Sprawdź swoją wiedzę o sprężarkach
Wielu użytkowników nowoczesnych sprężarek nie zdaje sobie sprawy, jak dawno wynaleziono pierwsze urządzenia używane wtedy do sprężania powietrza
Otóż najstarsze wzmianki na ten temat można znaleźć w manuskryptach Egipcjan i Greków. Prace nad urządzeniem nabrały rozpędu dopiero w wieku XIX, kiedy to silnik parowy dał nowe możliwości i pozwolił na wprowadzenie nowoczesnych rozwiązań technicznych.
Systematyka sprężarek
Sprężarka tłokowa
Najwcześniejszą konstrukcją maszyny do zwiększania ciśnienia transportowanych czynników jest sprężarka tłokowa. Pierwsze sprężarki przypominały co do zasady działania pompy wodne. We wczesnych modelach sprzed lat wydajność regulowana była wysokością obrotów. W nowoczesnych konstrukcjach dynamikę przepływu reguluje się w łatwy sposób poprzez zmianę pojemności każdego z cylindrów zamontowanych w aparaturze. Dzieje się tak dzięki zastosowaniu kołnierza prowadzącego, który ogranicza skok tłoków do zadanej pojemności. Sprężarki CVC mogą pracować w ruchu ciągłym dzięki swej niesamowitej elastyczności konstrukcyjnej. Są to jednostki proste, nieposiadające sprzęgła. Dzięki temu oprócz niezwykłej budowy mogą konkurować atrakcyjnością ceny. Takie rozwiązania stosuje w swoich sprężarkach Copeland. Model Copeland Stream z modułem diagnostycznym CoreSence, do czynników HFC, dostępny w firmie Alfaco Polska Sp. z o.o., posiada pierścień sterujący czterema lub sześcioma tłokami. Sprężarki mogą współpracować z wieloma czynnikami chłodzącymi. Lista zgodności obejmuje: R407A/F/C, R448A, R449A, R404A, R14a, R450A oraz R513A. Imponująca gama komponentów chłodniczych pozwala na zastosowanie urządzeń w szerokim spektrum temperatur niskich i średnich. Wymienione gazy chłodnicze mają wysoką stabilność cieplną. I są substancjami wysoce bezpiecznymi dla środowiska i ludzi. Bardzo dobrze obrazuje to przykład zawartego w mieszaninie R407 difluorometanu, który nie tworzy związków z wodą, a jego pary są cięższe od powietrza. Na uwagę użytkowników zasługuje elastyczność serii w zakresie dostosowania wydajności. Typoszereg obejmuje 16 modeli, których rozpiętość wydajności zawiera się w przedziale od 62 do 153 m³/h. Dzięki zastosowaniu falownika możliwa jest płynna regulacja wydajności w zakresie 25 - 75 Hz. Alternatywą dla sterowania inwerterem jest zastosowanie modułu cyfrowego. Skuteczne mechanizmy zabezpieczające i pełna diagnostyka zapewnia niezawodność systemu, co ma bezpośrednie przełożenie na koszty obsługi i wyeliminowanie czasochłonnych przestojów spowodowanych awariami wynikającymi z inercji rozruchowej.
Sprężarka spiralna
Sprężarka spiralna tłoczy dzięki współdziałaniu zespołu dwóch spirali. Jedna jest nieruchoma, druga porusza się mimośrodowo pomiędzy zwojami pierwszej. Z uwagi na sposób, w jaki wykonuje ruchy część mobilna, nazywa się ją też sprężarką mimośrodową. Zmniejszająca się przestrzeń między spiralami przesuwa czynnik od zaworu ssącego do tłoczącego. Cykl sprężania trwa podczas wykonania 2,5 obrotu. Niewątpliwą zaletą takiej konstrukcji jest niski poziom hałasu wytwarzany przez urządzenie, przy równie nikłym zakresie drgań. Sprężarki typu „scroll” znalazły zastosowanie w wielu branżach. Kompaktowa bryła sprawia, że może mieścić się w urządzeniach o ograniczonej przestrzeni.
Sprężarka inwerterowa
Zasada działania aparatu jest zbliżona do pozostałych rodzajów. Elementem wyróżniającym jest inwerter, czyli przetwornik prądu. Falownik zmienia prąd stały, służący do zasilania, na prąd przemienny, który daje się modelować w zakresie częstotliwości. W sprężarkach ze sterowaniem inwerterem można płynnie i precyzyjnie regulować temperaturę i wydajność. Dzięki płynnej pracy, bez zatrzymań urządzenie pozwala ograniczyć zużycie energii do 40%. Systemy wyposażone w sprężarki z falownikiem mają krótki czas dochodzenia do temperatury nastawnej, a podczas pracy ciągłej notują niewielką amplitudę wahań temperatury. System sterowania AC/DC może zarządzać każdym typem sprężarki.
Sprężarka śrubowa
Jest to kolejne rozwiązanie inżynierskie ze szczytów technologicznych. Elegancja pomysłu pozwoliła na ciągłą akcję sprężania podczas pracy urządzenia. Podzespołem sprężającym jest tandem elementów w kształcie śrub. Ścisłe dopasowanie zapewnia szczelność, a zmniejszająca się przestrzeń pomiędzy wirującymi spiralnie skręconymi częściami winduje ciśnienie. Sprężarki śrubowe charakteryzują się stosunkowo cichą pracą i brakiem wibracji. Dlatego polecane są przez znawców do współpracy z urządzeniami klimatyzacji pracującymi nawet w zakresach wysokich prędkości.
Oto egzemplarz z zasobów Systherm Poznań, krajowego dystrybutora produktów firmy RefComp. Półhermetyczna sprężarka o cechach 134-IS Series, w której czynnikiem chłodzącym jest 1,1,1,2-Tetrafluoroetan, czyli R 134a. Moduł sprężania posiada smarowanie filmem olejowym, wychwytywanym następnie przez demister o wysokiej sprawności.
Dzięki zastosowaniu do sterowania silnikiem inwertera użytkownik osiąga wymierne korzyści. Bonusy finansowe płyną z elastycznego dostosowania wydajności aparatury do potrzeb oraz wynikają z braku przeciążeń rozruchowych i podczas hamowania, które mogą zaowocować awariami. Przetwornica VFD pozwala na łagodne starty nieporażające sieci lokalnej lawinowymi prądami rozruchu. A sygnały zwrotne z czujników zapotrzebowania pozwalają na sprawne regulowanie wydajnością układu chłodzącego.
Sprężarki semi-hermetyczne sprawdzają się w dużych założeniach, gdzie mogą pracować w zespołach usytuowanych w centralnych maszynowniach.
Podkreśla się szczególnie zaletę pozwalającą na przedłużenie żywotności aparatury, którą można poddawać koniecznym i wynikającym z czasu eksploatacji remontom.
Jak wybrać sprężarkę?
Zainstalowana klimatyzacja będzie się sprawdzać, jak należy pod warunkiem, że podjęte zostaną właściwe decyzje podczas zakupu. I wszystkie części uda się zgrać zgodnie z optymalnymi parametrami.
1. Pierwszym kapitalnym parametrem kształtującym decyzje zakupowe jest budżet, jakim dysponuje inwestor.
2. Drugim, niemniej ważnym ze względów eksploatacyjnych jest moc chłodnicza. Jest ona zależna od kubatury pomieszczeń, w których będzie zamontowana klimatyzacja.
3. Kolejnym parametrem branym pod uwagę powinien być poziom hałasu i wibracje. W pomieszczeniach gdzie nie przebywają na stałe ludzie, można zezwolić na zastosowanie sprzętu o niższych parametrach oddziaływania na słuch, na przykład serwerownia, ale już poziom drgań w obecności delikatnych urządzeń elektronicznych (serwerownia) ma kardynalne znaczenie.
4. Niezwykle istotne są też względy bezpieczeństwa. Sprężarki prezentują różny poziom zabezpieczeń, który trzeba dostosować do specyficznych warunków użytkowania.
Przeanalizowanie wszystkich sugestii pozwoli trafnie dobrać parametry urządzenia. Dla zazwyczaj zajętych poleca się skorzystanie z programu komputerowego do wykonania powyższych obliczeń. Jeśli ktoś jest zajęty permanentnie, niech skorzysta z pomocy fachowca i poprosi go o dokonanie szczegółowych kalkulacji.
Pogłębiaj swoją wiedzę, czytaj poradniki
Opracowanie: (BJ) Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji portalu www.klimatyzacja.pl
