Спиральный компрессор кондиционера принцип работы

Обновлено: 20.05.2024

Автомобильный кондиционер является довольно сложной и дорогостоящей системой. Он обеспечивает охлаждение воздуха в салоне, поэтому его поломка, особенно летом, вызывает у водителей массу неудобств. Ключевым компонентом в системе кондиционирования является компрессор кондиционера. Рассмотрим подробнее его устройство и принцип работы.

Как работает кондиционер в автомобиле

Компрессор сложно представить в отрыве от всей системы, поэтому вначале кратко рассмотрим принцип работы системы кондиционирования. Устройство автомобильного кондиционера не отличается от устройства холодильных установок или бытовых кондиционеров. Это замкнутая система с магистралями, в которых находится хладагент. Он циркулирует по системе, поглощая и отдавая тепло.

Компрессор выполняет основную работу: отвечает за циркуляцию хладагента по системе и делит ее на контуры высокого и низкого давления. Сильно разогретый хладагент в газообразном состоянии и под высоким давлением поступает от нагнетателя в конденсер. Затем он превращается в жидкость и проходит через ресивер-осушитель, где из него выходит вода и мелкие загрязнения. Далее, хладагент попадает в расширительный клапан и испаритель, который представляет собой небольшой радиатор. Там происходит дросселирование хладагента, сопровождающееся сбросом давления и понижением температуры. Жидкость вновь переходит в газообразное состояние, охлаждается и конденсируется. Вентилятор гонит охлажденный воздух в салон автомобиля. Далее, уже газообразное вещество с низкой температурой поступает обратно в компрессор. Цикл повторяется вновь. Часть системы с горячим хладагентом относится к зоне высокого давления, а с холодным – к зоне низкого давления.

Виды, устройство и принцип работы компрессора

Компрессор представляет собой нагнетатель вытеснительного типа. Он начинает свою работу после включения кнопки кондиционера в салоне автомобиля. Устройство имеет постоянное ременное соединение с двигателем (привод) через электромагнитную муфту, которая позволяет запускать установку, когда это необходимо.

Нагнетатель всасывает охлажденный хладагент в газообразном состоянии из зоны низкого давления. Далее, за счет сжатия повышается давление и температура хладагента. Это главные условия для его расширения и дальнейшего охлаждения в расширительном клапане и испарителе. Для повышения срока службы составных частей компрессора используется специальное масло. Часть его остается в нагнетателе, другая часть растекается по системе. На компрессоре размещен предохранительный клапан, который защищает установку от превышения давления сверх нормы.

Различают следующие виды компрессоров в климатических установках:

аксиально-поршневые;
аксиально-поршневые с вращающимся наклонным диском;
лопастные (роторные);
спиральные.

Наиболее широкое распространение получили аксиально-поршневые и аксиально-поршневые нагнетатели с наклонным вращающимся диском. Это наиболее простой и надежный вариант устройства.

Аксиально-поршневой нагнетатель

Приводной вал компрессора приводит в движение наклонный диск, который, в свою очередь, образует возвратно-поступательное движение поршней в цилиндрах. Поршни двигаются параллельно валу. Количество поршней может отличаться в зависимости от модели и конструктивного решения. Их может быть от 3 до 10. Таким образом, формируется такт работы. Клапана открываются и закрываются. Происходит всасывание и нагнетания хладагента.

Мощность климатической установки зависит от максимальной частоты вращения компрессора. Часто производительность зависит от скорости двигателя. Диапазон частоты вращения нагнетателя находится от 0 до 6 000 об/мин.

Чтобы убрать зависимость работы компрессора от скорости работы двигателя, используются компрессоры с изменяемым рабочим объемом. Это достигается путем применения вращающегося наклонного диска. Угол наклона диска меняется с помощью пружин, что корректирует производительность всей климатической установки. В компрессорах с постоянным аксиальным диском регулировка происходит в результате отключения и включения электромагнитной муфты.

Привод и электромагнитная муфта

Электромагнитная муфта обеспечивает связь работающего двигателя и компрессора во время включения кондиционера. Муфта состоит из следующих компонентов:

Двигатель посредством ременного соединения приводит в движение шкив. Подпружиненный диск соединен с приводным валом, а электромагнитная катушка с корпусом нагнетателя. Между диском и шкивом имеется небольшой зазор. Когда включается кондиционер, электромагнитная катушка создает магнитное поле. Подпружиненный диск и вращающийся шкив соединяются. Компрессор начинает свою работу. Когда кондиционер выключается, пружины отводят диск от шкива.

Возможные неисправности и режимы отключения компрессора

Как уже было сказано, климатическая установка в автомобиле – это сложная и дорогая система. Ее “сердцем” является компрессор. Наиболее частые поломки кондиционера связаны именно с этим элементом. Проблемами могут стать:

неисправность электромагнитной муфты;
выход из строя подшипника шкива;
утечка хладагента;
перегорание предохранителя.

Подшипник шкива испытывает большие нагрузки и часто выходит из строя. Это обусловлено его постоянной работой. Поломку можно определить по непривычному звуку.

Именно компрессор кондиционера выполняет большую часть механической работы в климатической установке, поэтому он нередко выходит из строя. Этому также способствуют плохие дороги, неисправность других узлов, неправильная работа электрооборудования. Для ремонта потребуются специальные знания и умения. Лучше обратится в сервисный центр.

Также есть некоторые режимы, при которых происходит отключение компрессора, предусмотренное системой:

очень высокое (выше 3 МПа) или низкое (ниже 0,1 МПа) давление внутри нагнетателя и магистралей (показывают датчики давления, пороговые значения могут отличаться в зависимости от производителя);
низкая температура воздуха снаружи;
чрезмерно высокая температура охлаждающей жидкости (выше 105˚C);
температура испарителя ниже примерно 3˚C;
открытие дроссельной заслонки более 85%.

Чтобы более точно определить причину неисправности, можно воспользоваться специальным сканером или обратиться за диагностикой в сервисный центр.

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.

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.

Компрессор кондиционера.

Виды и принцип работы.

Компрессор - специальный блок, работающий на сжатие газообразного вещества, также приводящий это вещество в движение по системе за счет создания давления. Для простого понимания, компрессор обеспечивает циркуляционное движение хладагента между блоками.

Компрессор кондиционера - считается одной из важнейших и дорогих составляющих в системе кондиционирования. Компрессор нуждается в периодической диагностике, а по статистике выход его из строя не является редкостью при поломке системы кондиционирования. Сам компрессор распололагается в наружном блоке сплит системы. В данной статье мы рассмотрим основные виды компрессоров кондиционеров, принцип работы компрессора, достоинства и недостатки.

Рис. Компрессорные блоки

В системах кондиционирования чаще всего встречаются роторные (ротационные), поршневые и винтовые (спиральные) компрессоры.

Сразу стоит отметить основные параметры компрессоров, на которые стоит обратить внимание:

Потребляемая мощность
Габариты
Мощность перекачки (хладагента)
Шумность
Эксплуатация (срок)

К слову ,средний срок эксплуатации компрессора может составлять около 8 лет (7-10).

Роторный компрессор - спирали, пластины и винты вращаются, за счет чего происходит всасывание и сжимание фреона. Вращательное движение дает низкое давление и низкий пусковой ток. На данный момент в процессе производства таких блоков все чаще встречается технология, позволяющая управлять интенсивностью холодоотдачи благодарая регулировке оборотов двигателя. Благодаря таким технологиям, частота тока может меняться в диапазоне 30-120 Гц, что дает возможность точно настроить систему кондиционирования.

Вообще говоря, роторные компрессоры стоят на маломощных кондиционерах. Их преимущества это:

Компактные размеры
Хорошая производительность
Малый уровень шума

Рис. Роторный компрессор

Винтовой компрессор - работает за счет двух стальных спиралей, вставленных друг в друга. В процессе работы спирали расширяются от центра к краям цилиндра компрессора. Внутреняя спираль крепится неподвижно, в то время как внешняя производит вращение вокруг спирали внутри. Спиральный компрессор кондиционера имеет профиль, не позволяющий проскальзывать при перекатывании. На винтовых компрессорах используется эксцентрик, на котором устанавливается спираль, движущаяся в свою очередь вокруг неподвижной спирали. Точка касания спиралей постепенно движется к центру. Фреон, находящийся у линии касания сжимается и выталкивается в отверстие, которое находится в центре крышки компрессорного блока. Каждый виток спирали, находящейся внутри, имеет точки касаний, в виду чего процесс сжатия пара идет плавнее. Такая схема работы компрессора не оказывает большой нагрузки на двигатель при запуске. Это можно назвать хорошим плюсом такой разновидности компрессора. Минусами считают трудоемкость в производстве, так как необходимо строго соблюдать точность и герметичность изготовления. На данном видео вы можете посмотреть как работает винтовой компрессор.

Спиральный (винтовой) компрессор. Принцип работы.

Поршневой компрессор - работает за счет вращения привода вала эл.двигателя. Число поршней в компрессорах такого типа может быть разным, к примеру от одного до трех поршней это бытовые компрессоры, а восемь - большие промышленные компрессоры высокой мощности. Также компрессоры имеют "ступенчатость", которая зависит от числа поршней. Цилиндры первой ступени сжимают фреон, далее он переходит в цилиндры след. ступени и т.д. Зачастую такие блоки устанавливают на промышленные холодильные установки. Тут вы можете посмотреть как работает поршневой компрессор.

Поршневой компрессор. Принцип работы.

Команда ООО"Климмаркет" действует в полном цикле работ по монтажу и ремонту климатического оборудования. Мы занимаемся не только обслуживанием кондиционеров и осушителей воздуха различных классов, но и предлагаем услуги в сфере систем вентиляции .

Для связи с нами звоните по номеру 8 (495) 920 - 10 - 19 , либо оставляйте заявки по адресу электронной почты Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Мало кто знает, что спиральные компрессоры были изобретены еще в начале ХХ века. Все началось с разработок французского инженера Леона Круа, который разработал и запатентовал конструкцию еще в 1905 году. Однако, чтобы изготовить спирали и собрать первые опытные образцы с учетом требований к обработке металлов потребовалось еще около половины века (до середины 1950-х годов).

На сегодняшний день спиральные компрессоры успешно выпускаются крупными сериями и составляют конкуренцию поршневым. Они находят свое применение в промышленном холодоснабжении, построении систем кондиционирования воздуха, чиллеров, проектировании холодильных агрегатов, ЦХМ для выносного холода.

Недавно на рынке появились модели с возможностью регулировки оборотов холостого и рабочего хода, а также изменения расстояния между осями вращения.

Спиральные компрессоры: особенности строения и принцип работы

Спиральные компрессоры работают по принципу сжатия паров хладагента между двумя спиралями, одна из которых неподвижна, а вторая совершает вращательные движения вокруг нее. В процессе работы создаются область промежуточного, низкого и высокого давления, а также центр нагнетания. Вращение вала осуществляется посредством электромотора. Спираль располагается на конце вала. В процессе движения спирали по виткам происходит захватывание паров хладагента и сжатие их по мере движения от рабочей зоны к центру, где достигается наибольшее давление газа. При этом спирали не соприкасаются между собой.

Спиральные компрессоры обладают высокой производительностью и энергоэффективностью. Они имеют герметичную конструкцию и высокий ресурс эксплуатации.

Преимущества и недостатки спиральных компрессоров

Как и любая другая группа устройств спиральные компрессоры имеют свои преимущества и недостатки. Как показали многочисленные испытания и тесты, сильных сторон у них оказалось достаточно.

Преимущества:

конструкция не любит работу в переходных режимах (только длительная стабильная работа в одном цикле);
требуется установка систем фильтрации по отсеву твердых частиц и пыли, поскольку спирали работают только с перекачиванием чистого газа без механических примесей;
необходимость следить за качеством спирали, проводить профилактические работы, чтобы не допустить появление деформаций.

Рабочая конструкция должна иметь обязательный зазор между спиралями. Механические повреждения и отложения частиц нарушают это условия, снижают КПД и приводят к износу или поломке. Для этого выпускаются специальные антифрикционные уплотнения, которые необходимо своевременно заливать и менять.

Обзор моделей

Наиболее известными производителями спиральных компрессоров являются Danfoss и Copeland. Оба бренда имеют большой опыт разработки, проектирования и тестирования устройств, а также широкую ассортиментную линейку каталогов. Выбирая компрессор для холодильной установки, важно обращать внимание на мощность, объемную производительность, назначение.

Компания Copeland предлагает 2 линейки устройств: холодильные (серия ZB) и морозильные низкотемпературные (серия ZF). Среди наиболее популярных моделей можно выделить Copeland ZB 38, ZB 46, ZF 15, ZF 18, ZF 33. На их базе часто проектируются компрессорно-конденсаторные и компрессорно-ресиверные агрегаты для систем выносного холода.

Если вы хотите подобрать холодильную установку, заказать расчет или спроектировать конфигурацию на заказ – наши инженеры проконсультируют вас и предложат оптимальное решение.

В компании ТДО вы найдете широкий ассортимент спиральных холодильных компрессоров Copeland и другие виды профессионального холодильного оборудования по выгодным ценам с гарантией.

Читайте также: