Преимущества и недостатки поршневых компрессоров

 

Поршневые компрессоры при холодопроизводительности до 300кВт имеют следующие преимущества и недостатки.

Преимущества:

1. Более высокие объемные и энергетические показатели.

2. Меньшие массогабаритные показатели.

3. Высокая технологичность конструкции.

4. Хорошая взаимозаменяемость узлов и деталей компрессора.

5. Упрощение конструкции с уменьшением холодопроизводительности компрессора.

6. Возможность работы на различных холодильных агентах.

7. Более высокое отношение давления в одной ступени сжатия.

Недостатки:

1.Малая уравновешенность конструкции.

2.Сложность конструкции.

3.Меньшая надежность работы компрессора.

4.Большое наличие пар трения в компрессоре.

5. Наличие смазочного масла в сжимаемом паре холодильного агента, выходящего из компрессора.

6.Более низкое давление всасывания при одинаковой температуре кипения в испарителе.

7. Наличие пульсации потоков во всасывающем и нагнетательном трубопроводах.

Винтовые холодильные компрессоры

Винтовые компрессоры относятся к компрессорам объемного принципа действия. Рабочим органом винтовых компрессоров являются роторы или винты.

В компрессорах отсутствуют всасывающий и нагнетательный клапан, вместо них имеются всасывающие и нагнетательные окна.

Винтовые компрессоры – это измененная модификация роторного компрессора. Первые холодильные винтовые компрессоры появились только в 40-х годах.

Классификация винтовых компрессоров

1. По количеству роторов компрессоры делятся на однороторные, двухроторные и многороторные.

Однороторные компрессоры имеют один винт и два боковых уплотнительных диска. Преимущество таких компрессоров – простота конструкции, а недостаток - большие объемные потери из-за перетечек пара. Для уменьшения объемных потерь частоту вращения ротора увеличивают до .

Двухроторные компрессоры имеют два винта, зубья которых входят во взаимное зацепление. Такой компрессор более сложный по конструкции по сравнению с однороторным.

Многороторные винтовые компрессоры состоят из трех и более роторов. Между роторами установлены специальные многогранные вставки. Он представляет собой несколько однороторных компрессоров, соединенных вместе. Они не нашли применения в холодильной технике из-за сложной конструкции и больших объемных потерь.

2. По направлению осей роторов: вертикальные и горизонтальные.

Горизонтальные компрессоры занимают большую площадь, но значительно удобнее в обслуживании и ремонте. Вертикальные винтовые компрессоры как правило применяются в судовых холодильных установках.

3. По степени герметичности: сальниковые и бессальниковые.

Сальниковые компрессоры, как правило, применяются в аммиачных холодильных установках, а бессальниковые – в хладоновых.

4. По виду рабочего вещества: на компрессоры сухого сжатия (сухие), компрессоры мокрого сжатия (мокрые) и маслозаполненные винтовые компрессоры.

Сухие компрессоры работают на чистом паре холодильного агента без примесей. При этом увеличивается коэффициент теплопередачи теплообменных аппаратов, и уменьшаются гидравлические потери в трубопроводах. В результате чего увеличивается холодильный коэффициент. В сухих компрессорах не допускается взаимное касание винтов друг о друга (рисунок 24).

Рисунок 24 – Холодильный винтовой компрессор сухого сжатия.

1-патрубок и камера всасывания; 2-передняя крышка; 3-зубчатая пара ускорителя; 4-сальник; 5-ведущий вал ускорителя; 6-ведомый винт; 7 и 8-упорный и опорный подшипники; 9-шестерня связи; 10-задняя крышка; 11-узел уплотнения шеек винтов; 12-ведущий винт; 13-цилиндр с камерой нагнетания.

Для передачи вращения от одного ротора к другому устанавливают специальные синхронизирующие шестерни. Через зазоры между роторами и корпусом возникают большие перетечки, что приводит к значительным объемным потерям. В таких компрессорах также повышается частота вращения коленчатого вала до .

В мокрых компрессорах в полость сжатия впрыскивается жидкий холодильный агент. Жидкость уплотняет зазоры и отводит теплоту сжатия. В конце процесса сжатия весь жидкий холодильный агент выкипает. При этом уменьшаются объемные потери и уменьшается температура сжимаемого пара.

Недостатком мокрого сжатия является необходимость подачи жидкого холодильного агента из конденсатора. В испаритель поступает меньшее количество холодильного агента, что приводит к уменьшению холодопроизводительности холодильной машины.

В маслозаполненных компрессорах в полость сжатия впрыскивается жидкое масло. В таких компрессорах разрешается взаимное касание зубьев ротора, отсутствуют синхронизирующие шестерни (рисунок 25).

Рисунок 25 – Винтовой маслозаполненный холодильный компрессор

 

Масло выполняет три функции:

1. Уменьшает мощность трения

2. Уплотняет зазоры между ротором и корпусом

3. Отводит теплоту сжатия.

Недостатком таких компрессоров является наличие сложной масляной системы с маслоотделителем, маслосборником, маслоохладителем, масляным насосом, трубопроводов, запорной арматуры.