스크류 압축기의 작동 원리. 스크류 압축기의 종류. 장점과 한계

14.07.2018

냉동에서 스크류 압축기를 사용하는 이유는 다음이 필요하기 때문입니다. 큰 값필요한 냉각 용량. 나사는 중간, 고온 및 저온의 일부로 성공적으로 사용됩니다. 그들은 신뢰성과 높은 효율성으로 인해 인기가 있습니다. 스크류 냉동 압축기의 작동 원리는 스크류 쌍의 작업 덕분에 냉매 증기의 지속적인 이동과 압축을 기반으로 합니다.

스크류 압축기의 기본 기하학. 작업 주기에는 세 가지 단계가 있습니다. 3/4 흡입. 흡입 냉각에 사용되는 모든 스크류 압축기는 윤활, 밀봉 및 냉각을 위해 압축 챔버에 오일 주입을 사용합니다. 서로 다른 압력 레벨 사이의 씰은 로터 기어와 압축 챔버의 주변부 사이에 좁은 스트립을 포함합니다. 오일은 누출을 최소화하고 가스를 냉각시키기 위해 충분한 양으로 압축 챔버에 직접 주입됩니다. 이 오일은 이후 오일 분리기에서 가스로부터 분리됩니다.

스크류 냉동 압축기의 작동 부품은 스크류, 이른바 로터입니다. 설계에 두 개의 로터가 있는 압축기가 대부분 일반적입니다. 그들 중 하나는 지도자이고 두 번째는 노예입니다. 그들은 닫힌 하우징에서 서로에 대해 회전하고 나선 형태로 만들어진 이빨로 서로 "결합"합니다. 토크는 하나의 압축기 하우징에 위치하거나 클러치 또는 기타 기어를 통해 연결될 수 있는 전기 모터에 의해 메인 로터에 전달됩니다.

적절한 양의 오일을 사용하면 압축으로 인한 대부분의 열을 흡수하므로 압축비가 높아도 출구 온도가 낮아집니다. 현재 2단계 시스템이 있는 개체는 매우 일반적입니다. 작업 원칙 스크류 압축기용적 감소 장치가 있는 용적식 기계로 설명할 수 있습니다. 이 동작은 대체 압축기의 동작과 유사합니다. 스크류 압축기에서 압축이 어떻게 작동하는지 더 잘 이해하려면 대체 압축기에서 수행하는 등가 프로세스를 참조하는 것이 좋습니다.

압축 과정은 나사의 톱니 사이 공간에서 발생합니다. 서로 다른 방향으로 상호 회전하면 한 로터의 톱니가 다른 로터의 캐비티에 들어가 작업 영역의 부피가 줄어듭니다. 가스가 흡입 캐비티에서 토출 캐비티로 이동함에 따라 부피는 감소하고 압력은 증가합니다. 끝점에서 작업 영역의 부피는 0으로 줄어들어 최소 데드(유해) 공간과 압축기의 효율성을 나타냅니다. 스크류 압축기에서 흡입, 압축 및 배출 과정이 연속적으로 발생합니다.

가스는 관련 로터의 회전에 의해 간단히 압축됩니다. 이 가스는 흡입에서 배출까지 축 방향으로 이동하면서 꽃잎 사이의 공간을 통해 흐릅니다. 흡입 로터가 회전함에 따라 꽃잎 사이의 틈이 열리고 부피가 증가합니다. 가스는 흡입구를 통해 흡입되어 그림과 같이 꽃잎 사이의 공간을 채웁니다. 비트 사이의 간격이 최대 볼륨에 도달하면 입구가 닫힙니다.

스크류 압축기의 흡입 원리. 이 프로세스는 다른 압축기에서 피스톤을 작동하는 것과 유사합니다. 흡입 승인된 냉매는 베인과 로터가 회전하는 챔버에 의해 형성된 2개의 나선형 공동에 저장됩니다. 양쪽에 그리고 로터의 전체 길이를 따라 저장된 체적을 흡입 체적으로 정의합니다. 이것은 그림에서 볼 수 있습니다. 흡입 과정의 비교.

스크류 냉동 압축기.

회사의 반밀폐형 압축기의 예를 사용하여 스크류 냉동 압축기의 장치를 고려하십시오.. 스크류 압축기의 주요 요소가 그림에 나와 있습니다.

로터의 톱니 형상은 압축 과정에서 나사 사이의 일정한 접촉이 유지되도록 조정되어 고압 영역에서 저압 영역으로 가스가 누출되는 것을 방지합니다.

체적 변위 왕복 압축기캐비티 면적에 실린더 스트로크와 그 수를 곱한 흡입량에 의해 결정됩니다. 스크류 압축기의 경우 이 변위는 와이어당 흡입량에 구동 모터 베인의 수를 곱한 값입니다.

압축. 스페이드 로터 블레이드는 압축기 후면에 위치한 흡입단에서 암 로터의 홈에 삽입되기 시작합니다. 수 로터 블레이드와 내부 로터 홈 사이의 교차점은 대체 압축기에서 피스톤에 의한 가스 압축과 유사합니다. 언로딩 대체 압축기에서 이 프로세스는 첫 번째 배출 밸브가 열린 후에 시작됩니다. 실린더의 압력이 밸브 위의 압력을 초과하면 밸브가 열리고 압축 가스가 하역을 위해 연소될 수 있습니다.

나사 냉동 압축기많은 기름으로 작업하십시오. 나사 쌍을 윤활하고 작동 요소의 마모를 줄이며 나사 사이의 틈을 밀봉하고 냉매 압축 중에 발생하는 열을 제거하는 데 사용됩니다. 이 조건에서는 스크류 압축기를 기반으로 하는 냉동 기계의 일부로 오일 분리기와 오일 냉각기를 설치해야 합니다. 가스 압축 영역으로의 오일 주입의 결과로 스크류 압축기의 마찰이 최소화되고 로터 사이에 기계적 접촉이 없습니다.

스크류 압축기에는 압축이 완료되는 시기를 결정하는 밸브가 없습니다. 그림과 같이 토출실의 위치는 압축이 언제 발생하는지 결정하는 요소에 의해 결정됩니다. 배출구의 베인 사이 공간에 있는 가스의 부피는 배출 부피로 정의됩니다.

두 개의 구멍이 사용됩니다. 하나는 스풀 밸브의 끝 출구에서 방사상 배출용이고 다른 하나는 출구 끝벽에서 축방향 배출용입니다. 이 두 가지는 압축 가스를 내부적으로 방출하여 압축기 언로딩 영역으로 배출되도록 합니다. 토출물의 위치는 내부 용적 간의 관계를 결정하므로 압축을 제어하므로 매우 중요합니다. 가능한 최고의 효율을 얻으려면 체적 사이의 비율이 압력 사이의 비율과 관련되어야 합니다.

특히 저온용으로 사용할 때 스크류 압축기의 냉각 용량을 늘리기 위해 제조업체에서는 과냉각기(이코노마이저)를 사용할 수 있도록 했습니다. 이코노마이저(냉매 과냉각기)를 사용하면 동일한 압축기가 훨씬 더 우수한 성능 특성을 얻을 수 있습니다.

다른 압축기에서는 피스톤이 압축실의 상단에 도달하고 배기 밸브가 닫힐 때 언로딩 프로세스가 종료됩니다. 스크류 압축기에서 이것은 이전에 가스가 차지했던 공간이 수 로터 베인에 의해 차지될 때 발생합니다.

왕복동 압축기는 항상 압축 실린더 상단에 소량의 가스가 남아 있다가 다음 사이클에서 팽창하므로 흡입되는 냉매의 질량을 증가시키는 데 사용할 수 있는 공간을 차지합니다. 스크류 압축기의 배출이 끝나면 압축실에 "유해한"용량이 남지 않습니다. 즉, 모든 가스가 배출됩니다. 이것이 압축기를 사용하는 이유 중 하나입니다.

스크류 냉동 압축기가 널리 사용되며 주파수 인버터를 사용하지 않고 성능을 제어할 수 있습니다. 흡입 가스의 양을 변경하여 냉각 용량의 다단계 조절이 제공됩니다.

현재까지 러시아 시장, Chelyabinsk에서 다음과 같은 스크류 압축기 제조업체를 포함하여 Bitzer, Refcomp, .

압축기 스크류 압축기는 다른 압축기보다 높은 압축비로 작동할 수 있습니다. 체적비 대체 압축기에서는 실린더 압력이 출구 압력을 초과할 때 언로더 밸브가 열립니다. 스크류 압축기에는 밸브가 없기 때문에 토출실의 위치에 따라 가스가 강제로 배출되기 전에 도달할 최대 압력이 분수 단위로 결정됩니다. 볼륨 비율이 핵심 디자인 기능모든 스크류 압축기.

압축기 자체는 볼륨 감소 장치입니다. 흡입 가스의 부피와 배출구의 압축실 가스 부피 간의 비교는 압축기 부피의 감소율을 결정하며, 이는 압축기 압력 대 아래 비율의 비율을 결정합니다.

스크류 압축기는 회전 장비의 종류. 이러한 장치의 작동 원리는 다음을 기반으로 합니다. 두 로터의 회전, 나사라고 합니다. 첫 번째 샘플은 1934년 스웨덴의 Eliot Lisholn에 의해 출시되었습니다. 그 이후로 본 발명은 많은 변화를 겪었지만 작동 원리는 동일하게 유지되었습니다.

흡입 압력과 부피 비율만이 토출실을 열기 전의 가스 압력 수준을 결정합니다. 그러나 모든 냉동 시스템에서 시스템의 출구 압력은 응축 온도에 의해 결정되고 증발 온도에 따라 흡입 압력이 결정됩니다.

꽃잎 사이의 간격입니다. 압축기 체적 간의 비율이 주어진 작동 모드에 대해 너무 높으면 가스 배출이 너무 길어지고 압력이 배출 압력보다 높아집니다. 이 현상을 과압축이라고 하며 그림과 같이 체적 압력 도표로 표시됩니다. 이 경우 가스는 토출 압력 이상으로 압축되고 토출이 열리면 가스의 고압으로 인해 압축기에서 출구 파이프로 냉매가 팽창합니다. 이것은 내부 압력이 토출실의 압력과 같을 때 프레싱이 중단된 경우보다 더 많은 작업을 초래합니다.

현재까지 나사 단위 다른 유형의 압축기를 거의 완전히 교체했습니다.이동국, 선박 냉장고, 식품, 유리, 화학 생산 및 기타 산업 분야에서.

장치 및 스크류 압축기 작동 원리에 대한 비디오를 볼 수 있습니다.

체적 간의 비율이 시스템의 작동 조건에 비해 너무 낮을 때 이를 압축이라고 하며 그림에 나와 있습니다. 이 경우 가스 압력이 출구 압력에 도달하기 전에 출구가 열립니다. 이로 인해 압축기 외부의 가스가 압축실을 침범하여 즉시 압력이 토출 압력까지 상승합니다. 압축기는 높은 레벨압력을 점진적으로 증가시키면서 작업하는 대신에 압력을 가합니다.

작업의 기본 원칙을 이해하면 도움이 됩니다. 올바른 사용, 문제를 예방하고 전반적인 플랜트 성능을 향상시킵니다. 구조 전형적인 오일 실드 스크류 압축기는 실린더 캐비티에 대한 좁은 허용 오차로 작업 챔버에서 위치를 잠그기 위해 베어링에 장착된 2개의 결합 로터가 있는 용적형 기계입니다. 구동 장치는 일반적으로 수 로터에 연결되며 이것은 오일 필름으로 암 로터를 구동합니다.

장점

스크류 압축기는 에너지 소비를 절반으로 줄이면서 소형 모터의 성능과 수명을 늘리도록 설계되었습니다. 이러한 유형의 장비의 장점은 컴팩트한 치수, 부담스럽지 않은 무게, 신뢰성, 내구성.

적절한 양의 오일을 사용하면 압축으로 인한 대부분의 열을 흡수하므로 압축비가 높아도 출구 온도가 낮아집니다. 언로딩 다른 압축기에서 이 프로세스는 첫 번째 배출 밸브를 열 때 시작됩니다.

체적비 다른 압축기에서는 실린더 압력이 토출 압력을 초과할 때 언로딩 밸브가 열립니다. 압축기 자체는 볼륨 감소 장치입니다. 흡입 가스의 부피와 토출구의 압축실 가스 부피를 비교하면 압축기 부피의 감소율이 결정되며, 이는 아래 비율을 통해 압축기 압력 비율을 결정합니다. 흡입 압력과 체적비만이 토출실을 열기 전의 가스 압력 수준을 결정합니다.

나사 장치는 오프라인에서 오랫동안 작업할 수 있으므로 지속적인 유지 관리가 필요하지 않습니다. 그들은 특별히 장착된 기초 없이 자체 프레임에 빠르게 장착되며 작동 중에 최소한으로 진동합니다.

나사 유형에는 소음 차단 케이스가 장착되어 있어 다른 것보다 조용하게 작동합니다. 그들과 함께 워크샵에서 가능한 한 많이 저장됩니다. 편안한 조건사람들을 위해.

압축기 체적 간의 비율이 주어진 작동 모드에 대해 너무 높으면 가스 배출이 너무 길어지고 압력이 배출 압력보다 높아집니다. 이로 인해 압축기 외부의 가스가 압축실을 침범하여 즉시 압력이 토출 압력까지 상승합니다. 두 경우 모두 압축기가 계속 작동하고 동일한 부피의 가스가 배출되지만 배출 포트가 시스템 수요와 부피 비율을 일치하도록 올바르게 배치된 경우 사용되는 것보다 더 많은 전력이 필요합니다.

설명 된 클래스의 대부분의 대표자는 디지털 제어 보드를 갖추고 있습니다. 이 때문에 압력을 변경하고 타이머에서 프로세스 사이클을 프로그래밍하고 에너지 소비를 조절하기 쉽습니다. 작업은 원격으로 수행할 수 있습니다.

주요 장점 중 하나는 낮은 오일 소비입니다. 1m3당 약 2-3mg이 소요됩니다. 윤활유, 수정보다 몇 배 적습니다. 이 표시기는 나가는 공기의 품질에 중요합니다. 나사 디자인은 다른 것보다 깔끔하게 작동하므로 추가 필터가 필요하지 않으며 공압 기계에도 사용할 수 있습니다.

이는 더 높은 에너지 비용을 초래합니다. 가변 부피 설계는 배출 챔버의 위치를 최적화하고 필요한 전력을 최소화하는 데 사용됩니다. 전력 제어 스크류 압축기의 전력 제어는 챔버에 들어가는 가스의 양을 변경하는 데 사용됩니다. 이는 열 부하가 변할 때 흡입 온도를 정확하게 제어하는 데 필요합니다. 몇 가지 일반적인 대역폭 제어 방법.

¾ 언 로딩 챔버를 제어하는 슬라이딩 밸브; ¾ 토출실과 체적의 비율을 조절하는 로터리 밸브. ¾ 슬라이딩 밸브는 배출실을 제어하지 않습니다. 이 유형의 밸브는 고압 영역의 재순환 덕트 개구부를 통해 작동하므로 꽃잎 사이에 위치한 일부 가스가 압축이 시작되기 전에 흡입 공동으로 다시 돌아갈 수 있습니다. 이 방법은 두 가지 이유로 부분 부하에서 우수한 효율성을 제공합니다. 첫째, 재순환 가스는 압축이 시작되기 전에 재순환 챔버가 열릴 때까지 다시 흡입되기 전에 약간의 압력 강하를 극복하면 사전 압축 손실을 방지할 수 있습니다.

공기 냉각 원리는 순환 물 공급 시스템을 구축할 필요가 없으며 압축기 열을 재사용할 수 있습니다(예: 난방 작업장).

전문가의 제조업체 중 하나의 압축기에 대한 이야기

둘째, 스풀 밸브가 이동하기 때문에 레이디얼 토출도 이동할 수 있습니다. 흡입 부피가 감소함에 따라 토출실의 개방도 지연되며 최적의 부분 부하 효율을 위해 부분 부하 부피와 전체 부하 부피 사이의 대략 동일한 비율을 유지합니다. 전력을 조정하고 볼륨 비율을 변경하도록 설계된 압축기가 그림에 나와 있습니다. 이 디자인에서 가동 슬라이더는 스풀 밸브와 같은 방식으로 조정됩니다.

장치 및 작동 원리

압축 공기와 가스는 공압 실린더, 밸브 및 기타 메커니즘의 복잡한 실행 시스템을 작동시킵니다. 스크류 압축기는 전기 에너지를 공기-가스 푸시로 변환하는 데 사용됩니다.

구성품

모든 스크류 압축기 모델에는 다음과 같은 기본 세부 정보가 포함됩니다.

공기 필터 - 장치로 공기를 빨아들여 청소합니다. 입구 밸브에 있습니다.
입구 밸브 - 공회전으로 전환하여 장치의 작동을 조절합니다.
주 나사 블록 - 서로 평행하게 위치한 오목 및 볼록 모양의 두 개의 로터로 구성됩니다.
전기 모터 - 나사 쌍의 움직임을 시작하고 유지합니다.
벨트 드라이브 - 로터를 엔진과 결합하고 회전을 제공하고 속도를 유지합니다.
오일 분리기 - 공기가 오일에서 분리되는 배플이 있는 탱크.
오일 필터 및 쿨러 - 오일 윤활유가 로터 컴파트먼트에 들어가기 전에 세척하고 냉각합니다.
온도 조절기 - 엔진의 최적 온도를 모니터링합니다. 낮은 가열에서 오일은 냉각 외부를 통과하여 프로세스 속도를 높입니다.
파이프라인 - 공기, 석유 및 그 혼합물의 부서를 통과하고 연결하는 시스템.
안전 밸브 및 압력 스위치 - 모터가 손상되지 않도록 보호합니다. 그들은 분리기에서 상당한 과압으로 작동하여 장치의 고장을 방지합니다.
제어 장치는 전자 구성, 추적 장비 매개변수를 제공하는 디스플레이 및 보드 시스템입니다.
팬 - 내부의 공기 흡입을 돕고 동시에 모터 요소를 냉각시킵니다.
애프터쿨러 - 압축기에서 배출되기 전에 압축 공기를 최적의 온도로 가져옵니다.

로터는 시트의 원리를 관찰하면서 서로를 향해 회전합니다. 나사의 움직임은 흡입 필터를 통해 공기를 끌어들입니다. 흐름은 정제, 오일과 혼합, 냉각을 통과합니다. 생성된 혼합물은 지속적인 나사 추력으로 시스템에 들어갑니다. 또한 분리기는 공기에서 오일을 분리하고 후자는 압축기를 빠져 나와 소비 장비로 들어갑니다.

따라서 나사의 작업은 외부 간섭 없이 공기와 함께 필요한 모든 과정을 수행합니다.

스크류 압축기에는 특정 기능을 가진 여러 가지 가능한 작동 모드가 있습니다.

시작 또는 시작 - 장치의 엔진을 시작하고 주전원의 부하를 최적화합니다. 특수 버튼을 누르면 활성화되며 몇 분 후에 작동 모드로 들어갑니다. 압축기 용량이 최소이고 직접 시동이 제공되는 경우에는 없을 수 있습니다.
작동 - 압력을 최대 허용치까지 증가시킨 다음 유휴 스위치 릴레이가 활성화됩니다.
공회전 - 로터의 회전, 엔진의 지속적인 작동이 특징입니다. 이때 가스는 전체 장치를 통해 밀어지고 기단은 냉각됩니다. 고장을 방지하고, 최적의 성능을 기다리며, 압축기 종료를 준비하는 역할을 합니다.
대기 - 공회전 후 압력 표시가 최소로 떨어질 때까지 옵니다. 지속 시간은 공기 배출구의 속도에 따라 다릅니다. 릴레이를 켜기 위한 작업이 계속될 수 있습니다.
중지 - 장치의 정기적인 종료.
비상 정지(알람 정지) - 공회전과 같은 중간 모드가 없는 특수 버튼으로 엔진을 긴급 정지합니다.

스크류 압축기의 종류

스크류 압축기는 다양한 수정이 특징입니다. 그들은 몇 가지 기준에 따라 분류됩니다.

챔버 충전으로

- 오일 주입에 의해 로터의 동작이 부드러워지는 저소음 모델. 분리 시스템이 필요합니다.
오일 프리 또는 건식 압축 - 오일이 채워진 공동을 사용하지 마십시오. 식품, 제약, 미생물 생산, 전자 기기에 적합합니다.

압축성 매체로

공기 - 공기만.
가스 - 암모니아, 산소, 수소를 압축하지만 공기는 압축하지 않습니다.
다목적 - 가스와 공기를 번갈아 사용하십시오.
다중 서비스 - 동시에 여러 유형의 가스를 사용할 수 있습니다.

드라이브로

벨트 - 토크는 엔진과 로터 블록 사이의 벨트를 사용하여 수행됩니다.
직접 - 한 쌍의 나사와 모터의 연결은 전기를 절약하는 특수 커플 링으로 인한 것입니다.

에너지 유형

디젤 또는 자율 - 연료 보급. 현장 조건에 적합합니다.
전기 - 주전원에 의해 전원이 공급됩니다.

압력 압축비

낮음 - 최대 1Mn/m2.
중간 - 최대 10Mn/m2.
높음 - 10Mn/m2 이상.

스크류 압축기 장비로 전환할 때의 이점

피스톤 및 원심 장치에서 많은 기업이 나사로 전환하여 후자의 신뢰성으로 현상을 설명합니다. 이점은 여러 요인에서 비롯됩니다.

단가

그 자체로 나사 종류는 나머지보다 비쌉니다. 피스톤 모델과의 가격 차이는 로터리 모델이 아닌 최대 40%입니다. 동시에 장비 구매에는 배송과 함께 설치 비용도 포함됩니다. 이와 관련하여 피스톤 수정은 훨씬 크고 무겁고 설치 기반이 필요하기 때문에 손실됩니다. 총 비용 계산은 나사 옵션의 분명한 이점을 보여줍니다.

유지 보수 및 수리를 위해

나사 유형에는 피스톤, 링, 라이너, 밸브 및 기타 마모 요소가 없습니다. 따라서 유지 보수의 필요성이 덜 발생하고 예정된 유지 보수가 더 저렴합니다.

전기용

구조 유형에 관계없이 로터리 모델은 낮은 전기 흡수에서 높은 성능을 보입니다. 적절한 관리를 통해 최대 20년 동안 사용할 수 있으며 에너지 비용을 여러 번 지불합니다. 이에 비해 동일한 양의 공기를 압축하는 왕복 장치는 두 배의 전력을 사용합니다.

장치의 수리 및 유지보수

회전식 압축기는 "서식지"의 조건을 요구하고 있습니다.

영하의 온도와 먼지가 많은 방에는 적합하지 않으며 정기 오일 교환, 필터 청소 및 전원 공급 장치 상태 모니터링이 필요합니다. 추가 오일 정화 시스템, 수신기 설치를 의미하지는 않습니다.

이러한 장비는 근처에 사람이 지속적으로 있을 필요가 없으며 사고, 최고 과열 또는 네트워크 장애가 발생하면 자동으로 꺼질 수 있습니다. 설치하는 기능이 있습니다 전자 제어. 이 프로그램을 사용하면 작업 설정을 몇 주 전에 미리 설정할 수 있습니다. 최대 생산성은 기술 및 인적 자원의 과잉 지출과 관련이 없습니다.

수리는 서비스 센터의 도움으로 수행됩니다.