Поршневые компрессоры

 

Это наиболее распространенные компрессоры, применяемые во всех областях холодильной техники. Они работают как на аммиаке, так и на фреонах. Это обусловлено сравнительно низкой их себестоимостью, длительным сроком службы и низким удельным энер­гопотреблением (высокими холодильными коэффициентами) в широ­ком диапазоне рабочих условий.

На рис. 4.1 показанпродольный разрез компрессора ФУ-40. Компрессор четырехцилиндровый с V-образным расположением цилиндров: два блока по два цилиндра. В компрессоре блок-картерного типа цилиндры и картер компрессора выполнены в виде единой (общей) отливки 9. Открытый компрессор имеет сальник 10. На левом конце коленчатого вала 3 имеется шестерня для привода масляного насоса 14, к которому масло из картера поступает через два фильтра: 12 и 13 для тонкой и грубой очистки. Коленчатый вал 3 уста­новлен в картере на двух подшипниках 2 и имеет две шатунные шейки, на которых крепятся по два шатуна. В верхней части каждый из шату­нов с помощью поршневого пальца соединяется с поршнем.

 

Рис. 4.1 - Компрессор ФУ-40

 

Объединение шатуна с пальцем и поршнем называют шатунно-поршневой группой 5. Каждый поршень находится внутри поршневой гильзы 4, где он совершает возвратно-поступательное движение, осуще­ствляя, таким образом, при движении сверху вниз, всасывание пара из испарителя и его сжатие и нагнетание в конденсатор, при движении поршня снизу-вверх. Сверху над гильзами 4 установлены крышки цилин­дров, на которых крепятся клапаны: всасывающий 7 и нагнетательный 6. Сверху каждый из двух блоков имеет общую крышку цилиндров 8.

Пространство под этими крышками соединяется в единую нагнета­тельную полость с общим нагнетательным вентилем.

Установленный на компрессоре всасывающий вентиль соединяет испаритель с картером, где во время работы поддерживается давление кипения хладагента.

Объемная производительность компрессора зависит от его разме­ров: D – диаметра цилиндра, S – хода поршня (расстояние между двумя крайними его положениями), числа цилиндров z и частоты вращения вала (числа оборотов) – п, с^–1.

Таким образом, теоретическая объемная производительность поршневого компрессора (без учета потерь) может быть определена как произведение:

. (4.2)

Эту величину называют объемом, описываемым поршнями ком­прессора. Она является важной «конструктивной» величиной, не зави­сящей от режима (условий) работы компрессора, но определяющей его производительность.

Компрессоры со встроенным электродвигателем.Учитывая большую текучесть фреонов, особое внимание уделяется герметичности систем фреоновых холодильных машин. Наиболее уяз­вимым местом, с этой точки зрения, является сальник компрессора, по­этому во фреоновых холодильных машинах, особенно малой, а также средней холодопроизводительности, применяют герметич­ные и бессальниковые компрессоры. У этих компрессоров электродвига­тель находится внутри общего с компрессором корпуса. Использование встроенных электродвигателей стало возможным во фреоновых компрессорах, так как фреоны не проводят электрический ток и инертны к цветным металлам, используемым в электродвигателях.

Общий вид бессальникового компрессора показан на рис. 4.2. У такого типа компрессоров, называемых также «полугерметичными», корпус разъемный - он имеет съемные крышки с обеих сторон, а также съемные крышки цилиндров. Это позволяет проводить ревизию и, в случае необ­ходимости, ремонт на месте эксплуатации.

 

Рис. 4.2 - Общий вид бессальникового компрессора

 

Коленчатый вал располагается обычно горизонтально, и непосредст­венно на правом его конце крепится ротор электродвигателя 2. Чугунный литой корпус имеет блок-картерную конструкцию со впрессованным спра­ва статором электродвигателя 3. Клеммы 4 для подключения к электросе­ти располагаются сверху.

Для фреоновых машин малой производительности в основном ис­пользуют герметичные компрессоры (рис. 4.3). В отличие от бессаль­никовых, герметичные компрессоры имеют сварной из двух половин стальной кожух со впаянными в него всасывающей и нагнетательны­ми трубками и клеммами для подводки электропроводов к электродви­гателю 6. Коленчатый вал вертикальный, к нему крепятся два шатуна с поршнями 3. Масляный насос 4 находится внизу, а на верхнем конце вала располагается ротор электродвигателя 6. Нагнетательные патрубки от цилиндров проходят через специальный глушитель шума 7.

 

Рис. 4.3 - Общий вид герметичного компрессора

 

При использовании компрессоров со встроенным электродвигателем повышаются требования к осушке системы, так как попадание влаги в систему машины может привести к межвитковому замыканию в обмотке статора и его «сгоранию». С целью избежать такой серьезной аварии, была разработана специальная конструкция компрессора с экранированным электродвигателем. Ротор такого герметичного компрессора находится внутри стакана, приваренного к корпусу. Снаружи на стакан насаживается статор. Широкого применения такие компрессоры не нашли из-за повы­шенного шума и увеличения энергопотребления.

Энергетическую эффективность компрессоров со встроенным электродвигателем обычно оценивают холодильным электрическим коэффициентом:

. (4.3)

Холодопроизводительность компрессора относят к электрической мощности, потребляемой из сети. При этом величина электрической мощности – N_э будет больше эффективной мощности – N_e на величину потерь (дополнительных затрат) электроэнергии в электродвигателе.