающим тише спирального компрессора, но даже находится на уровне шумовых характеристик вентилятора компрессорно-конденсаторного агрегата.
Значительное снижение шумовых характеристик поршневых полугерметичных компрессоров BITZER позволило также достичь универсальности их применения во всех возможных типах установок. Было доказано, что поршневые компрессоры не только не являются более шумными и подверженными вибрациям, чем ротационные, но даже могут превосходить их по этим показателям.
Регулирование холодопроизводительности поршневых компрессоров изменением частоты вращения
Объемная производительность короткоходовых поршневых компрессоров оптимально регулируется путем изменения частоты вращения коленчатого вала. Хорошим примером является серия поршневых полугерметичных компрессоров Octagon, допустимый диапазон частот питающего тока для которой 30…60 Гц (стандартное исполнение) и 20…70 Гц (расширенный вариант исполнения)
(рис. 5).
Однако и это не предел. В одной из опытных установок, где изучались предельные возможности холодильных поршневых полугерметичных компрессоров, электродвигатель двухцилиндрового полугерметичного компрессора теплового насоса, представленного на рис. 6, успешно работал в диапазоне частот 20…80 Гц.
Существенное преимущество поршневых полугерметичных компрессоров, реализованное в конкретном проекте.
Если требуется регулировать холодильный компрессор морозильной установки изменением частоты вращения, необходимо учитывать, что, начиная с некоторой предельной частоты, ее повышение не вызывает увеличения холодопроизводительности. В этом случае можно применить вариант с двухступенчатым поршневым компрессором. В качестве примера рассмотрим экспериментальный компрессор для холодильной установки типового рефрижераторного контейнера.
Ни винтовой, ни спиральный холодильный компрессоры не подошли для выполнения этих требований(в частности, очень низким оказался КПД при частичной нагрузке). Но даже одноступенчатый поршневой компрессор с регулированием частоты вращения смог частично выполнить поставленную задачу. Однако затем оказалось, что при частоте питающего тока выше 80 Гц и t0 = –33 °C (R134a) повышение холодопроизводительности оказалось невозможным (рис. 7). Самое оптимальное решение было достигнуто при использовании двухступенчатого поршневого компрессора (рис. 8), который по холодопроизводительности превосходил одноступенчатый на 25 %.
Среднее потребление энергии за типичный цикл нагрузки было на 30 % меньше того же показателя для серийной машины. Благодаря использованию переохладителя хладагент R134а, типичный для кондиционирования воздуха, смог прекрасно работать в морозильных установках и по результатам сравнительных измерений обеспечил такие же показатели, что и R404A. Принципиальная схема установки показана на рис. 9.
Все требования по конструктивным размерам и холодопроизводительности были выполнены.Можно с уверенностью сказать, что в этом конкретном случае никакой другой тип холодильного компрессора не будет лучше, чем поршневой.
Таким образом, холодильные поршневые полугерметичные компрессоры все еще обладают значительным потенциалом развития, который позволит оптимально использовать их в холодильной технике и в будущем. Адаптация поршневых компрессоров к новым областям применения и хладагентам возможна при относительно низких издержках. По массе, плавности хода и компактности современные поршневые компрессоры вполне конкурентоспособны с ротационными. Регулирование изменением частоты вращения, пока еще не общепринятое для холодильных поршневых компрессоров, при широком использовании даст значительную экономию энергии.
Различные типы компрессоров, используемых в холодильной системе
В парокомпрессионном холодильном цикле компрессоры играют жизненно важную роль в повышении давления парообразного хладагента от низкого давления и температуры до высокого давления и температуры при подготовке к прохождению через конденсатор. Хотя все компрессоры выполняют одну и ту же основную функцию в промышленной холодильной системе, на самом деле существует множество типов компрессоров с различными методами создания давления.В следующих разделах мы рассмотрим различные типы компрессоров, а также их основные преимущества и недостатки.
Центробежный
Центробежные компрессоры, также известные как турбо или радиальные компрессоры, повышают давление хладагента, проталкивая хладагент через вращающееся рабочее колесо. Рабочее колесо вращает хладагент с возрастающей скоростью, генерируя кинетическую энергию. Затем генерируемая кинетическая энергия используется для повышения давления хладагента, пропуская его через диффузор, который снижает скорость радиального движения пара.Этот процесс замедления радиального движения хладагента преобразует кинетическую энергию в потенциальную энергию в виде давления.
Центробежные компрессоры имеют самую большую мощность и хорошо подходят для сжатия больших объемов хладагента. Кроме того, центробежные компрессоры могут иметь одноступенчатую, двухступенчатую или многоступенчатую конфигурацию для дальнейшего сжатия хладагента до более высокого давления и температуры в зависимости от требований применения.
