Инструмент

Подача холодного воздуха на всас компрессора. Шестеренчатый компрессор

Техническая эксплуатация спиральных компрессоров холодильных установок

Созданием таких агрегатов в текущее время занимаются многие предприятия, и конструктивно они отличаются некординально. В статье рассмотрены примеры в главном компрессоров компании Copeland.

Качество монтажа холодильной установки, обычно, проявляется в исходный период ее эксплуатации. При всем этом, чтоб в предстоящем обеспечить бесперебойную работу холодильного агрегата, нужно произвести последующие процедуры: настройку главной защиты компрессора — по высочайшему и низкому давлению, дополнительную защиту — по температуре нагнетания и температуре масла, контроль и регулировку перегрева терморегулирующего вентиля, дозаправку системы хладагентом и маслом.

Наружные диагностические признаки отказов спиральных компрессоров в процессе использования последующие: невозможность пуска из-за выхода из строя встроенного электродвигателя, отсутствие либо недостающая производительность из-за заклинивания компрессора, вращение может сопровождаться металлическими звуками и стуками.

1-ый вид отказов происходит при перегорании обмоток электродвигателя по нескольким причинам: нарушение электропитания (отсутствие одной фазы либо перекос фаз, выход из строя магнитных пускателей), неправильная работа защитных устройств компрессора (датчика температуры нагнетания, термический и токовой защиты, реле контроля фаз, блока управления температурным режимом), перегрев обмоток электродвигателя во время пусков и/либо работы в аварийных режимах.

2-ой вид отказа спирального компрессора вызван механическими поломками его деталей, которые, обычно, являются следствием нарушения правил эксплуатации агрегата обслуживающим персоналом.

Как понятно, главные детали спирального компрессора — подвижная и недвижная спирали; обе спирали геометрически схожи Подвижная спираль совершает плоскопараллельное либо орбитальное движение снутри недвижной спирали. Особая противоповоротная муфта (муфта Ольдгейма) препятствует вращению спиралей вокруг собственной оси, обеспечивая малый зазор боковых поверхностей спиралей.

Хладагент, захватываемый порциями из периферии спиралей, движется к центру и сжимается, достигая наибольшего давления в центре при смыкании спиралей, после этого выталкивается через отверстие в недвижной спирали [2].

подача, воздух, всас, компрессор

В конструкции предвидено плавающее уплотнение, которое при работе поднято и отсекает область высочайшего давления (камеру) от камеры низкого давления: происходят всасывание и нагнетание [3].

Вал спирального компрессора должен крутиться исключительно в одном направлении. Оборотное его вращение во время остановки компрессора вызывает железный звук и стук. Другие диагностические признаки оборотного вращения спиралей: давление на всасывании не падает до подходящего уровня, давление на нагнетании не вырастает до подходящего уровня, рабочий ток меньше обозначенного в каталоге, компрессор отключается спустя пару минут работы, срабатывает интегрированная защита. Долгое оборотное вращение в конечном итоге может привести к поломке спирального блока, также к перегреву электродвигателя, так как расход газа через компрессор недостаточен для отведения тепла.

В исходный период пуска холодильной установки нужно проверить направление вращения спиралей, которое определяется по манометрам на нагнетательной и поглощающей сторонах. В этом положении камера высочайшего давления сообщается с камерой низкого давления. Плавающее уплотнение находится в нижнем положении [3, 4], а оборотный клапан закрыт. Всепостоянство различия давлений свидетельствует об отсутствии нагнетания компрессором; в данном случае следует поменять местами две фазы на электродвигателе для его вращения в другом направлении.

подача, воздух, всас, компрессор

Спиральные компрессоры чувствительны к загрязнению перекачиваемого газа, потому что маленькие частички оседают на поверхности спиралей, снижая плотность рабочей камеры. В случае сгорания электродвигателя герметичного компрессора при его замене на полосы всасывания следует использовать фильтры-осушители с сердечником из 100%-ного активированного алюминия. Таковой фильтр подлежит первой замене после 72 часов работы. Следует использовать в отделителях жидкости (на всасывании) и в терморегулирующем вентиле фильтры с ячейками мало допустимого размера. Ячейки должны задерживать такие частички, которые могут перекрыть отверстие терморегулирующего вентиля. Частички наименьшего размера не сумеют причинить вреда [3].

Перед пуском контур холодильной установки вакуумируется. Вакуумирование системы только со стороны всасывания спирального компрессора может привести к тому, что компрессор временно не будет запускаться. Причина этого заключается в том, что при повышении давления на плавающее уплотнение может быть сцепление его со спиралями. Как следует, до полного выравнивания давления плавающее уплотнение и спирали будут плотно прижаты друг к другу. А вот падение давления на всасывании может стать предпосылкой перегрева и срабатывания термозащиты (открытия термодиска). Но поток газа может быть недостающим для резвого срабатывания защиты, в итоге — выход компрессора из строя в из-за перегрева

подача, воздух, всас, компрессор

Для защиты компрессора от работы «под вакуумом» следует использовать реле низкого давления. Плавающее уплотнение обеспечивает защиту от работы «под вакуумом». Компрессор не станет сжимать при превышении степени сжатия 10. Работа компрессора «под вакуумом» воспрещается, потому что она содействует образованию электронной дуги на железных деталях проходных контактов и, как следствие, сгоранию обмоток электродвигателя компрессора.

Как устроен компрессор: основные элементы, виды

Разглядим главные виды компрессоров, которые используются в кондиционерах и сплит-системах, и походу разглядим аспекты их устройства.

Роторные компрессоры

В сплит-системах этот тип компрессоров очень всераспространен. Большая их часть делается в Стране восходящего солнца, Китае (80% от общего числа компрессоров) и других передовых странах Юго-Восточной Азии.

Спиральные компрессоры

Устанавливаются в установках, которые употребляются для корректировки климата в огромных жилых и промышленных помещениях. Спиральные компрессора являются элементом бытовых и полупромышленных кондиционерах, также в промышленных холодильных установках.

Винтовые компрессоры

Благодаря большой мощности, такие компрессорные установки устанавливаются в промышленных сплит-системах и кондиционерах, чиллерах с воздушным и водяным охладительным контуром. В текущее время винтообразные компрессоры монтируют в почти всех моделях коммерческих кондиционеров.

Компрессоры центробежного типа

Нужны в промышлленых охладительных установках.

Поршневые компрессоры

Данный вид можно считать морально устаревшим, потому что конструктивно и технологически он является прародителем всех автоматических компрессорных установок. В текущее время он употребляется в холодильной технике первого поколения.

Компрессора данного типа дооснащаются электронными движками с вертикальным расположением вала, не издающим огромного шума при работе.

Принципиально! Поршневые установки делятся на кривошипно-шатунные и кривошипоно-кулисные. Они отличаются высочайшей производительностью и эксплуатируются в критериях завышенных нагрузок, другими словами в кондиционерах высочайшей мощности.

Требования по размещению

Рекомендуется оставлять вокруг компрессора более 1 метра. Компрессор должен быть установлен так, чтоб обеспечить легкий доступ для эксплуатации и обслуживания. Для обеспечения остывания должно быть определенное малое расстояние меж вентилятором либо охладителем и примыкающей стенкой либо другими компонентами снутри компрессорной системы. В неприятном случае остывание понижается. Если установлено несколько компрессоров, выпуск охлаждающего воздуха 1-го компрессора нельзя использовать в качестве охлаждающего воздуха для другого. Также нельзя использовать охлаждающий воздух компрессора для остывания осушителя воздуха.

Компрессоры винтовые

Винтообразные компрессоры используют в холодильных системах огромных мощностей. По типу конструкции винтообразные компрессоры бывают: герметичные, полугерметичные и открытые.

Основой винтообразных компрессоров (его рабочим органом) является винтообразная пара компрессора. Она состоит из 2-ух винтов (спиралей, червей), один из которых с выпуклым, а другой с вогнутым профилем сечения Их так же именуют роторами, один и роторов, имеющий выпуклую форму ведущий, а 2-ой ротор ведомый, т.е. приводится в движение первым ротором.

При вращении винтов, меж витками винтов имеется полость, объем которой миниатюризируется и происходит сжатие хладагента.

Набросок 9 – Винтообразная пара компрессора: 1) профиль ведущего винта; 2) профиль ведомого винта; 3) внешний облик

В промышленном спектре мощностей холодильных установок (от 200 кВт) винтообразные компрессоры более всераспространены.

подача, воздух, всас, компрессор

Набросок 10 – Полугерметичный винтообразной компрессор: 1 – поглощающий патрубок; 2 – сетчатый фильтр; 3 – обмотка электродвигателя; 4 – полость меж зубьями; 5 – пар и масло проходит вдоль вала до нагнетательного фланца; 6 – нагнетательный патрубок; 7 – патрубок возврата масла

Все винтообразные компрессоры имеют совсем определенную степень сжатия, зависящую от расположения зубьев ротора.

Но их холодопроизводительность можно регулировать, изменяя применяемую длину винтов. Для этого используют особые золотниковые устройства (регулировочные клапана).

Винтообразные компрессоры характеризуется очень низким пределом давления всасывания (5…2 кПа, 0,05 бар), что позволяет обширно использовать их в низкотемпературных установках, потому что там давление всасывания малое. Частота вращения ведущего ротора (винта) составляет обычно около 50 с.1.

Почти всегда, в холодильной технике употребляют маслозаполненные винтообразные компрессоры, в рабочее место которых подается масло. Это позволяет делать остывание хладагента при сжатии, и предотвращать его утечку через зазоры винтообразной пары, наращивать компрессию. Происходит впрыск масла в надлежащие места: над роторами и на уровне подшипников.

На полосы нагнетания находится система возврата масла в компрессор, нужен возврат около 95% масла. Отделитель масла может быть вмонтирован в корпус компрессора либо же размещаться раздельно. Остывание масла так же осуществляется или снутри компрессора либо за его пределами (употребляется охладитель масла). Около 50% масла идет на смазку подшипников, остальное впрыскивается в полости компрессора. Все масло после компрессора поступает в маслоотделитель.

Схема масляного контура винтообразного компрессора изображена на рис. 11. Масло направляется в маслоохладитель, где охлаждается и через фильтры опять подается в рабочее место компрессора и на смазку подшипников. Контроль уровня масла осуществляется при помощи электрического датчика малого уровня.

Набросок 11 – Масляный контур винтообразного компрессора: 1 – компрессор; 2 – масленый фильтр; 3 – переключатель потока; 4 – масленый соленоидный вентиль; 5 – смотровое стекло; 6 – маслоотделитель; 7 – контроль уровня масла; 8 – масленый термостат; 9 – маслоподогреватель; 10 – маслоохладитель; 11 – оборотный клапан; 12 – соленоидный вентиль; 13 – запорный вентиль

Масло, отделенное в маслоотделителе, имеет сравнимо высшую температуру (в среднем от 50 до 90 °С), потому охлаждается в масляном охладителе до температуры 30 — 40 °С.

Винтообразные компрессоры надежны в эксплуатации, в отличии от поршневых они имеют наименьшее количество подвижных частей, испытывают наименьшие вибрации. Степень сжатия может достигать 18-20. В винтообразных компрессорах отсутствует так именуемый «мертвый объем» и потому их большая производительность максимальна. Главным недочетом винтообразных компрессоров является высочайший уровень шума и массивная система маслоотделения и остывания.

К главным причинам дефектов винтообразных компрессоров можно отнести:

  • Внедрение некачественных, некорректных масел, несвоевременная замена масла;
  • Превышение температурного режима работы (поломки термостата, выход из строя системы остывания);
  • Подача водянистого хладагента либо лишная подача масла в винтообразную пару (это приводит к гидроудару);
  • Износ винтообразной пары, подшипников;
  • Неисправности в электрическом оборудовании.

Винтообразной блок является более дорогостоящим и принципиальным элементом. При его неисправности можно следить:

  • увеличение рабочей температуры, при исправной охлаждающей системе;
  • завышенная вибрация, шум, скрежет;
  • падение давления нагнетания.

Следует также проверить регулятор всасывания и электрический клапан.

Компрессор может тяжело врубаться (низкая напряжение в сети), не перезапускаться (загрязнение контрольного клапана), не выдавать подходящего давления (загрязнен регулятор или не действует электрический клапан). Предпосылкой снижения производительности винтообразного компрессора может стать неисправность поглощающего клапана, загрязненность фильтра, утечка хладагента через леску перепуска или другие неплотности снутри компрессора.

Охлаждение надувочного воздуха (интеркулляция)

Воздух, сжатый турбо­компрессором, как и другие газы, греется и расширяется. Жаркий воздух обладает наименьшей плотностью и содержит существенно меньше ки­слорода, чем прохладный. Плотность прохладного воздуха возрастает примерно на 10 — 15 %. Большее количество кислорода значит большее количество сгорев­шего горючего, т.е. движок развивает огромную мощность. 2-ой, но более принципиальный эффект – это положительное воздействие понижения температуры воздушного заряда на процесс сгорания, вследствие понижения детонации. Подача в движок более прохладного воздуха приметно понижает температурную нагрузку, что положительно влияет на его надежность и долговечность. По этим причинам перед подачей воздуха в цилиндры, для увеличения мощности мотора его следует охлаждать.

подача, воздух, всас, компрессор

Интеркуллер – это радиатор либо, более верно, охладитель, помещенный меж компрессором и впускным коллектором.

Более нередко используются охладители типа воздух/воздух и системы, которые употребляют охлаждающую жидкость для остывания воздуха (охла­ждающая жидкость/воздух. Интеркуллеры типа воздух/воздух имеют наибольшее распространение в силу собственной простоты и надежности, потому что они не имеют никаких передвигающихся частей. Таковой интеркуллер состоит из трубы и радиатора и делается в большей степени из алюминия. Эффективность работы интеркуллера находится в зависимости от его объема, а означает от наличия свободного места для установки. Теплопередающая способность достаточна, но утраты давления могут быть высочайшими, в особенности при малых размерах. Данная утрата давления на интеркуллере находится как повышение более чем в два раза давления в выпускном коллекторе – 1-го из основных противников турбонаддува.

Интеркуллер воздух-вода труднее. Он состоит из 2-ух радиаторов, один меж турбиной и движком, другой перед стандартным радиатором системы остывания. Вода циркулирует с помощью электронного насоса. Выбор использования типа интеркуллера основывается на факторах свободного места, возможностью обдува воздухом интеркуллера, применяемыми датчиками расхода воздуха. К примеру, для 6 цилиндрового Бмв употребляется интеркуллер на базе воды, потому что для интеркуллера воздух/воздух соответственных размеров, нет места. Не считая этого отсутствует поток воздуха с высочайшей скоростью в местах, где можно было бы расположить интеркуллер. С другой стороны, в Форд Mustang GT ситуация безупречная, для установки интеркуллера воздух/воздух. Места довольно для вправду большущего интеркуллера и он в зоне массивного воздушного потока.

Не считая систем воздух/воздух и жидкость/воздух ведутся разработки по применению распыленной воды в систему впуска. Теплота, поглощенная при испарении воды имеет сильный эффект остывания жаркого сжатого воздуха, выходящего из турбины. Снижение в температуры наддувного воздуха понижает тенденцию к детонации.

Есть также особые конструкции, в каких остывание воздуха происходит до температуры ниже среды, за счет использования льда.

Воздушные компрессоры в холодную погоду

Низкие температуры среды несколько оказывают влияние на ваш воздушный компрессор.

Компрессорное масло

Компрессорное масло становится гуще при снижении температуры. Это понижает его смазочные способности, тем увеличивая мощность, нужную для работы насоса. Это приводит к увеличению тяги мотора и повышению нагрузки на всю коробку. С течением времени это уменьшит срок службы мотора вашего воздушного компрессора.

Линии управления воздушным компрессором

Контрольные полосы копят воду из конденсата при обычной работе системы сжатого воздуха. При низких температурах полосы управления воздушным компрессором могут стремительно замерзнуть, что негативно скажется на производительности системы.

Винтовые воздушные компрессоры

Если вы купите винтообразной компрессор в Екатеринбурге и он зимой не запустится, возможно, повинны прохладные температуры среды. Ротационные винтообразные воздушные компрессоры нередко обустроены ограничителем низкой температуры окружающего воздуха (неисправность), который предутверждает пуск системы, если температура среды ниже 4 ° С. Примечание: если воздушный компрессор уже работает, он, вероятнее всего, продолжит работать, так как компрессор будет генерировать довольно собственного тепла, чтоб поддерживать температуру выше нуля. Но это не значит, что холод не оказывает влияние на другие части системы.

Область применения поршневых компрессоров

Поршневые компрессоры интенсивно употребляются в самых разных отраслях индустрии, также в быту.

Так, поршневые компрессорные станции промышленного предназначения работают:

  • на электрических станциях;
  • в сталелитейной и машиностроительной отрасли;
  • в текстильном производстве;
  • на военных объектах;
  • в составе гидравлических, холодильных и криогенных систем;
  • используются для заправки баллонов.

Поршневые компрессоры, созданные для личного использования, по параметру надежности фактически не уступают дорогостоящим фабричным моделям. Данный тип оборудования применяется для покраски автомобилей, стеня, пескоструйной обработки деталей и пр. Безмасляные поршневые компрессорные установки используют в случаях, когда сжимаемый воздух должен соответствовать высочайшим эталонам свойства.

Безмасляные компрессоры данного типа употребляются в медицине для наполнения баллонов дыхательных аппаратов, где нужно нагнетать незапятнанный воздух без дополнительных примесей (воды, углеводородов, масла).

Проектирование компрессора

В спецификации компрессора непременно должно быть обозначено очень допустимое рабочее давление. Эти данные вместе с очень допустимой температурой употребляются производителями компрессоров для того, чтоб сделать корпус и главные рабочие части компрессора, способные выдержать очень допустимое давление и температуру. Для центробежных и осевых компрессоров очень допустимое давление корпуса рассчитывается на компьютере методом прибавления наибольшего давления на входе к наибольшему дифференцированному давлению, которое может появиться в компрессоре при более сложной композиции критерий. Для цилиндров поршневых и корпуса винтообразных компрессоров очень допустимое давление должно превосходить номинальное давление на нагнетании на 10% либо 25 psi зависимо от того, какая из величин больше больше.

Очень допустимая температура для центробежных и осевых компрессоров должна быть наибольшей температурой на нагнетании, достигаемой при работе компрессора, и включать некий допуск. Очень допустимая температура для цилиндров поршневых компрессоров и корпуса винтообразных компрессоров должна превосходить номинальную температуру на нагнетании.

Винтовые компрессоры

Общая информация

По сопоставлению с поршневым компрессором, винтообразной компрессор был сотворен сравнимо не так давно. Конструкция была улучшена для коммерческого использования шведской компанией «Svenska Rotar Maskiner» (SRM). Винтообразные компрессоры относятся к компрессорам большого деяния. Два параллельных винта работают в обратном направлении снутри корпуса.

Процесс сжатия

Входящий воздух сжимается до конечного давления снутри корпуса; размер миниатюризируется за счет вращения винтов. Когда достигается конечное давление, воздух вытесняется через выходной патрубок. Камера сжатия образована стенами корпуса и зацеплением винтообразных частей. Представьте, что корпус — это цилиндр, а движение винтов — это поршень.

Впуск воздуха через отверстие в резьбе винтов. Это фаза приема.

Отверстие для впуска воздуха запирается при вращении винтов, объем миниатюризируется, а давление возрастает. При контактном охлаждении компрессоров впрыскивается хладагент. Это фаза сжатия.

Заключительная фаза — вытеснение воздуха. Достигается конечное давление и сжатый воздух поступает в выходной патрубок. Это давление незначительно понижается при выходе из компрессорного агрегата.

Принцип действия винтового компрессора

  • Обычно при использовании маслозаполненного одноступенчатого компрессора Ingersoll Rand атмосферный воздух всасывается через циклонный поглощающий фильтр, который оборудован картриджем картонного микрофильтра и устройством для выталкивания пыли. Емкость фильтра рассчитана на наибольший входной поток компрессора и обычно составляет 3-5 микрон с эффективностью 99,9%.
  • После прохождения через впускной фильтр воздух всасывается в функциональный впускной поглощающий клапан. Этот нормально закрытый клапан раскрывается по сигналу нагрузки. Когда компрессор разгружается, этот клапан стопроцентно запирается и действует как оборотный клапан, чтоб воздух не выходил назад из входного фильтра.
  • Воздух поступает в компрессор и сжимается. На шаге сжатия компрессорный блок безпрерывно охлаждается при помощи СОЖ SSR Ultra-Coolant производства компании Ingersoll Rand. СОЖ вводится в компрессорный блок для отвода тепла, образовавшегося при сжатии, уплотнения сжимаемой среды и смазки подшипников. Обычно рабочая температура составляет около 85 ° C. Согласно директиве ЕС по машинному оборудованию, температура нагнетания компрессорного блока не должна превосходить 110 ° C.
  • Большая часть СОЖ отделяется от сжатого воздуха в сепараторе для чистки СОЖ. Проходя через фильтрующие элементы, маленькие частички масла соединяются воединыжды в более большие и стекают вниз по внутренней поверхности фильтра узкой чистки. Воздух, выходящий из сепаратора, содержит менее 3 мкм СОЖ.
  • Воздух проходит через оборотный клапан малого давления. Этот клапан не раскрывается, если давление не превосходит 4 бар изб. (60 фт/кв.дюйм). Это дает возможность избежать лишней утраты воздуха.
  • После MPVCV воздух проходит через конечный охладитель, в каком воздух охлаждается с 85 ° C до 8 ° C выше температуры охлаждающей среды. Если охлаждающей средой является окружающий воздух с температурой 20 ° C, температура сжатого воздуха на выходе будет 28 ° C.
  • До того как воздух попадет в распределительный трубопровод, он проходит через циклонный сепаратор. Это позволяет удалить основной объем воды, образованный при конденсате на охладителе.
  • СОЖ, которая была разделена в сепараторе, поступает назад в масляный контур. Так как температура все еще выше 85 ° C, СОЖ проходит через охлаждающий элемент, который охлаждает ее приблизительно до 60 ° C. Термостатический перепускной клапан обеспечивает нужный уровень температуры СОЖ на всех шагах работы. Под давлением в системе СОЖ перетекает в фильтр СОЖ. Он имеет байпас высочайшего давления, потому компрессор не испытывает недочета СОЖ.

Контур охлаждения

СОЖ, впрыскиваемая в компрессор со смазкой, делает три главные функции. Во-1-х, она отводит тепло сжатия, чтоб обеспечить остывание. Во-2-х, обеспечивает уплотнение сжимаемой среды меж винтами и корпусом. В конце концов, СОЖ смазывает подшипники. Маслозаполненные компрессоры Ingersoll Rand с контактным остыванием активируют впрыскивание охлаждающей жидкости. Это гарантирует, что подшипник будет смазан сразу при запуске. Подшипник находится в лужице смазки. Компрессорный блок без автоматического впрыска СОЖ, может привести к досрочному износу подшипников из-за отсутствия смазки при запуске.

Ниже представлена ​ схема смазки для винтообразного воздушного компрессора Ingersoll Rand SSR.

Сепаратор сжатого воздуха (25)

Позволяет удалить СОЖ из сжатого воздуха, создавая эффект циклона, который теснит огромную часть СОЖ. Многоступенчатый коалесцирующий элемент сепаратора обеспечивает дополнительные механические ступени сепаратора. Обычно, падение давления воздуха при прохождении через сепаратор нового компрессора составляет 0,2 бар изб. В течение периода обслуживания компрессора падение давления возрастает до 1 бар изб. На этом шаге нужно заменить сепаратор, по другому будет нужно дополнительная мощность для преодоления этого падения давления. Сепаратор также имеет поддон для сбора СОЖ. Давление в системе выталкивает СОЖ из сепаратора в фазу сжатия.

СОЖ, находящаяся снутри сепаратора, всасывается через леску продувки назад в контур остывания. Есть маленькой фильтр для удаления всех загрязнений.

Термостатический перепускной клапан (27)

Термостатический клапан направляет СОЖ через охлаждающий элемент либо через байпас в период прогрева. Охлаждающая жидкость, впрыскиваемая в компрессорный блок, имеет температуру около 60 ° C.