В современных процессах литья пластмасс, фармацевтического производства, производства электроники и центральных систем кондиционирования воздуха чиллер является основным холодильным агрегатом, который стабилизирует рабочие температуры, обеспечивает качество продукции и поддерживает эффективность производства.
В зависимости от типа компрессора, чиллеры с воздушным охлаждением делятся на две категории: спиральные и винтовые. Хотя в обоих случаях для отвода тепла используется воздушное охлаждение, они существенно различаются по конструкции, эксплуатационным характеристикам и сферам применения.
Базовая конструкция винтового компрессора показана на рисунке ниже. Внутри корпуса компрессора параллельно расположена пара взаимозацепляющихся винтовых роторов. Ротор с более толстым профилем зубьев обычно называется ведущим ротором (или ведущим винтом), а ротор с более тонким профилем зубьев — ведомым ротором (или ведомым винтом). Как правило, ведущий ротор соединён с первичным двигателем и приводит в движение ведомый ротор.
Шарикоподшипник на нагнетательном конце роторов обеспечивает осевое позиционирование и воспринимает осевые усилия внутри компрессора. На обоих концах корпуса компрессора предусмотрены отверстия определённой формы и размера: одно служит всасывающим (входным), а другое – нагнетательным (выходным). Обычно воздух поступает сверху и выходит снизу.
Как показано на рисунке ниже, рабочий цикл винтового компрессора можно разделить на три этапа: всасывание (1), сжатие (2) (3) и нагнетание (4). При вращении роторов каждая пара взаимодействующих кулачков последовательно совершает один и тот же рабочий цикл. Газ, заключённый в межкулачковых полостях, движется вместе с роторами, и заключённый в них объём постепенно уменьшается, вызывая повышение давления и, таким образом, сжатие газа. Когда межкулачковая полость соединяется с нагнетательным отверстием, начинается процесс нагнетания.
Когда вращающаяся спираль начинает движение, всасывающее отверстие на внешнем крае открывается, позволяя газу поступать во внешнюю камеру, имеющую форму полумесяца. По мере продолжения вращательного движения газ постепенно уплотняется и выталкивается к центру, при этом его объём уменьшается, а давление увеличивается. Как только сжатый газ достигает центральной области и соединяется с выпускным отверстием, газ высокого давления выталкивается, завершая один полный цикл сжатия.
Сравнение производительности
Хотя и винтовые, и спиральные компрессоры относятся к типу компрессоров объемного типа, различия в их конструкциях приводят к существенным различиям в производительности, эффективности, уровне шума и областях применения.
1. Энергоэффективность и эксплуатационные характеристики
Винтовой компрессор:
Процесс сжатия непрерывен и стабилен, обеспечивая высокую объемную эффективность и превосходные эксплуатационные характеристики для длительной работы с полной нагрузкой.
Выход энергии можно плавно регулировать с помощью золотникового клапана или инвертора, поддерживая высокую эффективность даже при частичной нагрузке.
Спиральный компрессор:
Благодаря меньшей камере сжатия он подходит для холодильных систем средней и малой производительности.
Его частые пуски-остановки и регулировка мощности обычно требуют одновременной работы нескольких агрегатов.
Общая эффективность немного ниже, чем у винтовых компрессоров, но спиральные системы работают более гибко при небольших или кратковременных нагрузках.
2. Шум и вибрация
Спиральный компрессор:
Благодаря отсутствию всасывающих/нагнетательных клапанов и возвратно-поступательного движения он работает бесшумно с минимальной вибрацией — идеально подходит для помещений, чувствительных к шуму, таких как лаборатории, линии по производству электроники и медицинские холодильные системы.
Винтовой компрессор:
Из-за зацепления роторов во время работы возникает низкочастотный шум. Однако при использовании надлежащей звукоизоляции уровень шума можно эффективно снизить.
Его эксплуатационная стабильность превосходит стабильность традиционных поршневых компрессоров.
3. Техническое обслуживание и надежность
Спиральный компрессор:
Компактная конструкция, меньшее количество компонентов, низкий механический износ и простота обслуживания обеспечивают низкие эксплуатационные расходы и высокую надежность — подходит для применений, требующих минимального обслуживания и длительного времени безотказной работы.
Винтовой компрессор:
Несмотря на сложность конструкции, ее компоненты прочны и долговечны, что позволяет эксплуатировать ее непрерывно круглый год.
Регулярная замена смазочного масла и фильтрующих элементов обеспечивает длительную, эффективную и стабильную работу.
Сравнение приложений
