Применение и принцип работы холодильных агрегатов на спиральных компрессорах

Техника для охлаждения обладает способностью отводить тепло от разнообразных объектов. Применение и принцип работы холодильных агрегатов на спиральных компрессорах заключается в том, чтобы используя электроэнергию, забирать от объектов теплый воздух и перемещать его к охлаждающим жидкостям или воздуху, у которого должен быть более высокий уровень температур в отличие от объекта, который охлаждается.

Для того чтобы охладить воду или водный раствор, возможно использование чиллеров или технологичных машин для выработки холода. В основном их использование распространяется на то, чтобы обеспечить основные режимы для охлаждения, замораживания и сохранения разнообразных продуктов в системе кондиционирования воздуха, линии по разливу и камере для охлаждения.

Спиральный компрессор
Спиральный компрессор

Установка по выработке холода представляет собой комплексную систему, которая применяется для того, чтобы поддерживать в объектах низший температурный режим, чем у окружающего воздуха. Основными их компонентами являются одна или несколько холодильных машин, состоящие из необходимого вспомогательного оборудования. Агрегат для охлаждения объектов образуется из объединения необходимых составляющих в единую систему.

Компрессор и его основные виды

Компрессоры являются важным звеном в системах охлаждения объектов. Они предназначены для того, чтобы нагнетать рабочее тело при различных процессах. Под понятием нагнетания подразумеваются не только процессы по подаче тела, но и повышение его давления.

Рабочее тело состоит из газов и паров от разных веществ.

Компрессоры могут быть:

  • лопаточными;
  • объемными.

При функционировании механизмов лопаточного типа давление повышается по причине того, что кинетическая энергия в рабочем теле преобразуется до потенциальной.

Давление увеличивается за счет того, что рабочее тело, проходя через лопаточные каналы, набирает достаточно большую скорость, а при прохождении диффузора её снижает.

Спираль компрессора
Спираль компрессора

Лопаточные устройства, в свою очередь, бывают центробежными и осевыми.

Объемные компрессоры повышают показатели давления путем снижения объемов.

Компрессоры в машинах для охлаждения можно назвать насосами и они занимаются перекачиванием холодильного агента по трубопроводным системам, составляющие части которых заставляет работать электрический двигатель.

В большинстве случаев электрический двигатель и насосы выполняются с одним герметичным корпусом. Устанавливается компрессор снизу, под холодильным шкафом.

Его действие имеет такую последовательность:

  • в испарителе находится хладагент, который имеет парообразное состояние, а также низкий уровень давления и температурных показателей;
  • всасывается, а после сжимается холодильный агент, и повышаются его температура и показатели давления;
  • хладагент в состоянии сжатия или паров направляется в конденсатор.

Почти все модели осуществляют эту подачу с помощью ресивера.

Когда пар хладагента выходит из компрессора, показатели его давления будут колебаться в рамках 15 — 25 атмосфер, а показатели температур от 70 до 90 градусов. Это зависит от степени нагрузки.

Основные критерии оценки функциональности компрессорного механизма

Характеризуют эффективность компрессоров по следующим факторам:

Конструкция агрегата с компрессором
Конструкция агрегата с компрессором
  • степени сжатия хладона, которая определяется отношением показателей давления при выходе и при входе;
  • на основе такого понятия, как секундный объем хладагента, то есть тот объем, который нагнетается за определенное время.

Существуют несколько видов компрессоров для холодильных машин, в том числе и спиральные. При создании установок для охлаждения часто применяют именно такие устройства.

Процесс изобретения компрессора со спиралью

Спирали известны человеку несколько тысячелетий и представляют собой витки, которые закручиваются вокруг одной и той же точки. Техническое воплощение спиралей стало реальным в прошлом столетии.

В первые годы двадцатого века Леоном Круа была разработана и запатентована конструкция компрессора на их основе. В тот период времени оснащение производственных предприятий оставляло желать лучшего и реализовать технологию не удавалось. Воплотить прототип в работающую конструкцию оказалось возможным только во второй половине двадцатого века благодаря машинной обработке. Именно по этой причине техника на основе спиральных компрессоров появилось в продаже относительно недавно.

Представители крупных компаний-производителей проявили заинтересованность к новинке, поскольку механизмы на спиралях позволяли достигать хороших показателей. Испытания показали, что с применением и принципами работы холодильных агрегатов на спиральном компрессоре можно добиться высокой эффективности, которая превосходит эксплуатационные характеристики аналогов.

В 1992 году компания «Iwata Compressor» выпустила безмасляный или «сухой» компрессор на основе спиралей. К его преимуществам можно отнести возможность долговременного использования, невысокие показатели уровней шумов и вибраций.

Со временем компрессоры этого типа все больше применялись в производстве оборудований, вырабатывающих холод и систем для кондиционирования воздуха. Это происходит потому, что они отличаются высокими возможностями эксплуатирования, а также экономичны, поскольку для их сборки требуется значительно меньшее количество деталей по сравнению с другими.

В наши дни большое количество фирм-производителей представляет на рынке оборудование со спиральным компрессором. Такие установки прекрасно выдерживают все испытания и тестирования и за счет этого активно вытесняют с рынка другие конструкции.

Принцип работы агрегатов на основе компрессоров со спиралью

Работа этого вида установок осуществляется за счет следующих процессов:

Детали спирального компрессора
Детали спирального компрессора
  1. Компрессор содержит две спирали, которые находятся одна в другой и имеют особенность к расширению от центральной части к краю в процессе вращения. Причем одна из них все время пребывает в неподвижном состоянии, а вторая находится в процессе вращения вокруг первой.
  2. Профили спиралей образует герметичная кривая, которая называется эвольвента. У зубчатых колес шестеренок аналогичный геометрический профиль, который способствует перекатыванию зубьев в местах соприкосновения. Местом расположения подвижной спирали является эксцентрик.
  3. Когда одна из спиралей находится в процессе вращения, происходит взаимодействие ее наружной поверхности с внутренними поверхностями неподвижной спирали. Это позволяет парам хладагента сжиматься и вытеснять их к нагнетательному отверстию. В результате этого происходит охлаждение.

Применение установок для охлаждения со спиральными компрессорами

Агрегаты, способные вырабатывать холод, применяют в областях, которые подразумевают хранение продуктов или медикаментов. Это супермаркеты, бары, кафе, рестораны и другие заведения, где необходимо хранить продукты, которые должны сохранить свой вкус и полезные качества.

У оборудования по выработке холода есть и более масштабная область применения, например, пищевая промышленность, мясоконсервное производство, птицефабрики, молочная промышленность и прочие области пищевой индустрии, где есть необходимость в хранении продуктов с соблюдением определенного температурного режима.

Также подобные агрегаты применяют в области фармацевтики, так как многие лекарственные препараты необходимо хранить при определенной температуре.

На современных предприятиях с недавних пор появилась методика «шоковой заморозки продуктов», где установки на основе спиральных механизмов находят применение в кратковременном замораживании.

Еще одна сфера использования — это фермерское и сельское хозяйство, где также необходимо хранение продукции при определенных температурах.

Помимо хранения продуктов, подобные установки применяют на цветочных складах и в местах розничной торговли букетами. Правильное охлаждение позволяет продлить срок хранения срезанных цветов.

Широкая область применения и принципы работы холодильных агрегатов на спиральном компрессоре обеспечивают высокий уровень спроса на подобную продукцию и в наши дни произведено более двадцати миллионов подобных машин.