загрузка...
 
4.3 Експлуатація й робочі режими холодильних агрегатів зі спіральним компресором 4.3.1 Принцип дії спірального компресора
Повернутись до змісту

4.3 Експлуатація й робочі режими холодильних агрегатів зі спіральним компресором 4.3.1 Принцип дії спірального компресора

Спіральний компресор складається з інвольвентних або архімедових спіралей, ведучого вала з ексцентриком, корпусу й інших елементів для забезпечення заданого руху й правильної взаємодії деталей компресора.

Основними деталями конструкції є рухома й нерухома спіралі. Рухома спіраль робить ексцентрично-коливальний рух усередині нерухомої, при цьому холодоагент, захоплюваний з периферії спіралей, стискається порціями й рухається до центра, досягаючи максимального тиску при змиканні спіралей, після чого виштовхується через отвір у нерухомій спіралі. Спіралі не мають точок дотику, між ними зберігаються мінімальні зазори. Це обумовлює довговічність роботи спіралей, але разом із тим висуває тверді вимоги до точності виготовлення всієї конструкції.

Між спіралями утворяться дві (або більше) парні замкнуті порожнини з об’ємами, що змінюються при їх відносному русі. На рисунку 4.8 наведені три зовнішні порожнини 1, 2 й 3, заповнені паром і з'єднані з вікном нагнітання 4.

 

Рисунок 4.8 – Принцип дії спірального компресора: 1 - область середнього тиску; 2 - область низького тиску; 3 - область високого тиску; 4 - вікно нагнітання

Взаємні положення спіралей при переміщенні рухомої спіралі по коловій орбіті через 90° наведені на рисунку 4.9. Робочий цикл спірального компресора здійснюється за один оберт (прохід) рухомої спіралі по своїй орбіті. При стисканні пари за рахунок відносного руху спіралей (верхня - рухома, нижня - нерухома) парові (газові) порожнини між двома складовими поступово переміщаються до центра двох спіралей, одночасно зменшуючись в об’ємі. Коли порожнина досягає центра спіралі, холодоагент, перебуваючи під високим тиском, випускається назовні через отвір, розташований у центрі. З кожним обертом спіралі всі різні ємності підлягають одночасному і у той самий час симетричному стисканню, створюючи дуже рівномірний процес, вільний від пульсації. Від фази всмоктування (на периферії спіралі) до фази нагнітання (у центрі) процес фактично постійний.

 

а)б)

в)г)

Рисунок 4.9 – Взаємне положення спіралей при переміщенні рухомої спіралі по коловій орбіті через 900 : а) ?=00; б) ?=900; в) ?=1800; г) ?=2700

Розглянутий принцип роботи спірального компресора дозволяє йому мати такі відмінні від поршневого компресора характеристики:

• відсутність усмоктувального і нагнітального клапанів, що є важливою перевагою порівняно з поршневими компресорами;

• відсутність зниження тиску, викликаного роботою клапанів, і, як наслідок, підвищення енергетичної ефективності холодильного циклу;

• зниження загального рівня шуму через відсутність клапанів, що викликають удари по робочій поверхні клапанної дошки;

• відсутність мертвого простору, у результаті чого об'ємна продуктивність наближається до 100 %.

Спіральні компресори запускаються без навантаження, навіть коли тиск у контурі не вирівняний. Це можливо при використанні зворотного клапана на лінії нагнітання компресора. Клапан закритий при непрацюючому компресорі. В цьому випадку в картері компресора перебуває стиснутий газ, що пройшов через спіралі компресора. В результаті відбувається вирівнювання внутрішнього тиску. Коли компресор зупинений, обидві спіралі розділені.

При повторному запуску компресор не перебуває під навантаженням, тому що тиск зростає поступово, і тільки коли він перевищує тиск у нагнітальній лінії, клапан відкривається й безперервність контуру відновлюється. Тому навантаження на електродвигун при пуску мінімальні, тим самим збільшується строк експлуатації компресора. Стартові характеристики також високі при низькій напрузі в однофазному електродвигуні, що може бути використаний без стартового конденсатора або реле. Ще одна перевага спіральних компресорів - низький рівень вібрацій під час роботи, в результаті чого відбувається рівномірне всмоктування й стискування пари. Крім того, при з'єднанні холодильного контуру з компресором вібрація значно зменшується, що також збільшує строк експлуатації холодильної системи в цілому.

До недоліків спіральних компресорів відносять:

• високий технологічний рівень виробництва спіралей компресора;

• більш складний газодинамічний розрахунок із урахуванням складної системи діючих сил - осьових, тангенціальних, відцентрових.



загрузка...