Graude-msk.ru

Ремонт бытовой техники
69 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Компрессоры холодильных машин

Холодильные компрессоры

Холодильные компрессоры обеспечивают циркуляцию хладагента в системе и, в отличие от газовых компрессоров, самостоятельно вне холодильных машин не применяются.

Поршневой компрессор

Отличия условий работы компрессоров в составе холодильных машин от условий работы компрессорных машин общего назначения:

работают в широком диапазоне изменения давлений всасывания и нагнетания;

часто хладагенты растворяют масла и условия смазки компрессора ухудшаются;

всасываемый пар имеет низкую температуру и часто несет капли жидкости;

может наблюдаться конденсация хладагента в цилиндре (при интенсивном охлаждении);

часто хладагенты очень текучи и обладают высокой проницаемостью;

к холодильным компрессорам предъявляются повышенные требования: большая надежность, значительный моторесурс, высокий КПД и т.д.

В холодильной технике используются компрессоры нескольких типов объемного типа (поршневые, винтовые, спиральные) и кинетического действия (турбокомпрессоры, эжекторы).

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры для холодильных машин, работающие на хладонах и аммиаке, с электрической мощностью больше 5 кВт, выпускаются в соответствии с ГОСТ 6492-84. Этим ГОСТом предусмотрены ограничения на степень повышения давления (Рк/Р0<9), на разность давлений (Рк-Р0<1,4 МПа), на температуру нагнетания (^<145 °С) и на поршневые усилия.

Холодильный полугерметичный компрессор

При выборе компрессоров необходимо учитывать указанные факторы.

Наиболее часто в холодильных машинах используются:

А) бескрейцкопфные аммиачные и фреоновые компрессоры. Это вертикальные или угловые (V- и W-образные) в блок-картерном исполнении (для прочности, жесткости и удобства компоновки) машины простого действия. Обычно это прямоточные компрессоры, с ложными крышками цилиндров (для защиты от гидроударов).

Цилиндры охлаждаемые. У аммиачных компрессоров – рубашечное охлаждение, водой. У фреоновых компрессоров — воздушное, с оребрением цилиндров.

Достоинства:

  • машины быстроходные, легкие и компактные;
  • незаменимы при малых производительностях.
  • сложный доступ к подшипникам, смазочной системе и др. узлам, расположенным в блоккартере.

Б) крейцкопфные компрессоры с горизонтальным оппозитным расположением цилиндров. Это машины двойного действия с повышенной производительностью, одно- и двухступенчатые, с взаимно противоположным движением поршней. Предназначены для работы на аммиаке, пропане, пропилене. Охлаждение — водяное.

  • чувствительность к гидроударам.

Машины этого типа успешно вытесняются винтовыми компрессорами.

Винтовые компрессоры

Винтовые компрессоры широко применяются в холодильных машинах. Это одно- или двухроторные машины объемного действия с постоянной геометрической степенью сжатия. Они подразделяются на два типа: сухие и маслозаполненные. В маслозаполненных компрессорах в рабочую полость впрыскивается значительное количество масла для уплотнения зазоров, смазки и охлаждения. Впрыск масла позволяет существенно снизить уровень шума.

Читайте так же:
Как регулировать реле холодильника

Достоинства:

быстроходность, малая масса и габариты (габариты в 2-10 раз, а масс 10-100 раз меньше, чем у поршневых компрессоров той же производительности), полная уравновешенность, практически беспульсационная подача, отсутствие вибраций;

широкий диапазон плавного регулирования производительности (от 10 до 100%), работа на переменных режимах с незначительным изменением КПД;

отсутствие помпажного режима;

возможность работы во влажной среде, так как эти машины не боятся гидроударов;

высокая надежность и значительный моторесурс (нет клапанов и трущихся деталей);

простота обслуживания, автоматизации и дистанционного управления.


высокий уровень шума;

необходимость охлаждения при средних и высоких степенях повышения давления.

Регулирование холодопроизводительности винтовых компрессоров осуществляется передвижением золотника, перемещаемого вдоль оси роторов. Перемещением его в сторону нагнетания уменьшается рабочая длина винта а, следовательно, производительность. При запуске компрессор полностью разгружается.

Спиральные компрессоры

Данный тип оборудования чаще всего используется для сжимания безмасляных газов. Благодаря своим конструктивным особенностям они имеют некоторые преимущества перед другими типами компрессорного оборудования:

  • снижение нагрузки на электродвигатель, особенно в момент его пуска;
  • проходя через цилиндрический корпус, хладагент эффективно охлаждает двигатель;
  • обеспечивается равномерность подачи газа;
  • отличаются высоким уровнем надежности;
  • имеют сниженный уровень шумности.

Недостатки

Наряду с целым рядом преимуществ спиральных компрессоров, они имеют и недостатки, которые мешают внедрять их более активно. Среди наиболее серьезных можно отметить два:

  • сложные технология изготовления
  • относительно невысокая производительность.

При этом нужно отметить, что на рынке сегодня предлагается все большее количество спиральных компрессоров, при постоянном повышении их качества. Стоит ожидать, что в скором времени этот тип оборудования начнет вытеснять другие менее надежные системы.

Турбокомпрессоры

Это, как правило, центробежные компрессоры с объемной производительностью от 50-60 м /мин и более. Они используются для крупных холодильных станций и установок. Число секций — 2-3, ступеней от 3-х до 7-ми, с патрубками между секциями для реализации промежуточного охлаждения и ступенчатого дросселирования.

Для регулирования производительности компрессора используется входной регулирующий (направляющий) аппарат (ВРА или ВНА). Путем закручивания потока на входе в рабочее колесо можно менять производительность в пределах от 100 до 50 % номинального значения.

Читайте так же:
Как отрегулировать температуру в холодильнике донбасс

Это высокооборотные машины («=13000-15000 об/мин), поэтому при электроприводе необходимы редукторы.

Преимущества и недостатки холодильных турбокомпрессоров такие же как и у воздушных нагнетателей такого типа.

Турбокомпрессор

Герметичные, полугерметичные и открытые компрессора

Холодильные компрессоры различаются по своей конструкции на герметичные, полугерметичные и открытые устройства.

Герметичные холодильные компрессоры

Герметичные компрессоры располагаются в одном корпусе с электродвигателем, который охлаждается непосредственно хладагентом. К их преимуществам можно отнести:

  • экономичность;
  • компактность;
  • универсальность.

Герметичные холодильные компрессоры обладают сравнительно небольшой мощностью – до 35 кВт.

Герметичный компрессор

Полугерметичные холодильные компрессоры

Полугерметичные компрессоры применяются в установках, где требуется установить компактное оборудование большой мощности. Данный тип оборудования может развивать мощность до 350 кВт, чаще всего встречаются поршневые и винтовые модели компрессоров. Рабочая часть и электродвигатель устройства этого типа находятся в разборном корпусе, что делает компрессор более ремонтопригодным. Его можно разобрать, снять электродвигатель и заменить нужные детали. Регулировка режима работы может осуществляться закрытием части всасывающих клапанов. К другим преимуществам данного оборудования можно отнести:

  • высокую мощность;
  • компактность;
  • удобство обслуживания.

Открытые холодильные компрессора

Главной особенностью открытого компрессора является наличие внешнего двигателя. Это достаточно громоздкая конструкция, но она имеет множество преимуществ. Чаще всего открытые компрессоры используются в крупных промышленных установках, где они наиболее эффективны. Вал, приводящий в движение механику компрессора, выходит за его пределы, поэтому требует специального уплотнения. Как правило, используется сальник или вращающееся уплотнение. Компрессор может вращаться со скоростью двигателя или, при использовании передачи (чаще всего клино-ременной) его скорость вращения можно увеличить, подобрав шкив нужного диаметра. Среди преимуществ данного типа компрессоров можно отметить:

Способы изменения холодопроизводительности компрессора холодильной установки

Работа компрессорного оборудования может изменяться с помощью системно-интегрированного регулирования, которое включает:

  • перепуск хладагента со стороны высокого давления на сторону низкого;
  • дросселирование на всасывании.

Однако данные способы имеют очень малую энергетическую эффективность, т.к. электропотребление компрессора лишь незначительно снижается: в первом случае из-за небольшого снижения давления конденсации, во втором – благодаря изменению давления всасывания.

