Использование в холодильной технике винтовых компрессоров обусловлено необходимостью в больших значениях требуемой холодопроизводительности. Винтовые успешно применяются в составе средне-, высоко- и низко-температурных . Они пользуются популярностью у , благодаря своей надежности и высокой эффективности. Принцип работы винтового холодильного компрессора основан на непрерывном перемещении и сжатии паров хладагента, благодаря работе винтовой пары.
Основная геометрия винтового компрессора. Рабочий цикл имеет три различные фазы: ¾ всасывание. Забор Все винтовые компрессоры, используемые в режиме охлаждения, используют впрыск масла в камеру сжатия для смазки, герметизации и охлаждения. Уплотнение между различными уровнями давления содержит узкую полосу между шестерней ротора и ее периферией в камере сжатия. Масло впрыскивается непосредственно в камеру сжатия в достаточном количестве, чтобы минимизировать утечку и охлаждать газ. Впоследствии это масло отделяют от газа в маслоотделителе.
Рабочими органами винтового холодильного компрессора являются винты, так называемые роторы. В основном распространены компрессоры с двумя роторами в конструкции. Один из них является ведущим, второй - ведомым. Они вращаются относительно друг друга в закрытом корпусе и «зацепляются» между собой зубьями, выполненными в форме спиралей. Крутящий момент ведущему ротору передает электродвигатель, который может располагаться в одном корпусе компрессора, либо соединён с ним через муфту или другую передачу.
Использование надлежащего количества масла позволяет ему поглощать большую часть тепла от сжатия, что приводит к низкой температуре на выходе, даже если степень сжатия высокая. В настоящее время объекты с двухступенчатой системой довольно распространены. Принципы работы Винтовой компрессор может быть описан как машина с принудительным вытеснением с устройством уменьшения объема. Это действие аналогично действию альтернативного компрессора. Полезно сослаться на эквивалентный процесс, выполняемый альтернативным компрессором, чтобы лучше понять, как работает компрессия в винтовом компрессоре.
Процесс сжатия происходит в пространстве между зубьями винтов. При взаимном вращении в разные стороны, зуб одного ротора входит во впадину другого, соответственно уменьшая объем рабочей зоны. По мере движения газа от полости всасывания к нагнетанию объем уменьшается и давление растёт. В конечной точке объем рабочей зоны сводится к нулю, это говорит о минимальном мертвом (вредном) пространстве и эффективности работы компрессора. В винтовых компрессорах процесс всасывания, сжатия и нагнетания проходит непрерывно.
Газ просто сжимается вращением связанных роторов. Этот газ протекает через пространство между лепестками, поскольку он передается в осевом направлении от всасывания до разряда. Всасывание Когда роторы вращаются, промежутки между лепестками открываются и увеличиваются в объеме. Затем газ всасывается через вход и заполняет пространство между лепестками, как показано на рисунке. Когда промежутки между долями достигают максимального объема, вход закрывается.
Принцип всасывания в винтовом компрессоре. Этот процесс аналогичен спуску поршня в альтернативном компрессоре. Хладагент, допущенный к всасыванию, хранится в двух спиральных полостях, образованных лопастями и камерой, где вращаются роторы. Объем, сохраненный с обеих сторон и по всей длине роторов, определяется как объем всасывания. Это можно увидеть на рисунке. Сравнение процессов всасывания.
Устройство винтового холодильного компрессора.
Рассмотрим устройство винтового холодильного компрессора на примере полугерметичного компрессора фирмы . Основные элементы винтового компрессора указаны на рисунке.
Формы профилей зубьев роторов подогнаны так, что в процессе сжатия между винтами сохранялся постоянный контакт, для предотвращения перетечек газа из области высокого давления в область низкого давления.
Объемное смещение поршневого компрессора определяется по объему всасывания, умножая площадь полости на ход цилиндра и на количество их. В случае винтового компрессора это смещение задается объемом всасывания на провод, умноженное на количество лопастей приводного двигателя.
Сжатие. Лопатые лопасти ротора начнут вставляться в канавки женского ротора в конце всасывания, расположенного в задней части компрессора. Точка пересечения лезвия мужского ротора и канавки внутреннего ротора аналогична сжатию газа поршнем в альтернативном компрессоре. Разгрузка В альтернативном компрессоре этот процесс начинается после открытия первого выпускного клапана. Поскольку давление в цилиндре превышает давление над клапаном, оно открывается, что позволяет сжигать сжатый газ для разгрузки.
