Принцип работы холодильного компрессора

Для нормального и полноценного функционирования любого холодильного оборудования необходим хладагент — особое вещество, которое проходит цикл газообразного и жидкого состояния, тем самым охлаждая температуру в камере. Чтобы обеспечить данный процесс используется холодильный компрессор.

Во многом принцип работы холодильного агрегата схож с двигателем внутреннего сгорания: там также есть целая система клапанов и поршней, благодаря которым хладагент (чаще всего это фреон) циркулирует по системе, забирая тепло из холодильного оборудования и выводя его в виде конденсата наружу.

Рабочий цикл холодильного компрессора

Холодильный компрессор работает не отдельно, а как часть замкнутого холодильного контура. В этом контуре хладагент проходит несколько последовательных этапов, за счет которых оборудование поддерживает нужный температурный режим.

Сжатие хладагента

Компрессор всасывает газообразный хладагент из испарителя и сжимает его. В результате повышаются давление и температура вещества, после чего нагретый хладагент направляется дальше по системе.

Конденсация

После сжатия горячий хладагент поступает в конденсатор. Там он отдает тепло окружающей среде, охлаждается и постепенно переходит из газообразного состояния в жидкое.

Дросселирование

Жидкий хладагент проходит через дроссельное устройство, где его давление резко снижается. За счет этого температура вещества падает, и оно становится готовым к следующему этапу охлаждения.

Испарение

Охлажденный хладагент поступает в испаритель, где забирает тепло из камеры или другого охлаждаемого пространства. После этого он снова возвращается в компрессор, и рабочий цикл повторяется.

Основные виды и принцип работы компрессоров

На данный момент существует три большие группы компрессоров, которые применяются в холодильном оборудовании разного назначения:

• роторные;
• поршневые;
• динамические;

Каждый тип выполняет одну и ту же основную задачу – сжимает хладагент и обеспечивает его циркуляцию по системе. Однако конструкция, уровень шума, производительность, энергоэффективность и сфера применения у таких агрегатов отличаются. Поэтому перед выбором оборудования важно понимать, чем отличаются основные виды компрессоров. 

Сравнение основных типов компрессоров

Роторные компрессоры

Такие агрегаты появились достаточно давно, и понять, как работает холодильный компрессор этого типа, достаточно просто. Внутри конструкции находятся роторы – ведущий и ведомый, которые вращаются и соприкасаются друг с другом по всей длине. Установлены они так, чтобы вращательные движения осуществлялись навстречу. Таким образом создается давление, всасывающее хладагент и сжимающее его настолько, чтобы он продвинулся дальше. Затем цикл повторяется.

Преимущества роторных компрессоров:

• низкий уровень вибрации во время работы, поэтому для установки оборудования обычно не требуется особо прочное основание;
• сравнительно тихая работа, что важно для бытовых холодильников, витрин, небольших камер и коммерческого оборудования;
• компактные размеры, которые позволяют упростить конструкцию холодильной установки;
• стабильная работа при умеренных нагрузках.

Недостатки роторных компрессоров:

• ограниченная производительность по сравнению с более мощными промышленными решениями;
• чувствительность к качеству монтажа и состоянию системы;
• не всегда подходят для объектов, где требуется высокая холодопроизводительность или работа при серьезных нагрузках.

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры больше всего похожи на автомобильный двигатель по своей конструкции. Само устройство и функции остаются неизменными – обеспечение цикла циркуляции хладагента в холодильном оборудовании, переход его из жидкого состояния в газообразное и обратно. А вот чтобы понять, как устроен такой тип компрессоров, достаточно представить двигатель внутреннего сгорания.

Внутри поршневых агрегатов находится поршень, запускаемый в движение коленчатым валом. Тот же, в свою очередь, приводится в действие электромотором. Это наиболее распространенный тип компрессоров. Однако сегодня можно встретить и его улучшенную версию. В ней отсутствует вал, а поршень располагается на штоке, продетом через катушку. Как только на нее подается ток, поршень приходит в движение и создает нужное давление для перетекания хладагента.

Преимущества поршневых компрессоров:

• широкая сфера применения – от бытового до коммерческого и промышленного холодильного оборудования;
• хорошая ремонтопригодность и доступность комплектующих;
• способность работать с разными температурными режимами;
• надежность при правильном подборе, монтаже и обслуживании.

Недостатки поршневых компрессоров:

• более высокий уровень шума и вибрации по сравнению с роторными моделями;
• наличие трущихся деталей, которые со временем изнашиваются;
• необходимость регулярного технического обслуживания;
• чувствительность к перегрузкам, загрязнениям и неправильной заправке хладагентом.

Динамические компрессоры

И наконец, динамические компрессоры. Для понимания, из чего состоит такой агрегат, достаточно представить вентиляционную систему. Внутри компрессора вращаются рабочие колеса или лопатки, которые нагнетают нужное давление в системе. Принцип работы довольно прост: поток хладагента ускоряется, после чего часть его скорости преобразуется в давление.

Коэффициент сжатия у таких компрессоров обычно ниже, чем у объемных моделей, поэтому для отдельных задач может потребоваться более сложная схема работы. При этом динамические компрессоры применяются там, где важны стабильный поток хладагента и высокая производительность.

Преимущества динамических компрессоров:

• стабильная подача хладагента при постоянной нагрузке;
• возможность работы в системах большой производительности;
• сравнительно плавная работа без резких циклов сжатия;
• хорошая эффективность при правильно подобранном режиме эксплуатации.

Недостатки динамических компрессоров:

• более сложный подбор под конкретную холодильную систему;
• меньшая эффективность при резких изменениях нагрузки;
• необходимость точной настройки и профессионального обслуживания;
• не всегда подходят для небольших холодильных установок.

Подытожив все вышесказанное, можно сделать вывод, что принцип работы холодильного компрессора у каждого типа единый – поддержание рабочего цикла оборудования. Однако эффективность, конструкция и сфера применения у них разные. Поэтому роторные, поршневые и динамические компрессоры используют для разных задач: от небольших холодильников и торговых витрин до строительства холодильных камер, складов, камер шоковой заморозки и промышленных холодильных систем.