Ранее мы уже рассказывали о способе регулирования производительности, известном как цифровое. Первым же компрессором, для которого был применен данный способ, являлся спиральный компрессор.
Концепция цифрового регулирования была разработана компанией Emerson в 1993 году, а первый прототип увидел свет в 1995. С 1997 года начались испытания компрессора в системах кондиционирования, а в 1999 году был создан компрессор, предназначенный для применения в холодильных системах.
Первым потребителем спирального компрессора с цифровым регулированием производительности являлась компания Samsung.
Рассмотрим принцип работы такого компрессора (рис. 1). Конструкторы компрессора используют принцип осевого согласования спиралей для регулирования производительности – к неподвижной спирали жестко прикрепляется поршень, сверху которого находится разгрузочная камера, соединенная через соленоидный клапан с линией всасывания. В поршне имеется соединительный канал.
Рис. 1
При работе компрессора и закрытом соленоидном клапане (рис. 2) давление в разгрузочной камере равно давлению нагнетания и поршень с неподвижной спиралью находятся в нижнем положении – производительность компрессора составляет 100%.
Рис. 2
Когда нужно снизить производительность (рис. 3), соленоидный клапан открывается, давление в разгрузочной камере падает и поршень с неподвижной спиралью перемещается в верхнее положение, при этом неподвижная спираль отходит от подвижной на 1 мм (как и в случае осевого согласования) – сжатия и нагнетания не происходит.
Рис. 3
Таким образом, производительность компрессора контролируется с помощью управления соленоидным клапаном разгрузочной линии, производительность меняется от 100% (под нагрузкой) до 0% («холостой ход») и усредняется по времени.
Например, если за цикл принять 20 секунд, то для получения 50% производительности компрессор должен 10 секунд работать под нагрузкой и 10 секунд на «холостом ходу», при 40 % - 12 секунд на «холостом ходу» и 8 секунд под нагрузкой (рис. 4) при этом скорость вращения вала компрессора остается неизменной.
Рис. 4
Если габаритные размеры компрессора достаточно большие, то соленоидный клапан и разгрузочная линия может быть размещена в корпусе (рис. 5)
Рис. 5
К преимуществам такой системы относятся:
Широкий диапазон регулирования производительности от 10 до 100%
Эффективность
Простота конструкции (не нужно устанавливать частотный преобразователь)
Нет проблем с возвратом масла в картер компрессора
Отсутствует электромагнитное излучение
Широкое распространение такие компрессоры получили в промышленности, транспорте (рефрижераторные контейнеры производства Thermo King использовали компрессоры с цифровым регулированием), системах кондиционирования воздуха.
Естественным вопросом является сравнение с частотным принципом регулирования. Но этот вопрос мы разберем в последующих публикациях.
