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

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.

rimholod.ru

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.

tehprom-k.ru

основные технические характеристики и история создания

Техника для охлаждения обладает способностью отводить тепло от разнообразных объектов. Применение и принцип работы холодильных агрегатов на спиральных компрессорах заключается в том, чтобы используя электроэнергию, забирать от объектов теплый воздух и перемещать его к охлаждающим жидкостям или воздуху, у которого должен быть более высокий уровень температур в отличие от объекта, который охлаждается.

Для того чтобы охладить воду или водный раствор, возможно использование чиллеров или технологичных машин для выработки холода. В основном их использование распространяется на то, чтобы обеспечить основные режимы для охлаждения, замораживания и сохранения разнообразных продуктов в системе кондиционирования воздуха, линии по разливу и камере для охлаждения.

Спиральный компрессор

Установка по выработке холода представляет собой комплексную систему, которая применяется для того, чтобы поддерживать в объектах низший температурный режим, чем у окружающего воздуха. Основными их компонентами являются одна или несколько холодильных машин, состоящие из необходимого вспомогательного оборудования. Агрегат для охлаждения объектов образуется из объединения необходимых составляющих в единую систему.

Компрессор и его основные виды

Компрессоры являются важным звеном в системах охлаждения объектов. Они предназначены для того, чтобы нагнетать рабочее тело при различных процессах. Под понятием нагнетания подразумеваются не только процессы по подаче тела, но и повышение его давления.

Рабочее тело состоит из газов и паров от разных веществ.

Компрессоры могут быть:

• лопаточными;
• объемными.

При функционировании механизмов лопаточного типа давление повышается по причине того, что кинетическая энергия в рабочем теле преобразуется до потенциальной.

Давление увеличивается за счет того, что рабочее тело, проходя через лопаточные каналы, набирает достаточно большую скорость, а при прохождении диффузора её снижает.

Спираль компрессора

Лопаточные устройства, в свою очередь, бывают центробежными и осевыми.

Объемные компрессоры повышают показатели давления путем снижения объемов.

Компрессоры в машинах для охлаждения можно назвать насосами и они занимаются перекачиванием холодильного агента по трубопроводным системам, составляющие части которых заставляет работать электрический двигатель.

В большинстве случаев электрический двигатель и насосы выполняются с одним герметичным корпусом. Устанавливается компрессор снизу, под холодильным шкафом.

Его действие имеет такую последовательность:

• в испарителе находится хладагент, который имеет парообразное состояние, а также низкий уровень давления и температурных показателей;
• всасывается, а после сжимается холодильный агент, и повышаются его температура и показатели давления;
• хладагент в состоянии сжатия или паров направляется в конденсатор.

Почти все модели осуществляют эту подачу с помощью ресивера.

Когда пар хладагента выходит из компрессора, показатели его давления будут колебаться в рамках 15 — 25 атмосфер, а показатели температур от 70 до 90 градусов. Это зависит от степени нагрузки.

Основные критерии оценки функциональности компрессорного механизма

Характеризуют эффективность компрессоров по следующим факторам:

Конструкция агрегата с компрессором

• степени сжатия хладона, которая определяется отношением показателей давления при выходе и при входе;
• на основе такого понятия, как секундный объем хладагента, то есть тот объем, который нагнетается за определенное время.

Существуют несколько видов компрессоров для холодильных машин, в том числе и спиральные. При создании установок для охлаждения часто применяют именно такие устройства.

Процесс изобретения компрессора со спиралью

Спирали известны человеку несколько тысячелетий и представляют собой витки, которые закручиваются вокруг одной и той же точки. Техническое воплощение спиралей стало реальным в прошлом столетии.

В первые годы двадцатого века Леоном Круа была разработана и запатентована конструкция компрессора на их основе. В тот период времени оснащение производственных предприятий оставляло желать лучшего и реализовать технологию не удавалось. Воплотить прототип в работающую конструкцию оказалось возможным только во второй половине двадцатого века благодаря машинной обработке. Именно по этой причине техника на основе спиральных компрессоров появилось в продаже относительно недавно.

Представители крупных компаний-производителей проявили заинтересованность к новинке, поскольку механизмы на спиралях позволяли достигать хороших показателей. Испытания показали, что с применением и принципами работы холодильных агрегатов на спиральном компрессоре можно добиться высокой эффективности, которая превосходит эксплуатационные характеристики аналогов.

В 1992 году компания «Iwata Compressor» выпустила безмасляный или «сухой» компрессор на основе спиралей. К его преимуществам можно отнести возможность долговременного использования, невысокие показатели уровней шумов и вибраций.

Со временем компрессоры этого типа все больше применялись в производстве оборудований, вырабатывающих холод и систем для кондиционирования воздуха. Это происходит потому, что они отличаются высокими возможностями эксплуатирования, а также экономичны, поскольку для их сборки требуется значительно меньшее количество деталей по сравнению с другими.

В наши дни большое количество фирм-производителей представляет на рынке оборудование со спиральным компрессором. Такие установки прекрасно выдерживают все испытания и тестирования и за счет этого активно вытесняют с рынка другие конструкции.

Принцип работы агрегатов на основе компрессоров со спиралью

Работа этого вида установок осуществляется за счет следующих процессов:

Детали спирального компрессора

1. Компрессор содержит две спирали, которые находятся одна в другой и имеют особенность к расширению от центральной части к краю в процессе вращения. Причем одна из них все время пребывает в неподвижном состоянии, а вторая находится в процессе вращения вокруг первой.
2. Профили спиралей образует герметичная кривая, которая называется эвольвента. У зубчатых колес шестеренок аналогичный геометрический профиль, который способствует перекатыванию зубьев в местах соприкосновения. Местом расположения подвижной спирали является эксцентрик.
3. Когда одна из спиралей находится в процессе вращения, происходит взаимодействие ее наружной поверхности с внутренними поверхностями неподвижной спирали. Это позволяет парам хладагента сжиматься и вытеснять их к нагнетательному отверстию. В результате этого происходит охлаждение.

Применение установок для охлаждения со спиральными компрессорами

Агрегаты, способные вырабатывать холод, применяют в областях, которые подразумевают хранение продуктов или медикаментов. Это супермаркеты, бары, кафе, рестораны и другие заведения, где необходимо хранить продукты, которые должны сохранить свой вкус и полезные качества.

У оборудования по выработке холода есть и более масштабная область применения, например, пищевая промышленность, мясоконсервное производство, птицефабрики, молочная промышленность и прочие области пищевой индустрии, где есть необходимость в хранении продуктов с соблюдением определенного температурного режима.

Также подобные агрегаты применяют в области фармацевтики, так как многие лекарственные препараты необходимо хранить при определенной температуре.

На современных предприятиях с недавних пор появилась методика «шоковой заморозки продуктов», где установки на основе спиральных механизмов находят применение в кратковременном замораживании.

Еще одна сфера использования — это фермерское и сельское хозяйство, где также необходимо хранение продукции при определенных температурах.

Помимо хранения продуктов, подобные установки применяют на цветочных складах и в местах розничной торговли букетами. Правильное охлаждение позволяет продлить срок хранения срезанных цветов.

Широкая область применения и принципы работы холодильных агрегатов на спиральном компрессоре обеспечивают высокий уровень спроса на подобную продукцию и в наши дни произведено более двадцати миллионов подобных машин.

oventilyatsii.ru

Принцип действия спирального компрессора

22.09.2018

Главная составляющая всякого морозильного оснащения – компрессорное устройство. Он необходим для того, чтобы поддерживать движение холодильного агента в системе и для формирования отличия давлений. Не так давно стали применяться приборы на спирали. Спиральный компрессор – устройство, функционирующее внутри охлаждающего оборудования, в термических насосах, агрегатах со средней и высокой температурой.

Принцип действия спирального компрессора

Функциональная составляющая данного оснащения – спираль. Принцип действия спирального компрессора базируется на кручении одной спирали по отношению к другой.

Внутри спирального прибора сжимание холодильного агента в газообразной фазе осуществляется между пары спиралей. Первая спираль не двигается, другая – крутится вокруг неподвижной. Это движение весьма сложное. Электрический двигатель, который находится в едином плотном корпусе, осуществляет работу – крутит вал, в конце какого расположена спираль. Движущая спираль крутится по стенкам не двигающейся спирали, скользит по пленке из масла. Участки соприкосновения спиралей понемногу движутся от края к центру, они находятся на каждом витке функционального компонента.

Дальше работа спирального компрессора заключается в том, пары холодильного агента захватываются в области большого объема сжатого газа, спирали потихоньку сжимают их по мере того, как рабочий участок приближается к центру, снижается и объем. Таким образом, по оси спиралей получается наибольшее давление газа, что через нагнетательные тракты компрессорного устройства идет в конденсатор. Спиральный компрессор, принцип работы которого несложен, функционирует так, что сжатие паров осуществляется постоянно, поэтому участок соприкосновения спиралей не один, и функциональных участков сжатия формируется несколько. Электрические двигатели плотных спиральных компрессорных устройств охлаждаются благодаря впитывающим парам холодильного агента.

Конструкция спирального компрессорного устройства

Конструкция спирального компрессора такова, что число трущихся элементов в обозначенном приборе существенно ниже, нежели в поршневом, что в теории  свидетельствует о его надежности.

Компания «Дом Холода» предлагает спиральный компрессор, устройство и принцип которого:

• соответствуют нормам производства и работы;
• учитывают современные требования;
• служат долгое время.

Приобрести можно непосредственно на сайте «Дом Холода».

Возврат к списку

domxoloda.ru

Винтовой компрессор устройство и принцип работы

Винтозубые компрессоры роторного типа за 80 лет эксплуатации унифицировались и потеснили поршневые. Низкие параметры шумовой нагрузки, экономичность в потреблении энергии и эксплуатационных затратах дают фору, особенно на производствах, требовательных к чистоте подаваемого сжатого воздуха или специального газа.

Принципиальное устройство винтовых компрессоров

Сжатие и подача газообразной среды достигается синхронным разнонаправленным вращением пары роторов с винтовыми зубьями. Эксплуатационные расходы и характеристики работы агрегата находятся в обратной пропорции. Оборудование демонстрирует эффективность на фоне малозатратности.

Цилиндрический корпус компрессора винтового типа с винтовой парой: ведущим и ведомым роторами в большинстве типов компрессоров имеет масляное наполнение. Слой масла обеспечивает:

Устройство винтового компрессора

• Снижение коэффициента трения.
• Является уплотнением, герметизирующим систему.
• Осуществляет теплоотвод при работе трущихся деталей.

Винтовые компрессоры относятся к необслуживаемому оборудованию, ориентированы на автономную работу. Техническое обслуживание проводится 1 раз в течение года. Персонал не требует высокой квалификации и специального обучения. Пусконаладочные работы краткосрочны.

Работа поршневого компрессора периодически прерывается на регламентированный простой для осмотра и техобслуживания, роторный аналог способен работать без остановки. При этом качество газовой среды на выходе выше (по присутствию паров влаги) и масла в пользу последнего.

Предприятия пищевой, химической и фармацевтической промышленности полностью перешли на экологичные компактные винтовые компрессоры с экономией потребления энергии не менее 30%. Производства непрерывного цикла экономят и на установке дублирующей техники.

Малый вес агрегата, ресивер минимального объёма, отсутствие вибрации при работе позволяет обходиться без заложения фундамента. Изоляция в отдельном помещении требуется только для винтовых компрессоров мощностью свыше 10 кВт.

Последовательность рабочего цикла, устройство и принцип работы винтовых компрессоров

Запуск и переход в рабочий режим занимает 5–10 сек. Срабатывает входной клапан, ответственный за перевод компрессора на холостой ход и обратно. Входной клапан меняет режим работы при достижении пика давления в системе, перед выключением.