Винтовые холодильные компрессоры работают с большим количеством масла. Его использование необходимо для смазывания винтовой пары, уменьшения износа рабочих элементов, уплотнения зазоров между винтами, а также для отвода тепла, получаемого при сжатии хладагента. Это условие требует установки в составе холодильной машины на базе винтовых компрессоров маслоотделителей и маслоохладителей. В результате впрыска масла в зону сжатия газа, трения в винтовом компрессоре сведены к минимуму, механический контакт между роторами отсутствует.
Винтовой компрессор не имеет клапанов, чтобы определить, когда сжатие завершено: расположение разрядной камеры определяется тем, что определяет, когда это происходит, как показано на рисунке. Объем газа в пространствах между лопастями в выпускном отверстии определяется как объем разряда.
Используются два отверстия: один для радиального разгрузки на конечном выходе золотникового клапана и один для осевого разряда на выпускной торцевой стенке. Эти два влекут за собой выпуск сжатого газа внутри, что позволяет его выбросить в область разгрузки компрессора. Позиционирование разряда очень важно, поскольку оно контролирует сжатие, поскольку оно определяет соотношение между внутренними объемами. Для достижения максимально возможной эффективности соотношение между объемами должно иметь отношение к соотношению между давлениями.
Для увеличения холодопроизводительности винтовых компрессоров, особенно при использовании в низкотемпературных целях, производители сделали возможным использование переохладителя (экономайзера). Использование экономайзера (переохладителя хладагента) позволяет на одном и том же компрессоре получать значительно большие характеристики производительности.
В альтернативном компрессоре процесс разгрузки заканчивается, когда поршень достигает верхней точки камеры сжатия, а выпускной клапан закрывается. В винтовом компрессоре это происходит, когда пространство, ранее занятое газом, поглощается лопастью мужского ротора.
Поршневые компрессоры всегда имеют небольшое количество газа, которое остается в верхней части цилиндра сжатия и расширяется в следующем цикле, тем самым занимая пространство, которое можно использовать для увеличения массы всасываемого хладагента. В конце разряда винтового компрессора в камере сжатия не остается «вредного» объема, то есть весь газ выбрасывается. Это одна из причин, почему компрессоры.
Винтовые холодильные компрессоры повсеместно используются и возможностью регулирования производительности без использования частотных инверторов. Многоступенчатое регулирование холодопроизводительности обеспечивается за счет изменения объема всасываемого газа.
На сегодняшний день на российском рынке, в том числе и в Челябинске представлены такие производители винтовых компрессоров, как Bitzer , Refcomp , .
Компрессорные винтовые компрессоры способны работать при более высоких коэффициентах сжатия, чем альтернативные компрессоры. Соотношение между томами В альтернативном компрессоре разгрузочные клапаны открываются, когда давление в цилиндре превышает давление на выходе. Поскольку винтовой компрессор не имеет клапанов, расположение разрядной камеры определяет максимальное давление, которое будет достигнуто в долях до выталкивания газа. Соотношение объемов является ключевой конструктивной особенностью всех винтовых компрессоров.
Сам компрессор является устройством для уменьшения объема. Сравнение между объемом газа всасывания и объемом газа в камере сжатия при размыкании разряда определяет скорость уменьшения объемов компрессора, которая определяет отношение давления компрессора к отношениям ниже.
Компрессоры винтового типа относятся к классу ротационного оборудования . Принцип работы таких устройств основан на вращении двух роторов , которые и называют винтами. Первый образец был выпущен еще в 1934 году шведом Элиотом Лисхольном. С тех пор изобретение перетерпело множество изменений, но принцип действия остался прежним.
Только давление всасывания и объемное отношение определяют уровень давления газа до открытия разрядной камеры. Однако во всех холодильных системах давление на выходе системы определяется температурой конденсации, а температура испарения определяет давление всасывания.
Объем промежутков между лепестками. Если соотношение между объемами компрессора слишком велико для данного рабочего режима, разряд газа станет слишком длинным, а давление будет выше давления нагнетания. Это явление называется чрезмерным сжатием и представлено диаграммой объемного давления, как показано на рисунке. В этом случае газ сжимается выше давления нагнетания, и когда разряд открывается, высокое давление газа вызывает его расширение хладагента на выпускной трубопровод, из компрессора. Это приводит к большей работе, чем если прессование прервалось, когда внутреннее давление было равно давлению в разрядной камере.
