Что лучше для холодильной установки: винтовой или поршневой компрессор?

Вопрос «винт или поршень» почти слово в слово скопирован из индустрии сжатого воздуха, где поршневой машине действительно приходится останавливаться и охлаждаться между пробегами. Такая конструкция бесполезна для холодильной установки, и именно по этой причине многие покупатели делают дорогостоящий выбор в пользу неправильной таблицы.

Холодильный компрессор не имеет периода отдыха. Холодильный склад, линия по производству мороженого, система стеллажей в супермаркетах или трюм для рыболовных судов работают от 6000 до 8760 часов в год, и ожидается, что машина будет поддерживать температуру в каждом из них. Обе технологии, которые мы создаем в Блейте (Zhejiang Briliant Refrigeration Equipment Co., Ltd.), являются полугерметичными, обе рассчитаны на охлаждающую нагрузку при определенной паре температур испарения и конденсации, и обе спроектированы для непрерывной работы в этих условиях.

Так что реальный вопрос не в том, какая машина лучше абстрактно. Это то, какая конструкция соответствует вашему температурному диапазону, вашему профилю нагрузки, вашему хладагенту, вашему диапазону давления и вашей команде технического обслуживания. В этом руководстве содержится ответ на этот вопрос с помощью параметров, которые наши инженеры фактически используют при определении размера предприятия.

Ключевые выводы

• Рабочий цикл не является дискриминатором в холодильном оборудовании. Степень сжатия и температура нагнетания. Одноступенчатая машина любого типа испаряется значительно ниже минус 30°С.

• Поршневые компрессоры сохраняют высокий объемный КПД при высокой степени сжатия, поэтому меньшая по размеру и более дешевая машина выдает мощность в киловаттах при низкой температуре. Именно поэтому наша низкотемпературная линейка — двухступенчатая поршневая: BTF4G-12.3DS, BTF6J-16.3DS и BTF6F-30.3DS.

• Винтовые компрессоры выигрывают по производительности на квадратный метр пола, бесступенчатому регулированию производительности с помощью золотникового клапана, устойчивости к скоплению жидкости и более низким и более ровным температурам нагнетания. Наш ассортимент одноступенчатых шнеков варьируется от YLG20Z-84 до YLG180G-535.

• При температуре испарения примерно от минус 25°C до минус 30°C шнеку необходим порт впрыска экономайзера или две ступени, чтобы оставаться эффективным. Покупка винта без подключения экономайзера – самая распространенная и самая дорогая ошибка в низкотемпературных проектах.

• При мощности свыше 400 кВт винтовая конструкция перестает быть вариантом и становится стандартной для базовой нагрузки, за которой следуют ступенчатые поршневые агрегаты.

• Компонент, который решает, насколько болезненно обслуживать вашу установку, не является компрессором. Это сервисные клапаны на всасывающем и нагнетательном патрубках, а также падение давления, которое они добавляют.

Что на самом деле отличается: две полугерметичные машины, два режима отказа

Поршневое движение: высокая объемная эффективность и один реальный изнашиваемый элемент

Полугерметичный поршневой холодильный компрессор улавливает фиксированный объем всасываемого пара в цилиндре и сжимает его между головкой поршня и пластиной клапана. Пластинчатые клапаны в головке блока цилиндров выполняют дозировку, и именно они стареют: при 1450 об/мин каждая кромка клапана сгибается примерно 24 раза в секунду, и она изгибается против всего, что несет с собой газ.

Вот и вся история обслуживания поршней. Карбонизация масла из-за устойчивой высокой температуры нагнетания приводит к жесткости кромок клапанов, они теряют герметичность, компрессия просачивается обратно в цилиндр при следующем такте, и производительность падает до того, как что-либо действительно сломается. Наша третьего поколения серия T ориентирована именно на этот путь: оптимизированный корпус компрессора, усовершенствованная головка блока цилиндров, улучшенная пластина клапана и усиленные подшипники, поэтому эта серия рассчитана на надежную работу при постоянной рабочей нагрузке, а не при периодическом использовании.

Структурное преимущество столь же реально. Поскольку цилиндр наполняется из фиксированного объема, объемный КПД остается высоким при повышении степени сжатия. В тяжелых условиях работы четырехцилиндровая машина обеспечивает большую охлаждающую способность от своего теоретического рабочего объема, чем винт той же площади, что делает поршневую конструкцию экономичным решением для помещений с низкой температурой и работы с большой подъемной силой.

Винт: непрерывное сжатие, где главное — контроль.

Одноступенчатый винтовой холодильный компрессор не имеет клапанов, которые могли бы выйти из строя. Два прецизионно обработанных ротора вращаются внутри корпуса, герметизированного и смазанного впрыскиваемой масляной пленкой, и сжатие просто продолжается до тех пор, пока вращаются роторы. Температура нагнетания ниже и намного более равномерна по всей рабочей карте, вибрация ниже, а двигатель находится в потоке охлажденного газа, а не в тепле картера поршневой машины.

Там, где винт получает более высокую первоначальную стоимость, — это контроль. Золотниковый клапан обеспечивает непрерывную модуляцию мощности во всем рабочем диапазоне вместо фиксированных шагов, которые может предложить поршень, поэтому установка, нагрузка которой колеблется между понижением нагрузки в понедельник утром и удержанием нагрузки в четверг вечером, управляет спросом, а не циклически противоречит ему. В наших установках также используется пуск с частичной обмоткой, который снижает пусковой ток, и порт экономайзера для впрыска пара на промежуточной ступени, что восстанавливает эффективность при низких температурах испарения.

Важным пределом является степень сжатия, а не рабочий цикл.

Забудьте о заявлении о рабочем цикле 60-70 процентов, которое вы прочтете в статьях о воздушных компрессорах. В холодильной технике границей, на которой заканчивается срок службы одноступенчатой ​​машины, является соотношение между давлением насыщения конденсации и испарения, поскольку это соотношение определяет температуру нагнетания, а температура нагнетания разрушает масло и пластины клапанов.

Опубликован рабочий диапазон четырехцилиндровых двигателей T-Series M4. Класс Z достигает минус 45С при испарении на R404A и R507A; При температуре ниже минус 30°C режим работы должен быть подтвержден с помощью нашего программного обеспечения для подбора, а для низкотемпературного участка необходим электронный контроллер впрыска жидкости.

Пять вопросов, которые решают ответ

1. Какая температура испарения и какая температура конденсации?

Лифт – это вся спецификация. Возьмите самую низкую температуру испарения, которую когда-либо видела комната, и температуру конденсации в самой худшей температуре окружающей среды, которую когда-либо видела машина, а не среднее значение. Конденсаторы, установленные на крыше во время летней жары, и полностью загруженная воздуходувная камера при первом опускании после поломки двери — вот два момента, которые губят неадекватный выбор.

Как правило, наши инженеры используют примерно 2–3 процента мощности на каждый 1 градус повышения температуры конденсации при высоком подъеме, поэтому мы предпочитаем выбирать машину с запасом мощности в жаркий день, а не ту, которая только выглядит эффективной на паспортной табличке. Рассматривайте это как начальную оценку и сверяйте ее с таблицами мощности и мощности для конкретной модели.

2. Сколько киловатт в номинальной точке, а не сколько кубометров в час

Сравнение рабочего объема поршня и винта почти ни о чем не говорит, потому что обе машины производят совершенно разные доли рабочего объема в одних и тех же условиях. Сравните холодопроизводительность в кВт и потребляемую мощность в кВт для одной и той же пары испарения и конденсации, с одним и тем же хладагентом.

Для справки: наши четырехцилиндровые рамы M4 серии T (BTF4VCS, BTF4TCS, BTF4PCS и BTF4NCS) обеспечивают мощность двигателя от 4,4 до 15 кВт, рабочий объем от 34,73 до 56,25 м3/ч и массу от 117 до 138 кг, что ставит их именно там, где винтовой агрегат будет перестроен, а двухцилиндровый поршень будет перегружен. С другой стороны, наши винтовые модели от YLG60G до YLG180G имеют мощность до 535 л.с. для холодильных складов и предприятий пищевой промышленности, где нагрузка на площадь пола и трубные эстакады важнее первоначальных затрат.

Рабочий объем, мощность двигателя и размеры портов в диапазоне M4. Всасывающий порт увеличивается с 1 1/8 дюйма до 1 5/8 дюйма между размерными группами, поэтому сервисный клапан следует за машиной, а не за трубопроводом.

3. Плоская нагрузка или качающаяся нагрузка.

Если установка поддерживает стабильную температуру при постоянной нагрузке, обе технологии работают вблизи своей расчетной точки, и более низкая закупочная цена поршня выигрывает. Если колебания нагрузки, которые на самом деле вызывают циклы оттаивания, шахматное открывание дверей и расширение нескольких помещений, то постоянный контроль становится оправданным.

Многоцилиндровая поршневая машина достигает частичной нагрузки за счет разгрузки отдельных цилиндров, поэтому ее шаги дискретны: на четырехцилиндровой раме получается небольшое количество плато мощности. Винт золотникового клапана непрерывно перемещается в пределах своего диапазона модуляции, а ЧРП на обеих машинах сглаживает то, что осталось. Для распределительного склада с двадцатью помещениями мы указываем винтовую базовую нагрузку с поршневым тримом; для расширения цеха на два помещения мы устанавливаем два поршневых агрегата, расположенных друг против друга, так что при перерыве в работе одного из них запас остается холодным.

4. Какой хладагент, какое масло, какой диапазон давления

Наш ассортимент одноступенчатых шнеков включает R22, R404A и R507A в моделях от YLG20Z до YLG50Z и R134a с R407A и R407F в моделях от YLG60G до YLG180G, с заправкой POE150 или AB100 для систем R22 и POE170 для машин HFC. Компактный четырехцилиндровый двигатель YBF4CC-6.2ZR и остальная часть линейки YBF работают на одних и тех же хладагентах.

CO2 — это другая машина, а не другая этикетка. Наша серия для докритического CO2 работает от YBFS4F-7DK до YBFS4N-30DK в диапазоне температур испарения от минус 50°C до минус 10°C, с расчетным диапазоном давления 3,0 МПа на нижней стороне и 5,3 МПа на высокой стороне, защитой клемм IP66 и смазкой POE 60. Любой HFC-компрессор, перепрофилированный для этого профиля давления и температуры, выйдет из строя в первую жаркую летнюю неделю.

5. Кто обслуживает завод и как далеко может прийти помощь

Монтажник холодильного оборудования в региональной сети холодильных складов может за полдня заменить комплект лепестковых клапанов, сетчатый фильтр и смазочное масло на поршневой машине на детали из нашего каталога запчастей . Обслуживание винтов происходит реже, но более специализированно: масло, масляный фильтр, воздушный фильтр и элемент маслоотделителя, как правило, выполняется обученным техническим специалистом, а элемент сепаратора является той частью, которая решает, сохранит ли машина свою эффективность.

Для судна, которое выйдет в море, расчеты снова меняются. Наши четырехцилиндровые рамы M4 серии T имеют одобрение типа CCS по сертификату ZG24PTB00058 для холодильных установок рыболовных судов на R507, и именно эта документация является причиной, по которой мы указываем конструкцию поршня для морских установок, а не цену. Вы можете прочитать историю сертификации в статье нашего классификационного общества..

Готовые полугерметичные компрессоры на сборочной линии в Синьчане, провинция Чжэцзян. Перед упаковкой каждое устройство проходит эксплуатационные испытания, и именно это на самом деле покупает удаленный оператор, полагающийся на местные запасные части.

Сравнение, которое никто не делает: сервисные клапаны и перепад давления на всасывании

Каждое сравнение компрессоров останавливается на машине и забывает об одиннадцати прикрепленных к ней компонентах. Мы производим и то, и другое, поэтому рассматриваем комплект клапанов как часть выбора, а не как покупку на месте.

В поршневой машине необходима изоляция обоих портов, чтобы тарелку клапана можно было открыть без откачки или возврата всего заряда. Шнеку необходима такая же изоляция, но при более высоком устойчивом потоке и с другим поведением возврата масла, поэтому геометрия порта имеет большее значение. Наш запорный клапан J2BS для винтовых компрессоров изготовлен из чугуна, рассчитан на давление 4,5 МПа при температуре от минус 30°C до плюс 150°C для работы с R22, R404A и R507A и рассчитан на порты винтового компрессора. Со стороны поршня мы поставляем угловые запорные клапаны из литой стали для аммиачных и фреоновых систем, , шаровые краны из ковкого чугуна, , латунные сервисные шаровые краны и катушки двухступенчатых электромагнитных клапанов , а также обратные, предохранительные, поддерживающие и регулирующие клапаны давления, а также клапаны регулирования температуры масла для балансировки контура.

Всасывающие и нагнетательные сервисные клапаны и соединение роталок на серийной машине М4. Этот интерфейс решает, будет ли обслуживание клапанной пластины проводиться во второй половине дня или в выходные дни.

Три последствия вашего решения:

• Падение давления на стороне всасывания оплачивается в киловаттах на протяжении всего срока службы установки. Клапан или сетчатый фильтр на один размер меньше, или линия, проложенная в пользу сантехника, а не инженера по холодильному оборудованию, повышает давление насыщения, против которого должен работать компрессор. Проверьте заявленное падение давления в зависимости от расхода, а не только по размеру резьбы.

• Поршневая установка вибрирует. Это не дефект, это возвратно-поступательная механика, поэтому на соединениях машины и гибких соединителях на участке трубопровода мы устанавливаем Винтовые установки тише и мягче воздействуют на соединения, что снижает, но не устраняет это требование. соединения роталок серии TR на давление 4,5 МПа от минус 40С до плюс 150С.

• Для CO2 и низкотемпературных машин необходимы комплекты клапанов, номинальное давление и температура которых соответствуют конверту, а не названию хладагента на бочке. Именно по этой причине наша линейка клапанов рассчитана на класс давления 4,5 МПа.

Общая стоимость владения, рассчитанная, а не предполагаемая

Интернет-сравнения любят публиковать пятилетние таблицы с придуманными долларовыми цифрами. Честная версия — это метод, потому что ответ действительно зависит от вашего годового рабочего времени.

Затраты на электроэнергию представляют собой сумму часов, проведенных в этом диапазоне для каждого диапазона нагрузки, умноженную на потребляемую мощность в этом диапазоне. Вы получаете потребляемую мощность из таблиц производительности и мощности вашей собственной испарительной и конденсационной пары, а также получаете профиль нагрузки из помещения. Три входа и никаких вымышленных чисел:

1. Годовые часы работы. Завод, работающий менее 2000 часов в год, например магазин сезонных продуктов или мастерская, почти никогда не окупает надбавку к цене винта. Завод со сроком службы более 6000 часов, то есть любой распределительный холодильный склад, подойдет.

2. Форма частичной загрузки. Там, где электростанция проводит большую часть года на 50–70 процентах проектной мощности, непрерывный золотниковый клапан на винте обычно превосходит поршень с фиксированной скоростью по годовому количеству киловатт-часов, даже если поршень выглядит лучше при полной нагрузке.

3. Техническое обслуживание и время простоя. Изнашиваемые детали поршней дешевле и подходят для самостоятельной работы; Элементы шнекового сепаратора стоят дороже и меняются реже. Добавьте к этому стоимость часа в теплом помещении, потому что на загруженном складе это затмевает и то, и другое.

Выполните арифметические действия один раз с помощью нашего программного обеспечения для выбора или собственной электронной таблицы в реальных условиях, и рейтинг обычно будет очевиден. Там, где это близко, купите машину, которую может обслуживать местная бригада.

Шесть ошибок в выборе размеров, которые мы видим неоднократно

1. Указание одноступенчатой ​​машины при температуре испарения минус 40°C, поскольку таблица производительности в таблице данных достигает этого столбца. Он доходит до него, и температура нагнетания не будет оставаться законной. Используйте двухступенчатый вариант, как в случае с нашим BTF6F-30.3DS, или экономичный винт.

2. Заказал винт без подключения экономайзера, потому что это было дешевле, затем эксплуатировал его при низкой температуре и доплачивал разницу за электричество в течение пятнадцати лет.

3. Замена одного вышедшего из строя поршневого компрессора на более крупный вместо двух ступенчатых агрегатов меньшего размера. Избыточность — это более дешевая модернизация в каждой проверенной нами холодильной камере.

4. Определение размеров всасывающей линии и клапанов для удобства монтажника. Падение давления — это постоянный налог на электроэнергию.

5. Оценка машины за условия, а не за худшую летнюю неделю. Температура конденсации не является постоянной величиной, и даташит не на сайте.

6. Выбор технологии перед выбором хладагента, а затем поиск масла, эластомеров клапанов и зоны давления — все это требует пересмотра.

Краткое изложение решения

Часто задаваемые вопросы

Может ли поршневой холодильный компрессор работать непрерывно?

Да, и это должно быть. В отличие от воздушного компрессора для мастерских, полугерметичный холодильный компрессор предназначен для непрерывной работы в своих номинальных условиях, поскольку холодильная камера никогда не перестает требовать охлаждения. Практическим ограничением является степень сжатия и температура нагнетания, а не процент рабочего цикла, поэтому с очень низкими температурами испарения справляются двухступенчатые машины, такие как наш BTF6J-16.3DS, а не одноступенчатый агрегат.

Что дешевле в обслуживании: винтовой или поршневой холодильный компрессор?

Поршень обходится дешевле в расчете на один ремонт и подходит для самостоятельной работы, при этом комплекты лепестковых клапанов, прокладки и сетчатые фильтры входят в стандартную комплектацию. Винт требует меньшего вмешательства, но более специализированного, а элемент маслоотделителя является важной повторяющейся деталью. За пятнадцать лет жизни разница невелика по сравнению со счетом за электроэнергию, поэтому решающим фактором обычно является то, кто сможет выполнить работу.

Как сравнить производительность поршневого и винтового агрегатов?

Никогда путем смещения. Сравните холодопроизводительность в кВт и потребляемую мощность в кВт при одинаковых температурах испарения и конденсации, на одном и том же хладагенте и том же масле. Объемный КПД поршня снижается при изменении давления гораздо медленнее, чем у винта, поэтому рейтинг, который вы получаете при испарении плюс 5°С, не является рейтингом при минус 35°С. В наших опубликованных таблицах используются рейтинговые баллы по стандарту EN 12900 именно для этого сравнения.

Винтовой компрессор тише поршневого?

Да, со значительным отрывом. Поршневые машины производят пульсацию, а также корпусной шум, поэтому мы устанавливаем на машине гибкие соединители и соединения типа «роталок», а не жесткую трубу. Если компрессор расположен над или рядом с занимаемым пространством, одно это может решить технологию.

Должен ли я покупать клапаны у того же поставщика, что и компрессор?

Нет, но есть две веские причины. Наши сервисные клапаны имеют размеры и резьбу, соответствующие портам наших компрессоров, поэтому изоляция фактически работает без адаптеров, а значения падения давления, которые мы указываем для всей машины, уже рассчитаны на клапан правильного размера. Клапан с неправильным размером порта может незаметно свести на нет эффективность, на которой был основан выбор.

Может ли один поставщик покрывать как холодильную камеру, так и морскую установку?

Да. На суше мы поставляем поршневые компрессоры T-Series и YBF для холодильных камер, шоковой заморозки, блочного льда, молочного и технологического охлаждения, а также полугерметичные шнеки YLG для более крупных предприятий. На плаву наши четырехцилиндровые рамы M4 имеют одобрение типа CCS для эксплуатации на рыболовных судах на R507, а наша линейка клапанов производится в соответствии с ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001, лицензией TS на напорные трубопроводы, IATF 16949 и сертификацией CE.

Что прислать нам на выбор

Мы вернемся с моделью, таблицей производительности и мощности для ваших условий, подходящим комплектом клапанов и ценовым предложением. Девяти строк достаточно:

1. Требуемая холодопроизводительность в кВт или объем помещения, изоляция и продукт, если вы еще этого не знаете

2. Температура испарения, которую должно поддерживать помещение

3. Температура конденсации или наихудшая летняя температура на объекте, а также тип конденсатора с воздушным или водяным охлаждением.

4. Хладагент или ваше предпочтение, если вы еще не установили его.

5. Количество помещений или контуров, а также размораживаются ли они вместе

6. Годовые часы работы и профиль нагрузки, постоянный или переменный

7. Доступное электропитание: фаза, напряжение, частота и необходимость снижения бросков тока.

8. Наземная или морская установка, а также любые требования классификационного общества.

9. Кто обслуживает завод и как быстро нужны запчасти

Отправьте их нам через страницу контактов , и наша команда инженеров вернет вам выбранный вариант, а не каталог. Если вы хотите сначала более подробно разобраться в конструкции поршневого компрессора, прочтите «Основы поршневого компрессора для охлаждения» , а для вращающейся альтернативы — как работает винтовой компрессор..