Принцип действия и области применения винтовых компрессоров

 

Винтовые компрессоры обладают следующими выдающимися особенностями:

высокая производительность и эффективность при работе с (H) CFC и HFC хладагентами;

превосходная геометрия профилей роторов;

высокая эффективность электродвигателей;

малые габариты;

низкий уровень шума и вибрации.

Компания Bitzer предлагает следующие модификации винтовых компрессоров для различных областей применения:

полугерметичные винтовые компрессоры;

полугерметичные компактные винтовые компрессоры;

герметичные компактные винтовые компрессоры;

винтовые компрессоры открытого типа.

Полугерметичные винтовые компрессоры предназначены для промышленных холодильных установок.

Современные ротационные компрессоры применяются в различных областях благодаря:

высокой эффективности и надёжности;

компактности и малого веса;

невысокой стоимости и широкого модельного ряда.

Полугерметичные винтовые компрессоры компании Bitzer имеют следующие значительные преимущества:

самые высокие из возможных холодопроизводительность и СОР (холодильный коэффициент) при работе с экономайзером;

строенное регулирование производительности;

защищённые долгосрочными патентами система внутренней циркуляции масла и компоновка подшипниковых узлов.

Особенно хорошо зарекомендовали себя в параллельной работе в централях до 6 компрессоров.

Предназначены для работы на R22 и на хлора несодержащих хладагентах. Диапазон номинальных мощностей моторов: от 18,5 до 66 кВт - при параллельном подключении до 400кВт.

Винтовые компрессоры - приспособления больших размеров. В их основе лежит соединение двух параллельных роторов, которые совершают вращательные движения в разные стороны, закрепляясь в корпусе асимметричным профилем. Основное предназначение винтового компрессора, как и любого другого - сжатие воздуха. Для этого при помощи роторов, винтового пара и корпусных стенок (камера) воздух предварительно сдавливается. А когда в камере посредствам винтового блока устанавливается оптимальное давление, начинается дальнейшая обработка воздуха через процессы всасывания, сжатия и выпуска.

Благодаря клапану, который закреплен на входном присоединении, происходит всасывание воздуха в винтовой блок и его дальнейшая транспортировка в роторные профили. Когда роторы начинают вращаться, камеры закрываются и с каждым новым вращением уменьшаются в объеме. Для того чтобы ликвидировать расстояние между роторами и перенаправить тепло, которое выделяется при сжатии, в винтовой блок осуществляется впрыск масла. Впоследствии, когда сжатие воздуха закончено, под давлением которое устанавливается, приоткрываются камеры, выпуская воздух.

Устройство компрессорной установки довольно сложное. Микрофильтр со сменным элементом служит пропускным пунктом для атмосферного воздуха. Затем путь воздуху в винтовой блок открывает (режим нагрузки) или при холостом ходе закрывает клапан всасывания. Масло на этом этапе является обязательным компонентом.

Существует также первичный сепаратор, через который смесь воздуха и масла проходит на участке между винтовым блоком и клапаном минимального давления. Сепаратор необходим, для того чтобы отделять масло. Процесс осуществляется благодаря воздействию силы тяжести и столкновением со стенками масляного бака. Очищенный воздух проходит также повторную фильтрацию мелкой сепарацией и в итоге масло составляет не более 1-3 мг/м³.

В воздушный охладитель, сжатый воздух поступает благодаря соединенному с обратным клапаном клапану минимального давления. Воздушный охладитель - это пластинчатый теплообменник, охлаждаемый парой вентиляторов. После его прохождения воздух приобретает температуру 8-13°C, выше уровня температуры внешней среды.

После выхода сжатого воздуха из компрессорной установки отфильтрованное масло из сепаратора транспортируется в термостатический клапан, где после измерения температуры вновь включается в процесс сжатия или поступает на предварительное охлаждение. Последним элементов является дренажная трубка, по которой масло из вторичного сепаратора перенаправляется в винтовой блок по новой.

