Тенденции в разработке винтовых компрессоров большой мощности

25.03.2016

Винтовые компрессоры большой мощности применяются главным образом для кондиционирования воздуха в системах средней и большой производительности, в т.ч. чиллерах с воздушным и водяным охлаждением конденсатора.

Винтовые холодильные компрессора на современном рынке холодильного оборудования

В последнее время компрессоры винтового типа применяются также для теплоснабжения промышленных и коммерческих объектов, где они функционируют в режиме теплового насоса, и для охлаждения производственных линий на предприятиях пищевой промышленности, где нагретая до 90оС вода используется не только для обогрева помещений, но и для производственных нужд, в т.ч. для стерилизации оборудования.

 

Крупнейшим рынков винтовых холодильных компрессоров на данный момент является Китай; большой спрос на холодильные компрессоры подобного типа стабильно наблюдается в странах Европы и США. В последние годы за счет роста уровня жизни стран Латинской Америки и Юго-Восточной Азии сильно расширился рынок оборудования для охлаждения продуктов питания, поэтому спрос на винтовые компрессоры постоянно растет.

Современные высокомощностные винтовые компрессоры способны обеспечивать холодопроизводительность до 1000 кВт (500 холодильных тонн), что считается фактическим пределом для устройств подобной конструкции. Есть большое количество модификаций винтовых компрессоров: с одним или несколькими роторами, полугерметичные, открытые и другие модификации. Ведущими изготовителями одновинтовых компрессорных агрегатов являются такие известные компании, как Mitsubishi Electric, Vilter (Emerson) и McQuay (Daikin); двухвинтовые компрессоры изготавливают фирмы Bitzer, Hanbell, Trane, Carrier, York (JCI), Hitachi, Frascold и другие.

 

Конструкция винтовых компрессоров постоянно усовершенствуется, чтобы удовлетворить все возрастающий спрос субъектов рынка промышленного холода. Так в последнее время были разработаны трехроторные одновинтовые компрессоры, которые в сравнении с двухвинтовыми агрегатами обеспечивают большую эффективность и надежность. Основными тенденциями усовершенствования винтовых компрессоров является увеличение их производительности, снижение эксплуатационных затрат (в т.ч. уменьшение расхода энергии) и повышение экологичности их работы.

 

Усовершенствование конструкции винтового компрессора путем внедрения систем частотного регулирования

В отличие от компрессоров центробежной конструкции, в которых чем быстрей крутится крыльчатка, тем больше мощность агрегата, в компрессорах винтового типа регулирование скорости вращения позволяет избежать потерь при неполной загрузке компрессора, чем и достигается повышение эффективности его работы. Согласно производимым исследованиям, плавное регулирование скорости вращения позволяет избежать потери мощности из-за отвода газа через плоский золотник, что позволяет увеличить интегральный показатель эффективности работы компрессора холодильной установки при частичной нагрузке до 40%. Также благодаря системам частотного регулирования винтовой компрессор способен эффективно работать даже при небольшой нагрузке без риска возникновения «помпажа».

 

Усовершенствование конструкции мотора винтового компрессора холодильной установки


Одной из главных тенденций усовершенствования винтовых компрессоров является увеличение производительности и расширение сфер применения устройств данного типа. Японская компания Kobelco разработала прототип двухступенчатого полугерметичного компрессора винтового типа с мотором на постоянных магнитах, способно эффективно работать при экстремально низких температурах (до -60оС). Эта двухступенчатая схема успешно адаптируется для использования в тепловых насосах для нагрева воды до 90оС, что весьма востребовано в пищевой промышленности, например, для стерилизации продуктов.

Для чиллеров с конденсатором воздушного охлаждения, которые используются в системах кондиционирования воздуха, производятся (например, компаниями Johnson Controls и Carrier) полугерметические винтовые компрессоры с частотным регулированием и обычными индукционными электродвигателями. Однако уже есть разработки (например, компаний Trane, Daikin и Bitzer) винтового компрессора на постоянных магнитах, снабженного системой регулирования скорости; такие агрегаты способны развивать мощность в пределах 525-1050 кВт при небольшом энегропотреблении. По сравнению с индукционными электродвигателями цена моторов на постоянных магнитах слишком высока, поэтому купить винтовой компрессор данной конструкции может не каждое предприятие, однако с увеличением массового производства и развитием технологий ожидается существенное снижение цены, что наверняка поспособствует большому распространению моторов на постоянных магнитах.

 

Усовершенствование конструкции винтового компрессора для работы на аммиаке и хладагентах с низким значение ПГП

Переориентация на холодильные агенты с низким значением ПГП (потенциала глобального потепления) не требует внесения существенных изменений в конструкцию винтовых компрессоров и запасных частей к компрессорам данного типа.

 

Широко применяясь в промышленных холодильных агрегатах, аммиак как натуральный хладагент безвреден для окружающей среды, широко распространен в природе и обеспечивает высокую производительность холодильных агрегатов. Однако он токсичен, имеет высокую степень воспламеняемости и коррозийной активности. Именно поэтому в конструкцию аммиачного компрессора винтового типа были внесены специальные изменения для работы с этим хладагентом. Так запчасти аммиачного компрессора изготавливаются из стали или алюминия, а для исключения вероятности утечки через уплотнители вала моторы полугерметичных винтовых компрессоров (например, производства Mayekawa и Kobelco) оснащаются постоянными магнитами с обмотками из алюминия. 

 

Также рекомендуем статьи:

Особенности винтовых и поршневых компрессоров

Винтовые компрессоры: техническое обслуживание и возможные неисправности

Виды ремонта винтовых аммиачных компрессоров

Заказать обратный звонок