Archives

Sprężarki chłodnicze cz.1

Klimatyzacje

Zadania i podział sprężarek

Jak zapewne każdy monter serwisant klimatyzacji wie zadaniem sprężarki w klimatyzatorze jest przepompowywanie czynnika chłodniczego (R22, R407c lub R410a) ze storny niskiego ciśnienia na stronę wysokiego ciśnienia. Sprężarka sama w sobie chłodu nie wytwarza za to podczas pracy emituje dość sporo energii cieplnej. Sprężarka jest urządzeniem które powoduje obieg czynnika chłodniczego. Odsysa parę z parownika i przetłacza ją do skraplacza, powodując w ten sposób niskie ciśnienie na ssaniu i wysokie na tłoczeniu.

Typy sprężarek

Najpowszechniej stosowane są sprężarki tłokowe, które mają różny układ cylindrów. Ilość cylindrów w sprężarkach chłodniczych tłokowych wynosi od 1 do 16.

Sprężarki rotacyjne – odznaczają się zwartą budową, lecz ich minusem jest to, że są bardzo wrażliwe na zanieczyszczenia.

Sprężarki odśrodkowe – są stosowane w dużych urządzeniach chłodniczych.

Historia rozwoju sprężarek chłodniczych jest historią rozwoju chłodnictwa. Za ojców sprężarek chłodniczych uznaje się Davida Boyle’a oraz Carla von Linde.

Budowa sprężarki tłokowej

Korpus sprężarki tłokowej jest odlewany ze specjalnego stopu żeliwa z dodatkami niklu, który zapewnia ścisła i szczelną obudowę sprężarki. Dolna część korpusu sprężarki często choć nie zawsze ukształtowana jest jako karter. Komora ssania najczęściej odlewana jest razem z korpusem. Odlew korpusu sprężarki przed obróbką jest sezonowany by uniknąć naprężeń wewnętrznych, które z czasem mogą powodować odkształcenie po obróbce.

Gładź cylindrowa po wytoczeniu jest docierana i dogładzana. W sprężarkach tłokowych stosuje się też wymienne tuleje cylindrów, które w znacznym stopniu ułatwiają naprawę sprężarki przez doświadczonych specjalistów klimatyzacji.

sprężarka tłokowa 1 cylinder

sprężarka tłokowa

Tłoki i sworznie tłokowe

Tłoki w sprężarce wykonane są z żeliwa. Tłoki ze stopu aluminium uzywa się w sprężarkach szybkobieżnych. W celu uniknięcia zatarcia tłoków ze stopu aluminiowego szlifuje się je na lekki owal. Sworznie tłokowe wykonuje się ze stali węglowej. Powierzchnia sworznia jest cementowa, szlifowana i docierana. Sworznie tłokowe (typu pływającego) obracają się w szyjce korbowodu i nadlewach tłoka.

Zawory

W sprężarkach nowoczesnych zawory zawsze zabudowuje się w płycie zaworowej, która usadowiona jest w głowicy sprężarki. Zawory te działają samoczynnie w wyniku różnicy ciśnień panujących po obu stronach zaworu. Zawór ssawny otwiera się, gdy ciśnienie w cylindrze wzrosło na tyle, że jest mniejsze niż po drugiej stronie zaworu (część z parownikiem). Tłoczny zawór otwiera się, gdy ciśnienie w cylindrze wzrosło ponad ciśnienie w skraplaczu. Zawory są najczęściej wykonywane z wysokogatunkowej stali.

Łożyska ślizgowe

Dzielimy na główne i korbowodowe z panewkami wylanymi stopem łożyskowym.

Dławnice

We wszystkich sprężarkach tłokowych, w karterze zawsze znajduje się czynnik chłodniczy (nawet gdy czynnik chłodniczy nie jest doprowadzany do zaworu ssawnego przez karter). Dławnica służy do uszczelnienia końcówki wału karteru, która zapewnia największą szczelność. Przy montażu bądź wymianie dławnic należy zachować sterylną czystość gdyż nawet najmniejsze zanieczyszczenie może skazać naszą ciężką pracę na niepowodzenie.

Uszczelki

Stosowane są (jak wszędzie) do uszczelniania części sprężarek. Wykonane są z materiału nie wchodzącego w reakcje z czynnikiem chłodniczym oraz olejem. Muszą być też odporne na czas czyli starzenie się od węglowodorów. Nie zmieniają kształtu pod wpływem temperatury. Uszczelka powinna mieć odpowiednio dobraną grubość, przede wszystkim uszczelka pod płytą zaworową, od której zależy przestrzeń szkodliwa.

Wał wykorbiony

Przekazuje napęd od silnika do korbowodów i tłoków. Wykonane są jako odkuwki ze stali konstrukcyjnej bardzo wysokiej jakości

Przekładnie pasowe

Pomagają dostosować wydajność sprężarki do konkretnych potrzeb

Smarowanie sprężarki

Znamy niewiele sposobów smarowania sprężarki. Rozbijanie oleju znajdującego się w karterze sprężarki przez łeb korbowodu nazywamy smarowaniem rozbryzgowym. Mgła olejowa utworzona w ten sposób osadza się na cylindrach. Innym sposobem smarowania sprężarki jest smarowanie ciśnieniowe. Polega na doprowadzeniu oleju kanałami do miejsc wymagających smarowania. Pompa olejowa zasysa olej z dna karteru sprężarki wywołując ciśnienie potrzebne do jego rozprowadzenia. Olej który jest stosowany do smarowania sprężarek chłodniczych pracuje w bardzo ciężkich warunkach. Najgorzej olej „ma” w sprężarkach amoniakalnych gdzie temperatura zaworu wylotowego osiąga sporo ponad 100°C.

Zasada działania sprężarki tłokowej

sprężarka tłokowa jednocylindrowa dwustronna

SSANIE – spadek ciśnienia w cylindrze do ciśnienia ssania powoduje otwarcie się zaworu ssawnego, przez który z komory ssawnej do cylindra wędrują pary czynnika chłodniczego.

SPRĘŻANIE – po wpływem nacisku tłoka przestrzeń cylindrowa się zmniejsza, sprężając w ten sposób pary czynnika chłodniczego. Pary czynnika chłodniczego sprężane są do momentu otwarcia zaworu tłocznego. Należy zapamiętać, że końcowe ciśnienie sprężania będzie bardzo bliskie ciśnieniu skraplania.

WYTŁACZANIE – po otwarciu się zaworu tłocznego, sprężone pary czynnika chłodniczego przenoszą się do tłocznej komory sprężarki i dalej do układu chłodniczego.

Regulacja wydajności sprężarki tłokowej

Każdy chce mieć wpływ na działanie jego urządzenia. Nie inaczej jest ze sprężarkami. Do najbardziej znanych sposobów regulacji w sprężarkach tłokowych zaliczamy:

  • regulacja poprzez powiększanie lub pomniejszanie przestrzeni szkodliwej
  • regulacja poprzez obroty silnika napędowego
  • regulacja poprzez wyłącznie cylindrów
  • regulacja upustowa
  • dławienie czynnika po stronie ssawnej sprężarki

Rodzaje sprężarek tłokowych

Ze względu na przebieg pracy sprężania, sprężarki tłokowe dzieli się na jednostopniowe i wielostopniowe. Pod względem budowy sprężarki tłokowe dzieli się na:

  • jednocylindrowe i wielocylindrowe,
  • stojące i leżące, o jednostronnym lub dwustronnym działaniu tłoka.