Принцип работы винтового воздушного компрессора

Накопление воздуха в ресивере идёт, пока не откроется клапан минимального давления. Он настраивается на минимальный параметр сети. Для одноступенчатого компрессора это 3–4 бар. Многоступенчатые вступают в работу последовательно.

Электрический мотор выводит компрессор на рабочий режим. Винтовая пара через 2 ступени воздушного фильтра получает очищенный воздух в смеси с маслом. В контактном межроторном зазоре создаётся смазывающий роторы и удерживающий газ запирающий масляный клин.

Зазор уплотняется, газовый поток сжимается, давление возрастает. Действие винтовых компрессоров ведётся и при сухом сжатии газовой среды. Полости между корпусом и винтовым блоком работают без масляной смазки.

Сжатый воздух поступает в отделитель масла. В маслоотделителе проводится двухступенчатое разделение сред. Первичное деление проходит под действием центробежной силы, окончательное — в фильтре-сепараторе.

Схема рабочих элементов винтового компрессора

Остывшее масло фильтруется и возвращается в винтовой отсек. Контролирует температурные параметры термостат. При отсутствии превышения температуры нагрева смазка возвращается без затрат времени на охлаждение в радиаторе.

Газ на охлаждение после очистки подаётся из ресивера в концевой охладитель. Температурный баланс радиатора обеспечивает прямоточная вентиляция. Далее воздух винтового компрессора подаётся потребителю.

Контролирует параметры работы винтового нагнетательного оборудования блок управления. Вручную производится только пуск и остановка по регламенту. Переключение режимов работы и аварийную остановку проводит электроника.

Краткий обзор параметров винтовых компрессоров

Роторные механизмы подачи газовой смеси под давлением оснащаются преимущественно электродвигателем, но работают и автономно с дизельным, бензиновым двигателем.

Марка установки	Производительность, л/мин	Паспортное давление	Тип энергии	Мощность двигателя, кВт	Стоимость, тыс. р
Fini MICRO SE 2.2-10	290	10	380 В	2,2	166
Berg ВК-4Р 7	650	7	380	4,0	168
ЧКЗ ДЭН-5,5-10	600	10	380	5,5	173
Ingro XLM 10A 10 бар	920	10	380	7,5	182
Dali CA-1.7/8-GA	1700	8	380	11	200
Remeza ВК 30 15 ДВС безмасляный	7300	15	380	22	800
CompAir C50 на шасси	5000	7	Дизель Yanmar 4TNV88BKCP	35	900

9 преимуществ винтовых компрессоров

Видео по теме: Устройство и принцип работы винтового компрессора

specnavigator.ru

Спиральный компрессор принцип работы – КБМ Групп

Спиральные безмасляные компрессоры относятся к компрессорам объемного принципа действия. Образующей основой компрессора составляют две одинаковые пластины, в форме спирали, одна спираль вставлена в другую, с разворотом 180° относительно друг друга.

Неподвижная спираль соединена с корпусом спирального блока, вторая спираль – подвижная (вставлена в неподвижную), крепится с эксцентриком вала компрессора. Подвижная спираль совершает орбитальное движение, каждая точка описывает окружность. Оси спиралей параллельны, при этом смещены относительно друг друга на величину, равную эксцентриситету вала. Спирали не соприкасаются друг с другом, между ними существует зазор. Торцы спиралей соприкасаются с корпусом спирального блока, используется специальный антифрикционный материал.

Рабочий цикл безмасляного спирального компрессора осуществляется за один оборот подвижной спирали. Во время движения, между двумя спиралями образуются полости (камеры сжатия), которые смещаются к центру спиралей, при этом уменьшается их объем. Достигнув центра спирали, воздух, сжатый до требуемого давления, выталкивается через выходное отверстие, которое расположено в центре основания неподвижной спирали. Сжатие воздуха происходит в нескольких полостях одновременно, что способствует плавному процессу сжатия. Всасывание и нагнетание происходят непрерывно.

Во время работы износу подвергаются антифрикционные уплотнения, между спиралью и корпусом блока, при сильном износе, увеличиваются зазоры, из-за чего производительность спирального компрессора снижается. Своевременная замена уплотнений позволит избежать снижения производительности. На всасе устанавливаются воздушные фильтры, для фильтрации твердых частиц из всасываемого воздуха, что снижает износ уплотнений.

Выше рассмотрен принцип работы спирального компрессора, в зависимости от поставленных задач данное оборудование позволяет полностью закрыть потребности в безмасляном сжатом воздухе.

Основные преимущества спирального компрессора:
– отсутствие масла в сжатом воздухе
– высокая надежность
– малый уровень шума
– низкие затраты на техническое обслуживание
– малые габаритные размеры

 

 

 

www.kbm-spb.com

Устройство и принцип работы винтового компрессора

Винтовые компрессоры получили свое название из-за особенностей строения. Снижение внутреннего давления, нарастающего при работе, «гасится» при помощи вращения двух роторов (винтов), приводящих механизм в движение. Такое строение позволяет повысить КПД, а также работать практически бесшумно. Компактные габариты, простота ремонта и мобильность делают такое ротационное компрессионное оборудование более востребованным. Каково устройство винтового компрессора, его преимущества и недостатки, а также отзывы пользователей, разберем далее.

Конструктивные особенности и принцип работы

Строение винтового компрессора несколько сложнее его поршневого собрата.

Если рассматривать общую схему, то компрессор выглядит в виде металлического корпуса, в который погружены два ротора – ведущий и ведомый. Поверхности роторов плотно соприкасаются друг с другом, образуя рабочие камеры. При поступательных движениях камеры увеличиваются за счет равномерного отдаления выступов от впадин.

Более детальную конструкцию позволяет рассмотреть схема, на которой указываются следующие элементы:

• всасывающий клапан – нагнетает воздух извне;
• фильтр – очищает нагнетаемый воздух от сторонних примесей;
• блок управления – запрограммированная микросхема (плата), которая способна самостоятельно регулировать и контролировать все процессы в компрессоре;
• двигатель – основной рабочий элемент, позволяющий превращать энергию в полезную работу;
• термостат – отвечает за поддержание определенной температуры, регулируя работу охладительных элементов;
• вентилятор – охлаждает внутренние детали, защищая всю конструкцию от перегрева и преждевременного износа;
• маслоотделитель – клапан, регулирующий подачу масла для смазки, а также отвод отработанного масла в утиль;
• датчики давления – показывают показатели давления, контролируя и не допуская поломки.

Принцип действия агрегата заключается в следующем: двигатель приводит винтовую часть аппарата в движение. При этом вращение ротора обеспечивает всасывание воздуха, который проходит через специальные фильтры. Винты плотно припадают друг к другу (впадина к выпуклости), образуя единую плоскость. В результате образуется сжатый воздух, который в дальнейшем можно использовать по назначению.

На видео говорится об устройстве винтового компрессора

Преимущества и недостатки

Положительные стороны использования винтовых компрессоров заключаются в таких показателях, как:

• низкий уровень шума и вибраций, что позволяет использовать устройство в закрытых помещениях;
• мобильность устройства обеспечивается небольшими компактными габаритами;
• принцип работы позволяет считать агрегат экологически чистым;
• простота обслуживания и ремонта.

О других преимуществах можно узнать из видео, которое раскрывает нюансы и подробности эксплуатации винтового компрессора, делая его востребованным и популярным на рынке нагнетательного оборудования.

Однако существуют и недостатки, среди которых самым весомым является необходимость использования дорогостоящих комплектующих деталей, одной из которых является отделитель для масла. Если его не предусмотреть, то работа всей конструкции может быть усложнена: отработанная смазка может попадать в рабочие элементы, приводя их в негодность.

Принцип работы винтового компрессора продемонстрирован на видео

Режимы работы

Даже самые простые модели в базовой комплектации содержат не менее 5 режимов работы:

1. Холостой ход – необходим для подготовки компрессора к полноценной работе. Двигатель приводит в работу роторы, которые вращаются, нагнетая воздух, но не на полную мощность.
2. Рабочий режим – определяется полноценным действием всех конструктивных элементов, давая на выходе сжатый воздух.
3. Режим ожидания – в период его активации отмечается торможение всех процессов до тех пор, пока давление в системе не восстановиться. Удобно при периодическом использовании компрессора в производстве, который позволяет не выключать агрегат, а притормозить его работу на определенный период.
4. Пуск – данный режим оптимизирует запуск компрессора, исключая перегрузки сети. Напряжение подается дозировано, позволяя приступить к работе через 10-15 секунд после включения.
5. Стоп – обеспечивает постепенное выключение компрессора, переводя его вначале на холостой ход, а затем подготавливая к полному выключению. Этот режим позволяет также избежать поломок и преждевременного износа деталей из-за резких перепадов напряжения и давления.

В отдельных моделях также имеется режим Stop-Alarm – экстренное прекращение работы агрегата при возникновении какой-либо неполадки или превышении показателей давления и температуры. Данный режим может быть как автоматическим (срабатывает при сигнализации датчиками контроля), так и ручным (кнопка на панели управления).

Разновидности

Винтовые компрессоры подразделяются на две подгруппы:

1. Масляные или маслозаполненные – контакт и стачивание лопастей соприкасающихся роторов предотвращает впрыскиваемое масло. Маслянистая структура позволяет металлическим стенкам скользить по поверхности друг друга, исключая вероятность их истощения.
2. Безмасляные – отсутствие тесного контакта рабочих лопастей достигается за счет использования других веществ или принципа работы. Бывают двух видов:

• Сухого сжатия – двигатели приводят роторы в работу синхронно, предотвращая их тесный контакт между собой. Обладают низким уровнем КПД, а также не практичны в использовании, поскольку не могут работать длительное время (требуют постоянного охлаждения).
• Водозаполненные – имеют массу преимуществ, позволяя получать действительно экологически чистый компрессор, использующий силу воды, а не масла. Тем более, что нет необходимости беспокоиться о том, как и куда отработанное масло утилизировать.

Выбор типа винтового компрессора обычно зависит от сферы его применения и места эксплуатации. В быту и в промышленности требования разные, также как и особенности работы.

Почему переход на винтовые компрессоры является выгодным?

В последние годы роторные модели все больше вытесняют поршневые компрессоры с рынка потребления. Не смотря на то, что последние и стоят дешевле, и принцип работы их проще, да и конструкция настолько примитивна, что понятна даже школьнику, поршневые компрессоры изжили себя. Объясняется этот факт несколькими положениями:

1. Мобильность устройства – небольшой вес позволяет перемешать компрессор в любое удобное место.
2. Продолжительность эксплуатации – роторы выполнены из высокопрочного металла, а смазка предотвращает их износ.
3. Высокий уровень КПД без потерь и дополнительных затрат – поршневые компрессоры не могут похвастаться высокими показателями производительности, поскольку третья часть полезной работы затрачивается на саму систему.
4. Наличие режимов работы, обеспечивающих более легкий процесс нагнетания и сжатия воздуха. Экстренное выключение, а также подготовка к запуску и выключению в более щадящем режиме, который сокращает вероятность поломки.
5. Повышенный уровень защиты от поломок, а также возможность контроля всех процессов компрессора.

Эти технологические качества, которыми наделены современные модели винтовых компрессоров, определяют их популярность и востребованность на рынке, постепенно отодвигая поршневые агрегаты на второй план. Их универсальность, позволяющая использовать компрессоры, как в быту, так и на производстве, также является определяющим фактором при выборе типа.

Еще одно видео на тему

Обзор моделей

Среди наиболее качественных, но в тоже время и дорогостоящих компрессоров, можно выделить три модели:

1. FINI Mega SD – итальянский винтовой компрессор, предназначенный для промышленных цехов. Высокое качество металла и конструктивных деталей, а также инновационные технологии, сделали эту модель лидером на рынке винтовых промышленных компрессоров масляного типа. Цена его от 4000 евро.
2. Alup Sonetto – болгарская модель, которая имеет сверхточный пульт управления и табло, позволяющее полностью контролировать все происходящие процессы, регулируя давление температуру и скорость вращения роторов. Принцип работы несколько отличается, поскольку в базовой комплектации имеются вспомогательные детали, облегчающие отвод отработанного масла и фильтрацию воздуха. Стоимость агрегата от 5000 евро.
3. Abac SPINN – не менее популярная модель всемирно известного производителя. Низкий уровень шума, который идеально сочетается с высокой производительностью и технологичностью, делает модель популярной во всем мире. Цена ее варьируется от 5000 евро до 8000, в зависимости от комплектации.

Несмотря на столь высокую цену, винтовые компрессоры гарантируют повышенный уровень качества, сроком не менее 25 лет. Достаточно внушительная цифра, делающая инвестицию выгодной.

Ремонт и обслуживание

Каждая модель (это относится не только к компрессорам) имеет свои особенности и нюансы в работе, которые закреплены в техническом паспорте.

Перед началом эксплуатации важно изучить предложенную производителем информацию, чтобы сделать работу продуктивной и избежать нежелательных поломок. Выделяют 5 показателей, от которых зависит исправная работа компрессора:

1. Качество масла – чем выше его котировка, тем меньше отходов и загрязняющих веществ образуется в отработке.
2. Техническое обслуживание – заключается в прочистке конструктивных деталей и элементов. Периодичность полностью зависит от времени эксплуатации и места. Рекомендуется проводить чистку и смазку рабочих элементов не реже 1 раза в полгода.
3. Правильная эксплуатация – рекомендуется придерживаться всех правил, которые написаны в ТО, не игнорируя их. Самопроизвольное подключение и эксплуатация не гарантирует исправность оборудования, а также исключает возможность бесплатного сервисного обслуживания.
4. Монтаж и запуск – если нет опыта в подобных работах, то лучше доверить их профессионалам. Правильная установка и подключение обезопасит не только агрегат, но и людей, находящихся в непосредственной близости к агрегату.
5. Наличие вентиляционного канала – забор воздуха должен осуществляться с улицы, а не с закрытого помещения, насыщенного высоким уровнем примесей (пыль, грязь, излишняя влажность).

Соблюдая несложные правила обслуживания компрессора можно надолго забыть о дорогостоящем ремонте.

Мнение пользователей

Большинство пользователей, которые работают с винтовыми компрессорами, отмечают, что агрегаты полностью выполняют свою работу, надежны и просты в управлении. Низкий уровень шума позволяет работать без специальных наушников-глушителей, а наличие нескольких режимов работы облегчает запуск машины и прекращение работы. Многоуровневая система защиты полностью исключает вариант перегрева оборудования, отключая питание прибора при малейших превышениях допустимых значений.

Среди недостатков, которые отмечаются в эксплуатации, выделяют следующие:

• необходимость частой чистки и смазки винтовой части и подшипников;
• быстро приходят в негодность подшипники, если при старте в них попадает отработанная жидкость;
• необходимость использования дорогостоящих масел известных брендов, что значительно удорожает стоимость агрегата;
• требуется выделять специально оборудованную зону с вентиляцией и контейнерами для сбора отработанного масла;
• при работе необходимы специальные знания и навыки, позволяющие контролировать исправность самого агрегата и процесса сжатия воздуха.

Конечно же, самым неприятным фактором, влияющим на покупку, является высокая цена компрессора. Но если учитывать, что средний эксплуатационный срок составляет 18-20 лет, такая покупка вполне сможет себя окупить за 5-7 лет работы на производстве.

Таким образом, винтовые компрессоры – надежные и продуктивные агрегаты, имеющие массу преимуществ. К весомым недостаткам можно отнести только высокую цену, которая для многих потребителей является недоступной. Технологические особенности и принцип работы определяют высокое качество компрессора, а также продолжительный срок его эксплуатации. Среди пользователей винтовых компрессоров есть и сторонники, и ярые противники. Несмотря на это, компрессоры винтового типа продолжают вытеснять поршневые аналоги, замещая на рынке собой всю продукцию.

generatorexperts.ru