На сегодняшний день винтовые агрегаты практически полностью вытеснили другие типы компрессоров с мобильных станций, судовых рефрижераторов, из пищевого, стекольного, химического производства, других отраслей промышленности.
Предлагаем посмотреть видеоматериал про устройство и принцип работы винтовых компрессоров
Когда соотношение между объемами слишком низкое для условий работы системы, это называется сжатием и показано на рисунке. В этом случае отверстие выпускного отверстия происходит до того, как давление газа достигнет давления на выходе. Это приводит к тому, что газ, находящийся снаружи компрессора, вторгается в камеру сжатия, немедленно поднимая давление до уровня давления нагнетания. Компрессор должен работать на более высоком уровне давления, вместо того чтобы работать с постепенным повышением уровня давления.
Понимание основных принципов вашей работы будет способствовать ее правильному использованию, предотвращению проблем и достижению лучшей общей производительности установки. Конструкция Типичный винтовой компрессор с масляным уплотнением представляет собой машину с принудительным вытеснением, которая имеет два связанных ротора, установленных в подшипниках, чтобы зафиксировать свои положения в рабочей камере с узким допуском к цилиндрической полости. Приводное устройство, как правило, соединено с мужским ротором, и это приводит в действие женский ротор с помощью масляной пленки.
Преимущества
Винтовые компрессоры сконструированы таким образом, чтобы производительность и ресурс двигателей малой мощности росли, а энергопотребление снижалось вполовину. К преимуществам такого рода оборудования относятся компактные размеры, не слишком отягощающий вес, надежность, долговечность .
Использование надлежащего количества масла позволяет ему поглощать большую часть тепла от сжатия, что приводит к низкой температуре на выходе, даже когда степень сжатия высокая. Разгрузка В альтернативном компрессоре этот процесс начинается с открытия первого выпускного клапана.
Соотношение между томами В альтернативном компрессоре разгрузочные клапаны открываются, когда давление в цилиндре превышает давление в разряде. Сам компрессор является устройством уменьшения объема. Сравнение между объемом газа во всасывании и объемом газа в камере сжатия при размыкании разряда определяет скорость уменьшения объемов компрессора, которая определяет отношение давления компрессора через отношения ниже. Только давление всасывания и объемное соотношение определяют уровень давления газа до открытия разрядной камеры.
Винтовые агрегаты не требуют непрерывного обслуживания, поскольку способны длительное время работать в автономном режиме. Они быстро монтируются в собственных рамах без специально обустроенного фундамента, минимально вибрируют при функционировании.
Винтовые типы оснащаются изолирующими шум кожухами, работают тише прочих. В цехах с ними сохраняются максимально комфортные условия для людей.
Если соотношение между объемами компрессора слишком велико для данного рабочего режима, разряд газа станет слишком длинным и давление будет выше давления нагнетания. Это заставляет газ, находящийся снаружи компрессора, вторгаться в камеру сжатия, немедленно поднимая давление до уровня давления нагнетания. В обоих случаях компрессор все равно будет работать, и тот же объем газа будет смещен, но с требуемой мощностью больше, чем будет использоваться, если отверстия для выгрузки расположены правильно, чтобы приравнивать соотношение объемов с потребностью системы.
Большинство представителей описываемого класса оснащаются цифровой платой управления. За счет этого легко менять давление, программировать циклы процессов на таймер, регулировать потребление энергии. Производить действия можно удаленно.
Среди главных преимуществ нельзя не отметить низкий расход масла. На 1 м3 уходит примерно 2-3 мг смазочного материала, что в разы меньше, чем у модификаций. Данный показатель важен для качества выходящего воздуха. Винтовая конструкция работает чище других, а значит, не нуждается в дополнительных фильтрах, может применяться даже для пневматических машин.
Это приводит к более высокой стоимости энергии. Конструкции с переменным объемом используются для оптимизации местоположения разрядной камеры и минимизации требуемой мощности. Контроль мощности Управление мощностью в винтовом компрессоре используется для изменения количества газа, поступающего в камеру. Это необходимо для обеспечения точного контроля температуры всасывания при изменении тепловой нагрузки. Некоторые общие методы контроля пропускной способности.
¾ Раздвижной клапан, управляющий разгрузочной камерой; ¾ Вращающийся клапан, управляющий разрядной камерой, и соотношение между объемами. ¾ Скользящий клапан не управляет разрядной камерой. Этот тип клапана работает через отверстие рециркуляционного канала в области высокого давления, что позволяет части газа, расположенного между лепестками, возвращаться обратно в всасывающую полость до начала сжатия. Этот метод обеспечивает хорошую эффективность при частичных нагрузках по двум причинам. Во-первых, рециркулируемый газ должен только преодолеть небольшое падение давления перед возвратом всасывание до тех пор, пока полость рециркуляции откроется до начала сжатия, предотвращая потерю предварительной компрессии.
Воздушный принцип охлаждения избавляет от необходимости встраивать систему оборотного водоснабжения и позволяет использовать тепло компрессора вторично (например, для обогрева цехов).
Рассказ про компрессоры одного из производителей от специалиста
Во-вторых, поскольку золотниковый клапан является подвижным, радиальный разряд также может перемещаться. По мере уменьшения объема всасывания открытие разрядной камеры также задерживается, поддерживая при этом примерно одинаковое соотношение между объемами при частичной нагрузке и общей нагрузкой для обеспечения оптимальной эффективности при частичной нагрузке. Компрессор, предназначенный для регулировки мощности и изменения соотношения объема, показан на рисунке. В этой конструкции подвижный ползун регулируется так же, как и золотниковый клапан.
Устройство и принцип работы
Сжатые воздух и газ заставляют функционировать сложные системы исполнения из пневматических цилиндров, клапанов и прочих механизмов. Винтовой компрессор занимается преобразованием электрической энергии в воздушно-газовый толчок.
Составные части
Любая модель винтового компрессора включает основополагающие детали:
- Воздушный фильтр – всасывает воздух в устройство, очищает его. Находится у входного клапана.
- Входной клапан – регулирует работу агрегата переходом на холостой ход.
- Основной винтовой блок – представляет собой два ротора вогнутой и выпуклой формы, расположенных параллельно друг другу.
- Электрический мотор – запускает и поддерживает движение винтовой пары.
- Ременный привод – сцепляет роторы с двигателем, обеспечивает вращение, поддерживает скорость.
- Отделитель масла – бак с перегородкой, в котором воздух отделяется от масла.
- Фильтр и охладитель масла – производит очищение, охлаждение масляной смазки перед ее попаданием в роторный отсек.
- Термостат – следит за оптимальной температурой двигателя. При низком нагреве масла пропускает его вне охлаждения, ускоряя процесс.
- Трубопроводы – система прохождения и соединения отделов воздуха, масла, их смеси.
- Клапан предохранительный и реле давления – оберегают мотор от поломки. Срабатывают при значительном завышении давления в отделителе, предотвращая выход агрегата из строя.
- Блок управления – система дисплеев и плат, обеспечивающая электронную настройку, отслеживание параметров оборудования.
- Вентилятор – помогает воздушному забору внутрь, одновременно охлаждает элементы мотора.
- Концевой охладитель – доводит сжатый воздух до оптимальной температуры перед выдачей из компрессора.
Роторы вращаются навстречу друг другу, соблюдая принцип ведомости. Движение винтов всасывает воздух через входной фильтр. Поток проходит сквозь очищение, смешивание с маслом, охлаждение. Полученная смесь попадает в систему под продолжающейся винтовой тягой. Далее отделитель сепарирует масло от воздуха, последний выходит из компрессора в потребляющее оборудование.
Таким образом, работа винтов проделывает весь необходимый процесс с воздухом без посторонних вмешательств.
У винтовых компрессоров имеется несколько возможных режимов действия с определенными функциями:
- Пусковой или Старт – запускает двигатель аппарата, оптимизирует нагрузку от электросети. Активируется нажатием специальной кнопки, через несколько минут переходит в рабочий режим. Может отсутствовать, если мощность компрессора минимальна и предусмотрен прямой пуск.
- Рабочий – наращивает давление до максимально допустимого, затем срабатывает реле переключения на холостой ход.
- Холостой ход – характеризуется вращением роторов, непрерывной работой двигателя. В это время газ проталкивается через все устройство, воздушные массы охлаждаются. Служит для предотвращения поломок, выжидания оптимальных показателей, подготовки компрессора к отключению.
