Тип компрессора роторный в кондиционере

Обновлено: 06.05.2024

Охлаждение воздуха в кондиционере происходит за счет постоянного движения фреона и изменения его температуры и давления. Именно компрессор обеспечивает периодическое сжатие фреона и его перемещение по трубопроводу холодильного контура. В компрессор, под давлением в 3-5 атмосфер, фреон поступает в газообразном состоянии, имея температуру 10-20°С. В компрессоре происходит сжатие фреона до 15-25 атмосфер, при этом температура фреона увеличивается до 70-90°С, затем хладагент попадает в конденсатор.

Учитывая заметный уровень шума, которым отличается работа компрессора кондиционера, практически во всех типах этого оборудования компрессоры размещают в наружных блоках, что полностью устраняет этот небольшой дискомфорт.

Все компрессоры кондиционеров характеризуются по двум основным показателям:

Степень компрессии. Этот показатель определяется отношением минимального и максимального давления хладагента при входе в камеру компрессора и при выходе из неё;
Объем хладагента, который компрессор может перемещать по контуру.

Принцип работы компрессора и его виды

Принцип работы компрессора основывается на периодическом сжимании хладагента в камере, после чего он продолжает двигаться по контуру. В зависимости от способа создания давления компрессоры подразделяются на поршневые, в которых давление создается возвратно-поступательными движениями поршней, и вращательные, у которых давление увеличивается за счет вращения рабочих частей в корпусе компрессора. В свою очередь, вращательные компрессоры подразделяются на винтовые, ротационные и спиральные.

Поршневые компрессоры – наиболее распространенные при производстве кондиционеров. Характерной особенностью таких компрессоров является размещение электродвигателя в герметичном корпусе компрессора.

Такой принцип действия компрессора отличается простотой и надежностью конструкции, но имеет несколько отрицательных качеств. Так, в результате резких скачков высокого и низкого давления работа компрессора кондиционера этого типа характеризуется высоким уровнем шума. Кроме того, для запуска такого компрессора необходим достаточный запас мощности, что в процессе работы ускоряет износ его деталей и приводит к поломке.

Ротационные компрессоры вращения

Принцип работы компрессора с ротационным механизмом базируется на сжатии хладагента и движении его по контуру за счет вращения пластин. Благодаря этому, по сравнению с поршневыми аналогами, для запуска таких компрессоров не требуется большой мощности электродвигателя, а также из-за низкой пульсации давления работа компрессора кондиционера этого типа практически бесшумна. В зависимости от расположения пластин, ротационные компрессоры бывают двух видов:

Со стационарным расположением пластин. Для сжимания хладагента в этом типе компрессора применяется эксцентрик, который соединен с ротором двигателя. При запуске двигателя эксцентрик начинает перемещаться по внутренней поверхности камеры компрессора, сжимая при этом находящийся перед ним газообразный хладагент. При достижении предельного давления срабатывает выпускной клапан и хладагент уходит в систему. Для разделения камеры компрессора на области с разным давлением внутри установлена стационарная пластина, которая способна изменять размер выдвигающейся части.

С вращающимися пластинами. В данном типе принцип действия компрессора также основан на использовании пластин для разделения камеры на зоны с разным давлением, но в данном случае две пластины закреплены на роторе. Благодаря смещению осей камеры и ротора, при его вращении образуются динамически меняющие свой объем камеры с разным давлением. На схеме вы можете увидеть процесс всасывания газообразного хладагента и его сжатия.

Спиральные компрессоры (SCROLL)

Для кондиционеров малой и средней мощности часто применяются спиральные компрессоры. Работа компрессора кондиционера этого типа основана на взаимодействии двух стальных спиралей, расположенных в цилиндре компрессора. Одна из спиралей, внутренняя, имеет стационарное закрепление, а другая, внешняя, вращается вокруг внутренней с помощью эксцентрика, перекатываясь по поверхности внутренней спирали. Точное прилегание поверхностей спиралей и их профиль (эвольвента) обеспечивают постоянно перемещающуюся точку соприкосновения, которая и является камерой сжатия газа хладагента. При достижении необходимого давления хладагент из камеры выталкивается в выходное отверстие. Благодаря тому, что точки касания двух спиралей находятся на каждом витке, увеличение давления хладагента происходит намного плавне, чем в других видах компрессоров.

Преимуществом этого принципа работы компрессора является минимальная нагрузка на двигатель при запуске, но к недостаткам можно отнести сложность их производства и высокие требования к точности соприкосновения спиралей, а также обеспечение герметичности прилегания торцов спиралей к поверхности камеры компрессора.

Винтовые компрессоры

Промышленные холодильные установки большой мощности (от 150 до 3500 кВт) комплектуются винтовыми компрессорами. В зависимости от количества винтов, такие компрессоры подразделяются на одновинтовые и двухвинтовые.

Одновинтовые модели компрессоров, кроме винта, имеют в своем составе одну-две шестерни – сателлита, которые присоединяются к ротору сбоку. Давление в камере создается при помощи роторов, которые вращаются в разные стороны от центрального ротора-винта. Попадая в камеру через входное отверстие, хладагент охлаждает двигатель, заполняя внешний сектор между вращающимися шестернями. При вращении винта за счет герметичного прилегания шестеренок, которое обеспечивается смазывающим маслом, газ сжимается и выталкивается в выходное отверстие. Для того, чтобы масло не смешивалось с хладагентом, в компрессоре этого типа существует сепаратор.

Работа компрессора кондиционера с двумя винтами отличается от одновинтового наличием основного и вспомогательного роторов – винтов. В отличии от других компрессоров, в винтовых компрессорах не предусмотрена установка клапанов впуска и выпуска хладагента. Процесс всасывания и выпускания происходит постоянно с разных сторон компрессора. Положительным качеством винтовых компрессоров является возможность регулирования мощности его работы за счет уменьшения или увеличения частоты вращения двигателя, а также бесшумность работы. Но работа компрессора этого типа требует герметичности прилегания винтов, что иногда приводит к остановке компрессора.

Неисправности компрессоров, их причины и следствия

Компрессор – основная деталь кондиционера, поэтому стоимость кондиционера напрямую зависит от стоимости компрессора. Выход из строя компрессора чаще всего становится следствием непрофессионального монтажа кондиционера и нарушений правил его эксплуатации. Кроме того, большое значение имеет качество проведения сервисных работ, когда проигнорированное потемнение масла кондиционера, нарушение теплоизоляции или утечка фреона через некоторое время могут привести к поломке компрессора, а значит – и кондиционера в целом. При выявлении таких сигналов простого устранения подтека хладагента, замены фильтра или дозаправки системы будет недостаточно, потому что через некоторое время компрессор может просто остановиться.

Определить, нужно ли выполнять ремонт компрессора, специалист может по результатам регулярного осмотра. Для этого нужно:

Провести анализ масла компрессора;
Проверить герметичность холодильного контура;
Проверить отсутствие воды в холодильном контуре.

По результатам профилактического осмотра компрессора можно с точностью определить, будет он долго работать или в ближайшее время может выйти из строя.

В кондиционерах сплит-системы (например, в самых распространенных настенных кондиционерах) компрессор находится во внешнем блоке - на улице. Это позволяет снизить шум, который кондиционер создает в помещении.

Основные характеристики компрессора - степень компрессии (сжатия) и объем хладагента, который он может нагнетать. Степень сжатия - это отношение максимального выходного давления паров хладагента к максимальному входному.

Какие бывают компрессоры?

В холодильных машинах используют компрессоры двух типов: (1) с возвратно-поступательным движением поршней в цилиндрах - поршневые; (2) с вращательным движением рабочих частей - ротационные, винтовые и спиральные.

Поршневые компрессоры

Ротационные компрессоры вращения

Спиральные (SCROLL) компрессоры

Спиральные компрессоры применяются в холодильных машинах малой и средней мощности. Такой компрессор состоит из двух стальных спиралей. Они вставлены одна в другую и расширяются от центра к краю цилиндра компрессора. Внутренняя спираль неподвижно закреплена, а внешняя вращается вокруг нее.

Спирали имеют особый профиль (эвольвента), позволяющий перекатываться без проскальзывания. Подвижная спираль компрессора установлена на эксцентрике и перекатывается по внутренней поверхности другой спирали. При этом точка касания спиралей постепенно перемещается от края к центру. Пары хладагента, находящиеся перед линией касания, сжимаются, и выталкиваются в центральное отверстие в крышке компрессора. Точки касания расположены на каждом витке внутренней спирали, поэтому пары сжимаются более плавно, меньшими порциями, чем в других типах компрессоров.
Пары хладагента поступают через входное отверстие в цилиндрической части корпуса, охлаждают двигатель, затем сжимаются между спиралей и выходят через выпускное отверстие в верхней части корпуса компрессора.

Низкая нагрузка на электродвигатель компрессора, особенно в момент пуска

Сложность изготовления.

Необходимо очень точное прилегание спиралей и полная герметичность по их торцам

Винтовые компрессоры

В холодильных машинах большой мощности (150 - 3500 кВт), например, чиллерах, применяются винтовые компрессоры двух модификаций: с одинарным или двойным винтом.

Модели с одинарным винтом имеют одну или две шестерни-сателлита, подсоединенные к ротору с боков. Сжатие паров хладагента происходит с помощью вращающихся в разные стороны роторов. Их вращение обеспечивает центральный ротор в виде винта. Пары хладагента поступают через входное отверстие компрессора, охлаждают двигатель, затем попадают во внешний сектор вращающихся шестеренок роторов, сжимаются и выходят через скользящий клапан в выпускное отверстие. Винты компрессора должны прилегать герметично, поэтому используется смазывающее масло. Впоследствии масло отделяется от хладагента в специальном сепараторе компрессора.

Модели с двойным винтом отличаются использованием двух роторов - основного и приводного. Винтовые компрессоры не имеют впускных и выпускных клапанов. Всасывание хладагента постоянно происходит с одной стороны компрессора, а его выпускание - с другой стороны.

Можно плавно регулировать мощность с помощью изменения частоты оборотов двигателя. низкий уровень шума

Необходима герметичность прилегания винтов

Неисправности компрессора и их причины

Стоимость компрессора составляет большую часть стоимости всего кондиционера, поэтому за его состоянием нужно тщательно следить. Как правило, замена отказавшего компрессора кондиционера связана с пренебрежением правилами монтажа и эксплуатации кондиционера. Зачастую недостаточно квалифицированные или ответственные работники сервисной службы не проводят необходимые работы, даже обнаружив потемнение теплоизоляции, масла кондиционера, или утечку хладагента. Если они ограничиваются установкой фильтра на жидкостную линию или устранением течи и дозаправкой кондиционера, то вскоре произойдет отказ компрессора. Расскажем, что нужно делать в таких случаях, когда компрессор кондиционера еще можно спасти.

По результатам анализа масла компрессора.
При нарушении герметичности фреонового контура кондиционера.
При попадании воды в фреоновый контур кондиционера.

Анализ масла

темный цвет масла и запах гари указывает на то, что компрессор кондиционера перегревался. Причины перегрева: утечка хладагента из кондиционера или работа кондиционера на обогрев при отрицательных температурах на улице. Масло при этом теряет свои смазочные свойства и разлагается с образованием смолистых веществ, которые вызывают отказ компрессора кондиционера.
зеленоватый оттенок масла указывает на наличие в нем солей меди. Причина - присутствие влаги в холодильном контуре кондиционера. Тест на кислотность такого масла, как правило, тоже положительный.
прозрачное масло с легким запахом, похожее по цвету на образец, указывает на то, что кондиционеру не нужна немедленная замена масла.