Отдельного внимания заслуживает путь, который проделывает масло в компрессорной установке - масляный контур. Основными функциями масла является смазка подшипников, ликвидация расстояния между корпусом и роторами и что самое основное - охлаждение. Все эти задачи осуществляются в несколько этапов. Сначала происходит фильтрация через сепараторы (первичный и вторичный, более тонкий). Затем определяется температура масла, соответствие или несоответствие стандарту. И если температура выше - масло через реостат транспортируется в охладитель, а если ниже, то через фильтр масло попадает вновь в "сердце компрессора" - винтовой блок. Если масло все же попадает в охладитель, то затем следует процесс фильтрации (удаление частиц пыли) и снова нагревание в винтовом блоке. А то масло, которое было накоплено во вторичном (тонком) сепараторе, благодаря специальной дренажной трубке тоже достигает начального этапа сжатия воздуха.

Параллельно с маслом свой цикл проделывает и воздух - воздушный контур. После всасывания специальным фильтром в винтовой блок воздух попадает в клапан всасывания (двухсторонний). И когда клапан открыт, происходит вырабатывание сжатого воздуха, а когда закрыт, компрессор пребывает в холостом режиме. Уровень открытия клапана всасывания в компрессорах с пропорциональным регулированием зависит от давления сжатого воздуха. Давление ниже - и клапан открывается больше, а если выше, то меньше, соответственно и воздуха в устройство попадает меньше. Ekomak - компания, которая отдает предпочтение пропорциональному контролю над всасыванием. Когда воздух проходит через винтовой блок продуцируется воздушно-масляная смесь и ее пары. Очищается воздух через два уровня фильтрации: первичный и вторичный сепараторные баки. А оставшееся масло отделяется в фильтроэлементе сепаратора.

Затем сжатый воздух попадает в клапан минимального давления. Он под действием жесткой пружины открывается только тогда, когда давление в сепараторном баке достигает определенной отметки. Необходимо это для осуществления цикла, когда масло под давлением переправляется из сепараторного бака в клапан для измерения температуры и затем снова в винтовой блок. В последних компрессорах клапан минимального давления выполняет так же функцию регулятора: перекрывает выход сжатого воздуха в холостом режиме работы.

Как правило, воздух, который прошел винтовой блок, достигает температуры от 60 до 110°C. Стандартным охлаждением является воздушное, хотя в качестве альтернативы существует и водяное. Выбор в этом случае за пользователем. Последней и немаловажной деталью воздушного контура служит отсечной кран. Он предназначен, как правило, для предотвращения попадания сжатого воздуха в компрессор во время техобслуживания.

Для правильной работы компрессора необходимо разбираться в процессе управления всасыванием. Непосредственно всасывание воздуха в компрессор регулирует клапан всасывания. Сам клапан регулируется механическим устройством, которое заключается в прохождении уже сжатого воздуха через электромагнитный клапан (соленоид). Прохождение воздуха обязательно, поэтому он дозируется после вторичной сепарации и переходит на контролирующий клапан. После подачи напряжения электромагнитный клапан перенаправляет воздух в клапан всасывания. Устройство компрессора приводиться в рабочее состояние и после повторного сигнала клапан начинает подавать воздух не в устройство, а в атмосферу (компрессор Ekomak устроен так, что двухсторонняя подача воздуха осуществляется через два отверстия в самом клапане (соленоиде)). Обратная подача воздуха (в атмосферу) необходима, так как для нормального функционирования компрессора ему нужна разгрузка.

Такое далеко непростое устройство объясняется и заметными преимуществами винтового компрессора. Благодаря возможности длительной работы и широкими характеристиками, качеству продукта (сжатого воздуха) и существованию холостого хода винтовые компрессоры наиболее широко используются в промышленной деятельности. Единственный минус в том, что в работе с такими компрессорами трудно достичь высокого давления в 15 бар.

Список использованной литературы

 

1. Бромлей М.Ф. Гидравлические машины и холодильные установки. М. 1971

. Доссат Р. Основы холодильной техники. М. 1984. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника. М. 1991

. Маке В., Эккерт Г. - Ю., Кашпен Шан-Луи. Польман. Учебник по холодильной техники: Издательство МГУ 1998, 1142 с.

. Морозюк Т.В. Холодильная техника, тепловые насосы.

. Румянцев Ю.Д., Калюнов В.С. Холодильная техника 2005.

6. www.holodteh.ru.

. www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnik.