7. Sprężarki

DR INŻ. STANISŁAW JĘDRZEJOWSKI

7.1. Wstęp

Sprężarki są to maszyny służące do sprężania i przemieszczania gazów. Znalazły one szerokie zastosowanie w sprężarkowych urządzeniach chłod­niczych.

W urządzeniach tych zadaniem sprężarki jest odpompowywanie par czynnika chłodniczego z parownika. Utrzymywane jest przez to odpowiednie ciśnienie i temperatura parowania. W sprężarce, na skutek doprowadzonej pracy mechanicznej, zachodzi podniesienie ciśnienia czynnika do poziomu umożliwiającego przetłoczenie go do skraplacza. Jest zatem urządzeniem wymuszającym obieg czynnika chłodniczego, zapewniając odpowiednio niskie ciśnienie na ssaniu i wysokie na tłoczeniu.

7.2. Klasyfikacja i zakresy stosowania sprężarek

W zależności od zasady działania sprężarki dzielimy na:

• objętościowe (wyporowe),

• przepływowe.

W sprężarce objętościowej ssanie, sprężanie i wytłaczanie (wypieranie) gazu odbywa się cyklicznie na skutek zmiany objętości przestrzeni roboczej wywołanej ruchem jednego lub kilku elementów roboczych, takich jak tłoki, łopatki. W zależności od rodzaju organu roboczego i ruchu jaki wykonuje, sprężarki wyporowe dzieli się na tłokowe o postępowo-zwrotnym ruchu tłoka i rotacyjne o obrotowym ruchu organów roboczych, np. sprężarki łopatkowe, rotacyjne, śrubowe. Na rysunku 7.1 przedstawiono schematy budowy różnych typów sprężarek wyporowych.

W sprężarkach przepływowych sprężanie gazu odbywa się w sposób ciągły, przy wykorzystaniu oddziaływania pola sil wywołanego obrotem wirnika z odpowiednio ukształtowanymi łopatkami oraz zjawiska dynamiki przepływu strumienia gazu.

Na rysunku 7.2 przedstawiono zakresy stosowalności odpowiednich typów sprężarek w urządzeniach chłodniczych. Jak widać, sprężarki tło­kowe znajdują najszersze zastosowania - od układów miniaturowych o wydajności chłodzenia wynoszącej kilkadziesiąt watów do bardzo dużych o wydajnościach mierzonych w megawatach. Liczba cylindrów w tych sprężarkach wynosi 1÷16, ustawionych w różnym układzie (np. rzędowe, widlaste).

Sprężarki rotacyjne odznaczają się zwartą budową, lecz są bardzo wrażliwe na zanieczyszczenia. Największe urządzenia chłodnicze są budo­wane na zasadzie działania sprężarek przepływowych i śrubowych. W ostat­nich latach obserwuje się jednak tendencje budowy sprężarek śrubowych o coraz mniejszych wydajnościach.

Rysunek 7.1. Schematy sprężarek wyporowych: a) tłokowa bezwodzikowa, b) membranowa, c) rotacyjna wielołopatkowa, d) rotacyjna jednołopatkowa, e) rotacyjna typu Rootsa, f) śrubowa, g) rotacyjna typu Scroll

Na rysunku 7.2 pokazano również orientacyjne wartości mocy napędowej niezbędnej do napędu sprężarek.

Rysunek 7.2. Zakresy zastosowań sprężarek chłodniczych

1

85