В отличие от системного регулирования, методы регулирования холодопроизводительности компрессора обладают бОльшей эффективностью и вместе с интеллектуальной системой управления с холодильных щитов имеют хороший потенциал энергосбережения при неполных нагрузках.

Читайте так же:
Регулировка петель холодильника liebherr

Критерии подбора методов регулирования холодопроизводительности промышленных компрессорных агрегатов:

  1. 1) характеристика регулирования (ступенчатое или плавное);
  2. 2) величина энергопотребления;
  3. 3) стоимость выбранного решения;
  4. 4) характеристики работы компрессора (минимальное время, область применения);
  5. 5) характеристики холодильной системы (нагрузка электросети).

Методы регулирования производительности компрессора холодильной установки

Глобально методы регулирования производительности компрессора холодильной установки делятся на:

  • 1) метод пусков и остановок компрессора;
  • 2) механическое регулирование работы компрессора;
  • 3) изменение частот вращения компрессора.

Методы пусков и остановок компрессора холодильной установки:

1. Включение и выключение компрессора как способ регулирования холодопроизводительности компрессора эффективен только для холодильных систем с относительно постоянной нагрузкой и высокой аккумулирующей способностью. Иначе излишне частые пуски и выключения при эксплуатации компрессора приведут к значительному сокращению ресурса оборудования и увеличению расходов на сервис компрессоров, а из-за сильных изменений рабочих условий эффективность работы системы существенно сократится.

2. Работа в тандеме или параллельная работа нескольких компрессоров в одном холодильном контуре, при которых требуемая нагрузка изменяется изменением режима работы отдельных компрессоров.

3. Разделение холодильной системы на несколько рабочих контуров, при котором холодильная система превращается в чиллер с общим контуром промежуточного хладоносителя и объединенными в один агрегат конденсаторами и испарителями с разделением на стороне хладагента. Широкий диапазон регулирования работы агрегатов наряду с параллельной работой отдельных контуров охлаждения обеспечивает высокую точность регулировки и усиление безопасности персонала при утечке хладагента. В качестве недостатков можно назвать высокие капитальные расходы и неполное использование теплообменных аппаратов при частичных нагрузках.

Методы механического регулирования холодопроизводительности компрессоров

В зависимости от конструкции агрегата, разные методы механического регулирования применяется к винтовым и поршневым компрессорам.

Винтовые компрессоры Frascold (Фрасколд) Италия

Отличительные особенности

  • специально разработанный «катящийся» профиль винтовой пары с отношением 5:6
  • гидродинамическое моделирование (FDM) охлаждения электродвигателя потоком всасывающего хладагента
  • основа конструкции — «сторона обслуживания» и «сторона подключения к холодильной системе»
  • легко извлекаемый масляный фильтр с непосредственным мониторингом масляной системы (опция)
  • непрерывная и одновременная подача масла на оба ротора
  • легко управляемая и эффективная регулировка производительности
  • новая конструкция обратного клапана нагнетания
  • высоко эффективный электродвигатель с разделенными обмотками (PWS), со встроенными в обмотку электродвигателя термисторами типа РТС
  • зона нагнетания с двойной стенкой корпуса, значительно уменьшающая шумовые характеристики компрессора
  • компактные габаритные размеры, сервисные вентили и другие подключения аксессуаров не выходят за внешнюю линию компрессора
  • возможность работы компрессора с R134a (специальная конструкция профилей)
  • надежные подшипники с усовершенствованной системой смазки — масляный контур системы
  • смазки подшипников всегда находится «под давлением» — специфическая конструкция винтовых компрессоров.
Читайте так же:
Регулировка давления в холодильнике

Регулировка производительности

Каждый винтовой компрессор СХНО комплектуется ступенчатым регулятором производительности.
По запросу, компрессор снабжается плавным регулятором производительности (25 — 100%).
Стандартная ступенчатая регулировка производительности позволяет компрессору поддерживать 25%-50%-75%-100% холодопроизводительности от номинала (каталожных значений).

Электронная защита

Согласно стандарту DIN44081, винтовые компрессоры серии СХНО снабжены встроенной защитой — термисторы типа РТС, встроенные в обмотку электродвигателя и соединены с внешним электронным защитным модулем KRIWAN.

Функции защиты:

  • контроль максимальной температуры обмоток электродвигателя (120°С) осуществляется при помощи шести термисторов типа РТС, встроенных в обмотки статора
  • контроль максимальной температуры нагнетаемого газа (120°С) производится при помощи термистора типа РТС, установленного на стороне нагнетания компрессора.

В течение первых 5 секунд после пуска компрессора, включаются следующие функции:

Следует особо отметить, что при открытии соленоида из области высокого давления в область низкого перепускается лишь малая часть сжатого газа, соизмеримая с объемом находящейся над поршнем полости высокого давления.

Вторым видом потерь в данной технологии является работа электродвигателя вхолостую (без нагрузки). Относительно нагруженного режима энергозатраты на холостой режим, очевидно, невелики, но их доля в общем энергопотреблении тем выше, чем больше интервал работы без нагрузки.

Рис. 4. Регулирование холодопроизводительности в оборудовании с несколькими компрессорами

Рис. 4. Регулирование холодопроизводительности в оборудовании с несколькими компрессорами

Для примера сделаем следующий расчет: энергопотребление компрессора под нагрузкой составляет 5 кВт, без нагрузки — 0,5 кВт. При нагрузке 90 % работа вхолостую длится 10 % времени, и на нее приходится всего 1,1 % от общего энергопотребления (0,5*10/ (0,5*10+5*90)). Однако при нагрузке 10 %, когда работа вхолостую длится 90 % времени, энергопотребление холостой части цикла составит уже 47 % от общего (0,5*90/ (0,5*90+5*10)). Отсюда следует, что при 10 % загрузке КПД процесса регулирования — всего 53 %.

Читайте так же:
Не работает регулировка температуры в холодильнике

Конечно, КПД в 53 % невелик, но при регулировании байпасированием он составил бы всего 10 % (если бы регулирование при помощи байпаса позволяло обеспечить столь малую нагрузку на компрессор). Наиболее эффективным является применение частотного преобразователя (КПД в этом случае выше 95 %), но и его минимальный предел регулирования выше, чем у Digital Scroll, и составляет 30 %. Стоимость же такого решения возрастает на порядок.

Наконец, в многокомпрессорной установке из нескольких одинаковых компрессоров достаточно иметь всего один компрессор Digital Scroll — именно он будет обеспечивать плавное регулирование в своем диапазоне мощности. Остальные могут работать только на своей номинальной мощности, играя роль фиксированной ступени (рис. 4).

Контроллеры для цифровых спиральных компрессоров Digital Scroll

Для управления компрессорами были разработаны специальные контролеры:

  • Alco EC3–621/ 622
  • Alco EC2–552

Они предназначаются для управления одним компрессором, и их предустановленный цикл составляет 20 секунд. Осуществляется управление по давлению всасывания. При длительности сжатия 2 секунды достигается минимальная производительность – 10%.

copeland-digital-scroll-controller

Контроллер Copeland для компрессоров Digital Scroll

Комплектация поршневого компрессора

Комплектация каждого компрессора поршневого типа определяется индивидуально, и зависит от его максимальной мощности, производительности и назначения. К примеру, если предполагается длительная работа агрегата, крайне необходимой окажется монтаж системы, ведущей постоянный мониторинг за его функционированием, в обязательном порядке включающая в себя реле давления.

Такая мера в состоянии обеспечить четкое управление производительностью «аппарата» при постоянно меняющемся уровне расхода сжатого воздуха (хладагента), что приводит к достаточно постоянному значению давления в системе. Т. е. при снижении давления, система контроля дает команду на включение, а при его повышении до максимума, следует команда на отключение. Наличие подобной системы значительно снижает нагрузки на основные узлы, а также способствует снижению износа поршневой группы, что в конечном итоге увеличивает срок эксплуатации всей установки.

  • Применение и принцип работы компрессорно-конденсаторных блоковПрименение и принцип работы компрессорно-конденсаторных блоков
  • Применение и принцип работы бесконденсаторных чиллеровПрименение и принцип работы бесконденсаторных чиллеров
  • Применение и принцип работы воздухоохлаждаемых чиллеровПрименение и принцип работы воздухоохлаждаемых чиллеров
  • Применение и принцип работы водоохлаждаемых чиллеровПрименение и принцип работы водоохлаждаемых чиллеров
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector