Спиральный компрессор устройство и принцип работы: Спиральный холодильный компрессор. Принцип работы и устройство. —

Содержание

Спиральный холодильный компрессор. Принцип работы и устройство. —

Главным элементом любого холодильного оборудования является компрессор. Он служит для обеспечения движения хладагента в системе и создания разности давлений.

Относительно недавно стали применяться в холодильной технике компрессоры спирального типа. В основном они работают в составе систем кондиционирования, чиллеров, тепловых насосов, средне и высокотемпературных холодильных установок.

 

Рабочим элементом спирального компрессора является спираль. Принцип работы холодильного спирального компрессора основан на согласованном вращении одной спирали относительно другой.

 

Принцип работы спирального холодильного компрессора.

В спиральном компрессоре сжатие паров хладагента происходит между двумя спиралями. 

Одна спираль неподвижная, вторая – совершает вращение вокруг неё. Причем это движение имеет непростую траекторию. Электродвигатель, находящийся в одном герметичном корпусе компрессора, совершает работу – вращает вал, на конце которого находится эксцентрично установленная спираль. Вращаясь, подвижная спираль перекатывается по стенкам неподвижной спирали, скользя по масленой плёнке.  Точки контакта спиралей постепенно перемещаются от края к центру, причем они расположены на каждом витке рабочего элемента. Захватывая всасываемые пары хладагента в зоне большего объема сжимаемого газа, спирали постепенно сжимают их по мере приближения рабочей зоны к центру, так как объем её уменьшается. Соответственно, в центре спиралей достигается максимальное давление газа, который через линию нагнетания компрессора затем поступает в конденсатор. В спиральном компрессоре, в процессе работы, сжатие паров происходит непрерывно, так как точка касания спиралей не одна и рабочих зон сжатия образуется несколько. Электродвигатели герметичных спиральных компрессоров охлаждаются за счет всасывающих паров хладагента.

 

Устройство спирального холодильного компрессора.

Рассмотрим устройство спирального холодильного компрессора на примере продукции фирмы Danfoss Performer. Устройство компрессоров других производителей аналогично. Основные узлы спирального компрессора показаны на рисунке 2.

clip_image001.jpg" o:title="Спиральный компрессор"/>



Рисунок 2. Устройство спирального холодильного компрессора.

 

Благодаря своей конструкции, количество взаимно трущихся деталей в спиральном компрессоре значительно меньше, чем в поршневом, что теоретически говорит о его надежности.

Также к достоинствам конструкции можно отнести отсутствие мертвого вредного пространства в зоне сжатия, что увеличивает эффективность работы.

Благодаря тому, что в процессе сжатия газа образуются одновременно несколько рабочих зон, пары хладагента нагнетаются равномерней, чем в поршневых компрессорах и меньшими рабочими объемами, что снижает нагрузку на электродвигатель.

Для повышения эффективности работы, большое внимание в спиральных компрессорах уделяется герметизации боковых и торцевых поверхностей контактов спиралей, для уменьшения перетечек газа между соседними зонами сжатия.

Спиральные компрессоры изначально проектировались и нашли своё наибольшее применение в области  высоко- и средне-температурных холодильных систем – это кондиционирование воздуха, чиллеры, тепловые насосы. Но и в низкотемпературных холодильных установках они также используются, благодаря технологии впрыска малого количества хладагента в центр спиралей в процессе работы.

 

Регулирование производительности спиральных компрессоров возможно с помощью частотных преобразователей, изменяя скорость вращения вала. Кроме этого, производитель спиральных компрессоров Copeland, разработал технологию регулировки производительности за счет изменения расстояния между спиралями во время вращения. Эта технология позволяет работать спиральному компрессору в холостую, вообще не образуя рабочих зон сжатия.

 

На сегодняшний день спиральные холодильные компрессоры производят и поставляют в Россию и соответственно в Челябинск такие всемирно известные фирмы, как Emerson Copeland, Danfoss Performer, Bitzer.

Спиральный компрессор устройство и принцип работы

Содержание


Спиральный компрессор — это техника для получения сжатого воздуха или хладагента. Уменьшение объема производится путем вращения двух спиралей, на чем основан принцип действия установки. Агрегаты данного типа успешно используются в кондиционировании, нагревании/охлаждении, холодильных контурах и изготовлении вакуумных насосов.
Прототип установки был запатентован во Франции еще в 1905 году, но практического применения не последовало из-за отсутствия производственной базы.



Конструкция и устройство

На практике применяются различные принципы действия, основанные на спиральном движении. Промышленность выпускает следующие типы аппаратов:

 с двумя спиральными элементами, один из которых стационарный, другой является подвижным контуром. При вращении одной из спиралей возникают карманы, объем которых уменьшается при повышении скорости оборотов. Газ, находящийся в отсеках, сжимается и на выход подается нужного давления;  с двумя вращающимися по различным осям спиралями. Принцип остается прежним: при работе образуются карманы, повышение скорости приводит к сжатию газа внутри системы;

 наличие в системе жесткой спирали Архимеда и гибкой трубки. Подобное инженерное решение называют шланговым экземпляром, требующим дополнительной смазки и отвода тепла.

Важным отличием спиральных моделей является отсутствие всасывающего клапана. Подвижный ходовой элемент автоматически отсекает канал поступления воздуха/газа от рабочей камеры при вращении. В системе нагнетания может присутствовать обратный клапан, не позволяющий возникать потоку при остаточном вращении.


Принцип работы основан на перемещении спирали, укрепленной на валу двигателя, с постепенным перемещением к центру установки. При этом захваченный газ попадает из больших отсеков в малые, и так до полного сжатия. Из центра системы сжатый газ поступает в конденсатор непрерывно, поскольку во время вращения вала образуется несколько зон сжатия. Двигатели охлаждаются за счет всасываемых при вращении паров хладагента, что значительно повышает ресурс эксплуатации.

Появление регулируемых моделей значительно расширило сферу применения и позволило снизить энергопотребление компрессорных станций. Скорость вращения регулируется с помощью комплектации преобразователями. Появилась возможность корректировать зазор между осями вплоть до нулевых показателей. Меняя холостой ход и рабочую нагрузку с помощью дополнительного регулятора, можно добиться нужной производительности агрегата.

Для повышения технических характеристик особое внимание уделяется герметичности контактов. Боковые и торцевые части конструкции тщательно подгоняются, чтобы сжимаемая субстанция не могла переходить из одного отсека в другой. При остановке движения спирали размыкаются по всем направлениям. При новом запуске оборудование не испытывает повышенной нагрузки, поскольку происходит плавное повышение давления.



Преимущества и недостатки

Основным преимуществом спиральной техники является высокий КПД (80-85%), что позволяет получить значительную экономию в процессе длительного применения. Спиральный компрессор, в отличие от поршневого, работает намного тише. Движение не дает сильной вибрации, оборудование является уравновешенным и работает практически без шума.

К очевидным плюсам подобных моделей можно отнести:

 количество трущихся поверхностей гораздо меньше, чем при ином принципе, что говорит о надежности аппарата;

 отсутствие не используемого объема в зоне сжатия, что повышает эффективность эксплуатации;

 нагрузка на двигатель уменьшена, поскольку нагнетание осуществляется равномерно и умеренными дозами;

 благодаря плавной работе, техника не требует повышенного внимания к расположению.

 не требуется пружинной подвески и укрепленного основания, благодаря плавному ходу;

 возможность применения на любом холодильном агенте, воздухе или включении капельной жидкости;

 количество движущихся деталей снижено на 80% по сравнению с поршневыми аналогами.


По сравнению с поршневыми типами, вес изделий меньше на 15%, размеры снижены на 30%. Это компактное и современное оборудование легко монтируется и обслуживается, первичная наладка и пуск не представляют затруднений. Следует учесть высокую быстроходность агрегатов, скорость действия возможна в рамках 1000-13000 об/мин., эти параметры постоянно расширяются.

 Недостатком моделей является то, что требуется следить за чистотой подаваемого газа, поскольку частицы попадают на спирали и приводят к дополнительному трению, разгерметизации камеры и быстрому износу техники.

Кроме того, необходимо учитывать следующие моменты:

работа вала допускается только в одном направлении, обратное поступательное движение не предусмотрено конструкцией;

при движении подвижная часть машины испытывает различные системы силового воздействия, поэтому необходима тщательная балансировка, расчет и уравновешивание моментов;

данному типу требуются детали, производимые на новейших фрезерных станках с ЧПУ, что является более сложным технологическим решением.

Приобретая компрессоры данного вида, потребитель может рассчитывать на длительную и бесперебойную эксплуатацию в быту или на производстве.

Теги: спиральный компрессор устройство и принцип работы, устройство спирального компрессора


Спиральный компрессор: принцип работы

   Эксцентричными называют поступки, выходящие за рамки принятого. В техническом обиходе под определением«эксцентрического» понимается вращение, не совпадающее с геометрическойосью. А если соединить «норму» и «отклонение» в одном технологическом процессе, получится… спиральный компрессор . Суть работы этой разновидности насоса объёмного типа – в сжатиивоздуха или другой среды взаимодействием пары спиралей, одна из которых неподвижна, а другая словно пытается сорваться с привязи, «гуляя» вокруг «колышка». Эти эксцентрические движенияи способствуют переносу рабочей среды из одной полости в другую – из области всасывания в область нагнетания.

Суть – в деталях

   Спиральным компрессор называется потому, что его рабочим элементом является спираль. Основу конструкции составляют две вставленные друг в друга с полукружным разворотом спиральные пластины. Их оси параллельны, но смещены по отношению друг к другу на 180 градусов – величину эксцентриситета вала. Спирали не касаются друг друга, между ними есть незначительный зазор. Это обуславливает долговечность службы, но ужесточает требования к точности исполнения.

   Спирали одинаковы по размеру и внешнему виду, но одна обычно– неподвижная (соединяется с корпусом спирального блока), а другая – подвижная (вставляется в неподвижнуюи крепится с эксцентриком компрессорного вала).Принцип работы компрессора – в согласованном вращении подвижной спирали относительно неподвижной.

   Каждая точка подвижной спирали описывает в ходе работы окружность, совершая орбитальное движение. В результате этого вращения образуются камеры (карманы) с непостоянным объемом. При вращении карманы уменьшаются, и находящийся в них воздухсжимается.Добравшись до центра спирали, сжатый до нужного давлениягазвыталкивается в выходное отверстие у основания неподвижной спирали. Рабочий цикл осуществляется за каждый оборот подвижной спирали, а за минуту она успевает обернуться несколько десятков тысяч раз.Таким образом, нагнетание и всасывание обеспечивается непрерывно. И поскольку сжатие среды происходит одновременнов разных полостях, процесс протекает плавно. Это и является залогом долгого срока службы компрессора без существенных потерь эффективности.

Хорошо придумано

   Но бывают спиральные компрессоры и с двумя подвижными спиралями. В отличие от описанного механизма, в подвижной паре вращательные движения осуществляют обе спирали относительно разных осей. В итоге точно так же образуются карманы-камеры с уменьшающимся при вращении объемом.

   Более отличается т. н. шланговый спиральный компрессор, где жесткая спираль воздействует на упругую трубку. Принцип его работы напоминает функциональные особенности перистальтического насоса. Для отвода тепла и предохранения от износа гибкой трубки спиральный компрессор такого типа, как правило, заполненжидкой смазкой – в отличие от «классических» спиральных компрессоров, работающих «всухую».

   Большинство спиральных компрессоров обходятся не только без масла, но и без клапана на всасывании. Необходимости в лишней детали нет, поскольку от канала всасывания рабочую камеру отсекает самаподвижная спираль. Динамические клапаны в линии нагнетания устанавливаются лишь для предотвращения обратного потока на средне- и низкотемпературных компрессорах для холодильной техники. Производители подобным образом исключают вращение спирали при выключенном двигателе под воздействием сжатого газа.

Совершенству нет предела

   А принадлежит идея конструкции спирального компрессора французскому инженеру ЛеонуКруа, запатентовавшему собственную разработку в далеком 1905 году. Правда, время для ее реализации сто с лишним лет назад еще не наступило: инженерная мысль опередила развитие производственной базына полстолетия. Создать первую работоспособную модель с малым конструктивным зазором между деталями удалось лишь во второй половине XX века – после освоения технологии точной металлообработки.

   С конца1980-х годов спиральные компрессоры стали использоваться в системах управления климатом и холодильной технике, поскольку при высокой надёжности продемонстрировали наибольшее давление и наивысший КПД.Сегодня эта техника безотказно работает в кондиционерах и чиллерах, холодильниках и тепловых насосах.

   Спиральные холодильные компрессоры от мировых брэндов – примеры постоянной инновационной работы и развития технологий.Современные возможности позволяют регулировать производительность спиральных компрессоров изменением скорости вращения вала с помощью частотных преобразователей.

   Врегулируемых спиральных компрессорах нового поколения с энергосберегающей целью предусматривается изменение зазора между осями вращения спиралей. При необходимости можно выставить такое расстояние, при котором между спиралями не будут образовываться карманы, и тяга компрессора окажется нулевой. Специальный соленоид позволяет регулировать желаемую производительность чередованием рабочего хода с холостым.Обеспечивая возможность работы компрессора без образования зоны сжатия, изменение расстояния между спиралями в процессе вращения выполняет задачу экономии энергоресурсов.

   Таким образом, спиральные компрессоры продолжают оставаться в авангарде технических решенийи на втором веку после своегоизобретения.

Спиральные компрессоры | Библиотека БИ-ТЕХ

Если говорят «поршневой компрессор» ─ ищи поршень и точно найдешь его. Если «винтовой компрессор» ─ значит, в нем есть винт и, скорее всего, не один. Ну, а когда речь заходит о спиральных компрессорах, очевидно, что важнейшей их деталью является спираль, а, точнее, две спирали.

Что такое спираль, большинству понятно без дополнительных объяснений. Первыми на ум приходят раскаленные докрасна спирали нагревательных элементов тепловых электроприборов или имеющие форму спирали заводные пружинки детских игрушек и взрослых часов. Хотя в Природе есть примеры куда более масштабных спиралей. Млечный Путь ─ спиральная галактика с перемычкой, диаметром 100 тыс. световых лет, ближе к окраине которой расположена Солнечная система с планетой Земля. Млечный Путь ─ не единственная спиральная галактика. Такими же являются ее спутники ─ Большое и Малое Магеллановы Облака, а также Галактика Андромеды, Галактика Треугольника и другие.

Спиралью называют кривую, обходящую точку, и в зависимости от того, скручивается она или раскручивается, ─ приближающуюся к этой точке или удаляющуюся от нее.

Рабочие органы спиральных компрессоров, как правило, выполнены в виде архимедовых или эвольвентных спиралей. Возможны и другие варианты, например, кривые, образованные дугами окружностей.

Архимедову спираль можно уподобить следу, оставляемому точкой, равномерно движущейся по лучу, начинающемуся из центра О, который сам при этом равномерно вокруг него вращается. Эвольвента окружности в отличие от классической алгебраической спирали, каковой является архимедова спираль, относится к т. н. псевдоспиралям или спиралевидным кривым. Ее можно представить как след от точки, расположенной на конце прямой нити, сворачиваемой с цилиндрической катушки или закручиваемой вокруг нее; при этом нить всегда расположена по касательной к окружности ─ поперечному сечению цилиндра катушки.

Что-то даже на интуитивном уровне объединяет винтовые и спиральные компрессоры. И не случайно. «Родство» их проявляется даже в лексике. Ведь согласно Большому энциклопедическому словарю винтовая линия ─ это «пространственная спиральная кривая». А винт ─ не что иное, как «стержень со спиральной нарезкой».

Из истории спиральных компрессоров

Винтовой и спиральный компрессоры объединяет не только лексика, но и закономерности биографий. Изобретения, содержавшие принципы работы этих машин, появились намного раньше, чем их удалось реализовать не то чтобы в промышленных масштабах, но даже изготовить экспериментальные образцы. Оба были открыты, как принято говорить, «на кончике пера». И эти открытия на многие десятилетия опередили свое время, а точнее, существовавший тогда уровень металлообработки. Станки, способные изготавливать детали с точностью, требуемой для рабочих элементов спиральных компрессоров, появились совсем недавно.

Идеи, развивавшие устройство спирального компрессора, появились еще в XIX веке. А свое стройное оформление нашли в самом начале века двадцатого, в 1905 году. Во французском и американском патентах, полученных французским инженером и писателем, автором научно-фантастических романов «Путешествие Изабеллы к центру Земли» и «Секрет Доурады» Леоном Круа (Léon Creux). В этих патентах речь шла о роторном паровом двигателе, но одновременно с этим они содержали основные принципы устройства машины, которая сегодня носит название спиральный компрессор или компрессор спирального типа. Потребовалось почти целое столетие, прежде чем в 80-х годах XX века удалось организовать промышленное производство спиральных компрессоров. За это время «от нуля» до сверхзвуковых скоростей разогналась авиация, человечество полетело в космос и сумело раскрыть тайны получения атомной энергии. А наладить промышленное производство спиральных компрессоров никак не получалось. Одним из первых, кому это удалось, стала японская компания Hitachi Ltd, с 1983 г. начавшая устанавливать спиральные компрессоры в системах кондиционирования воздуха. У истоков нового сегмента компрессорной техники стояла также американская компания Copeland Corp. Спиральные компрессоры Copeland начали разрабатывать в 1979 году, а в 1987-м приступили к их серийному выпуску. Сначала на шести производственных линиях завода в Сиднее (шт. Огайо). Затем был построен завод в шт. Миссури, и организовано производство на европейских предприятиях компании в Бельгии и Северной Ирландии. Сегодня Copeland Corp изготавливает ежегодно примерно 5 млн спиральных компрессоров холодопроизводительностью от 5 до 170 кВт. Всего же в мире установлено свыше ста миллионов компрессоров Copeland Scroll (компрессор спиральный на английском звучит как scroll compressor). Одна из знаковых разработок компании ─ компрессор спиральный ZR ─ серия машин, применяемых в оборудовании для климат-контроля, а также в промышленных, в т. ч. прецизионных, системах охлаждения.

А ведь еще в середине 90-х во всем мире насчитывалось всего несколько миллионов спиральных компрессоров…

Косвенным подтверждением молодости спиральных компрессоров является тот факт, что в отечественном нормативном документе «ГОСТ 28567-90 Компрессоры. Термины и определения» о них не сказано ни слова. Хотя это вовсе не означает, что российские инженеры не работали в этом направлении. Исследования велись в Москве, Санкт-Петербурге, Казани.

В столице ─ во Всесоюзном научно-исследовательском проектно-конструкторском и технологическом институте холодильного машиностроения (ВНИИхолодмаш). Там был изготовлен образец спирального компрессора СК-16 для морской холодильной машины МХМ25.

В Санкт-Петербурге, начиная с 80-х, исследования проводились в Ленинградском институте холодильной промышленности. Затем его название менялось: Санкт-Петербургская Государственная Академия холода и пищевых технологий,  Государственный Университет низкотемпературных и пищевых технологий, а ныне ─ мегафакультет биотехнологий и низкотемпературных систем Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики.

В Казани спиральные компрессоры разрабатывали в «НИИ турбокомпрессор им. В. Б. Шнеппа» ─ стратегическом партнере Казанского завода компрессорного машиностроения (ОАО «Казанькомпрессормаш»).

Спиральный компрессор ─ сложный в производстве, простой в эксплуатации

Спиральные компрессоры ─ машины объемного сжатия, как правило, имеющие среднюю и малую производительность (0,05-1,5 м3/мин), ─ продукт высокотехнологичный. Производство, а также разработка и проектирование спиральных компрессоров и сегодня остаются сложными задачами, а потому представлены преимущественно в странах с высоким технологическим уровнем машиностроения. (Что совсем не отменяет простоту их конструкции и удобство в эксплуатации и обслуживании). Спиральные компрессоры можно уподобить «лакмусовой бумажке», позволяющей судить об уровне развития научно-технического потенциала страны происхождения фирмы-производителя.

Основная сложность заключается в организации экономически конкурентоспособного производства качественных спиралей с точными размерами. Экономический аспект чрезвычайно важен. Компрессор спиральный, цена которого намного выше стоимости, скажем, винтового компрессора, не сумеет победить его в технологической конкурентной борьбе.

Необходимо уметь изготовить спиральный компрессор, купить который сможет широкий круг потребителей, а не единицы избранных.

В процессе проектирования спиральных компрессоров ─ разработки конфигураций и размеров, а также моделировании рабочих процессов ─ широко используют аналитические методы. В поисках наилучшего решения инженерам приходится сталкиваться с задачами, включающими множество неизвестных и переменных, принимать во внимание большое число взаимосвязанных между собой механических и термодинамических факторов. Например, зависимость объемов рабочих полостей, температуры и давления рабочей среды от геометрии спиралей. Очень важно найти оптимальные размеры зазоров, определяющих объемы рабочей среды, перетекающей между полостями. С одной стороны, обеспечивающие наилучшие энергетические параметры, а с другой, исключающие заклинивание спиралей в результате механических и тепловых деформаций.

Рабочая среда в спиральном компрессоре не только испытывает сжатие, но и находится в постоянном движении, перетекая из полостей сжатия во всасывающую полость. Наблюдается движение рабочей среды из областей сжатия с более высоким давлением в области сжатия с более низким давлением и т. д. Все эти перемещения не могут не оказывать влияния на потребляемую мощность, коэффициент полезного действия и производительность спирального компрессора. Вследствие газодинамических потерь процесс сжатия практически перестает быть адиабатическим.

Нельзя упускать из виду вопросы прочности, отчетливо понимая, какие величины сил и моментов способны выдержать рабочие элементы компрессора.     Серьезную технологическую задачу представляют сборка и наладка спирального компрессора.

Спиральный компрессор: устройство и принцип работы

Работа спирального компрессора возможна благодаря рабочему блоку, установленному внутри корпуса и состоящему из двух спиралей, ─ одной неподвижной и другой, совершающей циклические движения. Оси спиралей, будучи параллельными между собой, смещены на величину, равную эксцентриситету вала, обеспечивающего перемещения подвижной спирали. Его вращение происходит за счет контакта с валом электродвигателя ─ напрямую через муфту или через ременную передачу. Неподвижная спираль, имеющая в центральной части отверстие для выхода сжатого воздуха, жестко прикреплена к корпусу.

Благодаря наличию противоповоротного устройства (его функции может выполнять специальная муфта или шестеренчатый механизм) подвижная спираль не вращается, а совершает движения, больше похожие на колебания. Поскольку она словно перемещается по некоей орбите, эти движения иногда называют орбитальными. В результате такой траектории между спиралями образуются замкнутые полости серповидной формы. При перемещении к центру их объем уменьшается, а давление воздуха (воздушный спиральный компрессор) или газа возрастает. В каждый момент времени существует несколько полостей: всасывающая, промежуточная полость, из которой сжатая рабочая среда уходит в нагнетательное отверстие. Работа спирального компрессора представляет совокупность нескольких циклов: всасывания, сжатия, рабочего. Приуроченный к внешним частям спиралей процесс всасывания, и к внутренним ─ процесс сжатия, происходят одновременно. Наполненные газом серповидные области находятся на различных этапах сжатия, что предопределяет плавность работы спирального компрессора.

Две спирали ─ одна стационарная, другая подвижная ─ не аксиома. Возможны конструктивные решения с двумя подвижными спиралями. Используют спиральные компрессоры, принцип работы которых предполагает наличие четырех спиралей: двух неподвижных и двух подвижных, расположенных на одном эксцентриковом валу.

Эффективный способ управления производительностью спирального компрессора ─ изменяющий скорость вала частотный преобразователь. Возможно регулирование с помощью изменения взаимного положения спиралей, вплоть до холостого хода, когда замкнутые серповидные зоны сжатия не образуются.

Единый принцип работы объединяет все спиральные компрессоры; особенности конструкции служат поводом для их классификации. По расположению вала различают вертикальные и горизонтальные спиральные компрессоры. По числу ступеней ─ одно-, двух- и многоступенчатые. Герметичный спиральный компрессор (в отличие от открытого или полугерметичного) исключает попадание газа из окружающей среды в компрессор и утечки сжимаемого газа из него.

Особенности конструкции рабочего блока спиральных компрессоров позволяют отказаться от всасывающего и нагнетательного клапанов. И это не единственное их преимущество.

Преимущества и область применения спиральных компрессоров

Возможность обойтись без всасывающего и нагнетательного клапанов, как и целого ряда деталей и узлов, обязательных для других типов компрессоров, означает повышенную надежность. Минимизация числа движущихся деталей способствует упрощению сервиса и повышению сроков эксплуатации.

По сравнению с поршневым компрессором аналогичной производительности у спирального суммарное число деталей меньше в два раза. А масса и габаритные размеры ─ на 20-50%.

Еще одно достоинство спиральных компрессоров ─ более высокие энергетические показатели по сравнению с компрессорами других типов, в т. ч. объемный и эффективный коэффициент полезного действия. Спиральный компрессор даже в одной ступени способен достигнуть отношения давления нагнетания к давлению сжатия выше 10.

К числу достоинств спиральных компрессоров относятся невысокая нагрузка на электродвигатель, не исключая момент пуска, и низкие уровни шума и вибрации.

Благодаря многочисленным преимуществам спрос на спиральные компрессоры на мировом рынке постоянно растет, и их производство каждый год увеличивается на несколько процентов. Поскольку изготовление спиральных компрессоров является технологически сложным, изначально основная часть производственных мощностей была сосредоточена в США, Японии, Германии, Франции. Сегодня можно говорить о диверсификации производства. Выпуск спиральных компрессоров налажен в Южной Корее (с 2004 г. их изготавливает компания Kyungwon Machinery под брендом COAIRE) и Таиланде. Важным игроком на рынке ─ и не только в качестве потребителя, но и производителя ─ стал Китай.

Первой и до сих пор остающейся одной из важнейших областей применения спиральных компрессоров является кондиционирование воздуха: коммерческое, промышленное, в жилых помещениях. Спиральные компрессоры используют в чиллерах, крышных кондиционерах, моноблоках.

Еще одна знаковая для этого вида компрессоров сфера использования ─ охлаждение ─ холодильная и криогенная техника. Спиральные холодильные компрессоры, обеспечивающие движения хладагента, устанавливают в холодильниках, морозильниках, охлаждаемых прилавках и витринах для замороженных продуктов.

Спиральные компрессоры нашли широкое применение в тепловых насосах. Учитывая их компактность, а для безмасляных моделей не принципиальность расположения в пространстве, они ─ привлекательное решение для установки в системах кондиционирования транспортных средств. Спиральные компрессоры небольшой мощности применяют в исследовательских лабораториях.

Их можно встретить в таких традиционных отраслях, в т. ч. тяжелой промышленности, как сталелитейное производство или автомобилестроение. Например, в пневматических системах, обслуживающих производственные линии металлургических заводов.

Еще в конце 80-х фирма Volkswagen использовала спиральный компрессор для наддува двигателей внутреннего сгорания.

При разговоре о спиральных компрессорах было бы неправильным обойти тему безмасляных компрессоров.

Безмасляные спиральные компрессоры

Значение масла для компрессорной техники хорошо известно. Во-первых, его впрыск в рабочие полости компрессора позволяет улучшить его энергетические показатели за счет уплотнения зазоров и уменьшения работы сжатия. Во-вторых, так удается снизить износ деталей в результате трения, а, значит, увеличить ресурс компрессора. В третьих, масло помогает регулировать температурный режим. Но сколь бы качественной не была очистка сжатого воздуха, полностью избавиться от масляных паров невозможно.

Не редкость ситуации, когда качество воздуха является критически важным, и над ответом на вопросы, какой ─ масляный или безмасляный ─ компрессор предпочесть, или какой компрессор лучше: масляный или безмасляный ─ думать не приходится. Правильный ответ один ─ компрессор воздушный безмасляный.

Известны безмасляный винтовой компрессор и безмасляный поршневой компрессор. Широкое распространение получил безмасляный спиральный компрессор.

Полностью исключить попадание даже следов масла в сжатый воздух принципиально необходимо при производстве лекарств, в медицине (компрессор стоматологический безмасляный обеспечивает подачу воздуха в стоматологический инструмент), пищевой промышленности, при переработке технологических газов, покрасочных работах, в научно-исследовательских лабораториях, когда выражение «чистота эксперимента» понимается буквально.

В большинстве случаев решая, какой компрессор ─ масляный или безмасляный ─ лучше, исходят из анализа суммы факторов, сугубо индивидуальной в каждой конкретной ситуации. Так, для промышленных компрессоров очень важен такой фактор как ресурс, который у маслозаполненных компрессоров выше. Но для периодического использования в бытовых целях электрический безмасляный компрессор купить может оказаться целесообразнее.

Безмасляные спиральные компрессоры предъявляют более жесткие требования к профильной и торцевой герметичности, чем компрессоры с впрыском жидкости, т. н. жидкостнозаполненные. Первую можно увеличить за счет высокой точности изготовления; вторую ─ использованием уплотнительных элементов. Учитывая, что рабочий процесс в безмасляном спиральном компрессоре сопровождается интенсивным теплообменом между рабочей средой и стенками спиральных элементов, необходимо организовать эффективный отвод тепла.

В какой-то степени все связанные с вышесказанным издержки позволяет уменьшить снижение затрат на эксплуатацию, обусловленное отказом от фильтров, а также сокращением расходов на техническое обслуживание и обработку масляного конденсата.

Производить спиральные компрессоры в промышленных масштабах научились сравнительно недавно. И до сих пор высокие требования к точности изготовления деталей и качеству сборки сдерживают рост их производительности и повышение давления. Но время играет на их стороне. Технологии производства постоянно совершенствуются, в ход идут новые конструкционные материалы. А это значит, что перспективы у спиральных компрессоров самые благоприятные.

 

Конструкция и принцип действия спиральных компрессоров

Конструктивная схема спирального компрессора включает две спирали, ведущий вал с эксцентриком, корпус и другие узлы, обеспечивающие заданное движение и правильное взаимодействие деталей компрессора.

Рис. 1. Взаимное положение спиралей в момент начала сжатия газа во внешних парных полостях (на нижней проекции подвижная спираль заштрихована)

Каждая спираль (обе спирали одинаковы) одним своим торцом соединена с плитой (или платформой) или изготовлена с ней за единое целое. Свободными торцами спирали вставлены одна в другую (рис. 1) с разворотом 180° между собой. Одна из спиралей неподвижна. Она соединена с корпусом компрессора.

Вблизи ее оси имеется отверстие А для выхода сжатого газа и два отверстия для его входа. Другая спираль – подвижная, имеет хвостовик В, которым шарнирно соединяется с эксцентриком ведущего вала. Оси спиралей смещены на величину ε0, равную эксцентриситету вала, оставаясь параллельными между собой. Между спиралями две (или больше) всегда парные замкнутые полости, объем которых при относительном движении спиралей изменяется.

В положении, показанном на рис.1, две внешние парные полости заполненные газом, две внутренние – соединены с окном нагнетания А.

Подвижная спираль не может вращаться вокруг своей оси. Она должна совершать только орбитальное движение по окружности радиусом ε0, вокруг оси неподвижной спирали (может быть и иная траектория).

Принцип действия спирального компрессора иллюстрирует рис. 2, на котором показаны взаимные положения спиралей при перемещении подвижной спирали по круговой орбите через 90º.

Рис. 2. Последовательное положение спиралей через 90° перемещения подвижной спирали по орбите в процессах всасывания, сжатия и выталкивания газа

Цикл всасывания (раскрытие и закрытие внешних ячеек) совершается за один оборот вала компрессора с эксцентриком. Затем он повторяется.

Цикл сжатия и выталкивания газа длится дольше, примерно от 2 до 2,5 и более оборотов в зависимости от угла закрутки спирали и размера окна нагнетания, расположенного рядом с «носиком» неподвижной спирали.

Рабочий цикл спирального компрессора совершается за один оборот (проход) подвижной спирали по своей орбите.

Следует обратить внимание на то, что одновременно с процессом сжатия и последующим вытеснением газа в одной паре полостей проходит образование новой пары полостей, их постепенное заполнение свежим газом в течение всего цикла, затем процесс повторяется.

Важны узлы компрессора, обеспечивающие орбитальное движение подвижной спирали и предотвращающие ее поворот вокруг собственной оси. Эти устройства имеют различное конструктивное оформление. В качестве противоповоротного устройства применяются: муфта Ольдгейма, поводковое, шестеренчатое и другие устройства.

Орбитальное движение подвижной спирали предъявляет специфические требования к конструкции упорного подшипника, который, помимо его прямого назначения, в ряде случаев может выполнять функции устройства, удерживающего спираль от вращения вокруг своей оси.

Классификация спиральных компрессоров проводится по конструктивным признакам и подразделяются на:
– вертикальные и горизонтальные по расположению вала. В горизонтально расположенных спиральных компрессорах, например, у транспортного кондиционера с параллельным расположением вала спирального компрессора и продольной оси транспортного средства, труднее обеспечить надежную работу системы смазывания компрессора;
– герметичные, бессальниковые и сальниковые. Применение того или иного типа зависит от назначения и условий эксплуатации, а также от рода сжимаемого рабочего вещества;
– одинарные и сдвоенные. Одинарные имеют по одной подвижной и неподвижной спирали, а у сдвоенных имеются две неподвижные спирали, между которыми установлены две подвижные, имеющие общий эксцентриковый вал;
– одно, двух-, и многоступенчатые с различным расположением ступеней по отношению к двигателю;
– с клапаном на нагнетании и без него;
– маслозаполненные, сухого сжатия и с впрыском охлаждающей, в том числе быстро испаряемой жидкости (например, холодильного агента).

По типу профиля и числу заходов спиралей различают:
– спираль Архимеда;
– эвольвентную спираль;
– одно, двух-, и многозаходные спирали;
– с кусочно-окружными элементами.

Основное требование к геометрии спиралей – обеспечение образования замкнутой полости во всем диапазоне изменения угла поворота ротора от начала до конца процесса сжатия.

По функциональному назначению спирали подразделяются на спиральные компрессоры общего назначения, холодильный, вакуумный насос, детандер (расширительная машина – спиральная турбина).

Область применения спиральных компрессоров по давлению нагнетания ориентировочно лежит в пределах 0,7…1,2 МПа, а по производительности 6…100 м³/ч. Наиболее широко они используются в системах кондиционирования воздуха на автомобильном и железнодорожном транспорте и в жилых помещениях, в торговом холодильном оборудовании, в тепловых насосах и водоохлаждающих холодильных машинах. Наиболее распространенная область применения спиральных компрессоров находится в диапазоне холодопроизводительностей от 1 до 20 кВт.

Холодильные герметичные спиральные компрессоры COPELAND

Принцип действия, устройство и особенности холодильных спиральных компрессоров COPELAND. Повышенная энергоэффективность и другие преимущества спиральных компрессоров COPELAND по сравнению с другими холодильными компрессорами.

Подробнее о моделях спиральных компрессоров Copeland см. здесь
Технические характеристики и цены на герметичные среднетемпературные спиральные компрессоры Copeland Scroll серии ZR (R407C) см. здесь
Технические характеристики и цены на герметичные среднетемпературные спиральные компрессоры Copeland Scroll серии ZP (R410A) см. здесь
Технические характеристики и цены на герметичные спиральные компрессоры Copeland Scroll серии ZPD и ZRD см. здесь
Технические характеристики и цены на герметичные спиральные компрессоры Copeland серии ZH см. здесь
Технические характеристики и цены на герметичные спиральные компрессоры Copeland серии ZB см. здесь
Технические характеристики и цены на герметичные спиральные компрессоры Copeland серии ZF см. здесь
Технические характеристики и цены на цифровые компрессоры Copeland Scrol серии ZFD и ZBD см. здесь

О спиральных компрессорах в общем и о спиральных компрессорах COPELAND в частности

Впервые такой простой вид сжатия был запатентован в 1905 году. Подвижная спираль,согласованно двигаясь по отношению к неподвижной спирали, создает между этими спиралями систему из серповидных областей, заполненных газом (см. Рис. 1). 

Во время процесса сжатия одна спираль остается неподвижной (зафиксированной), а вторая совершает орбитальные (но не вращательные) движения (орбитальная спираль) вокруг неподвижной спирали. По мере развития такого движения, области между двумя спиралями постепенно проталкиваются к их центру, одновременно сокращаясь 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 подвергаются сжатию одновременно, что позволяет осуществлять процесс сжатия плавно. 

И процесс всасывания (внешняя часть спиралей), и процесс нагнетания (внутренняя часть спиралей) осуществляются непрерывно.

1. Процесс сжатия осуществляется путем взаимодействия орбитальной и неподвижной спиралей. Газ попадает во внешние области, образованные во время одного из орбитальных движений спирали.

