Компрессор

«Компрессор» — слово, а не аббревиатура: его не расшифровывают по буквам. Латинский корень связан со сжатием. В технике при сжатии повышается давление газа и обычно его температура; плотность зависит также от температуры и самого газа. Тем же словом называют устройство обработки звука, но здесь рассматривается машина для сжатия газов.

Воздух, пар хладагента и технологический газ — разные рабочие среды. Допуск для одной не подтверждает совместимость с другой. Жидкостный насос, вентиляционный вентилятор и газовый компрессор выполняют разные задачи. Компрессор кондиционера не сжимает воздух помещения.

Объёмные компрессоры захватывают газ и уменьшают объём рабочей камеры. Поршни, катящиеся поршни, пластины, спирали и винты создают такое изменение объёма разными способами. Всасывание — поступление газа в компрессор; нагнетание — его подача на сторону повышенного давления.

Динамические компрессоры передают энергию непрерывному потоку вращающимися лопатками. Газ ускоряется, и часть его кинетической энергии преобразуется в повышение давления в проточной части. К этой группе относятся центробежные и осевые компрессоры. Оба принципа требуют энергии привода, но различаются характеристиками расхода и регулирования.

Холодильная техника, кондиционирование и тепловые насосы используют пар хладагента. Пневмосистемы используют сжатый воздух для инструмента, приводов и технологических операций. Газовые установки сжимают заданные технологические газы для транспортировки или обработки. Состав газа, чистота и совместимость материалов определяются применением.

Подробные материалы раздела посвящены кондиционированию и холодильной технике. В общее семейство входят также мембранные компрессоры, где гибкая мембрана отделяет газ от привода; жидкостно-кольцевые машины, где вращающееся кольцо жидкости формирует газовые полости переменного объёма; осевые машины, где поток движется преимущественно вдоль вала. Линейный привод описывает движение поршня, а не отдельный принцип сжатия.

В базовом парокомпрессионном контуре компрессор забирает пар со стороны низкого давления и повышает его давление. Он подводит энергию к хладагенту; полезное охлаждение происходит в испарителе. При отоплении используют тепло горячей стороны. В реверсивном тепловом насосе схема контура меняет роли теплообменников, а не направление процесса сжатия.

• Компрессор для кондиционирования и тепловых насосов

Поршень изменяет объём цилиндра. Всасывающий и нагнетательный клапаны впускают и выпускают газ при изменении давления в цилиндре. Этот механизм сочетается с разными исполнениями корпуса, приводами и способами регулирования.

• Компрессор поршневой

В конструкциях с катящимся поршнем и пластинами эксцентричный вращающийся механизм образует газовые полости, уменьшающиеся за оборот. В каталогах кондиционирования словом «ротационный» часто обозначают именно эти конструкции; в широкой технической классификации термин может включать и другие вращательные механизмы. Поэтому точную конструкцию следует указывать.

• Компрессор ротационный: с катящимся поршнем и пластинчатый

Две сопряжённые спирали образуют газовые полости. Обычно одна спираль неподвижна, а другая движется по орбите без вращения вокруг собственного центра. Полости перемещаются внутрь и уменьшаются, после чего газ выходит через центральное нагнетательное отверстие.

• Компрессор спиральный

Винтовые роторы и корпус ограничивают газовые полости, объём которых уменьшается по направлению к выходу. Двухвинтовая и одновинтовая схемы различаются механически. Работа с маслом, внутренняя объёмная степень сжатия и регулирование производительности — важные характеристики конкретной модели.

• Компрессор винтовой

Рабочее колесо передаёт энергию потоку газа; диффузор замедляет поток и участвует в повышении давления. Рабочая характеристика связывает расход, повышение давления и скорость. Этот динамический механизм применяют в холодильных чиллерах и в других задачах сжатия газов.

• Компрессор центробежный

Один компрессор может одновременно быть спиральным, герметичным, с переменной скоростью и предназначаться для теплового насоса. Это механизм, исполнение корпуса, регулирование и применение. В герметичном и полугерметичном исполнении двигатель находится внутри корпуса с хладагентом; различается доступ к внутреннему ремонту. У открытого исполнения привод внешний, а проход вала через корпус уплотнён.

• Компрессор: герметичный, полугерметичный и открытого исполнения

Производительность меняют включением и отключением компрессоров, изменением скорости или предусмотренной разгрузкой механизма. Инвертор — электронный привод, а не механизм сжатия. Одноступенчатое и многоступенчатое сжатие обозначают последовательные повышения давления; несколько параллельных машин не становятся от этого многоступенчатым компрессором.

• Компрессор: регулирование производительности и инверторный привод

Компрессор включает механизм сжатия, привод, корпус, вход и выход. Подшипники поддерживают подвижные детали. Конструкциям со смазкой нужны предусмотренное масло и рассчитанная схема его возврата. Безмасляные исполнения используют другое устройство опор или смазки; название семейства само по себе его не определяет.

Защита системы может включать контроль давления и температуры, защиту двигателя, маслоотделение и отделитель жидкости на всасывании. Маслоотделитель выделяет масло из нагнетаемого газа для возврата в компрессор. Отделитель жидкости может задерживать жидкий хладагент на входе. Эти устройства подбирают для конкретного контура, а не обязательно добавляют к каждому компрессору.

Холодопроизводительность — скорость отвода тепла, обычно в киловаттах. Электрическая мощность — потребление привода: это другая величина. Рабочий объём — геометрический объём за оборот или единицу времени; он не определяет напрямую холодопроизводительность или действительный массовый расход.

Для корректного сравнения указывают хладагент, условия всасывания и нагнетания, температуру пара на входе или перегрев, принятые параметры жидкости и скорость. Перегрев — превышение температуры насыщения при том же давлении; переохлаждение — снижение температуры ниже насыщения жидкости. Для смесевых хладагентов указывают принятую точку росы или кипения. Температуры хладагента не равны просто температурам воздуха помещения и улицы.

Рабочая область — разрешённое сочетание условий в документации модели. Внутри неё меняются производительность, потребление и эффективность. Коэффициент холодильной или тепловой эффективности сопоставляет полезную тепловую мощность с указанной потребляемой. Показатели компрессора и всей системы могут учитывать разное оборудование, поэтому сравнивают одинаковые границы расчёта и единицы.

Хладагент

Рабочее вещество, переносящее тепло в холодильном контуре.

Степень повышения давления

Отношение абсолютного давления нагнетания к абсолютному давлению всасывания. Манометрические показания нельзя напрямую подставлять в это отношение.

Массовый расход

Масса газа за единицу времени, например килограммы в секунду; зависит от плотности и объёмного расхода.

Возврат масла

Возвращение в компрессор масла, унесённого хладагентом в контур.

Помпаж

Неустойчивая работа динамического компрессора и связанной системы с сильными колебаниями расхода и давления, возможным обратным течением.

Чиллер

Машина, охлаждающая жидкость, которая затем передаёт холод оборудованию или технологическому процессу.

Начните с требуемой холодопроизводительности или тепловой мощности и рабочего диапазона. Зафиксируйте хладагент, питание, управление, ограничения монтажа и точное обозначение оборудования. При замене дополнительно проверяют присоединения, крепления, масло, охлаждение двигателя и защиту. Сходные размеры или номинальная мощность не доказывают взаимозаменяемость.

Остановка или шум компрессора — симптом, а не диагноз. На работу влияют питание, срабатывания защиты, движение хладагента, теплообменники и возврат масла. Перед заменой устанавливают причину и проверяют новый агрегат в полном контуре. Исходные данные, подтверждённый технический подбор и коммерческое предложение — разные этапы; справочная информация сама по себе не подтверждает наличие или пригодность.

• Компрессор: подбор, замена и обслуживание