sprężarki w klimatyzatorach

Sprężarki chłodnicze i klimatyzacyjne służą do sprężania czynnika chłodniczego w urządzeniach chłodniczych i klimatyzacji, służących do chłodzenia powietrza, wody lub odprowadzanie ciepła z otaczającego powietrza czy wody chłodzącej. W tego typu instalacjach najczęściej stosowane czynniki chłodnicze to amoniak lub HCFC.  Agregat skraplający TM to zbudowane z podzespołów Danfoss urządzenie chłodnicze, które zapewnia szybką, łatwą instalację oraz wysoką efektywność energetyczną. Zwartą nowoczesna konstrukcja, solidna, stalowa, estetyczna obudowa – zapewniają cichą pracę, bezpieczeństwo użytkowania oraz odporność na czynniki atmosferyczne.

Podczas cyklu chłodniczego czynnik roboczy jest zasysany przez sprężarkę klimatyzatora, a następnie w procesie politropowym sprężany     – jego ciśnienie oraz temperatura rosną, a objętość właściwa się zmniejsza. Sprężarki    tego typu zwiększają ciśnienie czynnika roboczego od 2-5 bar do ponad 25 bar.

Wszystkie agregaty klimatyzacji mają kompletną instalację elektryczną i przechodzą testy fabryczne. Urządzenia te cechuje wyjątkowa łatwość instalacji: wystarczy zamontować agregat, podłączyć sterownik, połączyć z obiegiem parownika dwoma przyłączami lutowanymi, napełnić układ czynnikiem chłodniczym, włączyć zasilanie i skontrolować poprawność rozruchu oraz wydajność chłodzenia.

Stosunek ciśnienia czynnika opuszczającego sprężarkę do ciśnienia parowania powinien wynosić około 10, ponieważ w innym przypadku wzrost temperatury czynnika roboczego podczas sprężania mógłby być zbyt duży. Gorący gaz po opuszczeniu sprężarki trafia na skraplacz gdzie oddaje ciepło.

Podział sprężarek

Sprężarki chłodnicze dzieli się ze względu na:

·             zasadę działania (przepływowe, wyporowe)

·             rodzaj ruchu sprężarki (obrotowe, drgające posuwisto zwrotne)

·             rodzaj napędu (silnik rotacyjny, napęd magnetodynamiczny, silnik rotacyjny i wał korbowy)

·             element roboczy (wirniki turbiny, tłok obrotowy, tłok drgający, membranowy)

·             budowę (osiowe, promieniowe, wielołopatkowe, jednołopatkowe, z wirnikiem śrubowym, z kołem wirnikowym, spiralne, z tłokiem membranowym, nurnikowe, wodzikowe)

Sprężarki wyporowe

Do tego typu sprężarek zalicza się:

·             sprężarki tłokowe

·             sprężarki spiralne

·             sprężarki śrubowe

·             sprężarki membranowe

·             sprężarki łopatkowe

W sprężarkach wyporowych para czynnika chłodniczego zostaje sprężona w zamkniętej przestrzeni roboczej, zmniejszającej się podczas cyklu pracy.

Agregat klimatyzacyjny można umieścić w dowolnym miejscu. Izolacja akustyczna i redukcja prędkości obrotów wentylatora podczas pracy przy
niskiej temperaturze otoczenia sprawiają, że pracuje gładko i cicho, nie zakłóca spokoju osiedli ludzkich.

Sprężarki wyporowe charakteryzują się możliwością uzyskania wysokiego sprężu przy zastosowaniu sprężarki jednostopniowej. Ze względu na zakres ciśnień ssania istnieje brak ograniczeń w pracy sprężarki. W tych sprężarkach czynnik jest tłoczony w sposób pulsacyjny.

Klimatyzator TM typoszeregu ZX, ze sprężarkami spiralnymi, została opracowana celem zaspokojenia szerokiego zakresu aplikacji chłodniczych pokrywających średni
zakres temperatur parowania (dostępne są także już wersje dla niskich temperatur). Produkowane są zgodnie z najnowszymi europejskimi i amerykańskimi wymaganiami bezpieczeństwa a szczególny nacisk położono na bezpieczeństwo użytkownika. Agregaty klimatyzacyjne serii ZX ze skraplaczem chłodzonym powietrzem, wyposażone są w sprężarki spiralne najnowszej generacji oraz elektroniczny system kontroli i zabezpieczenia. Dzięki dużemu skraplaczowi i wolnoobrotowemu wentylatorowi z regulatorem prędkości obrotowej są przydatne zwłaszcza w warunkach miejskich ze względu na cichą pracę w nocy.

Sprężarki wyporowe klimatyzacji do swojego działania wymagają smarowania olejowego, co może wiązać się z krążeniem niewielkiej ilości oleju w czynniku chłodniczym.
Rodzajem sprężarek wyporowych są sprężarki tłokowe. W tego typu sprężarkach sprężanie czynnika chłodniczego następuje poprzez ruch posuwisto-zwrotny tłoków. Sprężarki te można podzielić ze względu na szereg stosowanych rozwiązań konstrukcyjnych (m.in. leżące, stojące, widlaste, wodzikowe, bezwodzikowe), ze względu na liczbę cylindrów, stopni sprężania czy rodzaju czynnika chłodniczego i sposobu chłodzenia.

Zasada działania sprężarki tłokowej polega na zasysaniu czynnika chłodniczego opuszczającego parownik ( w postaci pary nasyconej lub przegrzanej). Czynnik o niskim ciśnieniu zostaje sprzężony do wysokiego ciśnienia, osiągając przy tym wysoką temperaturę skraplania. Sterowanie zasysaniem oraz wytłaczaniem czynnika chłodniczego następuje dzięki automatycznym zaworom, a tłoki sprężarki napędzane są wałem korbowym.
W sprężarkach spiralnych (typu scroll) sprężanie czynnika chłodniczego następuje pomiędzy ruchomą i nieruchomą spiralą. Współśrodkowe, identyczne spirale są nałożone na siebie.

Podczas gdy jedna spirala jest nieruchoma, druga obracając się wokół niej powoduje przepływ czynnika chłodniczego do coraz mniejszych kieszeni, które powstają w wyniku połączenia geometrycznej konstrukcji spirali i sposobu ruchu spirali ruchomej wokół spirali nieruchomej, a w konsekwencji jego sprężanie aż do ciśnienia tłoczenia, uzyskiwanego w kieszeni centralnej.

 Po uzyskaniu maksymalnego ciśnienia, poprzez port tłoczny umieszczony w górnej części spirali ruchomej, czynnik w fazie gazowej przedostaje się na stronę tłoczną sprężarki, a następnie przez zawór zwrotny do systemu. Przestrzeń znajdująca się pomiędzy nimi zmniejsza się podczas ruchu obrotowego. Sprężarki te wyróżniają się cichą pracą oraz prostą budową i niewielkimi rozmiarami.

Pozwala to osiągnąć większe wartości przyrostu ciśnienia. Sprężarki wielostopniowe wyposażone są w chłodnice międzystopniowe. Do sprężarek promieniowych zalicza się także sprężarki osiowe, wyróżniające się brakiem konieczności chłodzenia gazu podczas procesu sprężania. Sprężarki osiowe klimatyzacji posiadają wirniki o konstrukcji bębnowej lub składające się z szeregu tarcz umieszczonych na tym samym wale. Ich główne zalety to małe wymiary, a także duża wydajność oraz wysoka sprawność. W porównaniu do sprężarek

Prosta konstrukcja klimatyzacji, zredukowana liczba części odpowiedzialnych za sprężanie czynnika chłodniczego oraz brak zaworów powodują, że sprężarki typu scroll posiadają wysoką efektywność (ich sprawność wolumetryczna wynosi 100%) dzięki czemu ich stosowanie powoduje zużywanie mniejszej ilości energii elektrycznej niż w przypadku sprężarek tłokowych klimatyzacji. Sprężarki typu scroll stosuje się w układach klimatyzacyjnych, w chłodnictwie średnio i niskotemperaturowym oraz w pompach ciepła. Modyfikacje zestawów spiral (geometria, rozmiary) pozwalają na dobór sprężarki o optymalnych parametrach pracy dla danego procesu, w pożądanym zakresie temperaturowym. Innym typem sprężarek wyporowych klimatyzatora są sprężarki śrubowe. Ich zasadnicze elementy to dwa wirniki śrubowe, kadłub, łożysko oraz koła zębate.

Wirniki śrubowe umieszczone są w cylindrycznych wytłoczeniach kadłuba, które przecinając się nawzajem tworzą w przekroju poprzecznym zarys w kształcie cyfry 8. Wirniki zazębiają się podczas obrotów jednego z nich (drugi jest od niego napędzany), dzięki czemu następuje zmniejszenie objętości przestrzeni pomiędzy i czynnik chłodniczy ulega sprężeniu. W odpowiednich momentach przestrzenie robocze łączą się przemiennie z komorą ssawną i tłoczną sprężarki.

W tych sprężarkach także wymagane jest stosowanie oleju, w celu chłodzenia mechanizmu oraz zwiększenia szczelności. Charakteryzują się dużym zakresem temperatur dla czynników chłodniczych, większym niż dla sprężarek tłokowych klimatyzatora.

Sprężarki wirowe (przepływowe)

Do tego typu sprężarek zalicza się:

·             sprężarki promieniowe

·             sprężarki osiowe

·             sprężarki diagonalne

W sprężarkach przepływowych wzrost ciśnienia gazu następuje w sposób ciągły podczas oddziaływania na siebie odpowiednio ukształtowanych elementów ruchomych (wirnik) i nieruchomych (kierownica). Podział typów  sprężarek przepływowych wynika z różnych kształtów wirnika oraz różnych kierunków przepływu. Zakres wydajności: od 2 do 7.5 KM, zakres temperatur parowania: od -30°C do 7°C. Przeznaczone do pracy wyłącznie z czynnikiem chłodniczym R404A (R507), przystosowane do pracy na zewnątrz budynków. Kompaktowa obudowa wykonana została w stylistyce jednostek zewnętrznych klimatyzatorów naściennych. Znaczące wyciszenie agregatu zagwarantowane jest dzięki integracji niskoszumowego wentylatora z regulatorem prędkości obrotowej. Unikalny algorytm pracy regulatora obrotów wentylatora w klimatyzatorze, uzależniony od temperatury otoczenia, zmniejsza obroty nocą, kiedy temperatury są niższe.  Czynnik w cyklu pracy sprężarki zamienia swoją energię kinetyczną na energię potencjalną - para czynnika chłodniczego zostaje rozpędzona w kanałach międzyłopatkowych wirnika co powoduje wzrost energii kinetycznej. Charakterystyka typoszeregu

·             16 modeli w typoszeregu

·             wydajność objętościowa od 2 m³/h do 6 m³/h

·             wydajność chłodnicza:
¹⁾ od 4,36 kW do 35,3 kW (przy t_e=0ºC, t_c=45ºC, R407C)

·             moc silnika od 2 KM do 6 KM

·             dostępne z silnikami dla 50 Hz i 60 Hz

·             smarowanie olejem estrowym

Wyposażenie standardowe

·             wkręcalne szkło wzierne

·             przyłącza Rotalock

·             przyłącze typu Schraeder

·             podkładki montażowe

·             kontrola temperatury tłoczenia

Wyposażenie dodatkowe

·             zewnętrzna grzałka karteru (70W)

Zastosowanie

·             średnie temperatury (od 7 ºC do -30 ºC)

·             czynniki R22, R134a oraz R404A/R507

 Zostaje ona zamieniona w dyfuzorze na przyrost energii ciśnienia. Sprężarki tego typu charakteryzują się niewielkim sprężem przy dużych strumieniach objętości sprężanego czynnika chłodniczego klimatyzatorów. Wysoka niezawodność agregatów klimatyzacji TM wynika z elektronicznego systemu nadzoru pracy. Sprężarka wyposażona jest w unikalny system ochrony silnika zabezpieczający przed uszkodzeniem w wyniku: przekroczenia dopuszczalnego prądu pracy, spadku napięcia, zaniku fazy czy nieprawidłowego kierunku obrotów. Zakres wydajności: od 2 do 7.5 KM, zakres temperatur parowania: od -30°C do 7°C. Przeznaczone do pracy wyłącznie z czynnikiem chłodniczym R404A (R507), przystosowane do pracy na zewnątrz budynków. Kompaktowa obudowa wykonana została w stylistyce jednostek zewnętrznych klimatyzatorów naściennych. Znaczące wyciszenie agregatu zagwarantowane jest dzięki integracji niskoszumowego wentylatora z regulatorem prędkości obrotowej. Unikalny algorytm pracy regulatora obrotów wentylatora, uzależniony od temperatury otoczenia, zmniejsza obroty nocą, kiedy temperatury są niższe.  Mogą być jednostopniowe lub wielostopniowe. Wadą sprężarek wirowych jest tzw. zjawisko pompowania, powodowane przez zbyt małą wydajność sprężarki. Polega ono na zaburzonej pracy, przerwach w tłoczeniu  płynu oraz drgania. Sprężarki promieniowe charakteryzują się promieniowym przepływem czynnika chłodniczego w klimatyzatorze.

Sprężanie czynnika następuje  z wykorzystaniem sił odśrodkowych. Ich podstawowym elementem jest koło wirnikowe zawierające łopatki oraz dyfuzor. Zaleta tych urządzeń jest stosunkowo wysoki spręż osiągany na jednym stopniu oraz wysoka sprawność klimatyzacji. W przypadku sprężarek wielostopniowych stosuje się połączone szeregowo

wirniki, napędzane jednowałowo (każdy wirnik porusza się z tą samą prędkością) lub (każdy wirnik pracuje z inną prędkością). Agregat skraplający klimatyzacjiTM to zbudowane z podzespołów Danfoss urządzenie chłodnicze, które zapewnia szybką, łatwą instalację oraz wysoką efektywność energetyczną. Zwarta, nowoczesna konstrukcja klimatyzatorów, solidna, stalowa, estetyczna obudowa – zapewniają cichą pracę, bezpieczeństwo użytkowania oraz odporność na czynniki atmosferyczne.
Klimatyzacja pracuje na bazie sprężarek tłokowych lub spiralnych, co umożliwia dobór odpowiedniego rozwiązania w zależności od potrzeb Inwestora promieniowych osiągają jednak mniejszy spręż na jednym stopniu, co skutkuje powszechnym stosowaniem wielostopniowych typów tych sprężarek. 

Podział ze względu na zamknięcie kadłuba

Niezależnie od opisanego podziału sprężarki chłodnicze i klimatyzacyjne dzieli się ze względu na rodzaj zamknięcia kadłuba. Wyróżnia się sprężarki:

·             otwarte

·             półhermetyczne

·             hermetyczne

W sprężarkach otwartych sprężarka i silnik napędowy stanowią dwa odrębne urządzenia połączone bezpośrednio wałem napędowym za pośrednictwem sprzęgła lub za pomocą przekładni pasowej. Wewnętrzna przestrzeń sprężarki w obrębie wyjścia wału napędowego z kadłuba jest uszczelniona uszczelnieniem dławnicowym.

Typ: Agregaty skraplające ze skraplaczem powietrznym i tłokową sprężarką półhermetyczną 
Producent: Copeland 
Typoszereg: DISCUS

Model: P8-2DB-500 DC
Dane techniczne agregatu
Sprężarka:D2DB-500 DC

Pojemność zbiornika cieczy [dm3]: 11,5

Masa [kg]: 216

Typ obudowy: P-OR

Dane techniczne skraplacza:
Model: P8
Przepływ powietrza [m³/s]: 1,01
Rodzaj wentylatorów: 121
Natężenie prądu wentylatorów [A]: 0,54

 Największą zaletą sprężarek otwartych jest jej oddzielenie od silnika, ponieważ wymiana lub naprawa silnika odbywa się bez ingerencji w układ chłodniczy i klimatyzację. Wadą jest natomiast konieczność dokładnego uszczelnienie wirującego wału.

W ramach kompletu agregatu OPT, w standardzie dostarcza się sprężarkę, regulator prędkości obrotowej wentylatora, presostat, filtr odwadniacz, wziernik, zawory odcinające, stycznik oraz wyłącznik silnikowy – optymalnie rozmieszczone w mocnej, stalowej obudowie odpornej na zmienne warunki pogodowe.

Typ: Agregaty skraplające ze skraplaczem powietrznym i tłokową sprężarką półhermetyczną 
Producent: Copeland 
Typoszereg: DISCUS

Model: P8-2DB-500 DC
Dane techniczne agregatu
Sprężarka:D2DB-500 DC

Pojemność zbiornika cieczy [dm3]: 11,5

Masa [kg]: 216

W sprężarkach półhermetycznych klimatyzacji sprężarka i silnik napędowy mieszczą się we wspólnej obudowie, skręconej śrubami z możliwością demontażu. Silnik jest chłodzony omywającym go czynnikiem chłodniczym. Podobnie sytuacja wygląda w sprężarkach hermetycznych gdzie silnik także jest chłodzony czynnikiem chłodniczym. Silnik oraz sprężarka znajdują się w jednej zespawanej i nierozbieralnej obudowie. Należą one do grupy urządzeń o najniższych mocach chłodniczych. Największą zaletą tego typu sprężarek jest bezwzględna szczelność, nawet po długim czasie użytkowania agregatów chłodniczych. Nie stosuje się ich jednak w instalacjach z amoniakiem, który reaguje z miedzianymi uzwojeniami silnika.

Opis produktu

·             15 wielkości o wydajności w zakresie od 170 do 1812kW mocy chłodniczej dla modeli 09LDV z czynnikiem R404A, 15 wielkości o wydajnościach od 140 do 1442kW dla modeli z czynnikiem wodą

·             Urządzenia zaprojektowane do pracy z czynnikami klimatyzacyjnymi i R404a

·             2 wielkosci wentylatorów o 5 prędkościach oferujcych maksymalny komfort akustyczny

·             Urządzenia przeznaczone do zastosowań komercyjnych dużej mocy, lecz w warunkach o niewielkiej przestrzeni i niskim poziomie głośności

·             Dostępne w wersji z completnym sterowaniem wentylatorami opartym na regulacji płynnej lub stopniowej

·             Dodatkowe opcje min: system zraszania, podkładki antywibracyjne, automatyczny system kontroli prędkości wentylatorów

Dane techniczne skraplacza:
 
Model: P8
Przepływ powietrza [m³/s]: 1,01
Rodzaj wentylatorów: 121
Natężenie prądu wentylatorów [A]: 0,54

Przyłącza:
                               milimetry                            cale

Rurociąg ssawny:                                             1 3/8"
Rurociąg cieczowy:                                             5/8"


Wydajność chłodnicza fkWl
ta\te    -50    -45    -40    -35    -30    -25    -20    -15    -10
27    1.61    2.38    3.30    4.40    5.70    7.20    8.90    10.80    12.95
32    1.39    2.13    3.00    4.05    5.30    6.75    8.35    10.15    12.15
38    -    1.81    2.66    3.65    4.85    6.20    7.70    9.40    -
43    -    1.54    2.35    3.30    4.45    5.70    7.15    -    -
46    -    -    2.17    3.10    4.20    5.45    -    -    -
49    -    -    1.97    2.88    -    -    -    -    -


Pobór mocy TkWI
ta\te    -50    -45    -40    -35    -30    -25    -20    -15    -10
27    2.08    2.46    2.86    3.30    3.76    4.25    4.77    5.30    5.90
32    2.08    2.48    2.92    3.38    3.88    4.40    4.95    5.55    6.15
38    -    2.49    2.96    3.46    3.99    4.54    5.15    5.75    -
43    -    2.47    2.96    3.49    4.05    4.64    5.25    -    -
46    -    -    2.95    3.50    4.07    4.68    -    -    -
49    -    -    2.93    3.49    -    -    -    -    -

Warunki próby: 20°C Temperatura gazu zasysanego
Warunki próby: 20°C Temperatura gazu zasysanego 
te - Temperatura odparowania [°C] 
ta - Temperatura otoczenia [°C]