Princípio mecânico do compressor de refrigeração

Em um sistema de refrigeração por compressão de vapor, um compressor de refrigeração eleva o refrigerante de baixa pressão para alta pressão e circula continuamente o refrigerante, permitindo assim que o sistema descarregue continuamente o calor interno em um ambiente mais alto do que a temperatura do sistema. O compressor de refrigeração é o coração do sistema de refrigeração, que insere energia elétrica através do compressor para descarregar calor de ambientes de baixa temperatura para ambientes de alta temperatura. A taxa de eficiência energética do compressor de refrigeração determina a taxa de eficiência energética de todo o sistema de refrigeração. Devido às frequentes mudanças na temperatura ambiente, o compressor está principalmente em um estado de carga parcial, então o compressor precisa ter regulação de energia.
Os compressores de parafuso não têm os cilindros, pistões, anéis de pistão, camisas de cilindro e outros componentes vulneráveis ​​necessários para compressores de pistão. A máquina tem uma estrutura compacta, pequeno volume, peso leve e nenhum volume de folga. Não há risco de impacto de líquido quando uma pequena quantidade de líquido entra na máquina. As válvulas ativas podem ser usadas para regulação de energia contínua de 10% a 100%, com uma ampla gama de aplicações, operação estável e confiável, longos ciclos de manutenção e um tempo de operação sem falhas de até (2-5) × 104 horas. Devido ao uso de óleo lubrificante, o desempenho de resfriamento e o desempenho de vedação da máquina são melhorados, e a temperatura de exaustão é reduzida. Mesmo se a temperatura de evaporação for baixa (-40 graus) e a taxa de compressão for alta (em torno de 25), a operação de estágio único ainda pode ser alcançada, o que pode substituir ciclos de compressão de dois estágios dentro de uma determinada faixa. No entanto, o processamento e a montagem de compressores de refrigeração de parafuso exigem alta precisão e não são adequados para condições operacionais variáveis, resultando em ruído significativo. Em geral, são necessários equipamentos de isolamento acústico e de isolamento acústico. Durante a compressão de refrigeração, o óleo lubrificante precisa ser pulverizado, exigindo equipamentos auxiliares, como bombas de óleo, resfriadores de óleo e dispositivos de recuperação de óleo.
Um ressonador de Helmholtz é fechado e conectado na parte externa do invólucro do compressor, que é formado pela conexão da câmara do ressonador de Helmholtz à cavidade interna do invólucro do compressor por meio de um pescoço para reduzir a amplitude dos modos acústicos excitados dentro da câmara do compressor. Modular a frequência ressonante do ressonador para o modo de vibração excitado máximo da cavidade real do compressor reduzirá significativamente o pico de ressonância e causará mudanças significativas no espectro de resposta. No entanto, isso afetará a aparência do compressor e seu arranjo no refrigerador, e os resultados da pesquisa ainda não foram aplicados ao produto.
O compressor, como o componente com maior impacto na eficiência e confiabilidade do sistema de ar condicionado de dióxido de carbono transcrítico, deve ser redesenhado considerando totalmente as características específicas do ciclo supercrítico de dióxido de carbono. O CO2, como a amônia, tem um alto valor de expoente adiabático K de 1,30, o que pode fazer com que a temperatura de exaustão do compressor seja mais alta. No entanto, como o CO2 requer uma menor taxa de pressão do compressor, não há necessidade de resfriar o próprio compressor. Devido ao seu alto índice adiabático e baixa taxa de pressão, ele pode reduzir a perda de reexpansão do volume de folga do compressor, resultando em uma maior eficiência volumétrica do compressor. Após pesquisas experimentais e teóricas, Jurgen SUB e Horst Kruse descobriram que os compressores alternativos têm boas vedações deslizantes de filme de óleo, tornando-os a escolha preferida para sistemas de CO2. A BOCK melhorou a válvula de exaustão de seu compressor de dióxido de carbono, e a eficiência do compressor de dióxido de carbono aprimorado aumentou em 7%.
A quantidade restante de óleo lubrificante e o enrolamento da bobina final do motor também podem causar diferenças no nível de som entre lotes de compressores do mesmo modelo (desvio do nível de som médio). Ao alterar o suporte externo da carcaça para aumentar a rigidez torcional e reduzir a superfície de vibração; A complexidade da pesquisa de ruído exige que os pesquisadores tenham fortes qualidades teóricas, as empresas tenham uma boa base técnica e exigem investimentos significativos e mais tempo. Este é um dos elos fracos nas empresas de compressores chinesas, que está basicamente no estágio de pesquisa experimental qualitativa, acompanhado de muita aleatoriedade e contingência.
A aplicação de novos refrigerantes com base em requisitos ambientais também é um tópico importante na indústria de compressores de refrigeração. Com o fim do trabalho de substituição do refrigerante R22 para produtos de refrigeradores, a pesquisa sobre novos compressores de refrigerante está focada principalmente na indústria de ar condicionado. Além da pesquisa madura sobre R410A e R407C, o maior tópico importante é o estudo de compressores de dióxido de carbono. Devido à pressão muito maior do sistema de dióxido de carbono em comparação com os sistemas tradicionais de ciclo crítico de pressão, os requisitos de projeto para a vedação do eixo do compressor são muito maiores do que os do compressor original. O vazamento da vedação do eixo do compressor ainda será o principal obstáculo para sua aplicação prática por um período de tempo.