Sprężarki chłodnicze - podstawowe rodzaje

 

SPRĘŻARKA SPIRALNA (SCROLL)

Sprężarka wyporowa, w której komorą sprężania jest przestrzeń
pomiędzy dwoma elementami, w kształcie luźnej spiralnej wstęgi, umieszczonymi jeden w drugim, oraz bocznymi, płaskimi ścianami korpusu.

Jeden z elementów spiralnych pozostaje nieruchomy, drugi natomiast wykonuje mimośrodowe oscylacje, tak że miejsce zetknięcia wstęg przesuwa się zmniejszając cyklicznie objętość komory sprężania.

Sprężarki spiralne są typem bezolejowych rotacyjnych sprężarek wyporowych tzn. sprężają określoną ilość powietrza w stale zmniejszającej się przestrzeni. Element sprężający składa się z jednej zamontowanej w stałym położeniu spirali w obudowie elementu i drugiej napędzanej silnikiem poruszającej się ruchem mimośrodowym. Spirale są zamontowane z fazowym przesunięciem ruchu o 180° co umożliwia tworzenie się kieszeni powietrznych przy zmieniającej się objętości. Zapewnia to stabilność elementu sprężającego. Nieszczelności (przecieki) są zminimalizowane ponieważ różnica ciśnień w niszach powietrznych jest mniejsza od różnicy ciśnień między wlotem i wylotem.

Spirala ruchoma napędzana jest przez wałek korbowy o małym wykorbieniu i porusza się ruchem mimośrodowym względem środka spirali zamontowanej w stałym położeniu. Wlot powietrza umieszczony jest u góry obudowy elementu sprężającego. Jeżeli wirująca spirala porusza się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara to powietrze jest zasysane, zamykane w jednej z kieszeni powietrznych i sprężane w kierunku środka spirali gdzie znajduje się wylot i zawór zwrotny. Cykl sprężania trwa poprzez 2,5 obrotu co wirtualnie powoduje stały przepływ powietrza bez pulsacji. Proces sprężania jest stosunkowo cichy, nie wywołujący drgań ponieważ w elemencie nie ma niemal żadnej zmiany momentu obrotowego w porównaniu do np. sprężarki tłokowej.

SPRĘŻARKA TŁOKOWA

Sprężarka wyporowa, w której zmiana objętości komory sprężania następuje w wyniku przemieszczania się sztywnego elementu (tłoka), który stanowi jedną ze ścian komory i szczelnie przylega do ścian sąsiednich. Tłok najczęściej ma kształt walca, napędzany jest przez układ korbowy i wykonuje prostoliniowe ruchy postępowo - zwrotne.

Sprężarka tłokowa jest najstarszą i najczęściej spotykaną sprężarką. Dostępna jest w wersji jedno - lub dwustopniowej, ze smarowaniem olejowym lub bezolejowa z różną liczbą cylindrów w różnych układach. Jedyny wyjątek stanowią naprawdę małe sprężarki z cylindrami pionowymi gdzie układ V jest najczęściej spotykany.

W przypadku działania dwustopniowego największe korzyści wynosi stosowanie dużych sprężarek typu L z ustawionym pionowo cylindrem niskiego ciśnienia i ustawionym poziomo cylindrem wysokiego ciśnienia i z tego powodu jest to najczęściej spotykane rowiązanie.

Sprężarki smarowane olejem pracują normalnie przy smarowaniu rozpryskowym lub smarowaniu ciśnieniowym. Większość sprężarek ma zawory samoczynne. Zawory takie otwierają się i zamykają na skutek różnicy ciśnień po odpowiednich stronach krążka zaworu.

SPRĘŻARKA ŚRUBOWA

Sprężarka wyporowa, której komora sprężania jest przestrzenią utworzoną pomiędzy dwoma zazębiającymi się wirnikami w kształcie śruby i wewnętrzną ścianą korpusu. W miarę obrotu wirników komora sprężania zostaje w pierwszej kolejności odcięta od otworu wlotowego w korpusie, a następnie miejsce zetknięcia wirników przemieszcza się wzdłuż ich osi zmniejszając w ten sposób objętość komory sprężania, aż do momentu połączenia się jej z wylotem.

Zasada działania rotacyjnej sprężarki wyporowej z tłokiem w kształcie śruby została sformułowana w roku 1930 kiedy poszukiwano sprężarki o dużej wydajności i stałym przepływie w zmieniających się warunkach. Podstawowymi częściami elementu śrubowego są wirniki męskie i żeńskie obracające się w przeciwnych kierunkach przy zmniejszającej się przestrzeni między nimi i obudową.
Każdy element śrubowy ma stały, zintegrowany stosunek ciśnień, który jest zależny od jego długości, skoku śruby i kształtu szczeliny wylotowej.
Aby osiągnąć najlepszą skuteczność stosunek ciśnień musi być dostosowany do wymaganego ciśnienia roboczego.

Sprężarka śrubowa nie jest wyposażona w zawory i nie ma żadnych sił mechanicznych powodujących stan nierównowagi. Oznacza to, że może pracować przy dużej prędkości obrotowej wałka i łączyć duży współczynnik przepływu z małymi wymiarami zewnętrznymi. Siła działająca osiowo, zależna od różnicy ciśnień między wlotem i wylotem musi być przenoszona przez łożyska. Śruba, która początkowo była symetryczna w wyniku eksperymentów przybiera teraz różne asymetryczne kształty.

 

 

 

Hasła zaczerpnięte z "Przewodnika Techniki Sprężonego Powietrza" firmy Atlas Copco