Винтовые компрессоры Bitzer (Битцер)
Винтовой компрессор BITZER предназначен для систем, которым требуется стабильная холодопроизводительность при продолжительной работе и переменной тепловой нагрузке. Такое оборудование применяют в промышленных холодильных установках, чиллерах, системах кондиционирования воздуха, технологического охлаждения и тепловых насосах.
Винтовой компрессор BITZER: конструкция и принцип работы
Процесс сжатия в винтовом компрессоре выполняется двумя профилированными роторами, размещенными внутри герметичного корпуса. При вращении объем камер сжатия постепенно уменьшается: хладагент перемещается от зоны всасывания к стороне нагнетания, а его давление и температура повышаются. Точная геометрия винтовой пары помогает снизить внутренние перетечки и повысить объемный КПД оборудования.
Рабочие клапаны, характерные для поршневых компрессоров, для холодильных винтовых компрессоров не требуются. Для предотвращения обратного вращения после остановки в камере нагнетания устанавливается обратный вентиль. Радиальные и осевые подшипники воспринимают нагрузку от роторов, поэтому их прочность, правильная смазка и соблюдение допустимых давлений напрямую влияют на надежность и срок службы компрессора.
Полугерметичный винтовой компрессор объединяет в одном корпусе винтовой блок и встроенный электродвигатель. Ротор двигателя соединен непосредственно с ведущим винтовым ротором, что исключает отдельный внешний привод, муфту и сальниковое уплотнение вала. Такая конструкция получается компактной и уменьшает вероятность утечки хладагента через приводной узел.
Компактные винтовые компрессоры BITZER серии CSH
Серия CSH разработана для холодильных машин с воздушным охлаждением конденсатора, промышленных и климатических чиллеров, а также тепловых насосов. Компактные винтовые компрессоры подходят для систем, в которых важны небольшие монтажные размеры, высокий КПД при полной и частичной нагрузке и возможность регулирования производительности.
В корпус компрессора встроены маслоотделитель и электродвигатель, охлаждаемый всасываемым газом. Холодный пар хладагента проходит через моторную часть, отводит тепло от обмоток и затем поступает к винтовому блоку. Такое охлаждение позволяет отказаться от отдельного воздушного вентилятора двигателя и упрощает установку оборудования в составе холодильного агрегата.
Встроенный маслоотделитель отделяет масло от нагнетаемого газа и возвращает его в систему смазки. Масляный фильтр задерживает загрязнения, способные вызвать износ роторов, подшипников и регулирующего механизма. Циркуляция масла в большинстве рабочих режимов поддерживается перепадом между давлением нагнетания и давлениями во внутренних полостях. В отдельных исполнениях или специальных схемах может применяться масляный насос, однако его необходимость определяется конструкцией компрессора и условиями эксплуатации.
Серия CSH включает разные типоразмеры и варианты электродвигателя. Мощность мотора, объемная производительность, холодопроизводительность и допустимый диапазон температур зависят от конкретной модели, выбранного хладагента, температуры кипения и конденсации. Поэтому сравнивать компрессоры только по мощности двигателя в кВт некорректно.
Регулирование производительности винтового компрессора BITZER
Механическое регулирование производительности выполняется подвижным золотником. При его перемещении изменяется активная длина роторов и объем газа, участвующего в сжатии. Чем дальше золотник смещается к стороне нагнетания, тем меньше хладагента захватывается винтовой парой и тем ниже производительность компрессора.
Гидравлический привод золотника использует давление масла. Управляющие соленоидные клапаны изменяют давление в рабочей камере гидравлического поршня, перемещая регулирующий узел в требуемое положение. В зависимости от схемы автоматики возможно ступенчатое или плавное регулирование. Одновременно система компенсирует изменение внутренней степени сжатия Vi, что помогает сохранять эффективность при различных значениях давления всасывания и давления нагнетания.
При остановленном оборудовании золотник переводится в положение разгрузки. Благодаря этому последующий пуск выполняется с уменьшенной механической и электрической нагрузкой. Автоматическая разгрузка снижает пусковой момент и ограничивает нагрузку на электродвигатель, подшипники и электрическую сеть.
Для некоторых моделей допускается регулирование производительности изменением частоты вращения с помощью внешнего частотного преобразователя. При выборе такого способа управления необходимо учитывать разрешенный диапазон частот, охлаждение двигателя, расход хладагента и условия возврата масла. Механическое регулирование и частотный привод нельзя произвольно заменять друг другом без проверки по технической документации.
Экономайзер и впрыск жидкого хладагента
Для увеличения холодопроизводительности и повышения энергетической эффективности винтовой компрессор BITZER может работать с экономайзером. Через промежуточное присоединение в камеры сжатия подается дополнительный поток пара. Это позволяет увеличить массовый расход хладагента и получить больше холода без пропорционального роста энергопотребления.
Положение канала экономайзера согласовано с работой регулирующего золотника, поэтому система сохраняет эффективность не только при максимальной, но и при частичной производительности. ECO-режим востребован в чиллерах, холодильных установках и тепловых насосах с повышенной разностью между температурами кипения и конденсации.
При высокой температуре нагнетания может использоваться система впрыска жидкого хладагента. Жидкость подается во внутреннюю полость компрессора, испаряется и отводит часть тепла от сжимаемого газа. Впрыск расширяет допустимую область применения оборудования, однако его расход должен регулироваться с высокой точностью. Избыточная подача жидкости способна ухудшить смазку и создать опасную гидравлическую нагрузку на винтовой блок.
Дополнительное охлаждение также может выполняться через внешний маслоохладитель. Конкретное решение выбирают по рабочей точке, температуре нагнетания, типу хладагента и рекомендациям компании BITZER. В документации производителя для серии CSH предусмотрены варианты с экономайзером, прямым впрыском жидкости и внешним охлаждением масла.
Компрессоры BITZER в холодильных установках и чиллерах
Полугерметичные компрессоры BITZER серии CSH применяются в установках кондиционирования, технологического охлаждения и производства холодной воды. Они могут работать с испарителями непосредственного расширения, затопленного типа и схемами falling-film. Производитель предусматривает исполнения для различных стандартных HFC- и HFO-хладагентов, однако совместимость всегда проверяют для конкретной модели.
В промышленных холодильных системах компрессор может устанавливаться отдельно или использоваться в многокомпрессорных установках. Параллельное подключение нескольких агрегатов позволяет расширить диапазон регулирования, распределять нагрузку и сохранять часть производительности при остановке одного из компрессоров. При этом необходимо правильно рассчитать масловозврат, уравнивание давления, последовательность пуска и работу системы управления.
На эффективность холодильной машины влияют:
- требуемая холодопроизводительность;
- температура кипения и конденсации;
- выбранный хладагент и холодильное масло;
- перегрев всасываемого газа;
- режим работы экономайзера;
- наличие впрыска жидкого хладагента;
- минимальная и максимальная нагрузка;
- способ регулирования производительности;
- потери давления в трубопроводах;
- условия охлаждения конденсатора.
Расчет только по номинальной мощности электродвигателя не показывает реальную производительность оборудования. Один и тот же компрессор при разных температурах и хладагентах будет иметь различную холодопроизводительность, потребляемую мощность и температуру нагнетания.
Как подобрать винтовой компрессор BITZER
Подбор начинается с определения расчетного режима холодильной установки. Необходимо указать требуемую производительность, хладагент, температуры кипения и конденсации, перегрев, переохлаждение и параметры электросети. Для чиллеров дополнительно учитывают температуру воды или другого холодоносителя на входе и выходе, а также расчетный диапазон нагрузок.
При замене установленного оборудования проверяют обозначение модели, присоединение всасывающего и нагнетательного трубопровода, габариты, массу, объем заправки масла, тип электродвигателя и схему регулирования. Также важно оценить состояние фильтра, запорных вентилей, автоматики, датчиков давления и температуры.
При подборе следует учитывать:
- допустимую область работы выбранной модели;
- совместимость с хладагентом и маслом;
- производительность при фактических температурах;
- максимальный рабочий ток;
- способ пуска электродвигателя;
- наличие экономайзера или жидкостного впрыска;
- пределы регулирования производительности;
- требования к циркуляции масла;
- допустимую температуру нагнетания;
- доступное пространство для монтажа и обслуживания.
Корректно подобранный винтовой компрессор обеспечивает расчетную производительность без перегрузки двигателя, чрезмерного роста температуры и выхода за разрешенные пределы давления. Для окончательного расчета следует использовать актуальные таблицы и программное обеспечение производителя, поскольку характеристики зависят от сочетания модели, хладагента и рабочих температур.