Спиральный компрессор со perl and. Достоинства и недостатки спиральных компрессоров

Главным элементом любого 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, 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.

Рассмотрим устройство спирального холодильного компрессора на примере продукции . Устройство компрессоров других производителей аналогично. Основные узлы спирального компрессора показаны на рисунке 2.

Рисунок 2. Устройство спирального холодильного компрессора.

Благодаря своей конструкции, количество взаимно трущихся деталей в спиральном компрессоре значительно меньше, чем в 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 , Danfoss Performer , .

Основными достоинствами спиральных компрессоров являются:

1.Высокая энергетическая эффективность; их эффективный КПД достигает 80-86%;

2.Высокая надежность и долговечность, определяемая долговечностью подшипников;

3.Хорошая уравновешенность; незначительное изменение крутящего момента на валу компрессора; малые скорости движения газа в машине-все это обеспечивает ход машины с низким уровнем шума.

4.Быстроходность-число оборотов вала компрессора от 1000 до 13000 , и этот диапазон расширяется.

5.Отсутствие мертвого объема, малая доля протечек, и, следовательно, более высокий индикаторный КПД; всасываемый компрессором газ не соприкасается с горячими стенками деталей компрессора;

6.Процессы всасывания, сжатия и нагнетания “растянуты” по углу поворота вала и поэтому даже при большой частоте вала скорости газа невелики.

7.Отсутствие клапанов на всасывании, а часто и на нагнетании;

8.Спиральный компрессор, как и винтовой, может работать по циклу с “дозарядкой”;

9.Спиральный компрессор, как и все компрессоры объемного принципа действия, может работать на любом холодильном агенте, на любом газе и даже с впрыском капельной жидкости.

По сравнению с поршневыми компрессорами одинаковой мощности спиральный компрессор имеет следующие преимущества:

1. Более высокий КПД - на 10-15%;

2. Более высокий коэффициент подачи - на 20-30%;

3. Меньшие размеры - на 30-40%;

4. Меньшая масса - на15-18%;

5. Уровень шума ниже на 5-7 дБА;

6. Нет деталей, часто выходящих из строя - поршневых колец, клапанов.

7. Может работать с впрыском капельной жидкости, например, в маслозаполненном варианте, как и винтовой;

8. Меньшее число деталей, меньшая стоимость производства.

К недостаткам спиральных компрессоров надлежит отнести следующие:

1.Спиральным машинам требуются новые для машиностроения детали-спирали, для изготовления которых необходимы фрезерные станки с ЧПУ.

2.На подвижную спираль действует сложная система сил: осевые, центробежные, тангенциальные, требующие грамотного расчета и уравновешивания, а, следовательно, и балансировки ротора.

3.Если отсутствует нагнетательный клапан, то теоретическая индикаторная диаграмма спирального компрессора будет по виду такой же, как и у винтового компрессора, с возможными недосжатиями и пережатиями газа, т.е. с дополнительными потерями.

Принцип действия, устройство и особенности холодильных спиральных компрессоров COPELAND. Повышенная энергоэффективность и другие преимущества спиральных компрессоров COPELAND по сравнению с другими холодильными компрессорами.

Подробнее о моделях спиральных компрессоров Copeland
Технические характеристики и цены на герметичные среднетемпературные спиральные компрессоры Copeland Scroll серии ZR (R407C)
Технические характеристики и цены на герметичные среднетемпературные спиральные компрессоры Copeland Scroll серии ZP (R410A)
Технические характеристики и цены на герметичные спиральные компрессоры Copeland Scroll серии ZPD и ZRD
Технические характеристики и цены на герметичные спиральные компрессоры Copeland серии ZH
Технические характеристики и цены на герметичные спиральные компрессоры Copeland серии ZB
Технические характеристики и цены на герметичные спиральные компрессоры Copeland серии ZF
Технические характеристики и цены на цифровые компрессоры Copeland Scrol серии ZFD и ZBD

О спиральных компрессорах в общем и о спиральных компрессорах COPELAND в частности

Впервые такой простой вид сжатия был запатентован в 1905 году. Подвижная спираль,согласованно двигаясь по отношению к неподвижной спирали, создает между этими спиралями систему из серповидных областей, заполненных газом (см. Рис. 1).

