Винтовые компрессоры в холодильной технике

   Добрый день, Уважаемый читатель.

   В прошлый раз я выкладывал статью о внутреннем устройстве небольшого ледового катка.
   Было задано много вопросов касательно компрессора, примененного на данном объекте - его типе и принципе действия.
    Поэтому в продолжении той темы я решил подготовить небольшую зарисовку про компрессоры, примененные на этом объекте. Тем более на данный момент - это относительно малоизвестная для не специалистов технология. Речь далее пойдет о винтовых компрессорах, а точнее о винтовых компрессорах в холодильной технике.
Также данный тип компрессоров получил широкое распространение в системах сжатого воздуха.
   Винтовые компрессоры современной контрукции появились относительно недавно - примерно в середине 20-го века.
   С точки зрения классификации винтовые компрессоры относятся к классу компрессоров объемного принципа действия, и далее к группе ротационных компрессоров с двумя или более осями.

Винтовые компрессоры, как правило, содержат два ротора с сопрягающимися профилями, изготовленных в форме спиралей.Роторы вращаются внутри статора. Вращение этих подвижных узлов перемещает хладагент в газовой фазе со стороны всасывания к стороне нагнетания, при этом впадины охватывающего ротора выполняют роль цилиндра, объем которого по мере постепенного приближения к выходу сокращается, а зубья охватываемого ротора обеспечивают сжатие потока.
  По мере того как сжатый хладагент нагнетается в контур, с верхней стороны винта вновь происходит всасывание, что обеспечивает непрерывность потока.
   Набольшее распространение получили двухроторные винтовые компрессоры - здесь в основном рассматриваются именно эти компрессоры. Однороторные компрессоры не получили применения.
Компания Carrier, пожалуй, единственные из известных мне производителей, кто серийно изготовляет трех роторные винтовые компрессоры.
   В холодильной технике преимущественно применяются маслозаполненные винтовые компрессоры. Масло явлется уплотнителем для зазоров межу винтами, а также служит для отвда тепла от нагретых деталей,  для смазки трещихся деталей и прочее.
   В системах сжатого воздуха получили распространение как масляные, так и безмасляные компрессоры.

   В системах сжатого воздуха принцип абсолютно такой же.
Винтовые компрессоры очень хороши для достижения высокого перепада давления и высокой степени сжатия.

   Рисунок 1  - Винтовая пара (слева - ведущий, справа - ведомый ротор, красный - нагнетательный порт)



   Особенностью винтовых компрессоров является наличие золотника для регулирования производительности, которая регулируется, как правило ступенчато: 25-50-75-100%.

   В холодильной технике винтовые компрессоры получили широкое распространение в крупных системах кондиционирования (водоохлаждающие установки - чиллеры), в низкотемпературных системах относительно больших мощностей. Также данные компрессоры нашли широкое применение в транспортных системах.

   В мире насчитывается не так много производителей винтовых компрессоров для холодильной техники и систем кондиционирования - это Carrier, Gea Grasso, Bitzer - это наиболее известные бренды на российском рынке.

   Рисунок 2 - Открытый винтовой компрессор GEA Grasso - очень хорошо видна винтовая пара. Подразумевается установка внешнего привода (электродвигателя)




   Применение винтовых компрессоров в холодильных системах обеспечивает более высокой производительностью данных компрессоров относительно более распространенных поршневых компрессоров и соответственно более низкой стоимостью.
   Применение винтовых компрессоров наиболее рационально в областях средних и больших производительностей. Хотя в последнее время наблюдается активное применение винтовых компрессоров в транспортных системах, хотя они на данный момент являются более дорогими. Также применение винтовых компрессоров крайне оправданно для достижения низких температур, которые могут быть достигнуты только в двухступечатом цикле сжатия поршневыми компрессорами.

   Рисунок 3 - Один из самых распространенных винтовых холодильных компрессоров на Российском рынке - полугерметичных винтовой компрессор Bitzer серии HS. Видно, что винтовая пара и статор расположены в одном корпусе.




Анимационный вид винтового холодильного полугерметичного компрессора Bitzer - именно такие компрессораы получили распространения на ледовых катках:



   В настоящее время винтовые компрессоры находят все более широкое применение в холодильной технике.

При написании данного поста использовался "Учебник по холодильной технике"  Польманн А.С.