О поршневом компрессоре
С момента появления первого поршневого компрессора прошло более двухсот лет. На холодильные установки их начали устанавливать намного раньше других нагнетательных машин.
Первыми в магистралях охлаждения заработали горизонтальные тихоходные компрессоры. Они нечувствительны к парам хладагента и имели внушительный моторесурс. Однако их недостатки — большой вес и габариты, сложность в обеспечении герметичности вала — привели к необходимости замены на более совершенный тип — компрессорные установки с вертикальными поршнями (плунжерными). Они имеют закрытую конструкцию системы смазки и не нуждаются в использовании уплотнительных сальников, поскольку для герметизации вала используются сильфонные уплотнители. Изначально эти агрегаты работали по прямоточной схеме (всасывание шло через поршень) и снабжались цилиндрами, размещаемыми в одну линию. Скорость вращения вала у них находилась в диапазоне от 200 до 600 оборотов в минуту.
По мере уменьшения размеров и массы данных установок, возрастало число их оборотов. Вес поршней при этом увеличивался, что серьезно затрудняло процесс балансировки и не позволяло размещать на них клапаны всасывания. Для выхода из сложившейся ситуации были созданы различные клапанные конструкции: пластинчатые, кольцевые, дисковые. Несмотря на это, клапаны (и всасывающие, и нагнетательные) конструкторам пришлось ставить в верхней области цилиндра. Это привело к изменению направления газового потока и модернизированные агрегаты получили название компрессоров с противотоком.
Изменения коснулись и конфигурации рабочих цилиндров. Они стали W-образными, V-V-образными и V-образными. Известно, что любой высокооборотный поршневой компрессор требует идеально точного уравновешивания движущихся масс. Для упрощения балансировки данных агрегатов разработчики пошли путем максимального снижения веса за счет использования легкосплавных поршней.
В прямоточных поршневых компрессорах большой мощности (60–80 кВт) смазка осуществлялась без применения масляных насосов (за счет центробежных сил). Для противоточных агрегатов даже небольшой мощности пришлось разработать систему смазки под давлением (принудительную).
Большая часть компрессоров средней и высокой мощности была создана для работы на аммиачных или хлорсодержащих хладагентах (R12, R22 и R502). Сегодня многие установки переводятся на новый хладагент R 134А.
Компрессоры малой и средней мощности не рассчитаны на работу с аммиачным хладагентом. Мощностные показатели самых маленьких аммиачных агрегатов не бывают меньше 60 кВт.
В области самых низких мощностей (бытовые холодильники, кондиционеры, витрины) повсеместно применяются герметичные компрессоры. В этих агрегатах нагнетательный блок и двигатель скомпонованы в общем кожухе (оболочке из нержавеющей стали).
Герметичные компрессорные установки выигрывают у агрегатов открытого типа по целому ряду параметров:
- лучшая защищенность от воздействия окружающей среды;
- минимальные размеры;
- низкий уровень акустического шума;
- невысокие затраты при серийном производстве.
Максимальная наработка таких агрегатов без капитального ремонта может достигать 100 000 часов (около 25 лет).