Нарушение герметичности контура

Потемнение теплоизоляции компрессора.
Периодическое срабатывание термозащиты компрессора.
Обгорание изоляции на нагнетательном трубопроводе.
Масло темного цвета с запахом гари.

Процент внезапных утечек, вызванных разрушением трубопроводов, очень мал. Чаще утечки происходят через небольшие неплотности на вальцовочных соединениях. Надо постоянно следить за работой кондиционера, тогда утечки можно обнаружить своевременно. Через 5 минут после включения кондиционер, в зависимости от выбранного режима, уже должен давать холодный или теплый воздух, в противном случае надо сразу выключить кондиционер и вызвать ремонтника. Если при работе кондиционера трубки на наружном блоке покрыты инеем - значит, происходит утечка хладагента.

Влага в контуре

Влага обычно попадает в фреоновый контур кондиционера, если монтаж выполнен с нарушением правил. Вакуумирование фреоновой магистрали в процессе монтажа нужно, чтобы удалить из смонтированной магистрали воздух и водяные пары. Продувка смонтированной магистрали хладагентом, которую иногда выполняют вместо вакуумирования, не позволяет удалить влагу, а лишь превращает ее в лед на стенках медных трубок. Впоследствии лед тает, образуя влагу внутри холодильного контура.

Опасность в том, что влага в системе часто никак не проявляет себя до момента отказа компрессора кондиционера. Дело в том, что все процессы в кондиционере, работающем на охлаждение (летом), происходят при положительных температурах, а вода проявляет себя лишь когда замерзает, вызывая нарушение работы капиллярной трубки или терморегулирующего вентиля. Однако по косвенным признакам определить наличие влаги в кондиционере можно.

Один из признаков наличия влаги в фреоновом контуре - зеленоватый оттенок масла и положительный тест на кислотность. При обнаружении этих признаков требуется срочное вмешательство, чтобы спасти компрессор от выхода из строя. На более ранних стадиях влага проявляет себя при работе кондиционера в режиме обогрева при низких температурах наружного воздуха или при утечке хладагента. В этих случаях влага превращается в лед и закупоривает капиллярную трубку или ТРВ. В результате давление всасывания кондиционера падает, растет температура компрессора и срабатывает термозащита. Этот цикл повторяется до тех пор, пока не сгорит компрессор. Удаление влаги из фреонового контура также может быть выполнено только в мастерской.

Компрессор является центральным элементом любой техники, будь то холодильник или кондиционер. Именно от его производительности и надежности зависит качество работы техники. В материале поговорим о производителях компрессоров, их репутации и положении в мировом табеле о рангах.

Что обеспечит надежность компрессора?

Рядового пользователя мало интересуют технические детали и решения, использованные при разработке и производстве компрессора. Во главу угла, как правило, ставят всего один критерий — надежность. Поэтому, не углубляясь в техническую сторону вопроса, сформулируем основные факторы, которые обеспечивают надежность компрессора:

Какие еще факторы влияют на качество компрессоров?

В мире насчитывается огромное количество производителей холодильной техники, но крупных компаний, выпускающих компрессоры для нее, не так уж и много. Поэтому различные бренды устанавливают компрессоры, выпущенные одним производителем. Это объясняет, почему отзывы о конкретном производителе компрессоров могут быть диаметрально противоположными.

Дело вот в чем. Производители компрессорного оборудования исходят из конкретного заказа и условий контракта. Поэтому им порой приходится выпускать продукцию с заведомо заниженными эксплуатационными характеристиками.

Яркий пример — китайская компания Jiaxipera, компрессорами которой комплектуют свои изделия как именитые европейские бренды, так и производители из Поднебесной, предлагающие свою продукцию в бюджетном сегменте. По большому счету, компания умеет выпускать хорошие качественные компрессоры, но если они не нужны заказчику — это его право. Такой подход имеет право на жизнь, поскольку во главу угла ставят массовое производство и получение прибыли, а всю ответственность за работу своих холодильных агрегатов несет производитель, в данном случае — заказчик.

