Informations de base sur les compresseurs scroll et leur portée. Compresseur de réfrigération Scroll. Principe de fonctionnement et conception Compresseur Scroll avec Perl et

Principe de fonctionnement, conception et caractéristiques des compresseurs frigorifiques scroll COPELAND. Efficacité énergétique accrue et autres avantages des compresseurs scroll COPELAND par rapport aux autres compresseurs de réfrigération.

En savoir plus sur les modèles de compresseurs Copeland Scroll
Caractéristiques et prix des compresseurs scroll hermétiques à moyenne température série Copeland Scroll ZR (R407C)
Caractéristiques techniques et prix des compresseurs scroll hermétiques à moyenne température série Copeland Scroll ZP (R410A)
Caractéristiques techniques et prix des compresseurs hermétiques scroll séries Copeland Scroll ZPD et ZRD
Spécifications et prix des compresseurs hermétiques scroll série Copeland ZH
Spécifications et prix des compresseurs hermétiques scroll série Copeland ZB
Spécifications techniques et prix des compresseurs hermétiques scroll série Copeland ZF
Spécifications techniques et prix des compresseurs numériques Copeland Scrol des séries ZFD et ZBD

À propos des compresseurs scroll en général et des compresseurs scroll COPELAND en particulier

Ce type simple de compression a été breveté pour la première fois en 1905. La spirale mobile, se déplaçant de concert par rapport à la spirale stationnaire, crée un système de régions en forme de croissant remplies de gaz entre ces spirales (voir Fig. 1).

Pendant le processus de compression, une hélice reste immobile (fixe) et la seconde effectue des mouvements orbitaux (mais pas de rotation) (hélice orbitale) autour de l'hélice fixe. Au fur et à mesure que ce mouvement se développe, les zones situées entre les deux spirales sont progressivement repoussées vers leur centre, réduisant simultanément leur volume. Lorsque la zone atteint le centre de la spirale, le gaz, désormais sous haute pression, est expulsé du port situé au centre. Pendant la compression, plusieurs zones sont compressées simultanément, permettant au processus de compression de se dérouler en douceur.

Le processus d'aspiration (partie extérieure des spirales) et le processus de décharge ( partie intérieure spirales) sont réalisées en continu.

1. Le processus de compression s’effectue grâce à l’interaction des spirales orbitales et stationnaires. Le gaz pénètre dans les régions externes formées lors de l'un des mouvements orbitaux de la spirale.

2. Lorsque le gaz passe dans la cavité des spirales, les zones d'aspiration se ferment.

3. Alors que la spirale en mouvement poursuit son mouvement orbital, le gaz est comprimé dans deux zones constamment décroissantes.

4. Au moment où le gaz atteint le centre, une pression de décharge est créée.

5. Normalement, pendant le fonctionnement, les six zones remplies de gaz se trouvent à différents stades de compression, ce qui permet d'effectuer en continu les processus d'aspiration et de refoulement.

Les compresseurs Copeland Scroll sont apparus pour la première fois sur le marché de la réfrigération en Russie et dans les pays de la CEI au début des années 90 du siècle dernier. Les compresseurs Copeland Scroll sont utilisés dans tous les principaux systèmes de climatisation, y compris les modèles split et multi-split, les versions au sol et dans les refroidisseurs, les toits (climatiseurs de toit) et les pompes à chaleur. Les applications typiques sont la climatisation dans les appartements, les navires, les usines et les grands bâtiments, ainsi que dans les centraux téléphoniques automatiques, dans les processus de réfrigération et dans les transports. Les compresseurs frigorifiques scroll sont largement utilisés dans les unités de condensation, les systèmes de « réfrigération » des supermarchés, la réfrigération industrielle et les applications de transport, y compris les conteneurs. Les limites de puissance frigorifique des compresseurs scroll sont en constante expansion et approchent actuellement les 200 kW lors de l'utilisation d'une station multi-compresseurs.

Cette gamme de modèles possède à la fois un ensemble standard de propriétés de compresseur et de nouvelles fonctions supplémentaires. Cet ensemble de capacités n'a pas d'analogue parmi les autres types de compresseurs. Les compresseurs Copeland scroll sont disponibles dans la plage de puissance de 2 à 15 ch. (par moteur électrique/électrique intégré). Les principales caractéristiques de ces compresseurs comprennent : une large plage de fonctionnement, une efficacité comparable aux compresseurs semi-hermétiques et supérieure aux modèles hermétiques dans les applications à basse température, un fonctionnement fluide permettant une compression constante et un nombre réduit de pièces mobiles, une fiabilité élevée obtenue grâce à la conception exclusive Copeland Scroll ™ . Avantage en termes de taille et de poids : les compresseurs Copeland scroll occupent 1/3 de la surface d'appui d'un modèle de compresseur semi-hermétique équivalent, et leur poids est 1/4 de son poids. Les compresseurs Scroll comportent moins de pièces mobiles que les compresseurs à piston. Cela les rend plus fiables et peut être utilisé sur une plage de fonctionnement plus large. Optimisée pour un fonctionnement à des températures d'ébullition basses, moyennes et élevées, la série Copland de compresseurs frigorifiques scroll remplace de plus en plus les compresseurs alternatifs. Les compresseurs scroll de la série Copland ZR utilisent des moteurs électriques de 50 et 60 Hz. Les compresseurs scroll ZR sont adaptés aux réfrigérants HFC et HCFC et toute la gamme ZR peut être fournie avec de l'huile minérale ou synthétique.

On pense que les compresseurs Scroll ne sont applicables qu’à la climatisation et que seuls les compresseurs semi-hermétiques à piston ou à vis conviennent aux applications à basse température. Oui, cette affirmation est valable pour la plupart des compresseurs scroll existants dans le monde. Mais pas pour les compresseurs Copeland. De nombreux distributeurs de produits d'entreprises concurrentes attirent l'attention de tous sur le fait que le compresseur scroll est destiné uniquement à des températures élevées ou, dans les cas extrêmes, moyennes. Ils parlent probablement des compresseurs qu'ils fournissent eux-mêmes, ne pouvant pas acheter d'équipement avec plus de de larges possibilités. Ou, ce qui est également probable, de telles déclarations ne sont qu'une simple astuce concours pour l'esprit de ceux qui ne connaissent pas encore les détails périphérique interne compresseurs scroll de diverses sociétés, et ne sait rien non plus de leurs avantages/inconvénients comparatifs.
La particularité des compresseurs Copeland Scroll réside dans leur capacité à injecter sans douleur du réfrigérant liquide (ou vapeur) directement dans les cavités en spirale à peu près à mi-chemin du processus de compression. La plupart des autres compresseurs scroll n'ont pas cette capacité en raison de différences de conception significatives. Copeland, pionnier dans le développement industriel de la technologie scroll à l'échelle mondiale (les premiers compresseurs scroll en série au monde sont sortis de la chaîne de montage d'une nouvelle usine spécialisée de Copeland aux États-Unis en 1987), a été le premier à déposer un brevet dans un certain nombre de pays les solutions techniques les plus intéressantes qui permettent l'injection de liquide pour un refroidissement intermédiaire à basse température directement dans la zone de compression, sans réduire la durée de vie du compresseur. Grâce à cela, le compresseur scroll basse température Copeland est pratiquement le seul au monde capable de fonctionner en toute sécurité à des températures d'ébullition de moins 35...moins 40°C (R22 ou R404A) et à des températures de condensation normales de +30. ..+50°C. Ainsi, le processus de congélation utilisant un compresseur Scroll à basse température Copeland est la réalité d’aujourd’hui. Cette technologie a déjà été testé et utilisé avec succès en Russie, en Ukraine et dans d'autres pays de la CEI.
Les spécialistes qui ont déjà leur propre expérience pratique dans l'exploitation des compresseurs Scroll à basse température Copeland savent bien qu'aucun autre compresseur, quel qu'il soit (y compris les compresseurs à pistons, rotatifs, à vis et même les turbocompresseurs), n'atteint un régime de basse température donné aussi rapidement qu'il fait avec un compresseur scroll Copeland. Ainsi, les consommateurs qui ont besoin du taux de congélation le plus rapide peuvent remercier Copeland pour son compresseur scroll à basse température.

La deuxième génération de compresseurs frigorifiques Scroll Copeland séries ZB et ZF avec injection de vapeur est conçue pour fonctionner dans des conditions de température moyenne et basse avec des indicateurs d'efficacité de pointe tout au long de l'année. Série ZB avec puissance d'entraînement de 2 à 30 ch. et ZF de 4 à 15 ch. conçu pour fonctionner avec les réfrigérants R22, R134a, R404A et R407C. La présence de trois fois moins de pièces mobiles par rapport aux compresseurs à piston semi-hermétiques traditionnels, un système de protection intégré et un mécanisme d'adaptation en spirale assurent une tolérance significative à la pénétration de réfrigérant liquide, nous permettant de parler de l'excellente fiabilité de cette gamme de compresseurs dans leur ensemble.

D'autres avantages importants des compresseurs Copeland Scroll sont leur fonctionnement à basses températures ah de condensation, offrant une excellente efficacité de fonctionnement annuelle, une large plage de fonctionnement et une taille réduite pour une meilleure adaptabilité à l'application requise. Les modèles à compresseur scroll ZBD pour les températures d'ébullition moyennes et les modèles ZFD avec injection de vapeur pour les températures d'ébullition basses sont des équipements particulièrement adaptés aux systèmes de réfrigération multi-évaporatifs nécessitant une capacité de refroidissement contrôlée.

Le compresseur Copeland Digital Scroll offre un contrôle de capacité infiniment variable de 10 à 100 % à l'aide d'un système mécanique simple et garantit un contrôle précis de la pression et de la température d'ébullition à n'importe quelle charge. Le compresseur scroll numérique Copeland ne nécessite pas de commandes électroniques complexes et s'intègre facilement au système de réfrigération. Le moteur du compresseur fonctionne toujours à une vitesse nominale constante, ce qui assure une grande fiabilité et garantit l'efficacité système interne lubrifiants

Comparaison avec d'autres types de compresseurs

Comparaison avec d'autres types de compresseurs scroll

Compresseurs Copeland Digital Scroll™

La conception des compresseurs Copland Digital Scroll™ est basée sur technologie unique Approbation du bloc spiralé Copeland Compliance™. Le contrôle des performances est obtenu en écartant les spirales axialement pendant une courte période. C'est simple et fiable méthode mécanique pour un contrôle fluide des performances, un contrôle précis de la température et une efficacité accrue du système.

Le compresseur Copeland Digital Scroll™ est une solution qui peut être intégrée dans système existant. C’est rapide et facile car aucun autre composant n’est requis. Pour faciliter la mise en œuvre, Dixell et Alco ont développé deux contrôleurs avec Copeland pour contrôler les compresseurs Copeland Digital Scroll™.

Le compresseur Copeland Digital Scroll™ offre la plus large gamme de contrôle de capacité de l'industrie et permet de faire varier la capacité à l'infini de 10 % à 100 % sans modifier la plage de fonctionnement d'un compresseur Copeland Scroll™ standard. Ainsi, la pression d'aspiration et la température sont maintenues de manière très précise et les cycles du compresseur sont réduits au minimum. Cela garantit une efficacité optimale du système et une longue durée de vie des équipements et des composants.

La capacité de faire fonctionner les compresseurs Copeland Digital Scroll™ à des températures de condensation allant jusqu'à 10 °C garantit également la meilleure efficacité saisonnière du marché des compresseurs. Les débits de réfrigérant dans les systèmes équipés de compresseurs Copeland Digital Scroll™ sont identiques à ceux des compresseurs standard, même à faible capacité.

Le compresseur Copeland Digital Scroll™ fonctionne à plein régime en permanence, sans jamais réduire le retour d'huile vers le compresseur. Le compresseur Digital Scroll™ offre des performances similaires haut niveau fiabilité, tout comme les systèmes équipés de compresseurs standards. Le moteur du compresseur ne surchauffe pas et il n'y a pas d'oscillations résonantes pendant le fonctionnement, comme cela arrive souvent dans les systèmes avec inverseur.

Compresseurs scroll Copeland ZF EVI à haut rendement

Copeland Scroll TM offre le plus solution efficace pour les applications à basse température dans les supermarchés. Il y a trois ans, avec l'introduction de la série ZB de compresseurs scroll destinés aux applications de réfrigération fonctionnant dans la plage d'ébullition moyenne, Copeland a lancé sa deuxième génération de compresseurs scroll. Aujourd'hui, cette génération s'est élargie nouvelle série des compresseurs scroll à haut rendement, qui auront sans aucun doute un impact significatif sur le développement ultérieur des systèmes de réfrigération. Le nouveau compresseur scroll ZF EVI, spécialement conçu et optimisé pour maximiser les avantages de la technologie de sous-refroidissement de liquide et d'injection de vapeur, est un élément clé pour la conception d'installations de réfrigération centrales à basse température très efficaces.

Les compresseurs scroll ZF EVI se caractérisent par une capacité de refroidissement et un coefficient de performance (COP) plus élevés par rapport aux modèles disponibles sur le marché, ce qui garantit bénéfices supplémentaires pendant le fonctionnement et fait de ce compresseur la solution préférée pour les systèmes de stockage des aliments. Cet article décrit le concept du compresseur scroll EVI, donne ses principales caractéristiques et aspects d'application. systèmes de réfrigération. Injection de vapeur. Cycle de réfrigération avec un compresseur scroll, l'EVI est similaire à un cycle de refroidissement intermédiaire à deux étages, mais utilisant un seul compresseur (voir Fig. 1). Ce concept est beaucoup plus simple et élimine les pertes supplémentaires qui existent dans un système de compression classique à deux étages. Principe de fonctionnement de la scène haute pression consiste à sélectionner une partie du liquide condensé et à son évaporation ultérieure après le détendeur dans un échangeur de chaleur-sous-refroidisseur à contre-courant (économiseur). Ensuite, la vapeur surchauffée pénètre par les orifices d'injection intermédiaires dans les cavités du bloc spiralé.

Un sous-refroidissement supplémentaire augmente la capacité de refroidissement de l'évaporateur, réduisant ainsi l'enthalpie du réfrigérant à l'entrée, tout en maintenant un débit massique constant. Le débit massique supplémentaire nécessaire à l'injection dépend de l'emplacement de l'orifice et crée une charge supplémentaire, ce qui augmente légèrement la consommation d'énergie du compresseur scroll. Par conséquent, la conception du port d'injection a été optimisée pour fournir une augmentation maximale des performances avec une augmentation minimale de la consommation d'énergie du compresseur. Il est bien connu que l’efficacité d’un cycle de compression à deux étages est supérieure à celle d’un cycle à un seul étage (à productivité volumétrique égale).

L'augmentation de la capacité de refroidissement du compresseur est obtenue grâce à un sous-refroidissement plus profond du liquide dans l'économiseur avec une légère augmentation de la consommation d'énergie pour comprimer une petite partie du gaz de la pression intermédiaire à la pression de refoulement. Le refroidissement par vapeur entre les étages réduit la température de refoulement, permettant au compresseur scroll de fonctionner à un rapport de pression plus élevé. Auparavant, l'injection de vapeur n'était traditionnellement utilisée que dans les grands compresseurs commerciaux à vis et centrifuges à plusieurs étages (mais pas dans les petits compresseurs hermétiques). Aujourd'hui, Copeland présente nouveau compresseurà injection de vapeur, faisant partie de la famille des spirales. Il est spécialement conçu pour les applications à basse température et offre des niveaux d'efficacité comparables à ceux du compresseur semi-hermétique de la série Copeland Discus, qui dernières années a été reconnu comme le plus efficace au monde parmi les compresseurs de tous types.

Riz. 2. 26. Compresseur scroll Performer (Danfoss). 1 – spirale mobile ; 2 – spirale fixe ; 3 - boîte à bornes ; 4 – protection du moteur ; 5 – voyant; 6 – aspiration ; 7 – pompe à huile ; 8 - moteur électrique ; 9 – injection ; 10 – protection contre la rotation inverse ; 11 – clapet anti-retour.

Le moteur électrique est situé dans la partie inférieure du compresseur ; l'arbre, à l'aide d'un excentrique, assure le mouvement ellipsoïdal d'une spirale mobile insérée dans une spirale fixe installée dans la partie supérieure du compresseur. Le gaz aspiré pénètre dans le compresseur par le tuyau d'aspiration, circule autour du carter du moteur électrique et y pénètre par les trous de la partie inférieure du carter (Fig. 2.26). L'huile contenue dans la vapeur de réfrigérant en est séparée par la rotation du mélange réfrigérant-huile sous l'influence des forces centrifuges et s'écoule vers le fond du carter du compresseur. La vapeur traverse le moteur électrique, assurant un refroidissement complet du compresseur dans tous les modes de fonctionnement. Après avoir traversé le moteur électrique, la vapeur pénètre dans les éléments à volutes du compresseur, situés en haut du compresseur, au-dessus du moteur électrique. Le cycle de travail s'effectue en trois tours de l'arbre : le premier tour est l'aspiration, le deuxième tour est la compression, le troisième tour est le refoulement. Il y a un clapet anti-retour immédiatement au-dessus de la sortie de la volute fixe. Il protège le compresseur du reflux de gaz après son arrêt. Après avoir passé le clapet anti-retour, le gaz quitte le compresseur par le tuyau de refoulement.

L'efficacité des compresseurs scroll est largement déterminée par l'ampleur des fuites de gaz internes radiales et axiales pendant le processus de compression. Des fuites radiales se produisent entre les surfaces latérales en contact des spirales, des fuites axiales - entre l'extrémité supérieure d'une spirale et la plaque de base de l'autre (Fig. 2. 24). Les fuites entraînent une augmentation de la consommation électrique du compresseur, réduisant ainsi sa capacité de refroidissement et son efficacité de fonctionnement.

La principale différence entre ce compresseur et les autres compresseurs scroll est le principe de compactage des éléments scroll. Une manière courante d'assurer l'étanchéité radiale consiste à créer un contact étroit en pressant la spirale mobile sur la spirale fixe sous l'influence de la force centrifuge. Cependant, les compresseurs fraîchement fabriqués ne créent une étanchéité efficace et uniforme qu'après une période de « rodage » pendant laquelle le contact nécessaire est établi entre les surfaces. Toucher les surfaces latérales des spirales est une condition préalable à de tels compresseurs.

Danfoss utilise ce que l'on appelle le « principe d'orbite contrôlée » dans les compresseurs de la marque Performer, qui implique le mouvement des volutes le long d'une trajectoire fixe sans contact entre les volutes mobiles et stationnaires, quelles que soient les conditions de fonctionnement du compresseur.

Les compresseurs à rotation contrôlée par Performer doivent avoir des volutes de profil ultra-précis pour obtenir une étanchéité garantie. Les surfaces latérales de ces spirales ne se touchent jamais, mais couche mince l'huile, scellant l'espace, assure la lubrification des spirales sans frottement ni usure de leur surface.

Lors de la création d'un joint axial, certains fabricants de compresseurs pressent une spirale mobile contre une spirale fixe pour sceller en utilisant la pression du gaz comprimé.

Sur les compresseurs Performer, le contact dynamique entre l'extrémité supérieure de la volute mobile et la plaque de base de la volute fixe est maintenu par un joint flottant (Fig. 2.27).

Riz. 2.27. Joint flottant du compresseur à spirale à rotation contrôlée Performer :

1 - plaque de base ; 2 - l'espace entre l'extrémité et la plaque de base ; 3 - phoque flottant; 4 - spirale; 5 - film d'huile empêchant les fuites de gaz d'étanchéité ; 6 - gaz à haute pression

Cet élément d'étanchéité est situé dans une rainure creusée dans l'extrémité supérieure de la spirale mobile (Fig. 2.27). Le gaz sous pression appuie sur le joint flottant par le bas et le force à appuyer contre plaque de base spirales, créant un contact dynamique pendant le fonctionnement du compresseur. Les forces de pression sont très faibles, ce qui, en combinaison avec petite zone le contact réduit la friction et augmente l’efficacité du compresseur.

Une caractéristique de ces compresseurs est qu'ils démarrent au ralenti, même lorsque la pression dans le système est déséquilibrée. Cela se produit en raison de l'installation clapet anti-retour sur la conduite de refoulement, qui se ferme lorsqu'elle s'arrête. Dans ces conditions, seul le gaz comprimé dans le compresseur jusqu'à l'emplacement d'installation de la vanne retourne au carter en passant par les spirales. Cela garantit l’alignement Pression interne. Lorsque le compresseur s'arrête, les deux spirales s'ouvrent verticalement et horizontalement. Au redémarrage, le compresseur ne subit aucune charge, car la pression augmente progressivement. Le compresseur scroll est équipé d'une soupape de sécurité qui s'ouvre lorsque la pression dépasse 28 bars et contourne le réfrigérant de la cavité de refoulement vers la cavité d'aspiration.

L'huile des compresseurs Scroll sert uniquement à lubrifier les roulements et la bague d'étanchéité flottante. La lubrification des spirales n'est pas nécessaire en raison de la faible vitesse de rotation et de la faible force de frottement à chaque point de contact. La teneur en huile du mélange d'huile réfrigérante est suffisante pour fournir la lubrification nécessaire, grâce à laquelle l'huile n'est pas exposée à des températures élevées, ce qui peut entraîner une détérioration de ses caractéristiques au fil du temps. Un autre élément positif est une grande capacité à résister au transfert d’huile pendant le démarrage.

Questions pour la maîtrise de soi au chapitre 2.

Quelle est la différence entre les compresseurs à flux direct et à flux indirect ? 2. Quelle est la différence de conception du compresseur ? action simple d'un compresseur double effet ? 3. Quel dispositif de protection contre les coups de bélier est inclus dans le compresseur ? 4. Quelle est la différence entre une bague d'étanchéité de piston et une bague d'étanchéité à l'huile ? 5. Comment le joint du compresseur est-il lubrifié ? 6. Quel est le but soupape de sécurité dans le compresseur ? 7. Comment l'huile emportée par les vapeurs du réfrigérant retourne-t-elle vers le carter du compresseur ? 8. Pourquoi un compresseur fonctionnant à l'ammoniac a-t-il une plus grande capacité de refroidissement qu'un compresseur fonctionnant au R22 ? 9. Comment modifier la puissance frigorifique d’un compresseur frigorifique ? 10. Comment se produit la compression dans un compresseur à vis ? 11. Pourquoi des pertes d'énergie se produisent-elles dans un compresseur à vis lorsque la pression en fin de compression ne coïncide pas avec la pression de refoulement ? 12. Pourquoi la capacité frigorifique d'un compresseur à vis change-t-elle lorsque le tiroir bouge ? 13. Quels sont les avantages et les inconvénients d'un compresseur à vis par rapport à un compresseur à piston ? 14. Quels sont les avantages des compresseurs scroll ? 15. Joints pour compresseurs scroll. 16. Principe de fonctionnement des compresseurs scroll. 17. Quel est le volume « pincé » dans les compresseurs à vis ?

Lectures du chapitre 2.

1.Baranenko A.V., Boukharine N.N., Pekarev V.I., Timofeevsky L.S. Machines frigorifiques - Saint-Pétersbourg : Politekhnika, 2006.-944 p.

2. Sélection rapide régulateurs automatiques, compresseurs et groupes compresseur-condenseur. Catalogue. Danfoss. 2009.-234

3. Ladin N.V., Abdulmanov Kh.A., Lalaev G.G. Groupes frigorifiques marins. Cahier de texte. Moscou, Transports, 1993.-246 p.

4. Shvetsov G. M., Ladin N. V. Unités de réfrigération marine : un manuel pour
les universités - M. : Transports, 1986. - 232 p.

Les compresseurs Scroll sont des machines à arbre unique fonctionnant selon le principe du déplacement positif. Comme on le sait, les machines selon ce principe de fonctionnement sont réversibles, c'est-à-dire peuvent fonctionner pratiquement sans changer de conception, aussi bien comme compresseurs que comme moteurs (détendeurs ou détendeurs).

L'idée d'une telle machine est connue depuis plus de cent ans, mais elle n'a pu être réalisée et amenée à la production industrielle et à une utilisation généralisée que dans les années 80 du XXe siècle. La raison est la même que lors du développement des compresseurs à vis, il n'existait pas d'équipement suffisamment précis pour produire une pièce en forme de spirale.

Actuellement, dans la technologie de la réfrigération, les compresseurs scroll sont utilisés dans les climatiseurs domestiques et de transport, les pompes à chaleur et les machines frigorifiques de faible et moyenne puissance jusqu'à 50 kW. Mais les calculs montrent que la puissance frigorifique des compresseurs scroll peut être augmentée jusqu'à 100 kW ou plus à mesure que leur conception et leur technologie de fabrication sont améliorées.

28 Classification des compresseurs scroll

Les compresseurs Scroll sont classés comme suit : à bain d'huile ; avec injection de liquide goutte à goutte (par exemple réfrigérant) ; compression sèche.

Et bien sûr, à un et deux étages avec des dispositions d'étages différentes par rapport au moteur.

Selon le type de gaz, la puissance et d'autres conditions : scellé, sans joint, bourré.

Selon le type de spirales utilisées : à spirales à développante, à spirales d'Archimède, à spirales par morceaux, etc.

Il est important de diviser les compresseurs scroll en verticaux et horizontaux. Dans ce dernier, l'arbre 1 est situé horizontalement (voir Figure 65). Dans les compresseurs scroll situés horizontalement, par exemple dans un climatiseur de transport avec une disposition d'arbres parallèles et l'axe longitudinal du véhicule, il est plus difficile d'assurer un fonctionnement fiable du système de lubrification du compresseur.

29 Avantages et inconvénients des compresseurs scroll

Les principaux avantages des compresseurs scroll sont :

1. Haute efficacité énergétique ; leur efficacité effective atteint 80 à 86 % ;

2. Haute fiabilité et durabilité, déterminées par la durabilité des roulements ;

3. Bon équilibre ; légère modification du couple sur l'arbre du compresseur ; faibles régimes d'essence dans la voiture - tout cela garantit que la machine fonctionne avec un faible niveau sonore.

4. Vitesse - le nombre de tours de l'arbre du compresseur est de 1 000 à 13 000, et cette plage s'étend.

5. Aucun volume mort, faible taux de fuite et, par conséquent, une efficacité d'indicateur plus élevée ; le gaz aspiré par le compresseur n'entre pas en contact avec les parois chaudes des pièces du compresseur ;

6. Les processus d'aspiration, de compression et de refoulement sont « étirés » le long de l'angle de rotation de l'arbre et par conséquent, même à des fréquences d'arbre élevées, les vitesses des gaz sont faibles.

7. Manque de valves à l'aspiration, et souvent au refoulement ;

8. Un compresseur scroll, comme un compresseur à vis, peut fonctionner selon un cycle avec « recharge » ;

9. Le compresseur scroll, comme tous les compresseurs volumétriques, peut fonctionner avec n'importe quel réfrigérant, n'importe quel gaz et même avec injection de gouttelettes de liquide.

Par rapport aux compresseurs à pistons de même puissance, un compresseur scroll présente les avantages suivants :

Les inconvénients des compresseurs scroll sont les suivants :

1. Les machines à spirale nécessitent de nouvelles pièces en spirale pour la construction mécanique, pour la fabrication desquelles fraiseuses avec CNC.

2. Un système complexe de forces agit sur la spirale en mouvement : axiale, centrifuge, tangentielle, nécessitant un calcul et un équilibrage compétents, et, par conséquent, un équilibrage du rotor.

3. S'il n'y a pas de soupape de refoulement, alors le diagramme indicateur théorique d'un compresseur scroll sera le même en apparence que celui d'un compresseur à vis, avec une éventuelle sous-compression et surcompression du gaz, c'est-à-dire avec des pertes supplémentaires.

Compresseurs scroll a commencé à être installé dans les équipements de climatisation résidentiels à partir de la fin des années 1980. Dans les systèmes de climatisation commerciaux, les compresseurs scroll sont largement utilisés depuis la fin des années 1990. Ils trouvent désormais des applications dans les unités de réfrigération, les pompes à chaleur et les transports. Compresseurs scroll Installé non seulement dans les systèmes de climatisation, mais également dans les unités de réfrigération centrales des supermarchés, les technologies de télécommunications, les systèmes de réfrigération industrielle, les équipements de processus, les déshumidificateurs et les climatiseurs des voitures de métro. Et les clients continuent de trouver de nouvelles applications pour cet équipement.

Un compresseur à volutes se compose de deux volutes en acier. Ils s'insèrent les uns dans les autres et s'étendent du centre vers le bord du cylindre du compresseur. La spirale intérieure est fixe et la spirale extérieure tourne autour d'elle. Les spirales ont un profil spécial (involute), qui leur permet de rouler sans glisser. La volute mobile du compresseur est montée sur un excentrique et roule surface intérieure une autre spirale. Dans ce cas, le point de contact des spirales se déplace progressivement du bord vers le centre. La vapeur de réfrigérant située devant la ligne de contact est comprimée et poussée dans le trou central du couvercle du compresseur. Les points de contact sont situés sur chaque tour de la spirale interne, de sorte que les vapeurs sont comprimées plus doucement, en plus petites portions, que dans les autres types de compresseurs.
En conséquence, la charge sur le moteur du compresseur est réduite, notamment au démarrage du compresseur. La vapeur de réfrigérant entre par une entrée dans la partie cylindrique du boîtier, refroidit le moteur, est ensuite comprimée entre les spirales et sort par une sortie au sommet du boîtier du compresseur.

Maintenant en divers systèmes refroidissement, des millions de compresseurs Copeland fonctionnent dans le monde, différents haute qualité et une conception avancée. Chaque année, jusqu'à 4 millions de compresseurs scroll sont produits dans neuf entreprises situées sur 3 continents. Les centres de support technique Copeland sont situés en Europe, en Asie et aux États-Unis.

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1. Dessin dimensionnel compresseur scroll Copeland ZR22K3...ZR40K3
2. Dessin dimensionnel du compresseur Copeland ZR47...48KC

4. Dessin dimensionnel du compresseur Copeland ZPD61...ZRD83
5. Dessin dimensionnel général du compresseur Copeland

7. Marquage des compresseurs Copeland scroll

9. Vue en coupe d'un compresseur scroll Sanyo
10. Photos des compresseurs Sanyo C-SB, C-SC, C-SB Low temp, C-SC Low temp, C-SB Inverter, DC Inverter Horizontal, C-SB Tandem, C-SC Tandem
11. Gamme Sanyo de compresseurs scroll
12. Compresseur scroll série Sanyo C-SB
13. Compresseur scroll Sanyo série C-SD
14. Compresseur scroll série Sanyo C-SC
15. Dessin dimensionnel du compresseur Sanyo C-SBN373H8D
16. Dessin dimensionnel du compresseur Sanyo C-SB 2,6-4,5 KW
17. Dessin dimensionnel du compresseur Sanyo C-SC 6,0-7,5 KW
18, 19 Photo du compresseur SANYO C-SBN303H8D

Compresseur Scroll - historique
L'idée d'une spirale est connue de l'humanité depuis plus de 3 000 ans. Les spirales (du grec speira - tour) sont des courbes qui s'enroulent autour d'un point d'un plan (spirales plates), par exemple une spirale d'Archimède, une spirale hyperbolique, une spirale logarithmique, ou autour d'un axe (spirale spatiale), par exemple. , une hélice. Mais techniquement, l’humanité n’a pu donner vie à cette idée que vers la fin du 20e siècle.

Tout a commencé en 1905, lorsque l'ingénieur français Léon Croix a développé la conception d'un compresseur à spirale et a obtenu un brevet pour celui-ci. Cependant, à cette époque, cette technologie ne pouvait pas être mise en œuvre, car il n'y avait pas de base de production nécessaire. Par conséquent, la conception d'un prototype fonctionnel a dû attendre la seconde moitié du XXe siècle, car Pour un fonctionnement efficace, un compresseur à spirale doit avoir un petit espace de conception dans les pièces d'accouplement (spirales). Une telle précision n'était possible qu'avec l'usinage de précision développé au cours de la seconde moitié du XXe siècle, ce qui explique l'introduction relativement récente du compresseur à spirale sur le marché de la haute technologie.

Le concept des compresseurs scroll a été relancé par le physicien Nils Young en 1972. Young a donné l'idée aux employés de la société Arthur D. Little (États-Unis). La direction d'« Arthur D. Little » a vu grand potentiel ce concept et a commencé le développement d'un modèle possible en janvier 1973. Les grands fabricants d'équipements de réfrigération et pétrochimiques étaient très intéressés par le développement d'une conception de compresseur fondamentalement nouvelle qui permettrait d'atteindre une efficacité significative. Déjà lors des tests du prototype de compresseur scroll, il avait été révélé qu'il avait la capacité de créer un taux de compression élevé et le rendement le plus élevé qui existait au début des années 70. compresseurs frigorifiques, et présente également des caractéristiques de performances élevées (fiabilité, faible niveau sonore, etc.).

Arthur D. Little fait ensuite d'importants efforts fin 1973 pour développer un modèle fonctionnel de compresseur frigorifique scroll pour la société américaine Tgane. Un peu plus tard, de nombreuses grandes entreprises, par exemple « Copeland » (États-Unis), « Hitachi » (Japon), « Volkswagen1 » (Allemagne), entament des recherches intensives et améliorent la conception du compresseur frigorifique à spirale, maîtrisant la technologie de fabrication de pièces et du compresseur scroll dans son ensemble. Le développement du prototype du compresseur à spirale a été plus lent. A la fin des années 80. Hitachi et Mitsui Seiki (Japon) ont présenté un compresseur d'air lubrifié à l'huile. Cependant, ces compresseurs n’étaient que des modifications des compresseurs scroll de réfrigération. Iwata Compressor (Japon) a conclu un accord de licence avec Arthur D. Little pour le développement d'un compresseur à spirale en 1987. En conséquence, Iwata Compressor a été le premier au monde à introduire un compresseur à spirale « sec » (sans huile). en janvier 1992 compresseur. Puissance initiale compresseurs d'airétait de 2,2 et 3,7 kW. Les principaux avantages des compresseurs scroll « secs » « Iwata Compressor » par rapport aux compresseurs « secs » à piston sont : la durabilité, la fiabilité, le faible bruit et les vibrations.

Actuellement, tous les fabricants de compresseurs pour l'industrie de la réfrigération mènent des recherches à grande échelle dans le domaine des compresseurs scroll. Les compresseurs frigorifiques scroll ont résisté avec succès à l'épreuve du temps et ont activement commencé à remplacer d'autres types de compresseurs (en particulier ceux à piston) du marché. équipement de réfrigération, après avoir acquis en quelques années une position dominante sur le marché de la climatisation et des pompes à chaleur. Chaque année, les compresseurs scroll sont de plus en plus utilisés dans les systèmes de réfrigération et de climatisation. Cela est dû au fait qu'ils sont plus fiables en fonctionnement, contiennent 40 % de pièces en moins que celles à piston, produisent moins de bruit et ont une durée de vie plus longue.
La production de compresseurs Scroll a augmenté rapidement au cours des dernières années, avec plus de 20 millions de compresseurs produits en janvier 2000.

Les compresseurs Scroll sont utilisés dans tous les principaux systèmes de climatisation, y compris les modèles split et multi-split, les versions au sol et dans les refroidisseurs, les toits (climatiseurs de toit) et les pompes à chaleur. Les applications typiques sont la climatisation dans les appartements, les navires, les usines et les grands bâtiments, ainsi que dans les centraux téléphoniques automatiques, dans les processus de réfrigération et dans les transports. Les compresseurs frigorifiques scroll sont largement utilisés dans les unités de condensation, les systèmes de « réfrigération » des supermarchés, la réfrigération industrielle et les applications de transport, y compris les conteneurs. Les limites de puissance frigorifique des compresseurs scroll sont en constante augmentation et approchent actuellement les 200 kW lors de l'utilisation d'une station multi-compresseurs.

La popularité des compresseurs scroll est très élevée en raison de leur large gamme d'applications, qui s'explique par leur fiabilité et leur polyvalence.

Climatisation domestique
Les compresseurs Scroll répondent aux exigences de ce secteur de la climatisation avec de faibles niveaux sonores, des dimensions compactes et un poids réduit par rapport aux compresseurs à piston.
Leurs caractéristiques, étant plus constantes, répondent mieux aux exigences de la climatisation de confort.
Les moteurs monophasés (utilisés pour la climatisation des pièces) ne nécessitent pas de relais de démarrage ni de condensateurs. Ils sont préférés en raison de leur impact minimal sur les autres éléments du circuit.

Climatisation commerciale
Leur capacité de refroidissement est plus que suffisante pour répondre aux besoins de climatisation commerciale.
Les compresseurs Scroll sont également utilisés pour la climatisation dans les magasins, les agences de voyages, les bureaux, les banques, les restaurants, les fast-foods, les bars et bien d'autres installations. Climatiseurs avec compresseurs scroll - réussi solution technique, notamment pour les unités fonctionnant en été et à l'année, ainsi qu'en mode pompe à chaleur.

Pompes à chaleur
Dans les pompes à chaleur, les compresseurs scroll présentent l'avantage d'une fiabilité accrue par rapport aux autres types de compresseurs utilisés dans les pompes à chaleur en raison de la capacité de contrôler le réfrigérant liquide entrant dans le situations d'urgence dans le compresseur (sans détruire ses composants).

Groupes frigorifiques pour centres informatiques et centraux téléphoniques automatiques
Ces domaines nécessitent un travail quasi continu unités de réfrigération, souvent plus de 8 000 h/an. Il est particulièrement important d'assurer un fonctionnement continu dans ces conditions grâce à un service continu. Dans ces conditions, les compresseurs scroll peuvent être efficaces pour réduire la consommation d'énergie grâce à haute efficacité.
Niveau faible Le niveau sonore des compresseurs scroll est un autre facteur qui permet de les utiliser dans des systèmes de climatisation, souvent installés dans les pièces climatisées elles-mêmes.

Unités de toit autonomes
Leurs applications les plus typiques sont les usines et les supermarchés, où les avantages de haute performance des compresseurs scroll sont particulièrement nécessaires car il s'agit de secteurs généralement caractérisés par une forte consommation d'énergie des systèmes de climatisation et unités de réfrigération.
La fiabilité est une autre contribution importante des compresseurs Scroll aux économies globales dans les opérations des supermarchés où la disponibilité est un facteur critique.

Autres applications
La polyvalence des compresseurs scroll élargit leurs domaines d'application dans processus technologiques, par exemple, dans les autoclaves pour la purification du vin, les systèmes de refroidissement pour les machines de moulage de l'industrie chimique, les systèmes de réfrigération, les chambres d'essais, les conserves réfrigérées de matières premières d'origine biologique (produits carnés, fruits et légumes, etc.), le refroidissement de l'eau. matériel de nettoyage gratuit (condensation de solvants), matières premières agroalimentaires, etc.

Les compresseurs Scroll se sont révélés être des unités fiables, économes en énergie et faciles à utiliser pour produire de l'air comprimé. Dans de tels compresseurs, l'air est comprimé par deux spirales : l'une d'elles est stationnaire et la seconde tourne à grande vitesse et se déplace en même temps. Le mouvement de la spirale mobile réduit le volume de la chambre contenant de l'air - et de ce fait, la densité du gaz augmente.

Application

Les installations en spirale vous permettent d'obtenir un flux de sortie du plus haut degré nettoyage : pendant le processus de compression, l'air n'entre pas en contact avec de l'huile ou d'autres lubrifiants et, par conséquent, ne s'y mélange pas. Par conséquent, les compresseurs scroll sont utilisés dans les industries où des exigences particulièrement strictes sont imposées en matière de qualité de l'air (cliniques médicales et dentaires, production alimentaire et pharmaceutique, fabrication d'électronique de haute précision, etc.). Et l'utilisation de tels équipements avec des déshumidificateurs et des dispositifs de filtrage supplémentaires permet à terme d'obtenir le meilleur débit d'air en termes de qualité.

Avantages des compresseurs scroll