Компрессоры спиральные
Концепция создания холодильного компрессора спирального типа запатентована в 1905 г. французским инженером Леоном Креусом (Leon Creux). Однако в силу высоких технологических требований к изготовлению компрессора спиральные компрессоры стали создаваться лишь при внедрении в металлообработку станков с числовым программным управлением.
Впервые в мире на рынок холодильного оборудования спиральный компрессор представила американская фирма Copeland(Рис. 10.9).
В настоящее время он производится рядом зарубежных фирм — Danfos, Hitachi, Jork и др.
Подвижная спираль не должна вращаться вокруг своей оси. Она совершает движение только по определенной орбите, в основном круговой, вокруг оси неподвижной спирали (рис. 10.11).
Рис. 10.9 Разрез спирального компрессора фирмы Copeland |
Рис. 10.10 Конструкция спирального компрессора фирмы Copeland |
1 — масло, 2 — тефлоновый подшипник, 3 — проходные контакты, 4 — впрыск жидкости для «сверхохлаждения», 5 — плавающее уплотнение, 6 — неподвижная спираль, 7 — подвижная спираль, 8 — защита электродвигателя, 9 — электродвигатель
^ — Нагнетательное отверстие Рис. 10.11 Иллюстрация процесса сжатия в спиральном компрессоре |
Рис. 10.12 Спирали компрессора: неподвижная (слева) и подвижная |
Спиральный компрессор состоит из двух спиралей — неподвижной и подвижной (рис. 10.12).
Одна из спиралей, связанная с эксцентриковым валом, совершает плоскопараллельное орбитальное движение. Вторая спираль закреплена неподвижно относительно корпуса компрессора. В процессе работы места контакта (К) подвижной спирали (рис. 10.11) перемещаются по профилю неподвижной спирали против часовой стрелки. Образующиеся при этом замкнутые серповидные полости концентрически перемещаются от периферии к центру.
В начальный момент, когда полость еще не замкнута, в нее свободно входит всасываемый пар. В дальнейшем пар перемещается к центру, испытывая повышение давления и температуры из-за уменьшения объема полости, и в конце процесса сжатия через нагнетательное отверстие в центре выводится из компрессора.
Количество движущихся частей спирального компрессора сравнительно с поршневым компрессором снижено на 80% (с 15 у поршневого до 3 у спирального).
Движущаяся спираль совершает плавное движение, так как она хорошо сбалансирована. Поэтому движение потока на всасывании и нагнетании имеет непрерывный характер, что обеспечивает практически бесшумную работу компрессора. Он в 8 раз «тише», чем поршневой аналог.
Спиральный компрессор не боится «влажного хода», а равным образом и механических примесей. Пуск компрессора происходит без нагрузки, поэтому не требует специального вспомогательного пускового устройства.
Спиральные компрессоры имеют наименьший процент отказов по сравнению с компрессорами любых других типов, в силу чего их по праву считают «вечными».
В целом достоинства спиральных компрессоров перед герметичными поршневыми или бессальниковыми аналогами можно отразить в виде перечня следующих качеств:
• высокая надежность и повышенный срок службы благодаря небольшому количеству деталей, участвующих в процессе сжатия хладагента;
• крайне низкий уровень шума вследствие отсутствия клапанов и возвратно поступательного движения деталей;
• крайне малая вибрация вследствие плавного, непрерывного сжатия;
• очень высокий коэффициент подачи из-за отсутствия «мертвого пространства»;
• стабильность работы компрессора при работе «влажным ходом» и попадании в зону сжатия механических примесей;
• малый пусковой момент и пусковые токи. Для однофазных моделей нет необходимости в пусковом оборудовании;
• компактность и малая масса.
Компрессоры в агрегатах фирмы Copeland поставляются заполненными минеральным маслом для работы на R22 или полиэфирным маслом для работы на новых озонобезопасных хладагентах либо на R22.
Спиральные компрессоры используются в холодильных машинах малой и средней холодопроизводительности. Так же как и компрессионные, они могут быть в герметичном исполнении, бессальниковыми и сальниковыми.
Стоимость спиральных компрессоров сопоставима или даже ниже стоимости поршневых компрессоров.
Относительным «недостатком» компрессора является необходимость его изготовления на станках с ЧПУ, поскольку спиральный компрессор — это техническая конструкция очень высокого технологического уровня и организации производства.
Posted in Холодильная техника