- •§ 3.1.1
- •Раздел III
- •5 3.1.2 Схема
- •Раздел III Конденсация
- •Испарителем
- •Раздел III
- •5 З.І.З
- •1. Компрессор
- •Раздел III
- •2. Конденсатор
- •Раздел ill
- •Раздел III
- •3. Испаритель
- •Раздел III
- •4. Вентилятор
- •5. Регулятор потока
- •§ 3.1.4
- •Раздел III
- •2. Уменьшение теплопроизводительности в режиме обогрева
- •§ 3.1.5
- •3. Обмерзание теплообменника наружного блока при длительной работе в режиме обогрева
- •4. Возможность повреждения компрессора при пуске
- •5. Опасность попадания жидкого хлад агента в компрессор при работе в режиме обогрева
- •§ 3.1.6
- •Раздел III
- •3.1.7 Трубки
- •Раздел III
- •Раздел III
1. Компрессор
Компрессор всасывает парообразный хладагент, поступающий от испарителя при низкой температуре и низком давлении, производит его сжатие, повышая давление и температуру, и направляет затем к конденсатору. В зависимости от условий работы холодильной машины, давление паров хладагента на выходе компрессора может составлять 15-25 атм, а температура 70-90 °С.
Важной характеристикой компрессора является степень сжатия и объем хладагента, который нагнетается компрессором. Степень сжатия определяется как отношение максимального давления на выходе компрессора к максимальному давлению на входе.
По своему конструктивному исполнению компрессоры, используемые в холодильных машинах, могут быть разделены на две основные категории:
поршневые;
ротационные, спиральные SCROLL, винтовые.
Принципиальное отличие ротационных, спиральных и винтовых компрессоров от поршневых заключается в том, что всасывание и сжатие хладагента осуществляется не за счет возвратно-поступательного движения поршней в цилиндрах, а за счет вращательного движения рабочих органов, соответственно пластин, спиралей и винтов.
Компрессоры поршневые
Наибольшее распространение получили поршневые компрессоры. Схема работы такого компрессора показана на рис. Ш.5.
Сжатие газа обеспечивается поршнем (3) при его движении вверх по цилиндру (4).
Перемещение поршня обеспечивается электродвигателем через коленчатый вал (6) и шатун (5).
Всасывающие и выпускные клапаны открываются и закрываются под действием давления газа.
Фаза всасывания хладагента показана на рис. Ш.5, а. Поршень (3) начинает опускаться в цилиндре (4) от верхней т.н. «мертвой точки». При движении поршня вниз, над поршнем создается разрежение и парообразный хладагент через открытый впускной клапан (10) всасывается в цилиндр.
Фаза сжатия и выпуска разогретого пара высокого давления показана на рис. Ш.5, 6. Поршень двигается в цилиндре вверх и сжимает пар. Выпускной клапан (1) открывается, и пар под давлением выходит из компрессора. Конструкция цилиндра такова, что поршень никогда не касается головки клапанов (10), всегда оставляя некоторое свободное пространство, называемое «мертвым объемом».
Поршневые компрессоры производятся в различных модификациях. В зависимости от типа конструкции и от типа электродвигателя различают компрессоры:
герметичные
полугерметичные
открытые. В герметичных
компрессорах электродвигатель и компрессор расположены в едином герметичном корпусе. Мощность таких компрес-
GO
Типы кондиционеров
соров может составлять 1,7-35 кВт. Они широко используются в холодильных машинах малой и средней мощности. Типовой герметичный компрессор показан нарис. ІІІ.5, в.
В полугерметичных компрессорах электродвигатель и компрессор закрыты, соединены напрямую и расположены по горизонтали в едином разборном контейнере. Эти компрессора производятся в широкой гамме мощностей от 30 до 300 кВт. В случае повреждения можно вынимать электродвигатель, получая доступ к клапанам, поршню, шатунам и другим поврежденным частям.
Они широко применяются в холодильных машинах средней и средне-большой мощности (рис. 7/7.5, г).
В открытых компрессорах электродвигатель расположен снаружи (вал с соответствующими сальниками выведен за пределы
корпуса). Соединение электродвигателя с Рис. Ш.5, в
Герметичный компрессором может быть прямым (в ли- компрессор
нию) либо через трансмиссию.
Охлаждение электродвигателя герметичных и полугерметичных компрессоров производится самим же всасываемым хладагентом.
Регулирование мощности холодильной установки может выполняться как в режиме «пуск-остановка», так и с плавной регулировкой скорости вращения компрессора, с использованием специальных устройств, называемых инверторами.
В полугерметичных компрессорах регулирование мощности может обеспечиваться также перепуском газа с выхода на вход либо закрытием всасывающего клапана одного или нескольких цилиндров.
Для привода компрессора используются, в зависимости от мощности, однофазные с конденсаторным пуском или трехфазные электродвигатели.
Основным недостатком поршневого компрессора является наличие пульсаций давления паров хладагента на выходе из компрессора, а также большие пусковые нагрузки. Поэтому электродвигатель должен иметь запас мощности для пуска компрессора и иметь акустическую защиту для снижения уровня шума.
компрессор
Количество запусков компрессора является наиболее критичным для его срока службы. Именно на режиме запуска проис- pUc. III.5, г ходит большее количество отказов, поэтому Полу герметичный система управления холодильной машины ограничивает время между повторными пусками компрессора (как правило, не менее 6 мин) и время между остановом и повторным пуском (2-4 мин).
Ротационные компрессоры вращения >.
Ротационные компрессоры осуществляют всасывание и сжатие газа с помощью вращательного движения пластин.
В ротационных, так же, как в спиральных и винтовых, существенно снижены пульсации давления и пусковые токи за счет вра-
It
щательного движения рабочих органов. Кроме того, поскольку такие компрессоры не имеют масляного картера, то значительно снижается опасность выброса масла при запуске компрессора.
Рис.Ш.6.
Компрессор
Ротационные компрессоры производятся в двух вариантах: со стационарными пла-
ротационный стинами {рис. Ш.6) и с вращающимися пла-с неподвижной
пластиной стинами {рис. Ш.7).
Спиральные компрессоры SCROLL
Спиральные компрессоры появились несколько лет назад и нашли широкое применение в холодильных машинах малой и средней мощности.
Компрессор состоит из двух стальных спиралей, расширяющихся от центра к краю цилиндра и вставленных одна в дру-
газом имеющегося пространства;
б начало сжатия и начало всасывания;
в продолжение сжатия и всасывания;
г завершение сжатия и окончательное заполнение газом существующего пространства.
Рис. Ш.7.
Ротационный
компрессор
с двумя подвижными
пластинами
В компрессоре со стационарными пластинами на роторе двигателя установлен эксцентрик. При вращении ротора эксцентрик обкатывается по внутренней поверхности цилиндра, сжимая перед собой очередную порцию хладоагента. Пластины разделяют зоны высокого и низкого давления.
Последовательные циклы всасывания и сжатия схематично показаны нарис Ш.6, в-г.
В компрессорах с вращающимися пластинами см. рис. Ш.7 используется ротор (1), на котором установлены две или несколько пластин.
гую. Одна из спиралей закреплена неподвижно {1), вокруг нее вращается спираль подвижная (2).
Профиль спиралей образован кривой, которая в математике называется «эвольвентой». К примеру, зубчатые колеса шестерен имеют такой же профиль, благодаря которому в месте контакта зубья перекатываются друг по другу без проскальзывания.
В компрессоре SCROLL подвижная спираль (2) установлена на эксцентрике и при вращении ее внешняя поверхность как бы катится по внутренней поверхности непо-
a |
заполнение газом |
|
имеющегося |
|
пространства |
б |
начало сжатия |
|
и начало |
|
всасывания |
в |
завершение |
|
сжатия |
|
и всасывания |
г |
начало |
|
всасывания |
|
и начало |
|
сжатия |
Ось ротора смещена относительно оси ци- движной спирали (1). Благодаря этому точ-
линдра (2). Две пластины {1) образуют две ка контакта обеих спиралей постепенно
четко разграниченные зоны: высокого и низ- перемещается от периферии к центру, сжи-
кого давления. Цикл всасывания и сжатия мая перед собой пары хладагента и вытес-
показан на рис. Ш.7, а-г. няя их в центральное отверстие (3) в верх-
62
Типы кондиционеров
Рис.
Я/. 8.
Схема
компрессора
SCROLL
Пары хладагента поступают через входной штуцер (5) в цилиндрической части, охлаждают электродвигатель (6), сжимаются в спиралях (і) и (2) и выходят через подающий штуцер (7) в верхней части компрессора.
Естественно, в технологическом плане компрессор SCROLL более сложен, поскольку необходимо обеспечить герметичность по торцам спиралей и очень точное прилегание профилей спиралей. Поэтому пока такие компрессоры устанавливаются на холодильных машинах малой и средней мощности от 5 до 40 кВт.
Однако в перспективе предусматривается повышение их мощности.
Винтовые компрессоры
Винтовые компрессоры нашли широкое применение в холодильных машинах большой мощности от 160 до 3500 кВт.
Компрессоры выполняются в двух различных модификациях:
с одинарным винтом;
с двойным винтом.
В моделях с одинарным винтом используются одна или две шестерни-сателлиты, подсоединенные с боков к ротору. Ротор и шестерни располагаются в соответствующем картере. Схематическое изображение компрессора этого типа показано на рис. Ш.9.
Сжатие паров хладагента обеспечивается по принципу, используемому в шестеренчатых насосах, с помощью вращающихся в разные стороны роторов (/) и (2). Вращение роторов обеспечивается центральным ротором (3), выполненным в виде винта.
63