- Ожидание – наступает после холостого хода, пока отметка давления не снизится до минимальной. Длительность зависит от скорости выхода воздуха. Следом может последовать продолжение работы по включению реле.
- Стоп – штатное отключение прибора.
- Экстренное отключение (Alarm stop) – срочная остановка мотора специальной кнопкой без промежуточных режимов типа холостого хода.
Виды винтовых компрессоров
Компрессоры винтовой конструкции отличаются большим разнообразием модификаций. Они подразделяются по нескольким признакам.
По заполнению камеры
- – малошумные модели, в которых процесс действия роторов смягчается впрыскиванием масла. Требуют системы сепарации.
- Безмасловые или сухого сжатия – не используют заполнение полостей масляной смазкой. Подходят для пищевого, фармацевтического, микробиологического производства, электронных приборов.
По сжимаемой среде
- Воздушные – только воздух.
- Газовые – сжимают аммиак, кислород, водород, но не воздух.
- Многоцелевые – попеременно используют газ и воздух.
- Многослужебные – одновременно могут использовать несколько видов газа.
По приводу
- Ременные – крутящий момент осуществляется с помощью ремня между двигателем и блоком роторов.
- Прямые – соединение пары винтов и мотора идет за счет специальной муфты, чем экономится электричество.
Тип энергии
- Дизельные или автономные – заправляются топливом. Подходят для полевых условий.
- Электрические – питаются от сети.
Степень сжатия давления
- Низкая – до 1 Мн/м2.
- Средняя – до 10 Мн/м2.
- Высокая – более 10 Мн/м2.
Выгода перехода на винтовое компрессорное оборудование
С поршневых и центробежных устройств многие предприятия перешли на винтовые, объясняя явление надежностью последних. Выгода складывается из нескольких факторов.
Расходы на агрегат
Сами по себе винтовые разновидности стоят дороже остальных. Разница цены с поршневыми моделями составит до 40% не в пользу роторных. В тоже время, покупка оборудования включает также сумму установки с доставкой. В этом плане поршневые модификации проигрывают, поскольку являются гораздо более габаритными, тяжелыми, требуют фундамента для монтажа. Подсчет общих расходов показывает явное преимущество именно винтовых вариантов.
На обслуживание и ремонт
Винтовые типы не имеют поршней, колец, вкладышей, клапанов, других изнашивающихся элементов. Таким образом, потребность в техобслуживании возникает реже, а плановый уход обходится дешевле.
На электроэнергию
Независимо от типа конструкции, роторные модели обладают большой производительностью на малой поглощаемости электричества. При должном уходе они служат до 20 лет, окупают затраты на энергию в несколько раз. Для сравнения, поршневые агрегаты на сжатие равного объема воздуха используют вдвое больше питания.
Ремонт и обслуживание устройства
Роторные компрессоры требовательны к условиям «обитания».
Они не предназначены для помещений с минусовой температурой и сильной запыленностью, требуют плановой замены масла, прочищения фильтров, контроля состояния питающей электросети. Не предполагают установки дополнительных систем очисток масла, ресиверов.
Такое оборудование не нуждается в постоянном присутствии человека рядом, умеет отключаться самостоятельно в случае аварии, пикового перегрева или сбоя сети. В нем имеется возможность установки электронного управления. Программой допустимо задавать настройки работы до нескольких недель вперед. Максимальная продуктивность не сопрягается с перерасходом технических и человеческих ресурсов.
Ремонт происходит помощью сервисных центров.
Обзор моделей
На видео продемонстрированы винтовые компрессоры от ALUP
Вывод
Воздушные компрессоры – не самый дешевый вариант для покупки, но достойный конкурент другим типам по производительности.
Они гораздо выгоднее по совокупности затрат на обслуживание, энергию, ремонт, рабочих и способны оправдать свою цену еще до окончания периода эксплуатации. Для больших объемов работы роторный вид оборудования – экономически разумное решение.
Вкусная и нежная запеканка из риса, как в садике Рисовая запеканка как в детском саду
Суп с фрикадельками в мультиварке: рецепт приготовления
Супы для самых маленьких
'Света из Иванова' Детство Светы Курицыной
"Поддубный": отзывы зрителей и критиков о фильме