2. В процессе прохождения газа в полость спиралей всасывающие области закрываются.

3. Т. к. подвижная спираль продолжает орбитальное движение, газ сжимается в двух постоянно уменьшающихся областях.

4. К тому времени, как газ достигнет центра, создается давление нагнетания.

5. Обычно во время работы все шесть областей, наполненных газом, находятся в различных стадиях сжатия, что позволяет осуществлять процессы всасывания и нагнетания непрерывно.

Спиральные компрессоры Copeland впервые появились на холодильном рынке России и стран СНГ в начале 90-х годов прошлого века. Спиральные компрессоры Copeland нашли применение во всех основных системах воздушного кондиционирования, включая сплит и мульти-сплит модели, напольные версии и в чиллерах, руф-топах (крышных кондиционерах) и тепловых насосах. Типичным применением является кондиционирование воздуха в квартирах, на кораблях, фабриках и больших зданиях, также на АТС, в процессах охлаждения и на транспорте. Холодильные спиральные компрессоры широко используются в компрессорно-конденсаторных агрегатах, в системах "выносного холода" супермаркетов, в промышленном холоде и в транспортных установках, включая контейнеры. Границы холодопроизводительности для спиральных компрессоров постоянно расширяются и в настоящее время приближаются к 200 кВт при использовании многокомпрессорной станции. 

Данный модельный ряд имеет как стандартный набор свойств компрессоров, так и новые дополнительные функции. Такой набор возможностей не имеет аналогов среди компрессоров других типов. Спиральные компрессоры Copeland представлены в диапазоне мощности 2...15 л.с. (по встроенному электрическому /двигателю). К основным особенностям таких компрессоров относятся: широкий рабочий диапазон, эффективность, сравнимая с полугерметичными компрессорами, и превосходство над герметичными моделями при низкотемпературном применении, плавная работа, позволяющая осуществлять постоянное сжатие и уменьшенное количество движущихся частей, высокая надежность, достигаемая с помощью эксклюзивной конструкции Copeland Scroll™. Преимущество в массогабаритных показателях: спиральные компрессоры Copeland занимают 1/3 опорной поверхности эквивалентной полугерметичной модели компрессора, а их вес составляет 1/4 от ее веса. В спиральных компрессорах движущихся частей меньше, чем в поршневых. Благодаря этому они обладают повышенной надежностью и могут использоваться в более широком рабочем диапазоне. Оптимизированные для работы при низких, средних и высоких температурах кипения серии холодильных спиральных компрессоров "Копланд" все более и более вытесняют поршневые компрессоры. В спиральных компрессорах "Копланд" серии ZR используются электродвигатели на 50 и 60 Гц. Спиральные компрессоры ZR адаптированы для хладагентов HFC и HCFC, и полный модельный ряд ZR может быть поставлен как с минеральным, так и с синтетическим маслом.

Считается, что спиральные компрессоры применимы только в кондиционировании воздуха, а для работы в низкотемпературной области подходят только полугерметичные поршневые или винтовые компрессоры. Да, данное высказывание действительно для большинства существующих в мире спиральных компрессоров. Но не для компрессоров фирмы Copeland. Многие дистрибьюторы продукции конкурирующих фирм обращают всеобщее внимание на то, что спиральный компрессор предназначен только для высоких или, в крайнем случае, средних температур. Вероятно, они имеют ввиду те компрессоры, которые поставляют они сами, не имея возможности приобрести оборудование с более широкими возможностями. Или, что тоже вероятно, подобные высказывания являются простым трюком в конкурентной борьбе за умы тех, кто пока не посвящен в детали внутреннего устройства спиральных компрессоров различных фирм, а также ничего не знает об их сравнительных преимуществах/недостатках.
Уникальность спиральных компрессоров Copeland заключается в том числе в возможности безболезненно впрыскивать жидкий (или парообразный) хладагент непосредственно в спиральные полости приблизительно в середине процесса сжатия. Такой возможности не имеет большинство других спиральных компрессоров ввиду серьезного отличия конструкции. Фирма Copeland, будучи пионером в промышленном освоении спиральной технологии в мировом масштабе (первые в мире серийные спиральные компрессоры сошли с конвейера нового специализированного завода Copeland в США в 1987г.), первой запатентовала в ряде стран наиболее интересные технические решения, которые и позволяют производить впрыск жидкости для промежуточного охлаждения в низкотемпературных режимах непосредственно в зону сжатия, не снижая рабочего ресурса компрессора. Благодаря этому низкотемпературный спиральный компрессор Copeland практически единственный в мире может спокойно работать при температурах кипения минус 35…минус 40°С (R22 или R404A) и при обычных температурах конденсации +30…+50°С. Таким образом, технологический процесс замораживания с использованием низкотемпературного спирального компрессора Copeland – это реалии сегодняшнего дня. Данная технология уже опробирована и успешно применяется в России, Украине и других странах СНГ.
Те специалисты, кто уже имеет собственный практический опыт эксплуатации низкотемпературных спиральных компрессоров Copeland, хорошо знают, что ни один другой компрессор любого типа (включая поршневые, ротационные, винтовые и даже турбокомпрессоры) не выходит на заданный низкотемпературный режим так быстро, как это происходит с спиральным компрессором Copeland. Так что те потребители, кому требуется самый быстрый темп заморозки, могут сказать фирме Copeland спасибо за низкотемепратурный спиральный компрессор.

Второе поколение холодильных спиральных компрессоров "Копланд" серий ZB и ZF с впрыском пара предназначено для экспплуатации в среднетемпературных и низкотемпературных режимах с лучшими в отрасли показателями эффективности в течении года. Ряд ZB с мощностью привода от 2 до 30 л .с. и ZF от 4 до 15 л .с. предназначенны для работы с хладагентами R22, R134a, R404A и R407C. Наличие в три раза меньшего количества движущихся частей в сравнении с традиционными полугерметичными поршневыми компрессорами, встроенной системы защиты и механизма согласования спиралей обеспечивает значительную толерантность к попаданию жидкого хладагента, позволяет говорить об отменной надежности этого ряда компрессоров в целом. 

Другими важными преимуществами спиральных компрессоров "Копланд"являются работа при низких температурах конденсации, обеспечивающая превосходную годовую эффективность эксплуатации, широкий рабочий диапазон и уменьшение габаритов для лучшей приспособляемости к требуемому применению. Особенно подходящим оборудованием для много испарительных холодильных систем, требующих регулирования холодопроизводительности, являются модели спиральных компрессоров ZBD для средних температур кипения и ZFD с впрыском пара для низких температур кипения. 

Цифровой спиральный компрессор "Копланд"обеспечивает плавное регулирование производительности в диапазоне от 10 до 100% при помощи простой механической системы и гарантирует точный контроль давления кипения и температуры при любой нагрузке. Цифровой спиральный компрессор "Копланд" не требует сложного электронного управления и легко интегрируется в холодильную систему. Электродвигатель компрессора всегда работает при постоянной номинальной скорости вращения, что обеспечивает высокую надежность и гарантирует эффективность внутренней системы смазки.

Сравнение с другими типами компрессоров

Низкотемпературные спиральные
компрессоры Copeland
Другие типы компрессоров любых известных
мировых производителей
Высокий коэффициент подачи и
холодильный коэффициент в оптимальной
для данного модельного ряда области
давлений (температур) кипения в сочетании
с обычными давлениями (температурами)
конденсации => при одинаковой
холодопроизводительности потребляемая
мощность ниже
Большинство поршневых герметичных и
полугерметичных (кроме моделей ряда Copeland
Discus), ротационных, винтовых и центробежных
компрессоров имеют худшие показатели ввиду
одного или нескольких нижеприведенных факторов:
«мертвый» объем, потери в клапанах, большие
внутренние тепловые потери, высокий КПД только в
относительно узкой области степеней сжатия и т.п.
=> при одинаковой холодопроизводительности
потребляемая мощность выше
Возможность применения одной модели в
широком диапазоне температур кипения от
минус 40oC до +7oC (для R22 или R404A) =>
для различных прикладных задач
требуется только один тип модели
(низкотемпературный!) => оптимизация
складских запасов: меньше моделей -
меньше запчастей
Большинство других типов компрессоров имеют
четкое деление на низко- и среднетемпературные
модели => для различных задач требуется
несколько разных типов моделей (2 или даже 3
типа!) => складские запасы слишком велики -
требуется больше запчастей
Относительно большая мощность привода
исключается перегрев электродвигателя при
выходе на режим. Выше надежность.
Нет необходимости защищать двигатель
низкотемпературного компрессора при
работе при высоких давлениях
(температурах) кипения => не требуется
ТРВ с функцией MOP => технологические
задачи решаются гораздо быстрее за
счет быстрого наполнения испарителя в
период пуска компрессора и выхода на
безопасный режим работы (например,
заморозка продукта пройдет намного
быстрее; готовый продукт будет более
качественным)
В связи с относительно низкой мощностью привода
низкотемпературных поршневых компрессоров
требуется искусственное ограничение
максимального давления (температуры) кипения,
которое обычно реализуется с помощью ТРВ с
функцией MOP => требуется ТРВ с функцией
MOP => в связи с малой подачей хладагента в
испаритель до момента достижения предельно
максимального давления кипения (индивидуально
для каждого компрессора) холодильная
(морозильная) установка выходит на заданный
режим очень медленно => потери качества
замороженной продукции в связи с нарушением
скорости заморозки
Пусковой ток практически не отличается от
рабочего (компрессор пускается полностью
внутренне механически разгруженным) =>
пусковая нагрузка на электросеть
минимальна => контакторы компрессора
могут иметь меньшую мощность, а
защитный электроавтомат должен быть (!)
менее мощным.
Экономия электроэнергии при пуске.
Другие типы компрессоров имеют повышенный
либо очень высокий пусковой ток даже при
применении устройств механической разгрузки =>
высокая пусковая нагрузка на электросеть =>
неблагоприятное влияние на соседних
электропотребителей; требуется более мощная
электроустановочная аппаратура
Повышенное потребление электроэнергии при пуске.
Спиральный компрессор Copeland имеет
один из лучших показателей по степени
уноса масла в систему – одно из самых
низких значений => во многих прикладных
случаях применение маслоотделителя и
других сложных компонентов системы
смазки не требуется
Унос масла в большинстве поршневых
компрессоров (кроме моделей с вентилирующим
клапаном в картере, например, для Copeland –
модельные ряды Discus или S-серия) выше, а у
винтовых в несколько раз выше => дополнительно
обязательно требуются дорогостоящие
компоненты системы возврата масла (а иногда и
охлаждения), система управления установкой
усложняется, а ее надежность снижается
Возможность временной работы в условиях
прерывистого (обедненного) возврата масла благодаря
тефлоновым подшипникам скольжения =>
высокий рабочий ресурс даже в тяжелых
условиях эксплуатации (например,
пониженная вязкость вследствие высокой
температуры масла либо большого
количества растворенного хладагента;
прерывистый (порционный) возврат
масла в компрессор)
Почти все другие компрессоры в мире (кроме
модельных рядов Discus или S-серии у Copeland), в
которых применяются подшипники скольжения,
имеют бронзовое либо подобное покрытие
(баббиты и т.п.) в парах трения => при
ненадлежащих условиях смазки повышенный
износ пар трения => быстрый выход из строя
компрессора
Высокий коэффициент подачи на
протяжении всего срока службы
вследствие свободного,
самоподстраивающегося уплотнения между
спиралями – радиальное согласование =>
неизменная холодопроизводительность
У большинства типов компрессоров коэффициент
подачи снижается по мере эксплуатации
компрессора по причине износа сопрягаемых
деталей в полостях сжатия => пониженная
холодопроизводительность в конце
нормативного срока эксплуатации
Повышенная устойчивость к «влажному
ходу» благодаря радиальному
согласованию
Низкая устойчивость к «влажному ходу» у всех
типов компрессоров (включая спиральные
модели, где отсутствует радиальное согласование),
кроме винтовых компрессоров
Высокая устойчивость к механическим
загрязнениям благодаря радиальному
согласованию
Попадание механических частиц в зону сжатия
практически всегда приводит к выходу из строя
любых типов компрессоров, включая спиральные
модели без радиального согласования


Сравнение с другими видами спиральных компрессоров

Спиральные компрессоры Copeland Другие спиральные компрессоры
Имеется наиболее полная линейка
спиральных компрессоров, включая
низкотемпературные модели до минус 40
oC кипения:
* кондиционирование (R22, R134a, R407C) ZR
* кондиционирование (R410A) ZP
* высокотемпературные тепловые насосы ZH
* высоко- и среднетемпературное охлаждение /
чиллеры ZB
* среднетемпературное охлаждение ZS
* низкотемпературное охлаждение ZF
* сверхнизкотемпературное (криогенное) охлаждение
ZC
* горизонтальные модели:
• ZBH – высоко- и среднетемпературное
охлаждение
• ZSH – среднетемпературное охлаждение
• ZFH – низкотемпературное охлаждение
* модели со ступечатым и бесступенчатым
регулированием производительности
Большинство из фирм, выпускающих спиральные
компрессоры, имеют в своем арсенале лишь
модели для кондиционирования (в крайнем
случае, для среднетемпературного холода), т.к.
низкотемпературные модели слишком сложны и
требуют радикального изменения внутренней
конструкции
Имеется внутренняя механическая
защита спиралей от перегрузки:
• средне- и температурные модели ZS и ZF –
при превышении соотношения давлений
нагнетания/всасывания 20:1
• высоко- и среднетемпературные модели ZR и
ZB – при превышении соотношения давлений
нагнетания/всасывания 10:1
благодаря осевому согласованию
У большинства производителей механическая
защита самих спиралей от перегрузок
отсутствует (отсутствует осевое согласование) =>
возможно разрушение спиралей при перегрузке
При пуске спирали не касаются друг друга
своими боковыми поверхностями
(благодаря осевому согласованию) => разгруженный пуск => повышенный
моторесурс и пониженное
энергопотребление
Большинство спиральных компрессоров имеют
конструкцию с жестко фиксированной траекторией
движения вращающейся спирали (отсутствует осевое согласование) => пуск под нагрузкой =>
повышенное энергопотребление
Прямой контакт между спиралями в
торцевом направлении без применения
торцевых прокладок => высокий ресурс и
возможность работы при высоких
степенях сжатия
Многие производители применяют торцевые
прокладки для обеспечения надлежащего
уплотнения => пониженный срок службы и
трудности в работе с большими перепадами
давления (низкотемпературныне режимы)

Спиральные компрессоры Copeland Digital Scroll™

Конструкция компрессоров "Копланд" Digital Scroll™ базируется на уникальной технологии согласования спирального блока Copeland Compliance™. Управление производительностью достигается путем разведения спиралей в осевом направлении на небольшой период времени. Это простой и надежный механический способ для плавного регулирования производительности, прецизионного поддержания температуры и повышения эффективности системы. 

Спиральный компрессор Copeland Digital Scroll™ является решением, которое можно интегрировать в существующую систему. Это происходит быстро и легко, поскольку не требуется других компонентов. Чтобы сделать процесс внедрения более простым, Dixell и Alco разработали совместно c Copeland два контроллера для управления компрессорами Copeland Digital Scroll ™. 

Спиральный компрессор "Копланд" Digital Scroll™ предлагает самый широкий диапазон регулирования производительности в промышленности и позволяет плавно менять производительность от 10% до 100% без изменения рабочего диапазона по сравнению со стандартным компрессором Copeland Scroll™. В результате, давление всасывания и температура поддерживаются очень точно, и цикличность компрессора сведена к минимуму. Это гарантирует оптимальную эффективность системы и долгий срок службы оборудования и компонентов. 

Возможность использования спиральных компрессоров Copeland Digital Scroll ™ при температуре конденсации до 10°C также гарантирует лучшие показатели сезонной эффективности на рынке компрессоров. Скорость хладагента в системах с компрессорами Copeland Digital Scroll™ идентична стандартным компрессорам, даже при низкой производительности. 

Спиральный компрессор Copeland Digital Scroll™ работает на полной скорости все время, никогда не уменьшая возврат масла в компрессор. Компрессор Digital Scroll™ обеспечивает аналогичный высокий уровень надежности, как и системы со стандартными компрессорами. Электродвигатель компрессора не перегревается и не возникает резонансных колебаний в процессе работы, как это часто бывает в системах с инвертором.

Высокоэффективные спиральные компрессоры Copeland ZF EVI

 

Copeland Scroll TM предлагает наиболее эффективное решение для низкотемпературного применения в супермаркетах. Три года назад, приступив к производству спиральных компрессоров серии ZB, предназначенной для холодильной техники, работающей в диапазоне средних температур кипения, Copeland начал выпуск второго поколения спиральных компрессоров. Сегодня это поколение пополнилось новой серией высокоэффективных спиральных компрессоров, которые несомненно окажут значительное влияние на последующее развитие холодильных систем. Новый спиральный компрессор ZF EVI, специально разработанный и оптимизированный для максимального использования преимуществ технологии переохлаждения жидкости и впрыска пара, является ключевым компонентом для проектирования высокоэффективных низкотемпературных центральных станций холодоснабжения. 

Спиральные компрессоры ZF EVI характеризуются более высокими значениями холодопроизводительности и холодильного коэффициента (COP) по сравнению с имеющимися на рынке моделями, что обеспечивает дополнительные преимущества при эксплуатации и делает этот компрессор наиболее предпочтительным решением для систем хранения пищевых продуктов.В данной статье описана концепция спирального компрессора EVI, даны его основные характеристики и прикладные аспекты использования в холодильных системах. Впрыск пара. Холодильный цикл со спиральным компрессором EVI подобен двухступенчатому циклу с промежуточным охлаждением, но с использованием одного единственного компрессора (см.рис.1). Данная концепция является намного более простой и исключает дополнительные потери, существующие в обычной системе с двумя ступенями сжатия. Принцип действия ступени высокого давления заключается в отборе части сконденсировавшейся жидкости и её последующем испарении после расширительного вентиля в теплообменнике-переохладителе (экономайзере) противоточного типа. Далее перегретый пар поступает через промежуточные порты впрыска в полости спирального блока. 

Дополнительное переохлаждение увеличивает холодопроизводительность испарителя, понижая энтальпию хладагента на входе, при неизменном массовом расходе. Необходимый для впрыска дополнительный массовый расход зависит от места расположения порта и создает дополнительную нагрузку, что немного увеличивает энергопотребление спирального компрессора. Поэтому конструкция порта впрыска была оптимизирована таким образом, чтобы обеспечить максимальное увеличение производительности при минимальном росте энергопотребления компрессора. Хорошо известно, что эффективность цикла двухступенчатого сжатия выше, чем одноступенчатого (при равной объемной производительности). 

Прирост холодопроизводительности компрессора достигается за счет более глубокого переохлаждения жидкости в экономайзере при незначительном увеличении энергопотребления на сжатие малой порции газа от промежуточного давления до давления нагнетания. Межступенчатое охлаждение паром уменьшает температуру нагнетания, обеспечивая работу спирального компрессора при большем соотношении давлений. Ранее впрыск пара традиционно применялся только в крупных коммерческих винтовых и многоступенчатых центробежных компрессорах (но не в небольших герметичных). Сегодня Copeland представляет новый компрессор с впрыском пара, входящий в семейство спиральных. Он специально разработан для низкотемпературного применения и обеспечивает уровень эффективности, сопоставимый с КПД полугерметичного компрессора Copeland серии Discus, который за последние годы был признан самым эффективным в мире среди компрессоров всех типов.


Принцип работы спирального компрессора

×

Пользовательское соглашение

Я согласен(а) с условиями политики конфиденциальности и разрешаю использовать мои персональные данные на законных основаниях.

Персональные данные

На виконання вимог Закону України "Про захист персональних даних" даю згоду на обробку моїх персональних даних з метою забезпечення реалізації цивільно-правових відносин.

Ми цінуємо Ваше право на особисте життя та нерозголошення Вашої персональної інформації. Ця Політика конфіденційності - правило, яким користуються всі співробітники нашого сервісу, та регламентує збір і використання особистої інформації, яка може бути запрошена/отримана при відвідуванні нашого веб-сайту https://www.euroclimat-service.ua, при використанні сервісу, при замовленні, листуванні або телефонній розмові. Якщо у Вас виникнуть питання або проблеми у зв’язку з конфіденційністю, надсилайте, будь ласка, свої питання або зауваження на електронну адресу: [email protected]

Яку інформацію ми збираємо

На нашому сайті, в разі, коли Ви робите замовлення, берете учать в акції, дослідженнях або іншим чином взаємодієте з нами, ми збираємо як особисту інформацію, так і загальні дані.

Особиста інформація стосується окремого споживача - приміром, ім'я, адреса, номер телефону, e-mail, тощо. Такі дані ми отримуємо лише від осіб, які надають її свідомо та з власного бажання. Наприклад, зареєструвавшись на нашому сайті, або вказуючи ім'я та адресу із запитом на отримання подальшої інформації від нас. Ми не вимагаємо реєстрації або надання такої інформації для перегляду нашого сайту та отримання доступу до його змісту.

Для того щоб зробити замовлення товарів/послуг, брати участь у акціях, дослідженнях або іншим чином взаємодіяти з нами, Ви повинні уважно ознайомитися з Вашими правами та обов’язками щодо обробки персональних даних, які зазначені в ст. 8 З.У. «Про захист персональних даних» , уважно ознайомитися з даною Політикою конфіденційності, а також висловити свою повну згоду з їх умовами.

Якщо Ви не погоджуєтеся з будь-якою з умов даної Політики конфіденційності та вищезазначеного Положення про захист персональних даних, будь ласка, не надавайте особисту інформацію.

Згоду на використання Вашої особистої інформації Ви можете відкликати в будь-який момент. Для цього достатньо надіслати повідомлення електронною поштою, з поміткою в темі листа «Персональні дані», за адресою: [email protected]

Чому ми обробляємо персональні дані

Персональні дані - відомості чи сукупність відомостей про фізичну особу, яка ідентифікована або може бути конкретно ідентифікована.

Ми можемо обробляти Ваші персональні дані для наступних цілей. При цьому одночасно можуть застосовуватися одна або кілька цілей.

Отримання замовлення. Ми можемо використовувати Ваші персональні дані для отримання замовлення, яке Ви зробили, для обробки Ваших запитів, або для інших цілей, які можуть існувати для досягнення кінцевої мети – задовольнити інтереси споживача, а також для запобігання та розслідування випадків шахрайства та інших зловживань.

Спілкування з Вами. Ми можемо використовувати Ваші персональні дані для зв'язку з Вами, наприклад повідомити Вас про зміну наших послуг або надіслати Вам важливі повідомлення та інші подібні повідомлення, що стосуються замовлення, що було Вами зроблено та зв'язатися з Вами в цілях, пов’язаних з обслуговуванням споживача/клієнта.

Ми діємо відповідно до цієї Політики конфіденційності, на підставі Положення про обробку і захист персональних даних та на підставі чинного законодавства України. Володільцем персональних даних є «ЕВРОКЛИМАТ-СЕРВИС» национальная инжиниринговая проектно-монтажная организация, що знаходиться за адресою : м. Харкiв, вул. Малопанасовская 4/7. Ми маємо право зберігати Персональні дані стільки, скільки необхідно для реалізації мети, що зазначена у даній Політиці конфіденційності або у строки, встановлені чинним законодавством України або до моменту видалення Вами цих даних.

Як збираємо інформацію

Особиста інформація, як ми зазначили вище, надходить безпосередньо від Вас, та з Вашого відома. Так, коли Ви реєструєтеся на сайті, ми отримуємо надану Вами інформацію. Коли Ви реєструєтеся в промо-акції, ми збираємо інформацію, необхідну для Вашої участі, аби виконати наші зобов'язання перед Вами. Коли Ви здійснюєте замовлення товару, ми збираємо вказану Вами інформацію, щоб мати змогу оформити замовлення та доставити його Вам. Коли Ви надсилаєте нам електронного листа, ми зберігаємо вказану Вами адресу електронної пошти, щоб мати змогу відповісти.

Також ми постійно збираємо загальну інформацію, коли Ви заходите на наш веб-сайт. Процес збору таких даних відбувається з допомогою технологій cookies, як пояснюється нижче.

Cookies

Як і багато інших компаній, ми використовуємо технологію cookies на нашому сайті та поза його межами. Cookies - це уривки інформації, які веб-сайт передає на жорсткий диск споживача для зберігання інформації, пов’язаної з веб-сайтом. Ця технологія розширює Ваші можливості використання інтернету, зберігаючи Ваші пріоритети під час перегляду певного сайту. Технологія cookies не містить особистої інформації і не може жодним чином налаштовувати Вашу систему або зчитувати інформацію з Вашого жорсткого диска.

Під час перегляду нашого веб-сайту ми можемо розмістити cookies на Вашому комп'ютері. Такі тимчасові cookies використовують для підрахунку кількості візитів на наш сайт. Вони видаляються, коли Ви виходите з браузера. Постійні cookies можуть зберігатися на Вашому комп'ютері Вашим браузером. Під час реєстрації цей тип cookies повідомляє: вперше Ви до нас завітали чи заходили на наш сайт раніше. Cookie не містять Персональних даних і можуть бути заблоковані Вами у будь-який момент. Сookies не отримують особистої інформації про Вас та не надають нам Вашої контактної інформації, а також не отримують жодної інформації з Вашого комп'ютера. Ми використовуємо cookies для визначення характеристик сайту та пропозицій, які Вам найбільше подобаються з метою надання Вам більше інформації, в якій Ви зацікавлені. Крім того, файли cookie використовуються, щоб зробити веб-сайт https://www.euroclimat-service.ua безпечним, захищеним і зручним. Файли cookie забезпечують підтримку функцій безпеки та їх запуск. Файли cookie також дозволяють відстежувати порушення ПОЛІТИКИ КОНФІДЕНЦІЙНОСТІ відвідувачами або пристроями. Файли cookie допомагають оцінити кількість і частоту запитів, а також виявляти і блокувати тих відвідувачів або пристрої, які намагаються виконати пакетні завантаження інформації з веб-сайту.

Ярлик "help" на панелі більшості браузерів проінформує Вас як заборонити браузеру приймати нові cookies, як отримувати повідомлення від браузера, що Ви отримали нові cookies, або як відключити cookies. Пам'ятайте, що cookies дозволяють Вам повною мірою користуватися всіма можливостями веб-сайту https://www.euroclimat-service.ua, і ми рекомендуємо Вам залишати їх ввімкненими.

Крім того, веб-сайт https://www.euroclimat-service.ua може містити посилання на сайти, які не управляються «ЕВРОКЛИМАТ-СЕРВИС» национальная инжиниринговая проектно-монтажная организация. Такі посилання наведені виключно для інформаційних цілей.

Технічне оснащення сторінок сайту https://www.euroclimat-service.ua може включати в себе модулі:

  • Соціальної мережі Facebook (facebook.com), управління якої відбувається зі штаб-квартири компанії Facebook Inc , Facebook li Corporate Office, який знаходиться за адресою: Headquarters 1601 S. California Ave . Palo Alto , CA 94304 , USA, телефон: li +1 (650 ) 543-4800
  • Інформаційної мережі Twitter (twitter.com), управління якою здійснюється з офісу компанії Twitter , Inc., який знаходиться li за адресою: 1355 Market St, Suite 900 San Francisco, CA 94103, USA, телефон: +1 ( 415 ) 222-9958;
  • Соціального форуму Youtube (youtube.com) , управління яким здійснюється з офісу компанії YouTube, LLC, який знаходиться за li адресою: 901 Cherry Ave., San Bruno, CA 94066, USA, телефон: +1 (650 ) 253-0000
  • Соціальної мережі "ВКонтакте" (vk.com), управління якою здійснюється з офісу ТОВ "В Контакті", який знаходиться за li адресою: вул. Тверська , буд. 8, літ. Б, м. Санкт -Петербург, 191015, Росія.
  • Соціальної мережі Google+ (http://www.google.com/intl/ru/+/learnmore/better/), управління якою здійснюється з офісу компанії 1600 Amphitheatre Parkway, Mountain View, CA 94043, USA, телефон: +1 ( 650 ) 253-0000.

Ці модулі можуть бути кнопками синхронізації аккаунту на веб-сайті https://www.euroclimat-service.ua , Like, ретвітнути або відповідно "Мені подобається". Якщо відвідувач відкривав одну з веб-сторінок, оснащену таким плагіном, його інтернет-браузер безпосередньо підключить його до серверів Facebook, Twitter, LinkedIn, ВКонтакте, Google+ або Youtube. Плагін буде передавати на сервер дані про те, які саме веб-сторінки веб-сайту https://www.euroclimat-service.ua відвідувач переглядав. При використанні будь-яких функцій плагіну, ця інформація також буде синхронізована з обліковим записом відвідувача на Facebook, Twitter, ВКонтакте, Google+ або Youtube. Більш детальну інформацію про збір і використання даних мережами Facebook, Twitter, ВКонтакте, Google+ або Youtube, а також про права і можливості щодо захисту персональних даних в даному контексті можна знайти в розділі про конфіденційність на сайтах Facebook, Twitter, LinkedIn, ВКонтакте, Google+ або Youtube

Конкурси та акції

Наш сайт іноді розміщує повідомлення про наші промо-акції, й іноді ми можемо дозволити Вам зареєструватися онлайн. У таких випадках ми використаємо надану Вами інформацію, щоб провести акцію (наприклад, повідомити Вас у разі виграшу). Через певний час після закінчення промо-акції особисту інформацію ми видаляємо із нашої бази даних, якщо Ви не надали згоди на її збереження та використання для отримання подальшої інформації від нас. Беручи участь в акції ви надаєте однозначну згоду на безкоштовне використання вашого імені, прізвища, фотографії, інтерв’ю або інших матеріалів про вас з рекламною метою, у тому числі право публікації вашого імені та фотографії у засобах масової інформації, будь-яких друкованих, аудіо- та відеоматеріалах, інтерв’ю зі ЗМІ. Таке використання не компенсується (не оплачується).

Розголошення та передача даних

Ми не продаємо, не передаємо та не розголошуємо особисту інформацію, яку отримуємо на нашому сайті, третім сторонам без Вашої попередньої згоди. Ми розкриваємо особисту інформацію лише у випадках визначених чинним законодавством України, а також:

  1. Ми розкриємо інформацію в випадку запобігання злочину або завдання шкоди нам або третім особам;
  2. Ми розкриємо інформацію третім особам, що надають нам підтримку та послуги за допомогою яких Ви отримуєте Ваше замовлення.

Може статися, що ми надамо загальну інформацію про наших відвідувачів (наприклад, відсоток відвідувачів сайту жіночої та чоловічої статі) рекламним агенціям, бізнес партнерам, спонсорам та іншим третім сторонам, щоб налаштувати або розширити зміст і рекламу на нашому сайті для наших споживачів. Ми також можемо збирати дані з файлів веб-реєстрації (таких як Ваш веб-браузер, операційна система, відвідані сторінки тощо), щоб зрозуміти, як відвідувачі подорожують сайтом, та які його сторони є найпопулярнішими.

Оновлення цього попередження

Ми можемо в односторонньому порядку змінювати або оновлювати частини цієї політики в будь-який час, без попереднього повідомлення. Будь-ласка, час від часу переглядайте Політику конфіденційності, щоб знати про її зміни та оновлення. Усі зміни до цієї Політики конфіденційності набувають чинності з моменту їх публікації. Коли ви робите замовлення, берете учать в акції, дослідженнях або іншим чином взаємодієте з нами, ви погоджуєтесь з новими умовами Політики конфіденційності в редакції, що діє на цей момент. У випадку визнання недійсною або нездійсненною будь-якої частини даної Політики конфіденційності, інші її частини будуть залишатися чинними.

Спиральные компрессоры и принцип их работы

Спиральные компрессоры - это компрессоры с принудительным вытеснением с орбитальным движением, которые сжимают газ с помощью двух спиральных компрессоров, расположенных между фитингами.

Как работают спиральные компрессоры

Спиральный компрессор состоит из двух спиралей или . Одна спираль движется, а вторая неподвижна (прикреплена к корпусу компрессора). Первая прокрутка движется по орбите (вращается) по пути, определяемому ее фиксированной прокруткой.Орбитальная спираль соединена с коленчатым валом компрессора.

В результате движения свитка между двумя свитками образуются газовые карманы. На внешней части спиралей карманы втягивают газ, а затем перемещаются к центру спирали, где выпускается сжатый газ. По мере того, как газ перемещается во все более мелкие внутренние карманы, его температура и давление повышаются. Таким образом, желаемое давление нагнетания достигается движением спиралей компрессора.

Рисунок 1 - Схема, показывающая, как работает спиральный компрессор

Конструкция компрессора спирального типа


Спиральные компрессоры полностью герметичны. (заключены в кожух компрессора, который обычно представляет собой цилиндрический сварной стальной кожух). Большинство спиральных компрессоров, используемых в холодильной технике и системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, имеют вертикальную ориентацию, при этом спиральные компрессоры обычно устанавливаются на верхней части вала двигателя.

Рисунок 2 - Типовая схема спирального компрессора

Использование клапанов в спиральном компрессоре

Обычно в этих компрессорах не используются всасывающий или нагнетательный клапаны.Но динамические выпускные клапаны предпочтительнее на выпуске компрессора, когда работают при высоких значениях перепада давления. В таких сценариях наличие динамического клапана на выпуске увеличивает эффективность работы компрессора. Например, спиральные компрессоры работают при высоком перепаде давления в холодильных установках. В таких случаях предпочтительны динамические нагнетательные клапаны.

Но в других случаях, например, при кондиционировании воздуха, наличие выпускного клапана фактически приводит к потерям давления, снижая эффективность.Следовательно, они обычно не являются предпочтительными.

Преимущества

Компрессоры

спирального типа по своей сути более эффективны по сравнению с другими типами компрессоров по многим причинам:

  • Отсутствие поршней для сжатия газа позволяет спиральным компрессорам достигать 100% объемного КПД, что приводит к снижению затрат на электроэнергию.
  • Потери при повторном расширении, типичная особенность каждого хода поршня, встречающаяся в моделях с возвратно-поступательным движением, устранены. Кроме того, исключаются потери в клапанах (портах), так как всасывающие и нагнетательные клапаны (порты) отсутствуют.
  • Кроме того, из-за отсутствия нескольких движущихся частей спиральные компрессоры работают значительно тише по сравнению с другими типами компрессоров, например, поршневыми. Спиральные компрессоры обычно производят на 5-15 дБА меньше шума, чем компрессоры других типов.
  • Из-за более низкой вибрации и шума им не требуются пружинные подвески.
  • Меньшее количество движущихся частей, меньшая вибрация и меньшее трение также означают, что эти компрессоры более долговечны.
  • Их вес и занимаемая площадь значительно меньше по сравнению с другими более громоздкими типами компрессоров, которые используются в настоящее время.
  • Пульсация газа также сведена к минимуму, если не устранена, и, следовательно, они могут работать с меньшей вибрацией.

Недостатки

  • Поскольку спиральные компрессоры полностью герметичны, то, пожалуй, самым большим недостатком спиральных компрессоров является то, что их трудно ремонтировать. Их нельзя разбирать для обслуживания.
  • Многие поршневые компрессоры допускают вращение в обоих направлениях.Обычно это не относится к спиральным компрессорам.
  • Дополнительное регулирование производительности в системах с несколькими спиральными компрессорами также несколько раз оказывалось проблематичным.

Приложения

С момента своего появления спиральные компрессоры успешно использовались в системах охлаждения пищевых продуктов и фруктов, грузовых автомобилях, вакуумных насосах, морских контейнерах, а также в жилых и малых и средних коммерческих системах кондиционирования воздуха.

Выбор спирального компрессора

При выборе компрессора вы можете выбрать однофазный или трехфазный двигатель для компрессора. Это будет полностью зависеть от того, какое подключение к электричеству имеется. Обычно доступны однофазные соединения. Если доступно трехфазное подключение, трехфазный двигатель будет значительно более эффективным.

Далее следует учесть параметры перепада давления и расхода. На рынке доступны различные спиральные компрессоры с различными комбинациями значений перепада давления и расхода.Вы должны выбрать тот, который соответствует вашим требованиям к определенному минимальному перепаду давления при заданном расходе.

Затем вы можете посмотреть второстепенные параметры, такие как уровень шума и т. Д., В зависимости от того, где будет использоваться компрессор. Если вы собираетесь использовать его в бытовом кондиционере, вы предпочтете использовать модель с более низким уровнем шума.

Как работает спиральный компрессор

В отличие от возвратно-поступательной технологии с множеством движущихся частей, спиральный компрессор Copeland имеет одну спираль или спираль, вращающуюся по траектории, определяемую соответствующей фиксированной спиралью.Неподвижная спираль прикреплена к корпусу компрессора. Орбитальная спираль соединена с коленчатым валом на орбите, а не вращается.

Вращающееся движение создает серию газовых карманов, перемещающихся между двумя свитками. На внешней части свитка карман втягивает газ, затем перемещает его в центр свитка, где он выходит. По мере того, как газ движется в увеличивающемся меньшем внутреннем кармане, температура и давление повышаются до желаемого давления на выходе.

Технология Compliant Scroll

Copeland основана на концепции соответствия.Под соответствием понимается метод, при котором два элемента прокрутки взаимодействуют для одновременного достижения высокой эффективности и долговечности. Уникальный и запатентованный подход Copeland - достижение как радиальной, так и осевой податливости - обеспечивает следующие важные преимущества:

  • Непрерывный боковой контакт, поддерживаемый центробежной силой, сводит к минимуму утечку газа и максимизирует эффективность.
  • Радиальная податливость позволяет спиральным элементам разделяться в присутствии жидкого хладагента или мусора, тем самым существенно повышая долговечность и надежность.
  • Осевое соответствие позволяет спирали оставаться в постоянном контакте во всех нормальных рабочих условиях, обеспечивая минимальную утечку без использования уплотнений наконечника.
  • И радиальная, и осевая податливость позволяют спиральным элементам фактически «изнашиваться», а не изнашиваться.

КПД спирального компрессора

Простая и понятная конструкция спиральных компрессоров Copeland Scroll делает их более эффективными. Вот почему ведущие производители так часто выбирают спиральные компрессоры Copeland Scroll для систем, разработанных для обеспечения высочайшего уровня эффективности.Поскольку поршни для сжатия газа отсутствуют, спиральные компрессоры достигают 100% объемного КПД, что обеспечивает снижение затрат на электроэнергию во многих областях применения. Потери на повторное расширение, которые обычно возникают с каждым ходом поршня в поршневых моделях, исключаются. Аналогичным образом исключаются потери на клапанах, поскольку всасывающие клапаны отсутствуют.

Во время работы центробежная сила поддерживает почти непрерывное сжатие и постоянный контакт без утечек. Разделение всасываемого и нагнетаемого газов снижает потери тепла.

Пониженный уровень звука

Простая конструкция спиральных компрессоров

Copeland означает, что они работают с более низким уровнем шума и вибрации, чем поршневые компрессоры. Фактически, испытания показали, что спиральные компрессоры в три раза тише поршневых моделей. Одной из причин низкого уровня шума является то, что спиральные компрессоры Copeland Scroll не требуют всасывающих клапанов для достижения эффективного сжатия. Плавная работа приводит к более тихой работе с меньшим уровнем вибрации.

Это не только дает вам большую гибкость при проектировании и размещении системы, но также означает, что вы можете удовлетворить требования самых требовательных клиентов в отношении бесшумной работы.Может быть, это одна из причин, по которой журнал Popular Science назвал спиральные компрессоры Copeland «первой значительной новой разработкой в ​​индустрии HVAC за многие годы».

Спиральные компрессоры

- обзор

4.1.4 Спиральные компрессоры

Спиральный компрессор (также называемый спиральным компрессором ) - это устройство для сжатия воздуха или хладагента. Во многих центральных жилых системах высокого давления и кондиционирования воздуха используется спиральный компрессор вместо более традиционных роторных и поршневых компрессоров.

Спиральный компрессор использует две чередующиеся спирали для перекачивания, сжатия или повышения давления таких жидкостей, как жидкости и газы [3].Геометрия лопатки может быть эвольвентной, спиральной Архимедовой или гибридной. Часто одна из спиралей зафиксирована, в то время как другая вращается эксцентрично, не вращаясь, тем самым захватывая и накачивая или сжимая карманы жидкости между спиралями.

Процесс сжатия происходит примерно за два-два с половиной оборота коленчатого вала по сравнению с одним оборотом для роторных компрессоров и половиной оборота для поршневых компрессоров. Процессы нагнетания и всасывания спирали происходят при полном вращении, по сравнению с менее чем половиной оборота для процесса возвратно-поступательного всасывания и менее чем на четверть оборота для возвратно-поступательного процесса нагнетания.Поршневые компрессоры имеют несколько цилиндров (обычно от двух до шести), в то время как спиральные компрессоры имеют только один компрессионный элемент.

Спиральные компрессоры никогда не имеют всасывающего клапана, но в зависимости от их применения могут иметь или не иметь нагнетательный клапан. Использование динамического нагнетательного клапана более заметно в приложениях с высоким коэффициентом давления, типичных для холодоснабжения. Использование динамического нагнетательного клапана повышает эффективность спирального компрессора в широком диапазоне рабочих условий, когда степень рабочего давления значительно превышает встроенную степень сжатия компрессоров.

Изэнтропический КПД спиральных компрессоров немного выше, чем у обычного поршневого компрессора, когда компрессор рассчитан на работу около одной выбранной номинальной точки. Спиральные компрессоры в этом случае более эффективны, потому что они не имеют динамического нагнетательного клапана, который вносит дополнительные дроссельные потери. Однако эффективность спирального компрессора, не имеющего нагнетательного клапана, начинает снижаться по сравнению с поршневым компрессором при работе с более высокой степенью сжатия.

Процесс спирального сжатия почти на 100% эффективен по объему при перекачивании захваченной жидкости. Процесс всасывания создает свой собственный объем, отдельный от процессов сжатия и нагнетания внутри. Для сравнения, поршневые компрессоры оставляют небольшое количество сжатого газа в цилиндре, поскольку поршень не может касаться головки или пластины клапана. Остаточный газ из последнего цикла затем занимает пространство, предназначенное для всасывания газа. Снижение емкости (т.е. объемный КПД, λ k ) зависит от давления всасывания и нагнетания, причем большее снижение происходит при более высоком отношении давления нагнетания к давлению всасывания.

До недавнего времени спиральный компрессор с приводом мог работать только на полную мощность. Модуляция емкости осуществлялась вне набора прокрутки. Чтобы достичь частичных нагрузок, инженеры могли бы перепускать хладагент из промежуточной компрессионной камеры обратно на всасывание, изменять скорость двигателя или предоставлять несколько компрессоров и последовательно включать и выключать их.

Недавно были произведены спиральные компрессоры, которые обеспечивают производительность при частичной нагрузке в пределах одного компрессора. Эти компрессоры изменяют производительность во время работы. Хотя спиральные компрессоры также могут полагаться на впрыск пара для изменения производительности, их операция впрыска пара не так эффективна, как у поршневых компрессоров. Эта неэффективность вызвана постоянно изменяющимся объемом компрессионного кармана спирального компрессора во время процесса впрыска пара. Поскольку объем непрерывно находится в потоке, давление внутри компрессионного кармана также постоянно изменяется, что увеличивает неэффективность процесса впрыска пара.

Некоторые из лучших компрессоров с КПД до 60% от теоретического предела Карно производятся производителями компрессоров Danfoss, Copeland, York, Trane, Embraco и Bristol.

Что такое спиральный компрессор?

Спиральные компрессоры - это устройства прямого вытеснения, работающие за счет внутреннего сжатия. Воздух (или другой газ) втягивается, улавливается, уменьшается в объеме и, наконец, выпускается через выпускное отверстие. Концепция спирального компрессора существует уже более века, но потребовались новейшие достижения в технологии производства, чтобы сделать продукт жизнеспособным.

Спиральные компрессоры Atlas Copco SF вырабатывают воздух класса 0 при давлении до 145 фунтов на кв. Дюйм и расходе до 86 кубических футов в минуту. Изображения любезно предоставлены Atlas Copco.

Двумя основными компонентами являются неподвижная прокрутка и идентичная подвижная прокрутка. Каждый из них представляет собой точно обработанную или отлитую деталь в форме эвольвентной спирали. В типичном дизайне вторая прокрутка повернута на 180 ° относительно первой, что позволяет прокручивать сетку. Они ограничены плоским основанием и крышкой.

Подвижная спираль устанавливается на эксцентриковой рукоятке, смещенной от центра неподвижной.Приводной двигатель перемещает тело спирали по орбите вокруг неподвижной спирали, но спираль не вращается.

Движение создает всасывание, которое втягивает газ из внешних входных отверстий. Газ попадает в карманы в форме полумесяца между двумя свитками, и при непрерывном движении по орбите он неуклонно перемещается к центру, уменьшая объем и вызывая сжатие. Наконец, он достигает центра сборки, где сжатый газ выходит через порт.

Конструкция нагнетательного патрубка определяет величину внутреннего сжатия, как в винтовом компрессоре.Однако существуют практические ограничения на максимальное сжатие, в основном из-за размера, формы, толщины стенок и прочности спиралей, а также размера и геометрии выпускного отверстия. Тем не менее, спиральные компрессоры обычно могут создавать относительно высокое давление - от 100 до 150 фунтов на квадратный дюйм - в одноступенчатых агрегатах.

Для инженеров спиральные компрессоры могут предложить ряд преимуществ. Во-первых, в агрегатах мало движущихся частей. Это может означать более высокую надежность и, как правило, низкие требования к техническому обслуживанию.Типичные конструкции обычно работают тише, чем эквивалентные поршневые компрессоры. Газовый поток через компрессор является непрерывным, что снижает склонность к пульсации газа, которая может создавать шум. Точно так же нет впускных или выпускных клапанов и связанных с ними потерь в клапанах, которые создают шум. Они обеспечивают плавную работу без вибраций, хотя внутреннее эксцентричное движение спирали делает необходимым тщательную динамическую балансировку.

По сравнению с поршневыми компрессорами, объемный КПД спиральной конструкции достигается за счет отсутствия всасывающих клапанов с собственными потерями давления.И хотя выход газа не происходит полностью, так как некоторое пространство остается при выпуске, это не то же самое, что объем зазора, типичный для поршневых компрессоров. В спиральном компрессоре конечный объем никогда не открывается на всасывающем отверстии компрессора. Во многих промышленных применениях роторные винтовые компрессоры будут более эффективными, но это может варьироваться в зависимости от размера и требований к потоку.

Они бывают различной конструкции, например, одноступенчатые и двухступенчатые, а некоторые предлагают приводы с регулируемой скоростью, которые могут регулировать производительность в широком рабочем диапазоне.Таким образом, спиральные компрессоры довольно гибки в удовлетворении требований приложений. Например, специалисты обычно не рекомендуют использовать поршневые воздушные компрессоры при непрерывном 100% рабочем цикле; и пользователи винтовых воздушных компрессоров обычно предпочитают рабочие циклы выше 50%. Продукция Scroll хорошо работает как в низко-, так и в высоконагруженных приложениях.

И они могут быть спроектированы для работы с маслозаполненным, маслосмазываемым или безмасляным топливом. Безмасляные версии работают чисто, поскольку отсутствуют потенциальные пути утечки масла. Многие так называемые «безмасляные» компрессоры имеют редукторы со смазкой, в которых масло может проходить мимо уплотнений и загрязнять поток.

С другой стороны, они могут быть немного дороже по сравнению с другими вариантами. Многие из них представляют собой усовершенствованные конструкции премиум-класса, которые имеют более высокую стоимость, хотя пользователи могут смягчить это за счет более низкого энергопотребления и снижения затрат на обслуживание.

Есть также определенные ограничения по размеру. Слишком малые пути утечки могут ограничивать размер относительно давления нагнетания, что делает их непрактичными. А при больших размерах возрастающие центробежные силы, действующие на движущуюся спираль, могут быть вредными.Обычно для требований большого объема пользователям более экономично выбрать один большой компрессор, а не объединять несколько спиральных компрессоров меньшего размера для обеспечения достаточного потока.

Спиральные компрессоры

широко используются в холодильной промышленности и стали важной альтернативой поршневым и винтовым компрессорам для сжатого воздуха. Например, они очень важны для получения медицинского и лабораторного воздуха.

Руководство по цифровым спиральным компрессорам для новичков

Что общего у предприятий общественного питания, таких как рестораны, школы или больничные кафетерии? Потребность в коммерческом холодильном оборудовании, которое было бы эффективным, рентабельным и надежным.Один из способов решения всех этих проблем с охлаждением начинается с небольшого, но мощного оборудования - компрессора с цифровой спиралью.

Давайте посмотрим, как цифровой спиральный компрессор играет важную роль в холодильной технике, и рассмотрим решение RDT, в котором используется эта технология.

Что такое Digital Scroll Compressor и как он работает?

Цифровой спиральный компрессор - это устройство, предназначенное для сжатия воздуха или хладагента. Спиральные компрессоры с цифровым управлением подбирают мощность компрессора в соответствии с производственными потребностями в охлаждении за счет простой механической конструкции.Эти компрессоры могут использоваться в различных приложениях, включая, помимо прочего, системы кондиционирования воздуха, транспорт и, конечно же, охлаждение.

Каковы преимущества цифрового спирального компрессора?

Простая непрерывная модуляция цифрового спирального компрессора обеспечивает точный контроль температуры. Холодильные нагрузки часто меняются. Спиральные компрессоры с цифровым управлением очень гибки, чтобы соответствовать изменяющимся нагрузкам, от 10% до 100% производительности BTUH всего с одним компрессором.

Для операторов это означает, что они могут быть уверены, что температура всегда соответствует текущим потребностям охлаждения. Более стабильные температуры поддерживают идеальные условия хранения продуктов, что приводит к повышению их качества.

Эти компрессоры также сокращают цикличность компрессора, что обеспечивает более длительный срок службы холодильного оборудования. В условиях, когда нормы становятся все более серьезными, для охлаждения необходима энергоэффективность, а спиральные компрессоры с цифровым управлением работают в оптимальное время и с оптимальной скоростью для экономии энергии при эксплуатации.

Как RDT использует цифровые спиральные компрессоры?

Система Eco-Cool

RDT предлагает точное управление компрессорами, позволяя использовать всего два спиральных компрессора с цифровым управлением - один для средней температуры, другой - для низкой температуры. Для спокойствия клиентов в комплект поставки также входит резервный компрессор для 100-процентного резервирования. Благодаря меньшему количеству компрессоров система Eco-Cool имеет меньшую занимаемую площадь, меньший объем хладагента, меньшие затраты на установку и меньшее потребление энергии.

Узнайте, как система Eco-Cool была специально разработана с Digital Scroll Compressors для удовлетворения постоянно растущих требований к соблюдению экологических норм в сфере общественного питания.

Посмотрите отмеченный наградами анимационный ролик об экономии средств Eco-Cool.

Конкуренция между Японией и Америкой в ​​разработке спиральных компрессоров и ее влияние на американскую промышленность по кондиционированию воздуха (Технический отчет)

Усимару, Кендзи. Конкуренция между Японией и Америкой в ​​разработке спиральных компрессоров и ее влияние на американскую промышленность по кондиционированию воздуха . США: Н. П., 1990. Интернет. DOI: 10,2172 / 6952508.

Усимару, Кендзи. Конкуренция между Японией и Америкой в ​​разработке спиральных компрессоров и ее влияние на американскую промышленность по кондиционированию воздуха .Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/6952508

Усимару, Кендзи. Чт. «Конкуренция между Японией и Америкой в ​​разработке спиральных компрессоров и ее влияние на американскую индустрию кондиционирования воздуха». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/6952508. https://www.osti.gov/servlets/purl/6952508.

@article {osti_6952508,
title = {Японское и американское соревнование в разработке спиральных компрессоров и его влияние на американскую индустрию кондиционирования воздуха},
author = {Ushimaru, Kenji},
abstractNote = {В этом отчете рассматривается технологическое развитие спиральных компрессоров и его влияние на промышленность оборудования для кондиционирования воздуха.Спиральные компрессоры, хотя и считаются компрессорами будущего для энергоэффективных бытовых тепловых насосов и, возможно, для многих других применений, их сложно производить в массовом масштабе. Производственный процесс требует наличия компьютеризированных инструментов с числовым программным управлением для высокоточного изготовления основных деталей. Япония реализовала глобальную стратегию доминирования на мировом технологическом рынке в 1970-х годах, и технология спиральных компрессоров выиграла от появления станков нового поколения.В результате, если американские производители спиральных компрессоров приобретут или будут по существу вынуждены покупать инструменты с числовым программным управлением в Японии в будущем, они станут зависимыми от своих собственных конкурентов, поскольку те же самые японские конгломераты, которые производят инструменты с числовым программным управлением, также производят спиральные компрессоры. Это исследование демонстрирует важность базовой станкостроительной промышленности для здоровья экономики США. Без сильной станкостроительной промышленности американским производителям трудно внедрять в производство инновации, независимо от того, запатентованы они или нет.Поскольку мы переживаем трансформацию на рынке кондиционирования воздуха и охлаждения, будет критически важно разработать последовательную национальную политику, чтобы обеспечить здоровую конкуренцию между производителями, продвигать инновации в отрасли, улучшать освоение новых технологий и устранять несовместимые практики. с этими целями. 72 исх., 8 рис., 1 таб.},
doi = {10.2172 / 6952508},
url = {https://www.osti.gov/biblio/6952508}, журнал = {},
номер =,
объем =,
place = {United States},
год = {1990},
месяц = ​​{2}
}

Почему спиральный компрессор лучше? [Преимущества и ответы на часто задаваемые вопросы]

Спиральный компрессор - это устройство уникальной конструкции, которое сжимает газ путем внутреннего сжатия с использованием двух спиральных спиралей, соединенных между собой.За последние пятьдесят лет спиральная технология для компрессоров кондиционирования воздуха и холодильных компрессоров значительно продвинулась вперед.

В настоящее время спиральные компрессоры становятся все более популярными, и к 2026 году объем рынка, по оценкам, превысит 3,5 миллиарда! Почему это так?

Эта статья расскажет, почему спиральный компрессор является лучшим выбором по сравнению с традиционными компрессорами.

Спиральный компрессор лучше своих альтернатив во многих отношениях.Он отличается большей эффективностью, энергосбережением, повышенной долговечностью, превосходной надежностью, безмасляной конструкцией и бесшумной работой.

Из-за меньшего количества деталей спиральные компрессоры также менее подвержены механическим сбоям, следовательно, требуют минимального обслуживания.

Теперь вам должно быть интересно, как спиральные компрессоры на самом деле предлагают столько преимуществ! Давайте подробно обсудим преимущества спиральных компрессоров.


Преимущества спиральных компрессоров
Повышенная эффективность

Спиральный компрессор имеет компактную, но блестящую конструкцию, которая может охлаждать большое количество воздуха намного быстрее, чем большинство других компрессоров.Его более высокая эффективность и охлаждающая способность делают его отличным вариантом для использования даже в холодильниках!

Не верьте мне на слово! Давайте посмотрим на некоторые статистические данные исследований:

  • Во всем диапазоне скоростей объемный КПД спирального компрессора может составлять от 89% до 94%. Это означает, что эффективность спирального компрессора для сжатия газа намного выше, чем у поршневого компрессора (58% -66%).
  • Отчет показывает, что спиральный компрессор оптимальных размеров может иметь механический КПД, аналогичный роторному компрессору.Когда рабочая скорость увеличивается, эффективность может снижаться, но спиральный компрессор работает лучше, чем роторный компрессор.
  • Исследование показывает, что энергопотребление спиральных компрессоров на 25,3% ниже, чем у поршневых компрессоров. Обратите внимание, что охлаждающая способность спирального компрессора все еще была на 5% выше!
Экономит энергию

Как упоминалось ранее, способность спирального компрессора регулировать производительность по мере необходимости может сэкономить энергию.Внутренняя конструкция, а также механизм сжатия также способствуют снижению энергопотребления.

Поскольку в них меньше движущихся частей, они более энергоэффективны!

Спиральный компрессор может снизить потребление электроэнергии до 30% по сравнению с обычными компрессорами. Если учесть стоимость летних коммунальных услуг, это сэкономит вам много денег!

Гибкость в эксплуатации

Спиральные компрессоры предлагают различные конструкции и широкий диапазон операций.Они могут быть одноступенчатыми, двухступенчатыми или переменной производительностью.

  • Одноступенчатые агрегаты просты, недороги и работают только на одной скорости. Они работают на полную мощность и обычно используются для эффективного охлаждения или обогрева домов.
  • Двухступенчатые агрегаты могут работать на двух уровнях скорости: высокой и низкой. В зависимости от потребностей дома они могут работать либо на полную мощность, либо на более эффективной скорости. Эта функция помогает удалить лишнюю влажность из атмосферы, а также экономит энергию.
  • Компрессоры с регулируемой производительностью обеспечивают превосходный контроль температуры и влажности воздуха в помещении. Они работают непрерывно и равномерно дуют холодный воздух. Регулирование производительности в зависимости от необходимости обеспечивает эффективное осушение, лучшее качество воздуха и низкие эксплуатационные расходы.

Кроме того, спиральные компрессоры могут хорошо работать как при высокой, так и при низкой нагрузке. Напротив, поршневые или винтовые компрессоры хорошо работают при определенных рабочих циклах.

Итак, вы видите, спиральные компрессоры дают вам большую гибкость в выборе вариантов, которые точно соответствуют требованиям вашего приложения.


Превосходная надежность и долговечность

Спиральные компрессоры в основном имеют две движущиеся части: неподвижную спираль и орбитальную спираль. Из-за меньшего количества движущихся частей вероятность отказа меньше. Следовательно, надежность спиральных компрессоров значительно выше, чем у поршневых компрессоров.

Из-за орбитального движения в спиральных компрессорах скорость трения на 30% -50% меньше, чем у поршневых колец или лопастных компрессоров.Таким образом обеспечивается повышенная долговечность компрессора.

Следовательно, спиральные компрессоры очень неприхотливы в обслуживании, что позволяет сократить расходы на техническое обслуживание в течение всего срока службы.

Безмасляная конструкция

Спиральные компрессоры имеют вращательно-спиральную конструкцию. Поскольку свитки не нужно касаться, смазка не требуется. Таким образом, спиральные компрессоры могут предложить вам 100% безмасляную работу.

Это устраняет риск загрязнения воздуха и обеспечивает очень чистый воздух.Несмотря на то, что некоторые поршневые и роторные компрессоры заявляют, что они не содержат масла, обычно они используют масло в коробке передач.

Следовательно, все еще существует вероятность просачивания масла через уплотнения, вызывающего загрязнение. С другой стороны, спиральные компрессоры полностью исключают необходимость в смазке.

Так что хлопот с заменой масла или масляного фильтра не возникает. В результате затраты на обслуживание еще больше снижаются для вас!

Тем не менее, спиральные компрессоры с масляной смазкой также существуют, что обеспечивает доступный вариант и подходит для тяжелых условий эксплуатации.

Очень тихо!

Благодаря уникальной конструкции и принципу работы спиральный компрессор имеет меньшие колебания крутящего момента, а его работа безвибрационная, плавная и исключительно тихая.

Хотя другие компрессоры можно сделать бесшумными, установив звукоизоляционный кожух, спиральные компрессоры предоставляют такую ​​возможность без каких-либо дополнительных затрат.

Приложение

Помимо бытовой техники, спиральные компрессоры имеют широкий спектр коммерческого и промышленного применения, как показано ниже:

  • Охлаждение пищевых продуктов и фруктов
  • Грузовые перевозки
  • Морские контейнеры
  • Лаборатории
  • Медицина и больницы
  • Компьютерная периферия
  • Оптическое оборудование
  • Пневматическое управление
  • Автомобильный кондиционер
  • Вакуумный насос
  • Нагнетатели для поршневых двигателей и т. Д.

Надеюсь, вы получили общее представление о преимуществах спирального компрессора из того, что мы обсуждали. Выбор спирального компрессора - определенно разумное решение, которое сделает вашу жизнь более комфортной и беспроблемной.

Связанные вопросы
Как работает спиральный компрессор?

Спиральный компрессор имеет две чередующиеся спиральные спирали, одна из которых неподвижна, а другая вращается эксцентрично для улавливания и сжатия газа. Посмотрите это видео, чтобы получить четкое представление об операции.

Спиральный компрессор стоит дорого?

Спиральные компрессоры относительно дороги, чем обычные компрессоры.

Однако, учитывая энергоэффективность, выдающуюся надежность и незначительную стоимость обслуживания, компрессор стоит своих денег.

Спиральный компрессор нагревается сильнее?

Спиральный компрессор может сильно нагреваться из-за большой охлаждающей способности. Скорее всего, вы даже не заметите этого, если не возникнет дополнительная проблема с конденсаторным блоком.

Например. Неисправность вентилятора или скопление мусора в змеевике может привести к быстрому включению и перегреву.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *