Приобрести-Сплит-Систему | Вызвать-Мужа-На-Час | Заказать-Монтаж-Кондиционера
Устройство и принцип работы компрессора кондиционера
11 июнь 2022, 22:40, 218, 0
Компрессор является одним из четырех основных элементов, без которого не осуществляется холодильный цикл. Именно компрессор отвечает за циркуляцию холодильного агента по холодильному контуру кондиционера. Компрессор всасывает газообразный холодильный агент низкого давления, сжимает его и в газообразном состоянии под высоким давлением нагнетает в воздушный конденсатор. Компрессор для кондиционера должен обладать еще одной особенностью в сравнении с аналогами, которые работают при более низких температурах кипения, – вибрацией. Он должен работать с минимальным уровнем вибрации, и это ограничивает применение некоторых типов компрессоров в системах кондиционирования.
На фото: Виды компрессоров кондиционера
Все компрессоры можно разделить на две группы по принципу действия относительно холодильного агента:
поточного принципа действия;
объемного принципа действия.
По степени герметичности корпуса компрессора:
герметичные;
бессальниковые (полугерметичные);
сальниковые (открытого типа).
По типу механизма движения все компрессоры можно разделить на:
аксиальные;
поршневые;
ротационные (роторные);
спиральные;
винтовые;
центробежные (турбокомпрессора).
Эту классификацию используют для определения типа компрессора для кондиционеров.
Наружные блоки этого вида кондиционеров в основном монтируются на стенах зданий, на крышах или рядом со зданием. Если наружный блок будет создавать сильную вибрацию во время работы, то все крепления для них могут разрушаться. Поэтому компрессор применяется только в герметичном исполнении, где его корпус и сам электродвигатель, приводящий в движение компрессор, находятся в едином, плотно запаянном корпусе. Чтобы уменьшить вибрацию применяется компрессор ротационного или спирального типа.
Есть отдельный вид компрессоров, который используется в автомобильных кондиционерах, – аксиальные. Они компактные, малой и средней производительности и при работе минимально вибрируют.
Этот тип кондиционеров объединяет разные виды оборудования. Это и мультизональные системы, и системы чиллер-фанкойл, крышные кондиционеры, сплит-системы большой производительности, компрессорно-конденсаторные блоки, прецизионные кондиционеры. Такие кондиционеры, как правило, имеют большую производительность – от 20 до 7000 кВт. Чаще всего их устанавливают на крышах зданий. Также они могут размещаться на грунте непосредственно около здания, в редких случаях – внутри помещений. Мощных фундаментов для их крепления не делают и, следовательно, вибрация от их работы передается на места их установки. Поэтому основным критерием выбора компрессоров для таких кондиционеров является низкий уровень вибрации – в большинстве случаев применяются ротационные, спиральные типы компрессоров герметичного исполнения. Однако при очень большой производительности в кондиционерах применяют винтовые компрессоры в бессальниковом исполнении или реже – центробежные компрессоры.
Как видно из перечисленного, то поршневые компрессоры не применяются в системах кондиционирования из-за большой вибрации, которую они создают во время работы и для того чтобы погасить эту вибрацию необходимо заливать большие массивные фундаменты, что невозможно сделать в силу конструкций кондиционеров и мест их расположения.
Как уже было сказано выше, благодаря компактным размерам и низкому уровню вибрации эти компрессоры в основном применяются в автомобилях.
Могут быть выполнены как в герметичном, так и в сальниковом исполнении.
Принцип работы аксиального компрессора состоит в следующем.
Компрессор крепится на автомобильном двигателе. Привод осуществляется от двигателя автомобиля с помощью ременной передачи (7), а если компрессор в герметичном исполнении, то от встроенного электродвигателя (1).
Вал электродвигателя заканчивается жестко закрепленной на нем косой шайбой (2), прикрепленной под углом, на которой имеется шарнир (3), соединяющий шайбу с поршнем. При вращении вала косая шайба за счет ее установки под определенным угол передает возвратно поступательное движение поршню (4). На шайбе могут быть закреплены по несколько поршней, что позволяет при малых размерах компрессора увеличить производительность только за счет увеличения их количества.
В верхней части компрессора имеется клапанная доска и на ней установлены всасывающие (5) и нагнетательные (6) клапаны. В некоторой степени такой компрессор можно назвать и поршневым, но в нем нет классической шатунно-поршневой группы, из-за которой и создается основная вибрация.
На фото: Механизм аксиального компрессора
Это основной тип компрессора для бытовых и полупромышленных серий кондиционеров. Простой в конструкции, дешевле других компрессоров в изготовлении. Всегда выполняется в герметичном исполнении и при любой поломке не ремонтируется, а меняется на другой. В зависимости от производителя и производительности они бывают с одним или двумя роторами.
Основные детали компрессора: цилиндр (1), ротор (3), палец (4) с пружиной (5), эксцентриковый вал (8), который заканчивается эксцентриковым пальцем (2). Нагнетательный клапан (6) упругий консольный и всасывающий клапан (7). Палец (4) прижат к ротору пружиной (5), а также давлением пара, который подается в пространство над пальцем из камеры сжатия по специальным сверлениям.
Статор (9) электродвигателя запрессован в штампованный стакан (16), в котором закреплен собственно компрессор. Проходные контакты и пускозащитное реле (14) закрыты крышкой и крепятся на корпусе компрессора. Компрессор устанавливают на наружных резиновых виброизоляторах на раме (15).
Так как в самой конструкции компрессора не предусмотрена защита от попадания в него жидкого холодильного агента, то он всегда поставляется вместе с отделителем жидкости (10).
Через патрубок (12) газообразный холодильный агент поступает в отделитель жидкости (10), и далее по трубопроводам (11) на всасывание в компрессор. После сжатия в компрессоре холодильный агент по нагнетательному патрубку (13) подается в воздушный конденсатор.
На фото: Механизм ротационного компрессора
Спиральный компрессор
Основные детали спирального компрессора – герметично запаянный стальной корпус (1) совместно с электродвигателем (11), вал (2) с эксцентриком (10). Вал вращается в двух опорных подшипниках (3) и (4), находящихся на одной оси. Вместе с валом (2) вращается и эксцентрик (10) вокруг оси вала. Эксцентрик входит в спираль (5), называющуюся подвижной, поскольку она приходит в движение вместе с эксцентриком. Но вокруг своей оси она не проворачивается, этому мешает поводковое устройство (6) – муфта Олдхема. Подвижная спираль входит внутрь неподвижной спирали (7), закрепленной в корпусе компрессора. Если спиральный компрессор имеет картер низкого хладагента, то холодильный агент по всасывающему патрубку (8) попадает внутрь корпуса компрессора и сначала охлаждает своими парами электродвигатель, а далее заполняет пространство между спиралями. Объем между подвижной и неподвижной спиралью называется «парная полость». При взаимном вращении спиралей «парная полость», заполняется холодильным агентом. По мере вращения полость уменьшается в объеме, холодильный агент сжимается и через нагнетательный патрубок (9) поступает в холодильный контур.
На фото: Механизм спирального компрессора
Винтовой компрессор
Наибольшую популярность получили двухроторные винтовые маслозаполненные компрессоры. В кондиционировании они чаще применяются в бессальниковом исполнении. Компрессор состоит из корпуса (2), в котором размещается и электродвигатель (11), передней крышки (1) с камерой всасывания и задней крышки (3). В цилиндрических расточках корпуса помещаются ведущий (4) и ведомый (5) роторы, вращающиеся в опорных подшипниках скольжения (6). На средней, утолщенной, части ротора нарезаны зубья ведущего и ведомого винтов, входящие во взаимное зацепление, подобно зубчатым колесам. Осевые силы, действующие на роторы, воспринимают упорные подшипники (7, 8). В нижней части корпуса, в области сжатого пара, в цилиндрической расточке может быть помещен золотник, предназначенный для регулирования производительности компрессора в широком диапазоне: от полной до 0 %.
Холодильный агент поступает в компрессор по всасывающему патрубку (9), попадает внутрь корпуса, сначала охлаждает своими парами электродвигатель, а далее заполняет пространство между винтами. По мере вращения полость между винтами уменьшается в объеме, холодильный агент сжимается и через нагнетательный патрубок (10) поступает в холодильный контур.
На фото: Механизм винтового компрессора
Центробежный компрессор (турбокомпрессор)
Это единственный компрессор поточного типа действия, который не сжимает холодильный агент, а сам создает напор холодильного агента после себя. Устройство и принцип работы центробежных компрессоров основаны на динамическом сжатии газообразной среды. Основным элементом этого оборудования является корпус компрессора (1), внутри которого имеется вал (2) с рабочим колесом (3). Колес с лопатками (импеллеров) в зависимости от производительности может быть от одного до нескольких штук.
Пар холодильного агента после испарителя поступает во входное устройство (4), где ему придается осевое направление.
В процессе работы оборудования на частицы газа действует сила инерции, которая возникает благодаря наличию вращательного движения, совершаемого лопатками колеса (3). При этом происходит перемещение газа от центра компрессора к краю рабочего колеса, в результате чего газ сжимается и приобретает скорость. Под действием центробежных сил инерции поток выбрасывается с лопаток рабочего колеса в диффузор (5) в радиальном направлении.
Центробежный компрессор в системе кондиционирования может применяться как в сальниковом исполнении, так и в бессальниковом.
На фото: Механизм центробежного компрессора
P.S.: В статье используются правильные (академические) названия типов компрессоров. В среде проектировщиков, монтажников могут применяться несколько другие, не совсем корректные названия, они в тексте выделены курсивом.
На фото: Виды компрессоров кондиционера
Все компрессоры можно разделить на две группы по принципу действия относительно холодильного агента:
поточного принципа действия;
объемного принципа действия.
По степени герметичности корпуса компрессора:
герметичные;
бессальниковые (полугерметичные);
сальниковые (открытого типа).
По типу механизма движения все компрессоры можно разделить на:
аксиальные;
поршневые;
ротационные (роторные);
спиральные;
винтовые;
центробежные (турбокомпрессора).
Эту классификацию используют для определения типа компрессора для кондиционеров.
Бытовые и полупромышленные кондиционеры
Наружные блоки этого вида кондиционеров в основном монтируются на стенах зданий, на крышах или рядом со зданием. Если наружный блок будет создавать сильную вибрацию во время работы, то все крепления для них могут разрушаться. Поэтому компрессор применяется только в герметичном исполнении, где его корпус и сам электродвигатель, приводящий в движение компрессор, находятся в едином, плотно запаянном корпусе. Чтобы уменьшить вибрацию применяется компрессор ротационного или спирального типа.
Есть отдельный вид компрессоров, который используется в автомобильных кондиционерах, – аксиальные. Они компактные, малой и средней производительности и при работе минимально вибрируют.
Промышленные кондиционеры
Этот тип кондиционеров объединяет разные виды оборудования. Это и мультизональные системы, и системы чиллер-фанкойл, крышные кондиционеры, сплит-системы большой производительности, компрессорно-конденсаторные блоки, прецизионные кондиционеры. Такие кондиционеры, как правило, имеют большую производительность – от 20 до 7000 кВт. Чаще всего их устанавливают на крышах зданий. Также они могут размещаться на грунте непосредственно около здания, в редких случаях – внутри помещений. Мощных фундаментов для их крепления не делают и, следовательно, вибрация от их работы передается на места их установки. Поэтому основным критерием выбора компрессоров для таких кондиционеров является низкий уровень вибрации – в большинстве случаев применяются ротационные, спиральные типы компрессоров герметичного исполнения. Однако при очень большой производительности в кондиционерах применяют винтовые компрессоры в бессальниковом исполнении или реже – центробежные компрессоры.
Как видно из перечисленного, то поршневые компрессоры не применяются в системах кондиционирования из-за большой вибрации, которую они создают во время работы и для того чтобы погасить эту вибрацию необходимо заливать большие массивные фундаменты, что невозможно сделать в силу конструкций кондиционеров и мест их расположения.
Аксиальный компрессор
Как уже было сказано выше, благодаря компактным размерам и низкому уровню вибрации эти компрессоры в основном применяются в автомобилях.
Могут быть выполнены как в герметичном, так и в сальниковом исполнении.
Принцип работы аксиального компрессора состоит в следующем.
Компрессор крепится на автомобильном двигателе. Привод осуществляется от двигателя автомобиля с помощью ременной передачи (7), а если компрессор в герметичном исполнении, то от встроенного электродвигателя (1).
Вал электродвигателя заканчивается жестко закрепленной на нем косой шайбой (2), прикрепленной под углом, на которой имеется шарнир (3), соединяющий шайбу с поршнем. При вращении вала косая шайба за счет ее установки под определенным угол передает возвратно поступательное движение поршню (4). На шайбе могут быть закреплены по несколько поршней, что позволяет при малых размерах компрессора увеличить производительность только за счет увеличения их количества.
В верхней части компрессора имеется клапанная доска и на ней установлены всасывающие (5) и нагнетательные (6) клапаны. В некоторой степени такой компрессор можно назвать и поршневым, но в нем нет классической шатунно-поршневой группы, из-за которой и создается основная вибрация.
На фото: Механизм аксиального компрессора
Ротационный компрессор (роторный)
Это основной тип компрессора для бытовых и полупромышленных серий кондиционеров. Простой в конструкции, дешевле других компрессоров в изготовлении. Всегда выполняется в герметичном исполнении и при любой поломке не ремонтируется, а меняется на другой. В зависимости от производителя и производительности они бывают с одним или двумя роторами.
Основные детали компрессора: цилиндр (1), ротор (3), палец (4) с пружиной (5), эксцентриковый вал (8), который заканчивается эксцентриковым пальцем (2). Нагнетательный клапан (6) упругий консольный и всасывающий клапан (7). Палец (4) прижат к ротору пружиной (5), а также давлением пара, который подается в пространство над пальцем из камеры сжатия по специальным сверлениям.
Статор (9) электродвигателя запрессован в штампованный стакан (16), в котором закреплен собственно компрессор. Проходные контакты и пускозащитное реле (14) закрыты крышкой и крепятся на корпусе компрессора. Компрессор устанавливают на наружных резиновых виброизоляторах на раме (15).
Так как в самой конструкции компрессора не предусмотрена защита от попадания в него жидкого холодильного агента, то он всегда поставляется вместе с отделителем жидкости (10).
Через патрубок (12) газообразный холодильный агент поступает в отделитель жидкости (10), и далее по трубопроводам (11) на всасывание в компрессор. После сжатия в компрессоре холодильный агент по нагнетательному патрубку (13) подается в воздушный конденсатор.
На фото: Механизм ротационного компрессора
Спиральный компрессор
Основные детали спирального компрессора – герметично запаянный стальной корпус (1) совместно с электродвигателем (11), вал (2) с эксцентриком (10). Вал вращается в двух опорных подшипниках (3) и (4), находящихся на одной оси. Вместе с валом (2) вращается и эксцентрик (10) вокруг оси вала. Эксцентрик входит в спираль (5), называющуюся подвижной, поскольку она приходит в движение вместе с эксцентриком. Но вокруг своей оси она не проворачивается, этому мешает поводковое устройство (6) – муфта Олдхема. Подвижная спираль входит внутрь неподвижной спирали (7), закрепленной в корпусе компрессора. Если спиральный компрессор имеет картер низкого хладагента, то холодильный агент по всасывающему патрубку (8) попадает внутрь корпуса компрессора и сначала охлаждает своими парами электродвигатель, а далее заполняет пространство между спиралями. Объем между подвижной и неподвижной спиралью называется «парная полость». При взаимном вращении спиралей «парная полость», заполняется холодильным агентом. По мере вращения полость уменьшается в объеме, холодильный агент сжимается и через нагнетательный патрубок (9) поступает в холодильный контур.
На фото: Механизм спирального компрессора
Винтовой компрессор
Наибольшую популярность получили двухроторные винтовые маслозаполненные компрессоры. В кондиционировании они чаще применяются в бессальниковом исполнении. Компрессор состоит из корпуса (2), в котором размещается и электродвигатель (11), передней крышки (1) с камерой всасывания и задней крышки (3). В цилиндрических расточках корпуса помещаются ведущий (4) и ведомый (5) роторы, вращающиеся в опорных подшипниках скольжения (6). На средней, утолщенной, части ротора нарезаны зубья ведущего и ведомого винтов, входящие во взаимное зацепление, подобно зубчатым колесам. Осевые силы, действующие на роторы, воспринимают упорные подшипники (7, 8). В нижней части корпуса, в области сжатого пара, в цилиндрической расточке может быть помещен золотник, предназначенный для регулирования производительности компрессора в широком диапазоне: от полной до 0 %.
Холодильный агент поступает в компрессор по всасывающему патрубку (9), попадает внутрь корпуса, сначала охлаждает своими парами электродвигатель, а далее заполняет пространство между винтами. По мере вращения полость между винтами уменьшается в объеме, холодильный агент сжимается и через нагнетательный патрубок (10) поступает в холодильный контур.
На фото: Механизм винтового компрессора
Центробежный компрессор (турбокомпрессор)
Это единственный компрессор поточного типа действия, который не сжимает холодильный агент, а сам создает напор холодильного агента после себя. Устройство и принцип работы центробежных компрессоров основаны на динамическом сжатии газообразной среды. Основным элементом этого оборудования является корпус компрессора (1), внутри которого имеется вал (2) с рабочим колесом (3). Колес с лопатками (импеллеров) в зависимости от производительности может быть от одного до нескольких штук.
Пар холодильного агента после испарителя поступает во входное устройство (4), где ему придается осевое направление.
В процессе работы оборудования на частицы газа действует сила инерции, которая возникает благодаря наличию вращательного движения, совершаемого лопатками колеса (3). При этом происходит перемещение газа от центра компрессора к краю рабочего колеса, в результате чего газ сжимается и приобретает скорость. Под действием центробежных сил инерции поток выбрасывается с лопаток рабочего колеса в диффузор (5) в радиальном направлении.
Центробежный компрессор в системе кондиционирования может применяться как в сальниковом исполнении, так и в бессальниковом.
На фото: Механизм центробежного компрессора
P.S.: В статье используются правильные (академические) названия типов компрессоров. В среде проектировщиков, монтажников могут применяться несколько другие, не совсем корректные названия, они в тексте выделены курсивом.
Источник: https://dantex.ru/articles/kompressor-konditsionera-ustroystvo-i-printsip-raboty/