1. Порівняно з поршневими холодильними компресорами, гвинтові холодильні компресори мають низку переваг, таких як висока швидкість, мала вага, малий об'єм, компактні розміри та низька пульсація вихлопних газів.
2. Гвинтовий холодильний компресор не має зворотно-поступальної сили інерції маси, має хороші динамічні збалансовані характеристики, стабільну роботу, невелику вібрацію основи та невеликий фундамент.
3. Гвинтовий холодильний компресор має просту конструкцію та невелику кількість деталей. Він не містить зношуваних деталей, таких як повітряні клапани та поршневі кільця. Його основні деталі тертя, такі як ротори та підшипники, мають відносно високу міцність та зносостійкість, а також хороші умови змащування, тому обсяг обробки менший, витрата матеріалу низька, робочий цикл тривалий, використання відносно надійне, обслуговування просте, а автоматизація роботи є перевагою.
4. Порівняно зі швидкісним компресором, гвинтовий компресор має характеристики примусової подачі газу, тобто робочий об'єм майже не залежить від тиску нагнітання, і немає явища кидка при невеликому робочому об'ємі. У межах діапазону умов ефективність все ще може підтримуватися високою.
5. Для регулювання використовується ковзний клапан, який дозволяє здійснювати безступеневе регулювання енергії.
6. Гвинтовий компресор не чутливий до впускної рідини та може охолоджуватися за допомогою впорскування оливи, тому за однакового коефіцієнта тиску температура вихлопних газів значно нижча, ніж у поршневого типу, тому коефіцієнт тиску одноступеневого типу вищий.
7. Немає об'єму зазору, тому об'ємна ефективність висока.
Принцип роботи та конструкція гвинтового компресора:
1. Процес інгаляції:
Впускний отвір на стороні впуску гвинтового компресора повинен бути спроектований таким чином, щоб камера стиснення могла повністю вдихати повітря, тоді як гвинтовий повітряний компресор не має групи впускних та випускних клапанів, а впускне повітря регулюється лише відкриттям та закриттям регулюючого клапана. Під час обертання ротора простір зубчастих канавок основного та допоміжного роторів є найбільшим, коли він досягає отвору впускної торцевої стінки. Повітря повністю випускається, і коли випуск закінчується, зубчаста канавка знаходиться у вакуумному стані. Коли воно повертається до впускного отвору для повітря, зовнішнє повітря всмоктується та надходить у зубчасті канавки основного та допоміжного роторів вздовж осьового напрямку. Нагадування про технічне обслуговування гвинтового повітряного компресора: Коли повітря повністю заповнює зубчасту канавку, торцева поверхня впускної сторони ротора повертається від впускного отвору для повітря корпусу, і повітря між зубчастими канавками герметизується.
2. Процес закриття та транспортування:
Коли основний та допоміжний ротори вдихають, вершини зубів основного та допоміжного роторів герметизуються корпусом, а повітря герметизується в канавках зубів і більше не витікає, тобто [процес герметизації]. Два ротори продовжують обертатися, а гребені зубів та канавки зубів збігаються на всмоктувальному кінці, а відповідні поверхні поступово рухаються до випускного кінця.
3. Процес стиснення та впорскування палива:
Під час процесу транспортування поверхня зачеплення поступово рухається до вихлопного кінця, тобто зубчаста канавка між поверхнею зачеплення та випускним отвором поступово зменшується, газ у зубчастій канавці поступово стискається, а тиск збільшується, що і є [процесом стиснення]. Під час стиснення мастило також розпилюється в камеру стиснення через різницю тисків, змішуючись з повітрям у камері.
4. Процес вихлопу:
Коли зачіпна торцева поверхня ротора повертається, щоб з'єднатися з вихлопним отвором корпусу (тиск стисненого газу в цей момент є найвищим), стиснений газ починає виходити, доки зачіпна поверхня гребеня зуба та канавка зуба не перемістяться до вихлопного отвору. У цей час відстань між зачіпною поверхнею двох роторів та вихлопним отвором корпусу дорівнює нулю, тобто процес вихлопу завершено. У той же час довжина зачіпної поверхні ротора та вхідним отвором для повітря в корпус досягає максимуму. Після цього процес вдиху знову триває.
1. Повністю закритий гвинтовий компресор
Корпус виготовлений з високоякісного чавуну з низькою пористістю та невеликою термічною деформацією; корпус має двостінну конструкцію з внутрішніми випускними каналами, що забезпечує високу міцність та хороший ефект шумозаглушення; внутрішні та зовнішні сили корпусу в основному збалансовані, без відкритого або напівзакритого положення, що дозволяє витримувати ризик високого тиску; корпус має сталеву конструкцію з високою міцністю, гарним зовнішнім виглядом та малою вагою. Завдяки вертикальній конструкції компресор займає невелику площу, що сприяє багатоголовковій конструкції чилера; нижній підшипник занурений у масляний бак, добре змащений; осьова сила ротора зменшена на 50% порівняно з напівзакритим та відкритим типом (вал двигуна з боку випуску, функція балансування); відсутність ризику горизонтального консолі двигуна, висока надійність; уникнення впливу гвинтового ротора, золотникового клапана, власної ваги ротора двигуна на точність узгодження, підвищення надійності; хороший процес складання. Вертикальна конструкція гвинтового насоса без використання олії запобігає дефіциту олії під час роботи або зупинки компресора. Нижній підшипник повністю занурений у масляний бак, а верхній підшипник використовує подачу оливи з перепадом тиску; потреба в перепаді тиску в системі низька, і він виконує функцію захисту від змащення підшипника у разі надзвичайної ситуації, запобігаючи відсутності змащення підшипника, що сприяє запуску агрегату в перехідні сезони.
Недоліки: застосовується охолодження вихлопних газів, а двигун знаходиться у випускному отворі, що може легко призвести до перегорання обмотки двигуна; крім того, її неможливо вчасно усунути у разі виникнення несправності.
2. Напівгерметичний гвинтовий компресор
Двигун охолоджується розпиленням рідини, що забезпечує низьку робочу температуру двигуна та тривалий термін служби; відкритий компресор використовує двигун з повітряним охолодженням, що призводить до високої робочої температури двигуна, що впливає на термін служби двигуна, а також погані умови роботи в машинному відділенні; двигун охолоджується вихлопними газами, що призводить до дуже високої робочої температури двигуна, що призводить до короткого терміну служби. Як правило, зовнішній масловіддільник має великий об'єм, але його ефективність дуже висока; вбудований масловіддільник поєднаний з компресором, і його об'єм невеликий, тому ефект відносно слабкий. Ефект вторинного масловідділення може досягати 99,999%, що забезпечує хороше змащування компресора за різних робочих умов.
Однак, напівгерметичний гвинтовий компресор плунжерного типу прискорюється завдяки зубчастій передачі, швидкість висока (близько 12 000 об/хв), знос великий, а надійність низька.
3. Відкрити гвинтовий компресор
Переваги відкритого блоку полягають у наступному:
1) Компресор відокремлений від двигуна, що дозволяє використовувати компресор у ширшому діапазоні;
2) Один і той самий компресор можна використовувати з різними холодоагентами. Окрім галогенованих вуглеводневих холодоагентів, як холодоагент можна використовувати також аміак, змінюючи матеріали деяких деталей;
3) Двигуни різної потужності можуть бути оснащені відповідно до різних холодоагентів та умов експлуатації.
4) Відкритий тип також поділяється на одногвинтовий та двогвинтовий
Одногвинтовий компресор складається з циліндричного гвинта та двох симетрично розташованих плоских зіркоподібних коліс, встановлених у корпусі. Паз гвинта, внутрішня стінка корпусу (циліндра) та зубці зіркоподібної шестерні утворюють замкнутий об'єм. Потужність передається на вал гвинта, а зіркоподібне колесо обертається ним. Газ (робоча рідина) надходить у паз гвинта з всмоктувальної камери та після стиснення виходить через випускний отвір та випускну камеру. Роль зіркоподібного колеса еквівалентна ролі поршня поршневого компресора. Коли зубці зіркоподібного колеса рухаються відносно в пазу гвинта, замкнутий об'єм поступово зменшується, і газ стискається.
Принцип роботи гвинтового компресора та порівняння повністю закритих, напівгерметичних та відкритих типів
Гвинт одногвинтового компресора має 6 канавок, а зіркоподібне колесо має 11 зубців, що еквівалентно 6 циліндрам. Два зіркоподібні колеса одночасно входять у зачеплення з канавками гвинта. Таким чином, кожен оберт гвинта еквівалентний роботі 12 циліндрів.
Як усім відомо, гвинтові компресори (включаючи двогвинтові та одногвинтові) складають найбільшу частку роторних компресорів. З точки зору міжнародного ринку, протягом 20 років, з 1963 по 1983 рік, річний темп зростання продажів гвинтових компресорів у світі становив 30%. Наразі двогвинтові компресори складають 80% компресорів середньої потужності в Японії, Європі та Сполучених Штатах. Для порівняння, одногвинтові та двогвинтові компресори в одному робочому діапазоні двогвинтові компресори складають понад 80% всього ринку гвинтових компресорів завдяки їхній добрій технології обробки та високій надійності. Гвинтові компресори складають менше 20%. Нижче наведено коротке порівняння цих двох компресорів.
1. Структура
Гвинт і зіркоподібне колесо одногвинтового компресора належать до пари сферичних черв'ячних пар, а вал гвинта та вал зіркоподібного колеса повинні бути вертикальними в просторі; охоплюючий та зовнішній ротори двогвинтового компресора еквівалентні парі зубчастих коліс, а зовнішній та зовнішній вали ротора розташовані паралельно. Конструктивно точність взаємодії між гвинтом і зіркоподібним колесом одногвинтового компресора важко гарантувати, тому надійність усієї машини нижча, ніж у двогвинтового.
2. Режим водіння
Обидва типи компресорів можуть бути безпосередньо підключені до двигуна або приводитися в рух ремінним шківом. Коли швидкість двогвинтового компресора висока, необхідно збільшити швидкість передачі.
3. Метод регулювання холодопродуктивності
Методи регулювання об'єму повітря в обох компресорах в основному однакові, обидва можуть використовувати плавне регулювання золотника або ступінчасте регулювання плунжера. Коли для регулювання використовується золотник, двогвинтовому компресору потрібен один золотник, тоді як одногвинтовому компресору потрібно два золотники одночасно, тому конструкція ускладнюється, а надійність знижується.
4. Виробничі витрати
Одногвинтовий компресор: Звичайні підшипники можна використовувати для гвинтових та зіркоподібних підшипників, а вартість виробництва є відносно низькою.
Двогвинтовий компресор: Через відносно велике навантаження на двогвинтові ротори необхідно використовувати високоточні підшипники, а вартість виробництва є відносно високою.
5. Надійність
Одногвинтовий компресор: Зіркоподібне колесо одногвинтового компресора є вразливою деталлю. Окрім високих вимог до матеріалу зіркоподібного колеса, його також необхідно регулярно замінювати.
Двогвинтовий компресор: У двогвинтовому компресорі немає зношуваних деталей, а час безвідмовної роботи може сягати від 40 000 до 80 000 годин.
6. Монтаж та обслуговування
Оскільки гвинтовий вал і вал зіркоподібного колеса одногвинтового компресора повинні бути вертикальними в просторі, вимоги до точності осьового та радіального положення дуже високі, тому зручність складання та обслуговування одногвинтового компресора нижча, ніж у двогвинтового компресора.
Основні недоліки відкритого блоку:
(1) Ущільнення вала легко протікає, що також є предметом частого обслуговування користувачами;
(2) Обладнаний двигун обертається з високою швидкістю, шум повітряного потоку великий, а шум самого компресора також відносно великий, що впливає на навколишнє середовище;
(3) Складні компоненти масляної системи, такі як окремі масловіддільники та масляні охолоджувачі, потребують налаштування, а сам пристрій є громіздким та незручним у використанні та обслуговуванні.
Чотири-, тригвинтові компресори
Унікальна геометрична структура трироторного компресора визначає його нижчий коефіцієнт витоку, ніж у двороторного компресора; трироторний гвинтовий компресор може значно зменшити навантаження на підшипник; зменшення навантаження на підшипник збільшує площу вихлопу, тим самим підвищуючи ефективність; дуже важливо зменшити витік агрегату за будь-якого навантаження, особливо під час роботи з частковим навантаженням, коли вплив ще більший.
Саморегулювання навантаження: Коли система змінюється, датчик швидко реагує, а контролер виконує відповідні розрахунки, щоб швидко та правильно саморегулюватися; саморегулювання не обмежується приводами, напрямними лопатками, електромагнітними клапанами та заслінками, і може бути виконане безпосередньо, швидко та надійно.
Час публікації: 10 лютого 2023 р.
