Zasada pracy sprężarek rotacyjnych.

Zasada pracy sprężarek rotacyjnych.

Działanie sprężarek rotacyjnych polega na zasysaniu i sprężaniu gazu dawkami, przy czym ich organ roboczy wykonuje ruch obrotowy, a nie posuwisto-zwrotny. Sprężarki tego typu są stosowane do sprężania gazów, gdy ciśnienie nie przekracza l MPa, a są wymagane duże wydajności, dochodzące do 10 000 m3/h.
Przykładami tego typu sprężarek są sprężarki łopatkowe i sprężarki z wirującymi tłokami.

Zasada działania sprężarek wirowych odśrodkowych.

Zasada działania sprężarek odśrodkowych jest taka sama jak pomp wirowych. Gaz jednak w przeciwieństwie do cieczy, jest łatwo ściśliwy i w czasie jego przepływu przez sprężarkę następuje wzrost jego ciśnienia i temperatury. Sprężarki odśrodkowe są budowane podobnie jak pompy, jako jednostopniowe i wielostopniowe.

Przykłady zastosowania sprężarek wirowych odśrodkowych.

Sprężarki wirowe odśrodkowe znajdują szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach techniki do sprężania dużych objętości powietrza, np.:
– w lotnictwie – niezbędne do pracy silników tłokowych i odrzutowych,
– w górnictwie – do wytwarzania ciśnienia służącego do napędu różnych narzędzi pneumatycznych,
– w hutnictwie – jako dmuchawy niezbędne przy wytapianiu i stali.
Sprawność ogólna sprężarek odśrodkowych wynosi 50 do 70%, natomiast ich maksymalne wydajności dochodzą do 170 m3/s (ok. 610 000 m3/h).

Sprężarki typu scrool – posiadają dwie spirale Archimedesa

 

 . Wskutek mimośrodowości jednej ze spiral powstają dwie przeciwległe sierpowate zamknięte przestrzenie, przemieszczające się od zewnętrz do wewnątrz i zmniejszające przy tym swoją objętość. Masy ruchome zostały w ten sposób zredukowane do minimum i wykonują jedynie ruch obrotowy. Taki układ i brak ruchów oscylacyjnych minimalizuje wibracje.
Dzięki wysokoprecyzyjnej obróbce można było zrezygnować z elementów uszczelniających na końcach spiral, a gazoszczelność przestrzeni roboczych zapewnia film olejowy. W porównaniu z konwencjonalnymi sprężarkami tłokowymi uzyskano redukcję poziomu ciśnienia akustycznego o ok. 6 dB(A), co odpowiada redukcji hałasu odczuwanego do jednej czwartej. Hałaśliwość odpowiada mniej więcej hałaśliwości chłodziarki domowej tej samej mocy. Sprężarki typu scroll to obecnie najpopularniejsze rozwiązanie w małych pompach ciepła. 

Rys. Para spiral scrool i zasada działania sprężarki spiralnej.

 

Zasada działania – z dwóch spiral sprężarki typu scrool jedna jest nieruchoma, a druga obraca się ruchem mimośrodowym przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. Obrót spirali powoduje zassanie czynnika chłodniczego w postaci gazu i stopniowe jego sprężanie pomiędzy zamkniętymi przestrzeniami. Całość procesu sprężania trwa około 2,5 obrotu, po czym czynnik zostaje wytłoczony a na jego miejsce zostaje zassana następna porcja gazu. 

 

Sprężarki rotacyjne z wirującym tłokiem

Sprężarki rotacyjne mimośrodowe z tłokiem wirującym. Tłok (wirnik) obracający się odśrodkowo w stosunku do skrzyni korbowej cylindra, zapewnia kolejno: zasysanie, sprężanie i tłoczenie gazu.
Łopatka jest zainstalowana w szczelinie skrzyni korbowej. Przemienne przemieszczanie sterowane przez mimośrodowy wirnik i przez sprężynę cofającą zapewnia oddzielenie obszaru zasysania
od obszaru tłoczenia.

Rys. Zasada działania sprężarki rotacyjnej z wirującym tłokiem.

 

Sprężarki powyższe doczekały się modyfikacji w postaci podwójnego tłoka „sprężarka Twin Rotary” gdzie dzięki umieszczeniu drugiego mimośrodowego tłoka na jednym wale uzyskano spadek hałasu i drgań a także wzrost współczynnika COP.

 

 

Rys. Porównanie budowy sprężarki z pojedynczym i podwójnym tłokiem.

 

 

Sprężarki inwerterowe – pracują na prądzie stałym i stanowią obecnie najbardziej wydajne urządzenia na rynku pomp ciepła i klimatyzatorów. W sprężarkach tego typu występuje inwerter zamieniający prąd zmienny z sieci 230 V, AC na prąd stały 300V, DC. Rozwiązanie takie pozwala na regulację wydajności sprężarki (regulację prędkości obrotowej) poprzez zmianę częstotliwości prądu przemiennego w zakresie 20-120 herców.  W przeciwieństwie do sprężarek standardowych, rozpoczynających pracę od razu na pełnych obrotach, sprężarki inwerterowe mają tzw. „miękki start”  stopniowo zwiększając obroty silnika. Pobierają tym samym mniejszy prąd rozruchowy, są bardziej energooszczędne i cichsze. Ich wadą jest wysoka cena.

 

Symbole projektowe sprężarek

 

Oznaczenia projektowe sprężarek podaję na podstawie norm niemieckich i strony www.drucklufttechnik.de 

Zakres stosowalności sprężarek

 

 

Śrubowa:

Sprężarki śrubowe znajdują zastosowanie w przemysłowych pompach ciepła o dużej mocy.

 

 

 

Rys. Sprężarka typu Roots’a. 1- kadłub, 2- wirniki krzywkowe, 3- wylot, 4-wlot

 

 

Sprężarki typu Roots’a – posiadają dwa wirniki z dwoma lub trzema „zębami” obracające się w przeciwnych kierunkach. Kształty są tak dobrane, że wirniki pozostają w stałym kontakcie z cylindrem sprężarki. W czasie obrotu następuje sprężenie gazu znajdującego się w przestrzeni między wirnikiem a kadłubem. Sprężarki Roots’a to tak naprawdę dmuchawy, bowiem spręż w tych urządzeniach z reguły nie przekracza 1 bara. 

Wentylatory osiowe

http://www.instsani.pl/855/wentylatory-osiowe