История создания спиральных холодильных компрессоров

Идеи создания спирального компрессора появлялись еще в конце XIX века в различных странах, в частности в Италии. Однако, свое стройное оформление они нашли в самом начале века двадцатого, в 1905 году, во французском и американском патентах, полученных французским инженером и писателем, автором научно-фантастических романов «Путешествие Изабеллы к центру Земли» и «Секрет Доурады» Леоном Круа (Léon Creux). В этих патентах речь шла о роторном паровом двигателе, но одновременно с этим они содержали основные принципы устройства машины, которая сегодня носит название спиральный компрессор или компрессор спирального типа.

Потребовалось почти целое столетие, прежде чем удалось организовать промышленное производство спиральных компрессоров. Одним из первых коммерческих образцов стал спиральный компрессор, применённый в воздушном кондиционере, выпущенном в 1983 году японской фирмой Hitachi Ltd. Такой большой разрыв во времени между рождением идеи спирального компрессора и ее осуществлением в металле объясняется тем, что лишь к началу 80-х годов прошлого столетия появились станки, позволяющие обрабатывать детали с точностью, необходимой для создания рабочих элементов спиральных компрессоров в промышленных масштабах.

У истоков нового сегмента компрессорной техники стояла также американская компания Copeland Corp. Спиральные компрессоры Copeland начали разрабатывать в 1979 году, а в 1987-м приступили к их серийному выпуску. Сначала на шести производственных линиях завода в Сиднее (шт. Огайо). Затем был построен завод в шт. Миссури, и организовано производство на европейских предприятиях компании в Бельгии и Северной Ирландии.

Спиральный компрессор Copeland в разрезе

Сегодня под брендом Copeland ежегодно изготавливается примерно 5 млн спиральных компрессоров холодопроизводительностью от 5 до 170 кВт. Всего же в мире установлено свыше ста миллионов компрессоров Copeland Scroll (спиральный компрессор на английском звучит как scroll compressor). Одна из знаковых разработок компании ─ компрессор спиральный ZR ─ серия машин, применяемых в оборудовании для климат-контроля, а также в промышленных, в т. ч. прецизионных, системах охлаждения.

В настоящее время доминирующую позицию на рынке спиральных компрессоров для систем кондиционирования воздуха по-прежнему занимает Copeland, на его долю приходится почти половина продаж. Среди других брендов можно выделить Johnson Controls-Hitachi (Guangzhou), Panasonic (Dalian), Daikin, Mitsubishi Electric, Danfoss, SCI и Bitzer. По сообщению JARN в 2021 году спрос на спиральные компрессоры вырос на 7,2 % и достиг объема в 15,78 млн единиц оборудования.

А ведь еще в середине 90-х во всем мире насчитывалось всего несколько миллионов спиральных компрессоров…

Косвенным подтверждением молодости спиральных компрессоров является тот факт, что в отечественном нормативном документе «ГОСТ 28567-90 Компрессоры. Термины и определения» о них не сказано ни слова. Хотя это вовсе не означает, что российские инженеры не работали в этом направлении. Исследования велись в Москве, Санкт-Петербурге, Казани.

В Москве — во Всесоюзном научно-исследовательском проектно-конструкторском и технологическом институте холодильного машиностроения (ВНИИхолодмаш). Там был изготовлен образец спирального компрессора СК-16 для морской холодильной машины МХМ25.

В Санкт-Петербурге, начиная с 80-х, исследования проводились в Ленинградском институте холодильной промышленности. Затем его название менялось: Санкт-Петербургская Государственная Академия холода и пищевых технологий, Государственный Университет низкотемпературных и пищевых технологий, а ныне ─ мегафакультет биотехнологий и низкотемпературных систем Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики.

В Казани спиральные компрессоры разрабатывали в «НИИ турбокомпрессор им. В. Б. Шнеппа» ─ стратегическом партнере Казанского завода компрессорного машиностроения (ОАО «Казанькомпрессормаш»).

К сожалению, в настоящее время, промышленное производство спиральных компрессоров не налажено, однако подвижки в этом направлении есть.

Так, группа компаний КСК объявила о намерении выпускать фреоновые компрессоры спирального типа со встроенным электродвигателем. Серийное производство этих компрессоров планируется запустить на площадях Промтехнопарка КСК в Твери поэтапно в течение трех лет, начиная с 2022 года. Для реализации проекта Наблюдательным советом Фонда развития промышленности одобрен заем более 1 млрд рублей, который позволит ускорить запуск опытно-конструкторских работ и разработку линейки продукции. При выходе на серийное производство ежегодно планируется выпускать более 2 тысяч компрессоров, это покроет более 20% общей потребности российских производителей кондиционеров для общественного транспорта.