Другой вариант — качество без компромиссов. Производители с мировым именем дорожат своей репутацией и не готовы понижать планку в угоду пожеланиям заказчика. Их продукция дороже, но, как показывает практика, она того стоит. В качестве примера можно привести компанию ACC. Если пользователю посчастливилось приобрести холодильную установку с компрессором этой фирмы, он может быть уверен, что она долгие годы прослужит ему верой и правдой.

Крупнейшие мировые производители компрессоров

Ниже приведем самых значимых производителей компрессоров на мировом рынке.

Embraco

В Китае бренд выпускает, в основном, компрессоры бюджетного сегмента, а на европейских заводах — более сложные модели с инверторным управлением.

Tecumsen

Встретить компрессоры этого производителя на европейском континенте практически нереально, поскольку компания, в основном, покрывает потребности североамериканского рынка. Основным потребителем ее продукции выступают подразделения корпорации General Electric, специализирующие на выпуске холодильной и климатической техники.

Jiaxipera

Danfoss

Заводы датской компании имеются как на европейском континенте, так и в Китае. Продукцию поставляют на сборочные линии немецких производителей Bosch и Siemens, итальянских Indesit и Ariston, литовского Snaige и российского Pozis.

В ходе реорганизации и продажи доли компании, на ее базе сформировался еще один самостоятельный бренд компрессоров — Secop, который производит свою продукцию на заводе в Словении. В основном ею комплектуют продукцию премиальных брендов. Яркий пример тому — компрессоры Secop в холодильниках Liebherr.

Еще один крупный игрок на мировом рынке из Поднебесной — компания GMCC. Ее основная продукция — компрессоры для систем кондиционирования. Доля компании на мировом рынке составляет внушительные 25 % от общего объема компрессоров для кондиционеров. В натуральном выражении производство компрессоров для кондиционеров составляет порядка 32 миллионов единиц в год.

Один из крупнейших производителей, ставящий во главу угла качество и надежность своей продукции. У компании три производственные площадки, они находятся в Австрии, Италии и Китае. Вне зависимости от страны происхождения, компрессоры ACC считаются одними из лучших в плане надежности и долговечности. Серийно компрессоры ACC поставляются на сборочные линии заводов Electrolux, Zanussi и Liebherr.

Компании, выпускающие компрессоры только для собственных нужд

Торговая кооперация подходит не всем производителям холодильного оборудования. Некоторые предпочитают выпускать собственные компрессоры и комплектовать свою продукцию исключительно ими. Яркие представители, культивирующие эту философию производства — южнокорейские компании LG и Samsung. В их продукции невозможно встретить компрессоры от стороннего производителя. Исключительно собственные комплектующие!

Причем практически все компрессоры со сборочной линии отправляются прямиком на конвейер, лишь малая толика уходит на рынок запасных частей, покрывая потребности собственных сервисных центров в рамках исполнения гарантийных обязательств. Встретить такие компрессоры в свободной продаже практически невозможно.

Выводы

При выборе холодильной установки не следует ориентироваться исключительно на производителя компрессора, поскольку, как мы выяснили, качество может сильно варьироваться в зависимости от потребностей заказчика. В приоритет лучше ставить репутацию самого производителя холодильного оборудования. В конечном итоге именно он несет полную ответственность за качество своей продукции, подкрепленную гарантийными обязательствами.

Компрессор сжимает и перекачивает пары хладагента в холодильном контуре каждого кондиционера. Это самый дорогой элемент сплит-системы, а от типа и качества компрессора зависит эффективность работы всей системы кондиционирования.

В бытовых и полупромышленных кондиционерах производительностью до 12-15 кВт чаще всего применяют ротационные компрессоры с катящимся ротором.

Как действует ротационный компрессор?

Простота конструкции
Минимум движущихся частей
Малое число деталей
Относительно низкая цена
Надежность
Хорошие массогабаритные показатели
Малые газодинамические потери на всасывании

Однако в ротационной компрессоре с одним ротором происходит повышенный износ разделительной лопасти.