Роторно-поворотный механизм
В роторно-пластинчатых компрессорахиспользуется вращающийся приводной вал, эксцентрично расположенный внутри цилиндрического корпуса, который содержит фиксированные входные и выходные отверстия.К приводному валу прикреплены регулируемые лопатки. При вращении приводного вала лопатки скользят внутрь и наружу, чтобы поддерживать контакт с внутренними стенками корпуса компрессора, в результате чего образуются камеры разных размеров. Затем воздух поступает в самую большую из этих камер через входной порт и сжимается, поскольку приводной вал продолжает вращаться, а размер камеры уменьшается. Когда камера достигает своего наименьшего объема, сжатый воздух выходит из корпуса компрессора через выпускное отверстие.
Пластинчато-роторные компрессоры имеют компактные размеры и эффективную работу, что делает их предпочтительным выбором для применений с малой производительностью, таких как бытовые холодильники или бытовые кондиционеры. Однако роторные компрессоры также часто используются в пищевой промышленности для обработки продуктов.
Винтовой насос
Винтовые компрессоры содержат два сетчатых ротора с охватываемой и внутренней резьбой, которые вращаются вместе в противоположных направлениях. Хладагент поступает в компрессор через всасывающий патрубок и застревает между двумя вращающимися роторами.По мере прохождения воздуха через роторы объем пространства между роторами уменьшается, что приводит к сжатию хладагента.
Винтовые компрессоры не имеют клапанов и не используют механическую силу, что позволяет компрессорам работать на высокой скорости с большим расходом и малой площадью основания, а также снижает вибрацию.
Поворотная прокрутка
Ротационные спиральные компрессоры содержат две взаимосвязанные спирали или спирали, одна из которых зафиксирована, а вторая вращается внутри нее.По мере вращения спирали образуются паровые карманы. Карманы всасывают хладагент и перемещают пар к центру спирали. По мере приближения пара к центру карманы непрерывно уменьшаются в размерах, сжимая охлаждение.
Ротационные спиральные компрессоры имеют небольшую мощность — менее 20 тонн; однако они очень эффективны из-за отсутствия поршней, что позволяет им достигать 100% объемного КПД. Кроме того, спиральные компрессоры имеют низкий уровень шума и требуют технического обслуживания из-за меньшего количества движущихся частей.
Поршневой
Поршневые компрессорыимеют конструкцию, аналогичную двигателю внутреннего сгорания, и могут содержать от двух до шести поршней, размещенных в отдельных цилиндрах. Каждый из этих поршней приводится в движение центральным коленчатым валом. Когда поршни движутся вниз, хладагент всасывается в цилиндр через впускной клапан. Когда поршень движется обратно вверх, впускной клапан закрывается, и объем пространства в цилиндре уменьшается, сжимая хладагент. Когда хладагент достаточно сжат, достигается сила, необходимая для открытия выпускного клапана, и хладагент вытесняется, позволяя циклу повторяться.
Поршневые компрессорыобладают высокой масштабируемостью, что позволяет проектировать их как на небольшую, так и на высокую производительность в сотни тонн. Основными недостатками поршневых компрессоров является то, что они очень громкие, имеют большое количество вибрации и неэффективны.
О технологических решениях
Компания Process Solutions, расположенная недалеко от Сиэтла, штат Вашингтон, имеет более чем 30-летний опыт создания высококачественных систем управления. Имея в штате более 100 инженеров и техников и производя более 3000 промышленных панелей управления в год, Process Solutions является крупнейшим интегратором систем управления на Северо-Западе.В дополнение к индивидуальным панелям управления двигателями, услуги систем управления Process Solutions включают программирование ПЛК и HMI, интеграцию роботизированных систем, управление энергопотреблением и промышленные системы управления охлаждением, интеграцию SCADA и программное обеспечение для мониторинга машин DAQuery.
ВЫБОР ПРАВИЛЬНОГО КОМПРЕССОРА — Холодильный клуб
автор: Vinícius Delmônego 5 минут Прочитать
Embraco находится в авангарде решений в области охлаждения в течение последних 5 десятилетий, устанавливая глобальные стандарты качества, технического совершенства и практичных, устойчивых инноваций для холодильной промышленности.
Каждый пятый компрессор в мире принадлежит Embraco, и мы серьезно относимся к этой ответственности. Владельцы бизнеса, производители оригинального оборудования и подрядчики выбирают Embraco, потому что наши продукты разрабатываются с учетом приверженности инновационному партнерству и сознательных усилий, направленных на улучшение качества жизни людей. Мы уделяем первоочередное внимание постоянным исследованиям и разработкам, чтобы предлагать на мировом рынке эффективные, экономичные и устойчивые компрессоры и охлаждающие решения, такие как компрессорно-конденсаторные агрегаты и герметичные агрегаты мощностью от 1/12 до 2 л.с.
Компрессоры с фиксированной скоростью (ВКЛ-ВЫКЛ)
В течение многих лет модель компрессора с фиксированной скоростью, широко известная как двухпозиционный компрессор, стояла особняком в холодильной промышленности. У него проверенная временем простая конструкция, впечатляющая универсальность и надежность. Компрессоры ВКЛ-ВЫКЛ используются в самых разных бытовых приборах, от домашнего холодильника до питьевых фонтанчиков, льдогенераторов, холодильников для напитков и больших коммерческих холодильных шкафов.
Герметичный поршневой компрессор Embraco ON-OFF вытягивает хладагент из испарителя, увеличивает давление пара и нагнетает хладагент в конденсатор.Он выключается и включается в зависимости от температуры холодильника, работая с одной скоростью во время каждого цикла. Точно так же он прокачивает хладагент по всей системе при активации — он либо включен, либо выключен, или, в нашем случае, отводит тепло от холодильника или нет.
Двухпозиционный компрессор работает в циклическом режиме с фиксированной скоростью, 3000 об / мин или 3600 об / мин. Компрессор включается, когда внутренняя температура холодильной системы достигает своей наивысшей точки, и выключается, когда температура достигает самой низкой точки — температуры, определяемой положением термостата или настройкой контроллера.
Наши традиционные продукты ON-OFF присутствуют на рынке в течение десятилетий, но мы по-прежнему стремимся к постоянным инновациям на рынке. Nidec Global Appliance инвестирует от 3% до 4% своей выручки в исследования и разработки, и в настоящее время у нее 1450 патентов, находящихся в стадии разработки (утвержденных или ожидающих утверждения), связанных с холодильным оборудованием. Постоянное улучшение качества и контроля наших производственных процессов за последние годы повысило энергоэффективность наших компрессоров на 30-40%.
Поскольку устойчивость является одной из наших основных ценностей, мы работаем не только над минимизацией воздействия нашей цепочки поставок и производственных стандартов на окружающую среду, но и над разработкой высокоэффективных решений, а также руководим внедрением естественных хладагентов на рынке холодильного оборудования.
Embraco предлагает широкий спектр бытовых и коммерческих компрессоров для систем с низким и высоким противодавлением, готовых для хладагентов R-600a и R-290 (пропан).Использование углеводородного хладагента сводит к минимуму прямые и косвенные воздействия на изменение климата из-за чрезвычайно низкого GWP хладагента, уменьшения занимаемой площади компрессора и повышения энергоэффективности системы.
Компрессоры с регулируемой скоростью (VCC)
В отличие от модели ON-OFF, компрессор Embraco с регулируемой скоростью снижает потребление энергии за счет регулировки скорости в соответствии с меняющимися потребностями в охлаждении. Другими словами, компрессор понимает, увеличивается или уменьшается внутренняя температура, и посредством этого он модулирует свою скорость, чтобы иметь большую или меньшую холодопроизводительность.Изменяя рабочую скорость в зависимости от тепловой нагрузки системы, компрессор с регулируемой скоростью поддерживает более стабильную внутреннюю температуру без значительных изменений — низкий гистерезис. Меньший гистерезис обеспечивает более безопасную и более подходящую среду в таких приложениях, как общественное питание, медицина и наука.
Инверторная технологияможет снизить потребление энергии до 40% по сравнению с технологией ON-OFF. Различные скорости помогают каждому блоку быстрее достичь заданной температуры за счет ускорения, когда это необходимо, и замедления, когда потребности ниже, например, в нерабочее время.Этот процесс также помогает стабилизировать внутреннюю температуру каждого блока, обеспечивая более безопасную и подходящую среду для таких приложений, как общественное питание и медицина.
Технология регулируемой скорости также снижает шум и вибрацию компрессора, заменяя узнаваемые щелчки и гудение при включении холодильника плавным пуском и устойчивой низкой скоростью. Каждая модель, которую мы проектируем, должна быть надежной, безопасной и сохранять работоспособность, несмотря на энергопотребление и колебания тока.
Наш компрессор с регулируемой скоростью вращения не просто снижает эксплуатационные расходы — он увеличивает возможности хранения продуктов, экономя больше продуктов с меньшими затратами энергии в миллионах домов и предприятий по всему миру. Это настоящая ценность.
Определение правильного уровня давления для вашего приложения
Компрессоры Embracoделятся на два типа двигателей:
LST (Низкий пусковой момент) — Подходит для систем с устройством расширения капиллярной трубки и выравниванием давления при запуске.
HST (Высокий пусковой крутящий момент) — Подходит для систем с расширительным клапаном или устройством расширения капиллярной трубки с неравномерным давлением при запуске.
Они также подразделяются на три различных уровня давления: LBP, MBP и HBP:
LBP (Низкое противодавление) — Низкая температура испарения.
MBP (Среднее противодавление) — Средняя температура испарения.
HBP (Высокое противодавление) — Высокая температура испарения.
Выбор подходящего компрессора
При выборе нового компрессора для замены или для нового применения, во-первых, следует отметить, какое расширительное устройство используется в холодильной системе, а затем определить диапазон испарения системы. Эту информацию необходимо проверить перед изменением, так как неправильный выбор компрессора может привести к неисправности и даже преждевременному выходу компрессора из строя.
Обычно при замене компрессоры выбираются по номеру HP.Однако HP не является единицей измерения охлаждающей способности. После выбора необходимо проверить информацию о производительности (британские тепловые единицы / час, ккал / час или Вт) в соответствии с тепловой нагрузкой системы. Технические характеристики системы будут напрямую влиять на тепловую нагрузку, например: толщина стенок оборудования и изоляция, тип используемой двери (сплошная или стеклянная), а также то, является ли система вертикальной или горизонтальной. Например, для вертикальной системы объемом 500 литров со стеклянной дверцей потребуется компрессор большей мощности по сравнению с системой с такими же характеристиками, но со сплошной дверцей.
Информацию о производительности компрессораследует искать в его технических спецификациях. Вы можете найти таблицы данных Embraco в приложении Embraco ToolBox или в удобном программном обеспечении для выбора продуктов. Холодопроизводительность — это физическая величина, измеряемая в оборудовании, называемом калориметром, и соответствует международным стандартам испытаний, таким как: ASHRAE, AHAM, ARI и другие. На это следует обратить внимание, если вы хотите сравнить холодопроизводительность компрессоров, потому что при изменении стандарта испытаний изменяются рабочие условия компрессора, поэтому изменяется и мощность.
Понимая применение холодильника (1), температуру, необходимую для хранения продукта в нем (2), уровни шума (в зависимости от того, где будет находиться холодильник) (3), и чувствительность продукта к изменения температуры (4), выбор компрессора будет наиболее подходящим. Руководство по замене Embraco поможет вам подобрать компрессор, подходящий для вашего применения.
Щелкните здесь, чтобы загрузить справочное руководство по выбору компрессора, подходящего для вашего приложения.
Чтобы получить полный список компрессоров и конденсаторных агрегатов, доступных в США и Канаде, загрузите каталог запчастей Embraco.
EM, компрессор с фиксированной частотой вращения (двухпозиционный)
F, компрессор с фиксированной частотой вращения (двухпозиционный)
FMF, компрессор с регулируемой скоростью (VCC)
От: Денни Мартин , служба технической поддержки Nidec Global Appliance
Amazon.com: R134a DC 12V Мини-роторный компрессор Холодильно-морозильные системы Кондиционер для медицинских напитков Охлаждение
Размер: DC 12V
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Тип двигателя: Электродвигатель с постоянным магнитом BLDC
Число полюсов / фаз: 10 полюсов, 5 фаз Ω
Работа Инвертор: Драйвер, напряжение постоянного тока 12 В
Напряжение: BLDC, 12 В постоянного тока (вход драйвера)
Пусковое напряжение: 9 В
Испытание гидростатической прочности (низкое): давление прочности 7.45 МПа (76 /)
Испытание на гидростатическую прочность (высокое): давление прочности 16,2 МПа (165 /)
Остаточная влажность / остаточные примеси: 100 мг макс. / 100 мг макс.
Сопротивление изоляции: мин. 50 МОм. (с мега-тестером 500 В постоянного тока)
Выдерживаемое напряжение: 1800 В-1 с (1250 В-1 мин) Ток утечки менее 2,5 мА
СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ЧАСТЕЙ
※ Контроллер * 1
※ Резиновый коврик * 3
※ ВТУЛКА ВТУЛКИ * 3
※ Винт Компрессора * 3
※ Шайба компрессора * 6
Пожалуйста, в строгом соответствии с чертежами требования и арматура, необходимая для установки компрессора.
УСТАНОВКА И ПРИМЕНЕНИЕ
1. Общие положения
※ Избегайте установки компрессора в аппарате, в котором используются хладагенты, содержащие хлор, такие как R12, R22, R502 и т.д. хладагент.
※ Не используйте чистящие средства, содержащие хлор, для очистки контуров. Убедитесь, что в них не осталось остаточного хлора, если их нужно использовать. Особое внимание: содержание веществ, связанных с хлором, в холодильных системах должно быть ниже 100 частей на миллион от общего объема заправленного хладагента.
※ Используйте указанные сушильные фильтры только для HFC-134a. Установите фильтры сразу после вскрытия упаковки.
※ Трубки, используемые в системах, должны быть чистыми и не содержать остатков масла, оставшихся в процессе производства.
См. СПИСОК ЧЕРТЕЖЕЙ КОМПРЕССОРА для получения дополнительной информации.
Безмасляные холодильные компрессоры и масляные компрессоры
Для охлаждения больших зданий обычно требуются чиллеры с воздушным или водяным охлаждением, производящие охлажденную воду, которая затем охлаждает воздух.Около 39% зданий площадью более 100 000 квадратных футов используют системы охлажденной воды с различными конструкциями холодильных компрессоров.
Для выбора подходящего чиллера и компрессора требуется, чтобы инженер определил охлаждающую нагрузку здания и надлежащую производительность чиллера¹. Также выполняются расчеты для определения окупаемости инвестиций между различными системами путем сравнения стоимости энергии на тонну охлаждения с эксплуатационными расходами.
При покупке нового чиллера инженеры и владельцы оборудования, естественно, сосредотачиваются на показателях эффективности, чтобы оценить годовые затраты на электроэнергию чиллера.Однако, помимо номинальных характеристик чиллера, есть еще одна переменная, которую следует учитывать: как чиллер и компрессоры чиллера сохранят свои номинальные характеристики в реальных условиях эксплуатации спустя годы после совершения покупки? Существенным фактором, влияющим на производительность чиллера с течением времени, является масло, используемое компрессором чиллера.
В этой статье обсуждается влияние масла на компрессоры чиллера и исследуется производительность центробежных полугерметичных компрессоров с регулируемой скоростью и безмасляными магнитными подшипниками за 10-летний период в двух реальных приложениях.
Последствия загрязнения нефтью
Масло используется для образования уплотнения, предотвращающего возврат хладагента во всасывающий канал, а также для смазки подшипников компрессора, шестерен и уплотнений вала. Хотя масло необходимо для работы, оно со временем увлекается хладагентом и циркулирует по системе. В конце концов, масло покрывает трубы теплообменника, что создает тепловой барьер, снижающий эффективность — проблема, известная как «масляное загрязнение».
В ряде независимых исследований, проведенных третьей стороной, подробно описаны последствия загрязнения нефтью, в том числе:
- Падение коэффициента теплопередачи с 1.От 0 до 0,65 при концентрации масла всего 10 %²
- Потеря 10% эффективности через пять лет, потеря 20% эффективности через 10 лет в чиллерах с масляной смазкой в Университете Цинхуа, Китай .³
- В других случаях снижение производительности может достигать 30%.
Ухудшение характеристик с течением времени происходит не только из-за загрязнения маслом. Другое исследование показывает, что традиционные масляные компрессоры, особенно винтовые компрессоры, страдают от значительного снижения производительности из-за чрезмерного износа подшипников, повреждения ползуна и других факторов в течение многих лет эксплуатации.⁵
В этом исследовании сделан вывод о том, что износ винтового компрессора значительно влияет на производительность к пятому году эксплуатации, а последующее снижение производительности составило в среднем 26% после 15 лет эксплуатации.
Чтобы избежать механического износа и проблем с производительностью, связанных с маслом, Danfoss предлагает центробежные полугерметичные компрессоры с регулируемой скоростью, в которых используются безмасляные магнитные подшипники. С помощью этого типа компрессора производители чиллеров могут избавиться от сложных систем управления маслом, которые необходимы обычным чиллерам для смазки подшипников механических компрессоров.
Теоретически безмасляная герметичная конструкция компрессора позволяет избежать фрикционной неэффективности, ухудшения характеристик и проблем технического обслуживания, связанных с обычными масляными компрессорами. Но как это соотносится с реальной практикой после многих лет эксплуатации?
Чтобы выяснить это, в 2018 году компания Danfoss инициировала исследовательский проект по сравнению современных характеристик компрессоров Danfoss Turbocor®, эксплуатируемых в течение 10 или более лет, с их производительностью при первоначальной установке. Целью исследования было определить, испытали ли безмасляные компрессоры такое же снижение производительности, как и у традиционных типов компрессоров с маслом, или же они сохранили свой первоначальный уровень производительности.Исследование подтвердило, что компрессоры с безмасляными магнитными подшипниками сохраняют стабильную производительность в течение 10-летнего периода.
Эксплуатация коммерческого холодильного компрессора — HVAC School
Основные функции компрессора
Работа компрессора заключается в циркуляции хладагента в системе посредством сжатия пара, подобно тому, как ваше сердце перемещает кровь по кровеносной системе.
Циркуляция хладагента измеряется в фунтах / мин или фунтах / час; это называется массовым расходом — массовый расход изменяется в зависимости от плотности хладагента и степени сжатия.
Чем плотнее (выше давление) хладагент возвращается из испарителя, тем больше массовый расход. Чем ниже давление всасывания, тем меньше массовый расход.
Способность компрессора эффективно перемещать хладагент часто измеряется объемным КПД. Это мера того, сколько хладагента поступает во всасывающую линию по сравнению с тем, сколько хладагента выходит из выпускного отверстия компрессора в нагнетательной линии. Разница между ними заключается в потерях или отходах из-за повторного расширения газа в цилиндре компрессора (в поршневом компрессоре).
Чем больше степень сжатия (абсолютное давление напора, деленное на абсолютное всасывание), тем ниже также будет массовый расход и тем ниже будет объемный КПД. Другими словами, низкое всасывание при высоком напоре — это худший сценарий для массового расхода и объемного КПД, когда компрессор работает должным образом.
Надлежащая циркуляция хладагента в фунтах / мин или фунтах / час жизненно важна для производительности испарителя, конденсатора и измерительного устройства, а также для охлаждения компрессора, если он охлаждается хладагентом.
Размер компрессора (прокачивающая способность) регулирует массовый расход системы в фунтах / мин или фунтах / час.
Перекачивающее действие компрессора также выполняет две другие функции.
- Он поддерживает давление в испарителе: когда компрессор работает, он снижает давление в испарителе. Это устанавливает давление испарителя, рабочую TD и производительность BTUH.
- Увеличивает давление в конденсаторе: когда компрессор работает, он нагнетает тепло в конденсатор; это вызывает повышение температуры конденсации и TD до тех пор, пока тепло не сможет выходить из конденсатора так же быстро, как и входит.
По мере увеличения тепловой нагрузки и температуры испарителя тепловая мощность компрессора увеличивается и приводит в движение конденсатор TD еще выше, чтобы увеличить отвод тепла конденсатора.
Реакция компрессора на изменение тепловой нагрузки испарителя
Вот способ размышления о нагрузке и ее влиянии на массовый расход, степень сжатия и объемный КПД:
При более высоких тепловых нагрузках пар выделяется быстрее, чем компрессор может его удалить от испарителя. Когда это происходит, давление и температура испарителя повышаются с увеличением тепловой нагрузки.
Расход компрессора в фунтах / мин или фунтах / час увеличивается по мере увеличения давления на всасывании, и компрессор потребляет больше ампер из-за перекачивания большего количества хладагента.
Более низкие тепловые нагрузки испарителя производят пар медленнее, чем компрессор удаляет его из испарителя. Давление и температура испарителя снижаются при уменьшении тепловой нагрузки. Уменьшается расход компрессора в фунтах / мин или фунтах / час. Компрессор потребляет меньше тока из-за перекачивания меньшего количества хладагента.
Объемный КПД компрессора
Цель состоит в том, чтобы поддерживать как можно более высокий объемный КПД.При более высоком VE компрессор производит больше фунт / мин или фунт / час потока хладагента.
Условия эксплуатации системы, давление испарения и конденсации напрямую влияют на насосную способность компрессора. Отношение VE давления конденсатора к давлению испарителя называется степенью сжатия. Чтобы рассчитать степень сжатия, преобразуйте давление в абсолютные значения (добавьте 14,7 к существующему давлению), затем разделите давление конденсатора на давление испарителя.
Графики объемного КПД
Графики VE (объемный КПД) показывают влияние степени сжатия на объемный КПД: по мере увеличения CR уменьшается VE.Когда CR снижается, VE повышается. Наша цель — поддерживать как можно более высокий объемный КПД компрессора с учетом производительности, энергопотребления и долговечности компрессора.
Факторы, определяющие систему CR
Степень сжатия системы зависит от нескольких факторов, в первую очередь от желаемой температуры помещения и температуры охлаждающей среды. Соответствующее давление в испарителе и конденсаторе определяет степень сжатия, с которой должен работать компрессор. Обратитесь к диаграмме степени сжатия для каждого компрессора в качестве руководства.
Поддержание объемной эффективности на более высоком уровне
Для улучшения VE необходимо поддерживать низкую степень сжатия. Вы можете сделать это, поддерживая низкое давление в конденсаторе, поддерживая чистый конденсатор и снабжая его прохладной конденсирующей средой (надлежащая температура и поток воздуха или воды через змеевик конденсатора или конденсатор HX). Вы также должны поддерживать давление в испарителе на высоком уровне; не устанавливайте давление в испарителе ниже, чем необходимо для выполнения работы. Более низкая степень сжатия позволяет компрессору прокачивать через систему больше фунтов / мин или фунтов / час.Более высокая степень сжатия снижает способность компрессора поддерживать желаемый массовый расход.
Допустимый диапазон применения компрессора (рабочий диапазон)
Герметичные и полугерметичные компрессоры разработаны для определенных температурных диапазонов испарителя. Диапазон температур испарения зависит от производителя и модели, и вам нужно будет немного прочитать, чтобы убедиться, что вы правильно поняли. Температура испарителя выше максимально допустимой температуры приводит к перегрузке двигателя: потреблению избыточного тока и перегреву.Температура испарителя ниже минимальной утвержденной температуры применения приведет к плохому охлаждению двигателя из-за низкого расхода фунт / час.
Паспорта компрессора
Паспорта данных показывают характеристики компрессора в утвержденном диапазоне его применения. Данные могут быть представлены в виде таблицы или кривых производительности. Эти таблицы или кривые покажут следующее: емкость, массовый расход, мощность и ток. Их можно использовать для проектирования, надлежащего ввода в эксплуатацию и диагностики системы.Просто имейте в виду, что компрессор, когда он работает должным образом, все еще находится во власти системных условий; мы должны настроить его на успех.
Номинальные параметры компрессора
Мощность компрессора изменяется при изменении температуры испарителя и конденсатора. В условиях нагрузки компрессор может потреблять ток, превышающий номинальную, и не обязательно подвергаться опасности перегрузки двигателя, если потребляемая сила тока двигателя значительно ниже силы тока отключения. Большинство компрессоров будут работать при токе нагрузки ниже номинальной в нормальных условиях, но могут работать до максимума при большой нагрузке испарителя.Все это можно найти, внимательно посмотрев на диаграммы или кривые компрессоров.
—Louie Molenda
Сопутствующие товарыЭкономичный и эффективный холодильный компрессор Скидка 10% на горячие товары
Если вы ищете надежного, эффективного и экономичного . Холодильный компрессор для вашего холодильника, не ищите больше, чем Alibaba.com, чтобы удовлетворить ваши требования.Эти невероятные и умелые. Холодильный компрессор изготовлен из прочных материалов и совместим со всеми типами моделей. Эти продукты отличаются высокой производительностью и повышенной долговечностью благодаря прочному материальному корпусу. Эти. Холодильный компрессор экологичен и достаточно эффективен для экономии электроэнергии. Покупайте эти удивительные продукты у ведущих поставщиков и оптовиков на сайте по конкурентоспособным ценам и предложениям.Эти невероятные.Холодильный компрессор на объекте изготовлен из высококачественных материалов, таких как металл, алюминий, АБС, и других материалов, которые обеспечивают более высокую прочность и долговечность. Эти устойчивые и эффективные. Холодильный компрессор идеален для собранных холодильников и экономичных вариантов для коммерческого использования. Файл. Холодильный компрессор проверен, сертифицирован и протестирован на предмет оптимального функционирования и обеспечения качества. Долговечность и эффективность этих продуктов, совместимые со всеми моделями, делают их ценными каждого пенни.
Alibaba.com предлагает отличную коллекцию. холодильный компрессор , которые доступны в различных цветах, формах, размерах, дизайнах и областях применения в зависимости от ваших требований. Эти опытные. Холодильный компрессор доступен в ручном и автоматическом режимах в зависимости от модели. Некоторые из них рентабельны. Холодильный компрессор , найденные на сайте, - это компрессоры, оборудование для автоматического размораживания, детали для стерилизации, поршневой комплект и многое другое на выбор.
Просмотрите различные диапазоны. Холодильный компрессор на Alibaba.com для экономии ваших денег и покупки продуктов в рамках вашего бюджета. Эти продукты доступны как OEM-заказы, а также доступны в индивидуальной упаковке. Эти продукты сертифицированы ISO, SGS, CE, ROHS.
Управление скоростью компрессора холодильного оборудования с помощью частотно-регулируемых приводов
Автор: Роберт Грей, Schneider Electric
Использование технологии частотно-регулируемого привода (VFD) для оборудования HVAC / R уже давно установлено.Простая математика уменьшения скорости двигателя, приводящего в движение приточный или вытяжной вентилятор, доказывает, что дает значительный потенциал экономии энергии. Включение механизмов обратной связи, таких как датчики статического давления, для поддержания надлежащей статики в воздуховоде при распределении воздуха VAV, оказалось простым приложением, которое обеспечивает оптимальную экономию энергии без ущерба для комфорта в пространстве здания.
Из-за необходимости углубиться в управление оборудованием HVAC / R для достижения дополнительной экономии энергии, технология VFD перешла к более сложным приложениям.Для безопасного изменения скорости холодильного компрессора требуется гораздо больше обратной связи с контроллером до снижения скорости компрессора. Очень важно, чтобы контроллер был оснащен соответствующими алгоритмами управления в программном обеспечении для безопасного управления компрессором.
Применение частотно-регулируемого привода для управления компрессором в холодильной системе должно обеспечить следующее:
- Снижение энергопотребления / эксплуатационных расходов
- Продлить срок службы оборудования
- Меньшее отклонение от заданной температуры охлаждения
В индустрии HVAC / R восприятие таково, что частотно-регулируемые приводы имеют много успехов в управлении скоростью компрессора.Многие подрядчики по механическому монтажу на собственном горьком опыте убедились, что это не может быть просто «простой» монтаж. Если у вас есть удаленные компрессорно-конденсаторные агрегаты, и если ваши линии хладагента не установлены должным образом, чтобы обеспечить адекватный возврат масла в компрессор, вы сразу же рискуете преждевременно выйти из строя компрессора. Это верно даже для компрессора с постоянной скоростью. В этой статье мы предполагаем, что произошел надлежащий механический монтаж системы переменного тока.
Снижение скорости компрессора должно продлить срок его службы, а не привести к его преждевременному выходу из строя.Без расширенных алгоритмов в программном обеспечении контроллера вы можете (и, вероятно, вызовете) преждевременный отказ компрессора, что приведет к экономии энергии.
Управлять скоростью компрессора не так просто, как управлять продуктом с воздушной стороны, например приточным вентилятором. На карту поставлено гораздо большее. ЧРП просто выполняет то, что ему приказывает контроллер (ПЛК). Чтобы контроллер мог принять разумное решение о том, с какой скоростью должен работать компрессор, он должен иметь доступ к важной информации и точкам мониторинга.Общая информация, которую должен иметь контролер, включает:
- Требуемые предпусковые условия
- Управление клапаном впрыска масла
- Обогрев картера
- Цикл смазки
- Защита системы
- Управление расширительным клапаном
- Температура наружного воздуха
- Давление в системе (стороны высокого и низкого давления)
В дополнение к рассмотрению повышения производительности холодильных систем за счет применения частотно-регулируемого привода для управления компрессором, также необходимо учитывать эксплуатационные вопросы.Эти проблемы включают:
- Обеспечение адекватной смазки компрессора
- Тип компрессора (спиральный, винтовой и т. Д.)
- Тип хладагента
- Изменение нагрузки компрессора
Смазка компрессоров
Здравый смысл заключается в том, что, если вы не смазываете компрессор должным образом, он выйдет из строя преждевременно. Отсутствие контроля за важными точками холодильного контура приведет к отказу компрессора.Независимо от типа компрессора и в большинстве случаев требуется определенная величина перепада давления между стороной всасывания и стороной нагнетания контура хладагента, чтобы эффективно «втягивать» масло обратно в компрессор. Снижение скорости компрессора без поддержания этого перепада давления может вызвать серьезное повреждение компрессора, что приведет к преждевременному выходу из строя. Компрессоры могут запускаться и работать либо при недостаточном количестве смазки, либо при чрезмерной смазке, и то и другое со временем приведет к повреждению компрессора.
Тип компрессора
Поршневые и спиральные компрессорыобычно хорошо подходят для использования с частотно-регулируемым приводом. В качестве примера рассмотрим спиральный компрессор. Однако в наши дни это считается довольно устаревшей технологией, однако производители компрессоров периодически вносят небольшие изменения в свою конструкцию, чтобы удовлетворить более высокие требования рынка по повышению эффективности и использованию различных типов хладагентов. Производители компрессоров постоянно меняют свои рабочие параметры, чтобы приспособиться к этим изменениям.Несоблюдение этих рекомендаций может привести к преждевременному выходу из строя и потере гарантии производителя. В программном обеспечении системного контроллера необходимо использовать кривую КПД компрессора для оптимальной работы компрессора, поэтому во многих случаях необходимо периодически обновлять программное обеспечение.
Тип хладагента
В современных холодильных системах используется множество популярных хладагентов. ПЛК, используемый для подачи сигнала на частотно-регулируемый привод, должен знать физические характеристики конкретного используемого хладагента.Контроллер должен знать и понимать взаимосвязь между температурой наружного воздуха и давлением хладагента.
Варианты охлаждающей нагрузки
Переменная скорость компрессоров наиболее эффективно используется при достаточно постоянных условиях нагрузки. Если в течение одной минуты компрессор работает по инерции, а в следующую он пытается достичь заданной температуры в помещении, это, вероятно, не столько применение для частотно-регулируемого привода. Когда компрессор видит менее резкие колебания температуры в помещении в течение более длительного периода времени, частотно-регулируемый привод можно использовать более эффективно и добиться гораздо большей экономии энергии.
Сегодня, из-за увеличения затрат на электроэнергию и законодательства по охране окружающей среды, производителям оригинального оборудования (OEM) HVAC и холодильного оборудования становится все труднее быть уверенным в соблюдении как действующего, так и нового законодательства, и в то же время не повышать стоимость изготовления его оборудования. Это справедливо как для самых крупных OEM-производителей, так и для самых маленьких. Часто отсутствие внутренних инженерных и маркетинговых ресурсов не позволяет OEM-производителю вносить необходимые изменения в производимое им оборудование, которые обеспечили бы рыночную дифференциацию и снизили производственные затраты.