Принцип роботи холодильного компресора

Для нормального та повноцінного функціонування будь-якого холодильного обладнання необхідний холодоагент – спеціальна речовина, яка проходить цикл газоподібного та рідкого стану, завдяки чому знижує температуру в камері. Щоб забезпечити цей процес, використовується холодильний компресор.

Багато в чому принцип роботи холодильного агрегату схожий на двигун внутрішнього згоряння: там також є ціла система клапанів і поршнів, завдяки яким холодоагент, найчастіше фреон, циркулює системою, забирає тепло з холодильного обладнання та виводить його назовні через конденсатор.

Робочий цикл холодильного компресора

Холодильний компресор працює не окремо, а як частина замкнутого холодильного контуру. У цьому контурі холодоагент проходить кілька послідовних етапів, завдяки яким обладнання підтримує потрібний температурний режим.

Стискання холодоагенту

Компресор всмоктує газоподібний холодоагент з випарника та стискає його. У результаті підвищуються тиск і температура речовини, після чого нагрітий холодоагент спрямовується далі системою.

Конденсація

Після стискання гарячий холодоагент надходить у конденсатор. Там він віддає тепло навколишньому середовищу, охолоджується та поступово переходить із газоподібного стану в рідкий.

Дроселювання

Рідкий холодоагент проходить через дросельний пристрій, де його тиск різко знижується. Завдяки цьому температура речовини падає, і вона стає готовою до наступного етапу охолодження.

Випаровування

Охолоджений холодоагент надходить у випарник, де забирає тепло з камери або іншого охолоджуваного простору. Після цього він знову повертається в компресор, і робочий цикл повторюється.

Основні види та принцип роботи компресорів

На цей момент існує три великі групи компресорів, які застосовуються в холодильному обладнанні різного призначення:

• роторні;
• поршневі;
• динамічні;

Кожен тип виконує одну й ту саму основну задачу – стискає холодоагент і забезпечує його циркуляцію системою. Однак конструкція, рівень шуму, продуктивність, енергоефективність і сфера застосування таких агрегатів відрізняються. Тому перед вибором обладнання важливо розуміти, чим відрізняються основні види компресорів. 

Порівняння основних типів компресорів

Роторні компресори

Такі агрегати з’явилися досить давно, і зрозуміти, як працює холодильний компресор цього типу, досить просто. Усередині конструкції розташовані ротори – ведучий і ведений, які обертаються та стикаються один з одним по всій довжині. Встановлені вони так, щоб обертальні рухи здійснювалися назустріч. Таким чином створюється тиск, який всмоктує холодоагент і стискає його настільки, щоб він просунувся далі. Потім цикл повторюється.

Переваги роторних компресорів:

• низький рівень вібрації під час роботи, тому для встановлення обладнання зазвичай не потрібна особливо міцна основа;
• порівняно тиха робота, що важливо для побутових холодильників, вітрин, невеликих камер і комерційного обладнання;
• компактні розміри, які дозволяють спростити конструкцію холодильної установки;
• стабільна робота за помірних навантажень.

Недоліки роторних компресорів:

• обмежена продуктивність порівняно з потужнішими промисловими рішеннями;
• чутливість до якості монтажу та стану системи;
• не завжди підходять для об’єктів, де потрібна висока холодопродуктивність або робота при серйозних навантаженнях.

Поршневі компресори

Поршневі компресори найбільше схожі на автомобільний двигун за своєю конструкцією. Сам пристрій і функції залишаються незмінними – забезпечення циклу циркуляції холодоагенту в холодильному обладнанні, його перехід із рідкого стану в газоподібний і навпаки. А щоб зрозуміти, як влаштований такий тип компресорів, достатньо уявити двигун внутрішнього згоряння.

Усередині поршневих агрегатів розташований поршень, який запускається в рух колінчастим валом. Він, у свою чергу, приводиться в дію електромотором. Це найпоширеніший тип компресорів. Однак сьогодні можна зустріти і його покращену версію. У ній відсутній вал, а поршень розміщується на штоку, протягнутому через котушку. Щойно на неї подається струм, поршень починає рухатися та створює потрібний тиск для переміщення холодоагенту.

Переваги поршневих компресорів:

• широка сфера застосування – від побутового до комерційного та промислового холодильного обладнання;
• хороша ремонтопридатність і доступність комплектуючих;
• здатність працювати з різними температурними режимами;
• надійність за умови правильного підбору, монтажу та обслуговування.

Недоліки поршневих компресорів:

• вищий рівень шуму та вібрації порівняно з роторними моделями;
• наявність деталей, що труться та з часом зношуються;
• необхідність регулярного технічного обслуговування;
• чутливість до перевантажень, забруднень і неправильної заправки холодоагентом.

Динамічні компресори

І нарешті, динамічні компресори. Для розуміння, з чого складається такий агрегат, достатньо уявити вентиляційну систему. Усередині компресора обертаються робочі колеса або лопатки, які нагнітають потрібний тиск у системі. Принцип роботи досить простий: потік холодоагенту прискорюється, після чого частина його швидкості перетворюється на тиск.

Коефіцієнт стиснення у таких компресорів зазвичай нижчий, ніж в об’ємних моделей, тому для окремих задач може знадобитися складніша схема роботи. При цьому динамічні компресори застосовуються там, де важливі стабільний потік холодоагенту та висока продуктивність.

Переваги динамічних компресорів:

• стабільна подача холодоагенту за постійного навантаження;
• можливість роботи в системах великої продуктивності;
• порівняно плавна робота без різких циклів стиснення;
• хороша ефективність за правильно підібраного режиму експлуатації.

Недоліки динамічних компресорів:

• складніший підбір під конкретну холодильну систему;
• менша ефективність при різких змінах навантаження;
• необхідність точного налаштування та професійного обслуговування;
• не завжди підходять для невеликих холодильних установок.

Підсумовуючи все вищесказане, можна зробити висновок, що принцип роботи холодильного компресора у кожного типу єдиний – підтримання робочого циклу обладнання. Однак ефективність, конструкція та сфера застосування у них різні. Тому роторні, поршневі та динамічні компресори використовують для різних задач: від невеликих холодильників і торгових вітрин до будівництва холодильних камер, складів, камер шокового заморожування та промислових холодильних систем.