Зачем компрессору два ротора?

Для повышения надежности и улучшения эффективности разработан двухроторный компрессор. Принцип действия остался неизменным, но теперь на одном валу расположено ДВА ротора, сжимающие хладагент!

Самое главное: за счет уравновешивания нагрузок на вал повышается ресурс и надежность . Вращение роторов в противофазе снижает вибрацию и уровень шума компрессора, а также повышает энергетическую эффективность. Двухроторный компрессор Toshiba может работать при скорости вращения всего 10 об. в сек, что на порядок снижает количество циклов пуска и выключения компрессора. Кондиционер может работать с производительностью всего 10-15% от номинала, не выключаясь.

Именно поэтому двухроторные компрессоры, применяемые в инверторных сплит-системах Toshiba, а также в полупромышленных кондиционерах Toshiba Digital Inverter, обеспечивают эффективность и надежность наших систем кондиционирования.

Компрессор — сердце системы кондиционирования. Именно он сжимает хладагент и прокачивает его по системе. В современных системах кондиционирования автомобилей применяются различные типы компрессоров. Различия в конструкции позволяют получить целую гамму этих агрегатов, различающихся мощностью, производительностью, шумностью и т. д. Компания DENSO производит компрессоры практически всех типов, чтобы каждая конкретная модель авто получила запчасть, идеально подходящую по своим параметрам. Какие же типы компрессоров выпускает DENSO?

Начнем с одного из самых массовых типов: компрессоры с наклонным диском (swash plate). Принцип его работы понятен из этой анимации. Барабан компрессора, содержащий несколько поршней (от 5 до 7), приводится во вращение двигателем автомобиля. Скользя относительно неподвижного наклонного диска, поршни прокачивают хладагент. Объем прокачиваемого хладагента может меняться благодаря изменяемому углу наклона диска. Компрессорами DENSO этого типа (SE, SB, SL) комплектуются многие объемные автомобили, для которых важна высокая производительность системы кондиционирования.

Вариацией этого механизма являются компрессоры с качающимся диском (wobble plate): DENSO CA. В этой конструкции, наоборот, наклонный диск подвижен, а поршни и барабан не вращаются (посмотреть гифку). Система распределения в этих компрессорах чуть сложнее, и с годами они сдают свои позиции.

Совершенно другой тип компрессоров — спиральные. Их механизм состоит из двух спиралей, подвижной и неподвижной. Вот так это выглядит в работе. Компрессоры этого типа, DENSO SC, известны своим предельно низким уровнем шума. Также спиральные компрессоры отбирают очень мало мощности у двигателя и поэтому устанавливаются для систем кондиционирования автомобилей с небольшими легкими моторами. Спиральным механизмом из-за его низкого энергопотребления комплектуются и компрессоры DENSO ES с электроприводом. Плюс этих компрессоров заключается в возможности работы от батареи автомобиля, т. е. при выключенном ДВС, что важно для гибридных авто.

Последний тип компрессоров DENSO — роторно-пластинчатые (rotary vane) компрессоры, тип TV. Такие компрессоры предназначены для систем небольшой мощности. Принцип действия знаком многим автомобилистам по подкачивающим насосам — это эксцентрик в камере переменного объема, снабженный подвижными лопатками (посмотреть гифку). Простота конструкции этого компрессора служит залогом его надежности и легкости в обслуживании. Роторно-пластинчатые компрессоры характеризует высокая ремонтопригодность.

Компания DENSO производит столь широкий ассортимент компрессоров кондиционера для того, чтобы удовлетворить максимально разным запросам автопроизводителей. Каждый тип насоса имеет уникальный баланс производительности и потребляемой энергии. Легкому двигателю и маленькому салону должен соответствовать такой же компрессор с низким энергопотреблением, и наоборот. Выпуская широкую линейку разнообразных агрегатов, DENSO гарантирует стабильные рабочие характеристики при непревзойденной японской надежности.

Читайте также: