1. Pistonlu soğutma kompresörlerine kıyasla, vidalı soğutma kompresörleri yüksek hız, hafiflik, küçük hacim, az yer kaplama ve düşük egzoz titreşimi gibi bir dizi avantaja sahiptir.
2. Vidalı soğutma kompresöründe pistonlu kütle atalet kuvveti yoktur, iyi dinamik denge performansına, istikrarlı çalışmaya, düşük taban titreşimine ve küçük temel gereksinimine sahiptir.
3. Vidalı soğutma kompresörü basit bir yapıya ve az sayıda parçaya sahiptir. Hava valfleri ve piston halkaları gibi aşınan parçaları yoktur. Rotorlar ve yataklar gibi ana sürtünme parçaları nispeten yüksek mukavemete ve aşınma direncine sahiptir ve yağlama koşulları iyidir; bu nedenle işleme miktarı azdır, malzeme tüketimi düşüktür, çalışma döngüsü uzundur, kullanımı nispeten güvenilirdir, bakımı basittir ve çalışma otomasyonunun gerçekleştirilmesine fayda sağlar.
4. Hız kompresörüne kıyasla, vidalı kompresörün zorlamalı gaz iletimi özelliği vardır; yani, debi neredeyse deşarj basıncından etkilenmez ve debi küçük olduğunda dalgalanma fenomeni görülmez. Bu koşullar aralığında verimlilik yüksek seviyede tutulabilir.
5. Ayar için sürgülü vana kullanılır ve bu sayede enerjinin kademesiz olarak ayarlanması sağlanabilir.
6. Vidalı kompresör sıvı girişine duyarlı değildir ve yağ enjeksiyonu ile soğutulabilir; bu nedenle aynı basınç oranında egzoz sıcaklığı pistonlu tipe göre çok daha düşüktür, dolayısıyla tek kademeli basınç oranı daha yüksektir.
7. Boş hacim bulunmadığından hacimsel verimlilik yüksektir.
Vidalı kompresörün çalışma prensibi ve yapısı:
1. Solunum yoluyla alınma süreci:
Vidalı tip hava kompresörünün giriş tarafındaki emme portu, sıkıştırma odasının tamamen hava çekebilmesi için tasarlanmalıdır. Vidalı hava kompresöründe giriş ve çıkış valf grubu bulunmaz ve giriş havası sadece bir regülatör valfinin açılıp kapanmasıyla düzenlenir. Rotor döndüğünde, ana ve yardımcı rotorların diş oluk aralığı, giriş uç duvarının açıklığına ulaştığında en büyük hale gelir. Hava tamamen dışarı atılır ve egzoz işlemi bittiğinde diş oluğu vakum durumundadır. Hava girişine döndüğünde, dış hava emilir ve eksenel yönde ana ve yardımcı rotorların diş oluklarına akar. Vidalı hava kompresörü bakım hatırlatıcısı: Hava tüm diş oluğunu doldurduğunda, rotorun giriş tarafındaki uç yüzeyi gövdenin hava girişinden uzaklaşır ve diş olukları arasındaki hava sızdırmaz hale gelir.
2. Kapatma ve taşıma işlemi:
Ana ve yardımcı rotorlar hava emdiğinde, ana ve yardımcı rotorların diş tepeleri gövdeyle temas ederek sızdırmaz hale gelir ve hava diş oluklarında hapsolur, böylece dışarı akışı durur; yani [sızdırmazlık işlemi] gerçekleşir. İki rotor dönmeye devam eder ve emme ucunda diş tepeleri ve diş olukları birbirine temas eder ve bu temas yüzeyleri kademeli olarak egzoz ucuna doğru hareket eder.
3. Sıkıştırma ve yakıt enjeksiyon işlemi:
Taşıma işlemi sırasında, dişli yüzey kademeli olarak egzoz ucuna doğru hareket eder, yani dişli yüzey ile egzoz portu arasındaki diş oluğu kademeli olarak azalır, diş oluğundaki gaz kademeli olarak sıkıştırılır ve basınç artar; bu da [sıkıştırma işlemi] olarak adlandırılır. Sıkıştırma sırasında, basınç farkı nedeniyle yağlama yağı da sıkıştırma odasına püskürtülerek oda havasıyla karışır.
4. Egzoz işlemi:
Rotorun dişli uç yüzeyi gövde egzozuyla temas edecek şekilde döndüğünde (bu sırada sıkıştırılmış gazın basıncı en yüksektir), diş tepesinin ve diş oluğunun dişli yüzeyi egzoza doğru hareket edene kadar sıkıştırılmış gaz boşaltılmaya başlanır. Bu sırada, iki rotorun dişli yüzeyi ile gövdenin egzoz portu arasındaki mesafe sıfır olur, yani egzoz işlemi tamamlanır. Aynı zamanda, rotorların dişli yüzeyi ile gövdenin hava girişi arasındaki diş oluğunun uzunluğu maksimum uzunluğa ulaşır ve emme işlemi tekrar başlar.
1. Tamamen kapalı vidalı kompresör
Gövde, düşük termal deformasyona sahip yüksek kaliteli, düşük gözenekli dökme demir yapıyı benimser; gövde, yüksek mukavemete ve iyi gürültü azaltma etkisine sahip, iç kısımda egzoz kanalları bulunan çift duvarlı bir yapıya sahiptir; gövdenin iç ve dış kuvvetleri temelde dengelenmiştir, açık veya yarı kapalı yüksek basınç riski yoktur; kabuk, yüksek mukavemetli, güzel görünümlü ve hafif çelik bir yapıdır. Dikey yapı benimsenmiştir, kompresör küçük bir alan kaplar, bu da soğutucunun çok başlıklı düzenlemesi için faydalıdır; alt yatak yağ tankına daldırılmıştır ve yatak iyi yağlanmıştır; rotorun eksenel kuvveti, yarı kapalı ve açık tipe göre %50 azaltılmıştır (egzoz tarafındaki motor milinin denge fonksiyonu); yatay motor konsolu riski yoktur, yüksek güvenilirlik; vida rotorunun, sürgülü valfin, motor rotorunun kendi ağırlığının eşleşme doğruluğu üzerindeki etkisinden kaçınılır, güvenilirlik artırılır; iyi montaj işlemi. Yağsız pompa vidası dikey tasarım, böylece kompresör çalışırken veya kapanırken yağ eksikliği olmaz. Alt yatak, yağ tankının içine tamamen daldırılmıştır ve üst yatak diferansiyel basınçlı yağlama sistemiyle çalışır; sistemin diferansiyel basınç ihtiyacı düşüktür ve acil durumlarda yatak yağlamasının korunması işlevine sahiptir, yatağın yağsız kalmasını önler ve geçiş mevsimlerinde ünitenin çalıştırılmasına yardımcı olur.
Dezavantajları: Egzoz soğutması kullanılıyor ve motor egzoz çıkışında yer alıyor, bu da motor bobininin kolayca yanmasına neden olabilir; ayrıca, bir arıza meydana geldiğinde zamanında giderilemez.
2. Yarı hermetik vidalı kompresör
Motor sıvı püskürtme ile soğutulur, motorun çalışma sıcaklığı düşüktür ve kullanım ömrü uzundur; açık kompresörde hava soğutmalı motor kullanılır, motorun çalışma sıcaklığı yüksektir, bu da motor ömrünü etkiler ve makine odasının çalışma ortamı kötüdür; motor egzoz gazı ile soğutulur, motorun çalışma sıcaklığı çok yüksektir, motor ömrü kısadır. Genellikle, harici yağ ayırıcı büyük hacimlidir ancak verimliliği çok yüksektir; dahili yağ ayırıcı kompresörle birleştirilmiştir ve hacmi küçüktür, bu nedenle etkisi nispeten düşüktür. İkincil yağ ayırıcının yağ ayırma etkisi %99,999'a ulaşabilir, bu da çeşitli çalışma koşullarında kompresörün iyi yağlanmasını sağlayabilir.
Ancak, piston tipi yarı hermetik vidalı kompresör, dişli aktarımı yoluyla hızlanır, hızı yüksektir (yaklaşık 12.000 rpm), aşınması fazladır ve güvenilirliği düşüktür.
3. Açık vidalı kompresör
Açık ünitenin avantajları şunlardır:
1) Kompresör motordan ayrıdır, bu sayede kompresör daha geniş bir kullanım alanında kullanılabilir;
2) Aynı kompresör farklı soğutucu akışkanlarla kullanılabilir. Halojenli hidrokarbon soğutucu akışkanlara ek olarak, bazı parçaların malzemeleri değiştirilerek amonyak da soğutucu akışkan olarak kullanılabilir;
3) Farklı soğutucu akışkanlara ve çalışma koşullarına göre farklı kapasitelerde motorlar takılabilir.
4) Açık tip de tek vidalı ve çift vidalı olmak üzere ikiye ayrılır.
Tek vidalı kompresör, silindirik bir vida ve gövdeye yerleştirilmiş simetrik olarak düzenlenmiş iki düz yıldız dişli çarktan oluşur. Vida oluğu, gövde (silindir) iç duvarı ve yıldız dişli çark dişleri kapalı bir hacim oluşturur. Güç, vida miline iletilir ve yıldız dişli çark, vida tarafından döndürülür. Gaz (çalışma sıvısı), emme odasından vida oluğuna girer ve sıkıştırıldıktan sonra egzoz portundan ve egzoz odasından dışarı atılır. Yıldız dişli çarkın rolü, pistonlu kompresörün pistonuna eşdeğerdir. Yıldız dişli çarkın dişleri vida oluğunda birbirine göre hareket ettiğinde, kapalı hacim kademeli olarak azalır ve gaz sıkıştırılır.
Vidalı kompresörün çalışma prensibi ve tamamen kapalı, yarı hermetik ve açık tiplerin karşılaştırılması
Tek vidalı kompresörün vidasında 6 vida oluğu bulunur ve yıldız dişli çarkında 11 diş vardır, bu da 6 silindire eşdeğerdir. İki yıldız dişli çark aynı anda vida oluklarıyla kenetlenir. Bu nedenle, vidanın her dönüşü 12 silindirin çalışmasına eşdeğerdir.
Hepimizin bildiği gibi, vidalı kompresörler (çift vidalı ve tek vidalı dahil) döner kompresörlerin en büyük payını oluşturmaktadır. Uluslararası pazar açısından bakıldığında, 1963 ile 1983 yılları arasındaki 20 yıllık dönemde, dünyadaki vidalı kompresör satışlarının yıllık büyüme oranı %30 olmuştur. Şu anda, Japonya, Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri'nde orta kapasiteli kompresörlerin %80'ini çift vidalı kompresörler oluşturmaktadır. Aynı çalışma aralığındaki tek vidalı ve çift vidalı kompresörler karşılaştırıldığında, çift vidalı kompresörler, iyi işleme teknolojisi ve yüksek güvenilirlikleri nedeniyle tüm vidalı kompresör pazarının %80'inden fazlasını oluşturmaktadır. Tek vidalı kompresörlerin payı ise %20'nin altındadır. Aşağıda iki kompresörün kısa bir karşılaştırması yer almaktadır.
1. Yapı
Tek vidalı kompresörün vidası ve yıldız çarkı, bir çift küresel sonsuz dişli çiftine aittir ve vida mili ile yıldız çark mili uzayda dikey konumda tutulmalıdır; çift vidalı kompresörün dişi ve erkek rotorları bir çift dişli çiftine eşdeğerdir ve erkek ve dişi rotor milleri paralel tutulmalıdır. Yapısal olarak, tek vidalı kompresörün vidası ve yıldız çarkı arasındaki işbirliği hassasiyetini garanti etmek zordur, bu nedenle tüm makinenin güvenilirliği çift vidalı kompresöre göre daha düşüktür.
2. Sürüş modu
Her iki kompresör tipi de doğrudan motora bağlanabilir veya kayış kasnağı ile tahrik edilebilir. Çift vidalı kompresörün hızı yüksek olduğunda, hız artırma dişlisinin artırılması gerekir.
3. Soğutma kapasitesi ayarlama yöntemi
İki kompresörün hava hacmi ayarlama yöntemleri temelde aynıdır; her ikisinde de sürgülü valfin sürekli ayarlanması veya pistonun kademeli olarak ayarlanması mümkündür. Sürgülü valf ile ayarlama yapıldığında, çift vidalı kompresörde bir adet sürgülü valf gerekirken, tek vidalı kompresörde aynı anda iki adet sürgülü valf gerekir; bu da yapıyı karmaşıklaştırır ve güvenilirliği azaltır.
4. Üretim maliyeti
Tek vidalı kompresör: Vidalı ve yıldız dişli rulmanlar için sıradan rulmanlar kullanılabilir ve üretim maliyeti nispeten düşüktür.
Çift vidalı kompresör: İki vidalı rotor üzerindeki nispeten büyük yük nedeniyle, yüksek hassasiyetli rulmanların kullanılması gereklidir ve üretim maliyeti nispeten yüksektir.
5. Güvenilirlik
Tek vidalı kompresör: Tek vidalı kompresörün yıldız çarkı hassas bir parçadır. Yıldız çarkının malzemesine yönelik yüksek gereksinimlerin yanı sıra, yıldız çarkının düzenli olarak değiştirilmesi de gerekir.
Çift vidalı kompresör: Çift vidalı kompresörde aşınan parça bulunmaz ve sorunsuz çalışma süresi 40.000 ila 80.000 saate ulaşabilir.
6. Montaj ve bakım
Tek vidalı kompresörün vida mili ve yıldız çark mili uzayda dikey konumda tutulmak zorunda olduğundan, eksenel ve radyal konum hassasiyeti gereksinimleri çok yüksektir; bu nedenle tek vidalı kompresörün montaj ve bakım kolaylığı, çift vidalı kompresöre göre daha düşüktür.
Açık ünitenin başlıca dezavantajları şunlardır:
(1) Mil contası kolayca sızdırabilir ve bu da kullanıcılar tarafından sık sık bakım gerektiren bir konudur;
(2) Takılan motor yüksek hızda dönüyor, hava akışı gürültüsü yüksek ve kompresörün kendisinin gürültüsü de nispeten yüksek, bu da çevreyi etkiliyor;
(3) Ayrı yağ ayırıcıları ve yağ soğutucuları gibi karmaşık yağ sistemi bileşenlerinin yapılandırılması gerekmektedir ve ünite hacimli olup kullanımı ve bakımı zahmetlidir.
Dört, üç vidalı kompresör
Üç rotorlu kompresörün benzersiz geometrik yapısı, çift rotorlu kompresöre göre daha düşük sızıntı oranına sahip olmasını sağlar; üç rotorlu vidalı kompresör, yatak üzerindeki yükü büyük ölçüde azaltabilir; yatak yükünün azalması egzoz alanını artırarak verimliliği iyileştirir; özellikle kısmi yük koşullarında çalışırken, ünitenin sızıntısını azaltmak çok önemlidir ve bu etki daha da büyüktür.
Yük öz düzenlemesi: Sistem değiştiğinde, sensör hızlı bir şekilde tepki verir ve kontrolör ilgili hesaplamaları yaparak hızlı ve doğru bir şekilde öz düzenleme gerçekleştirir; öz düzenleme, aktüatörler, kılavuz kanatlar, solenoid valfler ve sürgülü valflerle sınırlı değildir ve doğrudan, hızlı ve güvenilir bir şekilde gerçekleştirilebilir.
Yayın tarihi: 10 Şubat 2023