Во время процесса сжатия одна спираль остается неподвижной (зафиксированной), а вторая совершает орбитальные (но не вращательные) движения (орбитальная спираль) вокруг неподвижной спирали. По мере развития такого движения, области между двумя спиралями постепенно проталкиваются к их центру, одновременно сокращаясь в объеме. Когда область достигает центра спирали, газ, который теперь находится под высоким давлением, выталкивается из порта, расположенного в центре. Во время сжатия несколько областей подвергаются сжатию одновременно, что позволяет осуществлять процесс сжатия плавно.

И процесс всасывания (внешняя часть спиралей), и процесс нагнетания (внутренняя часть спиралей) осуществляются непрерывно.

1. Процесс сжатия осуществляется путем взаимодействия орбитальной и неподвижной спиралей. Газ попадает во внешние области, образованные во время одного из орбитальных движений спирали.

2. В процессе прохождения газа в полость спиралей всасывающие области закрываются.

3. Т. к. подвижная спираль продолжает орбитальное движение, газ сжимается в двух постоянно уменьшающихся областях.

4. К тому времени, как газ достигнет центра, создается давление нагнетания.

5. Обычно во время работы все шесть областей, наполненных газом, находятся в различных стадиях сжатия, что позволяет осуществлять процессы всасывания и нагнетания непрерывно.

Спиральные компрессоры Copeland впервые появились на холодильном рынке России и стран СНГ в начале 90-х годов прошлого века. Спиральные компрессоры Copeland нашли применение во всех основных системах воздушного кондиционирования, включая сплит и мульти-сплит модели, напольные версии и в чиллерах, руф-топах (крышных кондиционерах) и тепловых насосах. Типичным применением является кондиционирование воздуха в квартирах, на кораблях, фабриках и больших зданиях, также на АТС, в процессах охлаждения и на транспорте. Холодильные спиральные компрессоры широко используются в компрессорно-конденсаторных агрегатах, в системах "выносного холода" супермаркетов, в промышленном холоде и в транспортных установках, включая контейнеры. Границы холодопроизводительности для спиральных компрессоров постоянно расширяются и в настоящее время приближаются к 200 кВт при использовании многокомпрессорной станции.

Данный модельный ряд имеет как стандартный набор свойств компрессоров, так и новые дополнительные функции. Такой набор возможностей не имеет аналогов среди компрессоров других типов. Спиральные компрессоры Copeland представлены в диапазоне мощности 2...15 л.с. (по встроенному электрическому /двигателю). К основным особенностям таких компрессоров относятся: широкий рабочий диапазон, эффективность, сравнимая с полугерметичными компрессорами, и превосходство над герметичными моделями при низкотемпературном применении, плавная работа, позволяющая осуществлять постоянное сжатие и уменьшенное количество движущихся частей, высокая надежность, достигаемая с помощью эксклюзивной конструкции Copeland Scroll™. Преимущество в массогабаритных показателях: спиральные компрессоры Copeland занимают 1/3 опорной поверхности эквивалентной полугерметичной модели компрессора, а их вес составляет 1/4 от ее веса. В спиральных компрессорах движущихся частей меньше, чем в поршневых. Благодаря этому они обладают повышенной надежностью и могут использоваться в более широком рабочем диапазоне. Оптимизированные для работы при низких, средних и высоких температурах кипения серии холодильных спиральных компрессоров "Копланд" все более и более вытесняют поршневые компрессоры. В спиральных компрессорах "Копланд" серии ZR используются электродвигатели на 50 и 60 Гц. Спиральные компрессоры ZR адаптированы для хладагентов HFC и HCFC, и полный модельный ряд ZR может быть поставлен как с минеральным, так и с синтетическим маслом.

Считается, что спиральные компрессоры применимы только в кондиционировании воздуха, а для работы в низкотемпературной области подходят только полугерметичные поршневые или винтовые компрессоры. Да, данное высказывание действительно для большинства существующих в мире спиральных компрессоров. Но не для компрессоров фирмы Copeland. Многие дистрибьюторы продукции конкурирующих фирм обращают всеобщее внимание на то, что спиральный компрессор предназначен только для высоких или, в крайнем случае, средних температур. Вероятно, они имеют ввиду те компрессоры, которые поставляют они сами, не имея возможности приобрести оборудование с более широкими возможностями. Или, что тоже вероятно, подобные высказывания являются простым трюком в конкурентной борьбе за умы тех, кто пока не посвящен в детали внутреннего устройства спиральных компрессоров различных фирм, а также ничего не знает об их сравнительных преимуществах/недостатках.
Уникальность спиральных компрессоров Copeland заключается в том числе в возможности безболезненно впрыскивать жидкий (или парообразный) хладагент непосредственно в спиральные полости приблизительно в середине процесса сжатия. Такой возможности не имеет большинство других спиральных компрессоров ввиду серьезного отличия конструкции. Фирма Copeland, будучи пионером в промышленном освоении спиральной технологии в мировом масштабе (первые в мире серийные спиральные компрессоры сошли с конвейера нового специализированного завода Copeland в США в 1987г.), первой запатентовала в ряде стран наиболее интересные технические решения, которые и позволяют производить впрыск жидкости для промежуточного охлаждения в низкотемпературных режимах непосредственно в зону сжатия, не снижая рабочего ресурса компрессора. Благодаря этому низкотемпературный спиральный компрессор Copeland практически единственный в мире может спокойно работать при температурах кипения минус 35…минус 40°С (R22 или R404A) и при обычных температурах конденсации +30…+50°С. Таким образом, технологический процесс замораживания с использованием низкотемпературного спирального компрессора Copeland – это реалии сегодняшнего дня. Данная технология уже опробирована и успешно применяется в России, Украине и других странах СНГ.
Те специалисты, кто уже имеет собственный практический опыт эксплуатации низкотемпературных спиральных компрессоров Copeland, хорошо знают, что ни один другой компрессор любого типа (включая поршневые, ротационные, винтовые и даже турбокомпрессоры) не выходит на заданный низкотемпературный режим так быстро, как это происходит с спиральным компрессором Copeland. Так что те потребители, кому требуется самый быстрый темп заморозки, могут сказать фирме Copeland спасибо за низкотемепратурный спиральный компрессор.

Второе поколение холодильных спиральных компрессоров "Копланд" серий ZB и ZF с впрыском пара предназначено для экспплуатации в среднетемпературных и низкотемпературных режимах с лучшими в отрасли показателями эффективности в течении года. Ряд ZB с мощностью привода от 2 до 30 л.с. и ZF от 4 до 15 л.с. предназначенны для работы с хладагентами R22, R134a, R404A и R407C. Наличие в три раза меньшего количества движущихся частей в сравнении с традиционными полугерметичными поршневыми компрессорами, встроенной системы защиты и механизма согласования спиралей обеспечивает значительную толерантность к попаданию жидкого хладагента, позволяет говорить об отменной надежности этого ряда компрессоров в целом.

Другими важными преимуществами спиральных компрессоров "Копланд"являются работа при низких температурах конденсации, обеспечивающая превосходную годовую эффективность эксплуатации, широкий рабочий диапазон и уменьшение габаритов для лучшей приспособляемости к требуемому применению. Особенно подходящим оборудованием для много испарительных холодильных систем, требующих регулирования холодопроизводительности, являются модели спиральных компрессоров ZBD для средних температур кипения и ZFD с впрыском пара для низких температур кипения.

Цифровой спиральный компрессор "Копланд"обеспечивает плавное регулирование производительности в диапазоне от 10 до 100% при помощи простой механической системы и гарантирует точный контроль давления кипения и температуры при любой нагрузке. Цифровой спиральный компрессор "Копланд" не требует сложного электронного управления и легко интегрируется в холодильную систему. Электродвигатель компрессора всегда работает при постоянной номинальной скорости вращения, что обеспечивает высокую надежность и гарантирует эффективность внутренней системы смазки.

Сравнение с другими типами компрессоров

Сравнение с другими видами спиральных компрессоров

Спиральные компрессоры Copeland Digital Scroll™

Конструкция компрессоров "Копланд" Digital Scroll™ базируется на уникальной технологии согласования спирального блока Copeland Compliance™. Управление производительностью достигается путем разведения спиралей в осевом направлении на небольшой период времени. Это простой и надежный механический способ для плавного регулирования производительности, прецизионного поддержания температуры и повышения эффективности системы.

Спиральный компрессор Copeland Digital Scroll™ является решением, которое можно интегрировать в существующую систему. Это происходит быстро и легко, поскольку не требуется других компонентов. Чтобы сделать процесс внедрения более простым, Dixell и Alco разработали совместно c Copeland два контроллера для управления компрессорами Copeland Digital Scroll ™.

Спиральный компрессор "Копланд" Digital Scroll™ предлагает самый широкий диапазон регулирования производительности в промышленности и позволяет плавно менять производительность от 10% до 100% без изменения рабочего диапазона по сравнению со стандартным компрессором Copeland Scroll™. В результате, давление всасывания и температура поддерживаются очень точно, и цикличность компрессора сведена к минимуму. Это гарантирует оптимальную эффективность системы и долгий срок службы оборудования и компонентов.

Возможность использования спиральных компрессоров Copeland Digital Scroll ™ при температуре конденсации до 10°C также гарантирует лучшие показатели сезонной эффективности на рынке компрессоров. Скорость хладагента в системах с компрессорами Copeland Digital Scroll™ идентична стандартным компрессорам, даже при низкой производительности.

Спиральный компрессор Copeland Digital Scroll™ работает на полной скорости все время, никогда не уменьшая возврат масла в компрессор. Компрессор Digital Scroll™ обеспечивает аналогичный высокий уровень надежности, как и системы со стандартными компрессорами. Электродвигатель компрессора не перегревается и не возникает резонансных колебаний в процессе работы, как это часто бывает в системах с инвертором.

Высокоэффективные спиральные компрессоры Copeland ZF EVI

Copeland Scroll TM предлагает наиболее эффективное решение для низкотемпературного применения в супермаркетах. Три года назад, приступив к производству спиральных компрессоров серии ZB, предназначенной для холодильной техники, работающей в диапазоне средних температур кипения, Copeland начал выпуск второго поколения спиральных компрессоров. Сегодня это поколение пополнилось новой серией высокоэффективных спиральных компрессоров, которые несомненно окажут значительное влияние на последующее развитие холодильных систем. Новый спиральный компрессор ZF EVI, специально разработанный и оптимизированный для максимального использования преимуществ технологии переохлаждения жидкости и впрыска пара, является ключевым компонентом для проектирования высокоэффективных низкотемпературных центральных станций холодоснабжения.

Спиральные компрессоры ZF EVI характеризуются более высокими значениями холодопроизводительности и холодильного коэффициента (COP) по сравнению с имеющимися на рынке моделями, что обеспечивает дополнительные преимущества при эксплуатации и делает этот компрессор наиболее предпочтительным решением для систем хранения пищевых продуктов.В данной статье описана концепция спирального компрессора EVI, даны его основные характеристики и прикладные аспекты использования в холодильных системах. Впрыск пара. Холодильный цикл со спиральным компрессором EVI подобен двухступенчатому циклу с промежуточным охлаждением, но с использованием одного единственного компрессора (см.рис.1). Данная концепция является намного более простой и исключает дополнительные потери, существующие в обычной системе с двумя ступенями сжатия. Принцип действия ступени высокого давления заключается в отборе части сконденсировавшейся жидкости и её последующем испарении после расширительного вентиля в теплообменнике-переохладителе (экономайзере) противоточного типа. Далее перегретый пар поступает через промежуточные порты впрыска в полости спирального блока.

Дополнительное переохлаждение увеличивает холодопроизводительность испарителя, понижая энтальпию хладагента на входе, при неизменном массовом расходе. Необходимый для впрыска дополнительный массовый расход зависит от места расположения порта и создает дополнительную нагрузку, что немного увеличивает энергопотребление спирального компрессора. Поэтому конструкция порта впрыска была оптимизирована таким образом, чтобы обеспечить максимальное увеличение производительности при минимальном росте энергопотребления компрессора. Хорошо известно, что эффективность цикла двухступенчатого сжатия выше, чем одноступенчатого (при равной объемной производительности).

Прирост холодопроизводительности компрессора достигается за счет более глубокого переохлаждения жидкости в экономайзере при незначительном увеличении энергопотребления на сжатие малой порции газа от промежуточного давления до давления нагнетания. Межступенчатое охлаждение паром уменьшает температуру нагнетания, обеспечивая работу спирального компрессора при большем соотношении давлений. Ранее впрыск пара традиционно применялся только в крупных коммерческих винтовых и многоступенчатых центробежных компрессорах (но не в небольших герметичных). Сегодня Copeland представляет новый компрессор с впрыском пара, входящий в семейство спиральных. Он специально разработан для низкотемпературного применения и обеспечивает уровень эффективности, сопоставимый с КПД полугерметичного компрессора Copeland серии Discus, который за последние годы был признан самым эффективным в мире среди компрессоров всех типов.

Спиральные компрессоры зарекомендовали себя как надежные, энергоэффективные и удобные в эксплуатации установки для производства скомпрессированного воздуха. В таких компрессорах воздух сжимается за счет двух спиралей - одна из них является неподвижной, а вторая вращается на высоких оборотах и при этом перемещается. Движение подвижной спирали уменьшает объем камеры, где содержится воздух - и за счет этого плотность газа повышается.

Применение

Спиральные установки позволяют получить на выходе поток высочайшей степени очистки: воздух в процессе компрессии не контактирует с маслом или другими смазочными материалами и, соответственно не смешивается с ним. Поэтому спиральные компрессоры используются в тех отраслях, где к качеству воздуха предъявляются особо жесткие требования (медицинские и стоматологические клиники, пищевые и фармацевтические производства, изготовление высокоточной электроники и т.д.). А использование такого оборудования вкупе с осушителями и дополнительными фильтрующими устройствами позволяет в итоге получить наилучший с точки зрения качества воздушный поток.

Преимущества спиральных компрессоров

Безмасляные спиральные компрессоры – оборудование "последнего поколения", способное обеспечивать полное отсутствие в сжатом воздухе масляных примесей.

Компрессор воздушный спиральный представляет собой одновальный компрессор объемного типа. Рабочими органами данного устройства являются две спирали – подвижная и неподвижная, вставленные друг в друга. Во время работы агрегата происходит перемещение подвижной спирали по круговой орбите вокруг неподвижной. Следует заметить, что вокруг собственной оси подвижная спираль не вращается. Это движение данному элементу обеспечивает специальное противоповоротное устройство, а так же вал с эксцентриком, вращающийся в заданном направлении. Подобная конструкция способствует непрерывному уменьшению объема полостей, что обеспечивает постоянное равномерное сжатие воздуха. Для уменьшения длительности пускового момента устройство оснащено плавающим уплотнителем.

Благодаря конструктивной особенности, данный вид воздушных безмасляных компрессоров отличается своей надежностью и способностью равномерно распределить нагрузку на спиральные элементы оборудования.

Компания ООО "Прона" предлагает вам купить безмасляные спиральные компрессоры, а так же комплектующие, запасные части и расходные материалы к ним. Мы осуществляем не только продажу, но и сервисное обслуживание.

В нашем сайте представлены безмасляные спиральные компрессоры известных на российском рынке производителей. В каталоге представлены воздухосборники торговых марок Chicago Pneumatic и Remeza .

Область применения оборудования

Предназначены для использования на тех предприятиях, где недопустимо использование загрязненного сжатого воздуха.

Благодаря большому числу неоспоримых преимуществ, спиральные компрессоры нашли свое широкое применение при изготовлении различных холодильных установок, а также в системах кондиционирования.

С момента своего изобретения и внедрения в производство эти устройства начали активно использоваться в пищевой промышленности, при изготовлении бытовых и промышленных систем кондиционирования, а также при изготовлении холодильных установках.

Преимущества безмасляных спиральных компрессоров

Высокая востребованность компрессоров данного вида легко объясняется их характеристиками и отличной производительностью:

• высоки холодильным коэффициентом;
• низким уровнем шумоизвлечения;
• надежностью в работе;
• низким уровнем вибрации;
• высоким уровнем производительности;
• отличными эксплуатационными характеристиками.

Где купить спиральные компрессоры?

ООО "Прона" предлагает Вам приобрести спиральные компрессоры в Москве. Является официальным представителем в нашей стране многих мировых лидеров по производству компрессорного оборудования, мы рады предложить Вам свои услуги поставки и сервисного обслуживания. Вся представленная у нас продукция имеет необходимые сертификаты и гарантию. Цена спирального компрессора зависит от необходимых Вам характеристик и производителя оборудования. Мы осуществляем доставку по все России.