В спиральных компрессорах сжатие хладагента осуществляется при помощи двух спиралей. Спирали расположены в верхней части компрессора над электродвигателем. Один спиральный элемент закреплен в корпусе неподвижно, второй подвижный (закреплен на валу компрессора эксцентрично через подшипник (муфта Олдхэма), и совершает круговое движение параллельно первой, неподвижной спирали.
Подвижная спираль как бы катится по внутренней поверхности неподвижной спирали. Благодаря этому точка контакта спиралей постепенно перемещается от периферии к центру, сжимая перед собой пары хладагента и вытесняя их в центральное отверстие в верхней крышке цилиндра. Так как точек контакта несколько (они расположены на каждом витке подвижной спирали), то происходит более плавное сжатие паров, уменьшается нагрузка на электродвигатель, особенно в момент пуска.
Коэффициент подачи спиральных компрессоров больше, чем у компрессоров других типов.
Преимущества спиральных компрессоров: высокий КПД (80…86 %), высокая надежность и долговечность, низкий уровень шума, отсутствие клапана на всасывании (увеличение надежности), выдерживает впрыск капельной жидкости, хорошая уравновешенность.
Когда газ сжимается на втором витке, в спирали всасывается новая порция газа, и к моменту, когда вторая порция подходит к второму витку, первая уже уходит на линию нагнетания. При движении по спиралям, объем полости уменьшается от периферии к центру.
Наличие нагнетающего обратного клапана улучшает условия пуска компрессора, так как компрессор запускается вхолостую, а давление на выходе спиралей уравнивается с давлением в картере компрессора из-за размыкания спиралей при остановке электродвигателя.
Спиральные компрессоры имеют
защиту от превышения допустимой для данной модели степени повышения давления. В компрессорах, предназначенных для систем кондиционирования, когда степень повышения давления превышает 10, происходит перепуск хладагента со стороны нагнетания на сторону всасываниях. В моделях для холодильных систем перепуск хладагента происходит, когда степень повышения давления превышает 20 единиц.
Всасываемый газ, попадающий в компрессор, используется для охлаждения электродвигателя. Капли масла, находящиеся в газообразном хладагенте, выделяются из него и падают в картер компрессора. Так как спирали находятся в верхней части компрессора, а масло в основном скапливается внизу, для подачи масла в спирали применяется специальная крыльчатка. Масло при вращении крыльчатки попадает в каналы внутри вала, по которым оно поднимается в верхнюю часть компрессора к спиралям.
В некоторых одноступенчатых спиральных компрессорах при коротком (около 0,5 сек) прерывании напряжения в сети, или неправильной фазировке, может возникнуть
инверсия направления вращения вала.
При неправильном направлении вращения компрессор работает более шумно, чем обычно. Его потребляемая электрическая мощность меньше номинальной величины, указанной в документации, на стороне нагнетания давление не поднимается, а на стороне всасывания давление не снижается. Через несколько минут работы со вращением в неверном направлении компрессор отключается встроенной тепловой защитой.
В
момент запуска компрессоров scroll слышится характерный сильный и непродолжительный металлический звук, вызываемый соприкосновением спиралей. В технологическом плане компрессор Scroll более сложен, поскольку необходимо обеспечить герметичность по торцам спиралей и очень точное прилегание профилей спиралей. Однако, указанные проблемы решены и компрессоры данного типа приобретают все большее распространение.
Более того современные конструкции спиральных компрессоров позволяют притирку спиралей друг к другу в процессе эксплуатации, что предотвращает ухудшение коэффициента подачи компрессора со временем.
При обслуживании холодильной установки со спиральным компрессором имейте в виду, что при спуске хладагента со стороны высокого давления, может произойти замыкание спиралей, и хладагент не будет удален со стороны низкого давления. Поэтому всегда проверяйте, остался ли хладагент на стороне низкого давления.
При неправильном проектировании, неправленом подборе элементов холодильной системы создаются сложные условия, при которых приходится работать компрессору.
К
последствиям плохих условий работы компрессора можно отнести:
- Перегрев электродвигателя, или регулярное срабатывание аварийной защиты компрессора;
- Гидравлические удары (хотя спиральные компрессоры и терпимы к минимальному попаданию жидкого хладагента, частые гидроудары приводят к повреждению спиралей);
- Заклинивание между витками;
- Задиры поверхностей спирали;
- Поломка упорного подшипника, или муфты Олдхэма;
Спиральные компрессоры чувствительны к загрязнению перекачиваемого газа, поверхность спиралей должна быть практически зеркальной, для обеспечения максимальной герметичности, и, следовательно, компрессии.