1. En comparación con los compresores de refrigeración de pistón alternativo, los compresores de refrigeración de tornillo presentan una serie de ventajas, como alta velocidad, peso ligero, pequeño volumen, tamaño reducido y baja pulsación de escape.
2. El compresor de refrigeración de tornillo no tiene fuerza inercial de masa recíproca, buen rendimiento de equilibrio dinámico, funcionamiento estable, pequeña vibración de la base y cimentación pequeña.
3. El compresor de refrigeración de tornillo tiene una estructura simple y pocas piezas. No tiene piezas de desgaste como válvulas de aire ni anillos de pistón. Sus principales componentes de fricción, como rotores y cojinetes, poseen una resistencia y durabilidad relativamente altas, y una buena lubricación. Por lo tanto, requiere menos mecanizado, consume poco material, tiene un ciclo de operación prolongado, es relativamente fiable, su mantenimiento es sencillo y facilita la automatización de su funcionamiento.
4. En comparación con el compresor de velocidad, el compresor de tornillo se caracteriza por un suministro forzado de gas; es decir, el desplazamiento prácticamente no se ve afectado por la presión de descarga y no se produce ningún fenómeno de sobretensión cuando el desplazamiento es pequeño. Dentro de este rango de condiciones, la eficiencia se mantiene alta.
5. La válvula deslizante se utiliza para el ajuste, lo que permite un ajuste continuo de la energía.
6. El compresor de tornillo no es sensible a la entrada de líquido y puede enfriarse mediante inyección de aceite, por lo que, con la misma relación de presión, la temperatura de escape es mucho menor que la del tipo de pistón, por lo que la relación de presión de una sola etapa es mayor.
7. No hay volumen de holgura, por lo que la eficiencia volumétrica es alta.
Principio de funcionamiento y estructura del compresor de tornillo:
1. Proceso de inhalación:
El puerto de succión en el lado de admisión del tipo tornillo debe diseñarse de manera que la cámara de compresión pueda aspirar aire completamente, mientras que el compresor de aire de tornillo no tiene un grupo de válvulas de admisión y escape, y el aire de admisión solo se regula mediante la apertura y el cierre de una válvula reguladora. Cuando el rotor gira, el espacio de la ranura dentada de los rotores principal y auxiliar es el más grande cuando llega a la abertura de la pared del extremo de admisión. El aire se expulsa por completo, y cuando termina la expulsión, la ranura dentada está en estado de vacío. Cuando gira hacia la entrada de aire, el aire exterior es aspirado y fluye hacia la ranura dentada de los rotores principal y auxiliar en dirección axial. Recordatorio de mantenimiento del compresor de aire de tornillo Cuando el aire llena toda la ranura dentada, la superficie final del lado de admisión del rotor gira alejándose de la entrada de aire de la carcasa, y el aire entre las ranuras dentadas se sella.
2. Proceso de cierre y transmisión:
Cuando los rotores principal y auxiliar son aspirados, las crestas de los dientes de ambos rotores se sellan con la carcasa, y el aire queda atrapado en las ranuras de los dientes, impidiendo su salida. Este es el proceso de sellado. Los dos rotores continúan girando, y las crestas y ranuras de los dientes coinciden en el extremo de aspiración, y estas superficies coincidentes se desplazan gradualmente hacia el extremo de escape.
3. Proceso de compresión e inyección de combustible:
Durante el proceso de transporte, la superficie de engranaje se desplaza gradualmente hacia el extremo de escape; es decir, la ranura dentada entre la superficie de engranaje y el puerto de escape disminuye progresivamente, el gas en la ranura se comprime gradualmente y la presión aumenta, lo que constituye el proceso de compresión. Durante la compresión, el aceite lubricante también se pulveriza en la cámara de compresión debido a la diferencia de presión y se mezcla con el aire de la cámara.
4. Proceso de escape:
Cuando la superficie de contacto del rotor gira para comunicarse con la salida de la carcasa (la presión del gas comprimido es máxima en este momento), el gas comprimido comienza a descargarse hasta que la superficie de contacto de la cresta del diente y la ranura del diente se mueven hacia la salida. En este momento, el espacio entre la superficie de contacto de los dos rotores y el puerto de escape de la carcasa es cero, es decir, el proceso de escape ha finalizado. Al mismo tiempo, la longitud de la ranura del diente entre la superficie de contacto de los rotores y la entrada de aire de la carcasa alcanza su máximo. Una vez que se completa, el proceso de admisión continúa.
1. Compresor de tornillo totalmente cerrado
El cuerpo adopta una estructura de hierro fundido de alta calidad y baja porosidad con poca deformación térmica; el cuerpo adopta una estructura de doble pared con canales de escape internos, que tiene alta resistencia y buen efecto de reducción de ruido; las fuerzas internas y externas del cuerpo están básicamente equilibradas, sin apertura o semicierre Soporta el riesgo de alta presión; la carcasa es una estructura de acero con alta resistencia, apariencia hermosa y peso ligero. Adopta una estructura vertical, el compresor ocupa un área pequeña, lo que es beneficioso para la disposición de múltiples cabezales del enfriador; el cojinete inferior está sumergido en el tanque de aceite, el cojinete está bien lubricado; la fuerza axial del rotor se reduce en un 50% en comparación con el tipo semicerrado y abierto (el eje del motor en el lado de escape Función de equilibrio); no hay riesgo de voladizo horizontal del motor, alta confiabilidad; evita la influencia del rotor de tornillo, válvula deslizante, peso propio del rotor del motor en la precisión de acoplamiento, lo que mejora la confiabilidad; buen proceso de ensamblaje. Diseño vertical de tornillo de bomba sin aceite, por lo que no habrá escasez de aceite cuando el compresor esté funcionando o apagado. El cojinete inferior está sumergido en el tanque de aceite en su totalidad, y el cojinete superior utiliza un sistema de suministro de aceite a presión diferencial; el requisito de presión diferencial del sistema es bajo y cuenta con la función de protección de lubricación del cojinete en caso de emergencia, evitando la falta de lubricación del mismo, lo que facilita la puesta en marcha de la unidad en épocas de transición.
Desventajas: se adopta la refrigeración por escape, y el motor está en el puerto de escape, lo que puede provocar fácilmente que la bobina del motor se queme; además, no se puede eliminar a tiempo cuando ocurre una falla.
2. Compresor de tornillo semihermético
El motor se enfría mediante pulverización de líquido, su temperatura de funcionamiento es baja y su vida útil es larga; el compresor abierto utiliza un motor enfriado por aire, su temperatura de funcionamiento es alta, lo que afecta su vida útil, y el entorno de trabajo de la sala de máquinas es deficiente; el motor se enfría mediante gases de escape, su temperatura de funcionamiento es muy alta y su vida útil es corta. Generalmente, el separador de aceite externo tiene un gran volumen, pero su eficiencia es muy alta; el separador de aceite integrado está combinado con el compresor, su volumen es pequeño, por lo que su efecto es relativamente bajo. El efecto de separación de aceite del separador de aceite secundario puede alcanzar el 99,999%, lo que puede garantizar una buena lubricación del compresor en diversas condiciones de funcionamiento.
Sin embargo, el compresor de tornillo semihermético de tipo émbolo acelera mediante transmisión por engranajes, la velocidad es alta (alrededor de 12.000 rpm), el desgaste es grande y la fiabilidad es baja.
3. Compresor de tornillo abierto
Las ventajas de la unidad abierta son:
1) El compresor está separado del motor, de modo que el compresor puede utilizarse en un rango más amplio;
2) El mismo compresor puede utilizarse con diferentes refrigerantes. Además de utilizar refrigerantes de hidrocarburos halogenados, también se puede utilizar amoníaco como refrigerante cambiando los materiales de algunas piezas;
3) Se pueden equipar motores con diferentes capacidades según los diferentes refrigerantes y condiciones de funcionamiento.
4) El tipo abierto también se divide en de un solo tornillo y de doble tornillo.
El compresor de tornillo simple consta de un tornillo cilíndrico y dos engranajes de estrella planos dispuestos simétricamente, instalados en la carcasa. La ranura del tornillo, la pared interior de la carcasa (cilindro) y los dientes del engranaje de estrella forman un volumen cerrado. La potencia se transmite al eje del tornillo, y este impulsa el engranaje de estrella para que gire. El gas (fluido de trabajo) entra en la ranura del tornillo desde la cámara de succión y, tras ser comprimido, se descarga a través del puerto de escape y la cámara de escape. La función del engranaje de estrella es equivalente a la del pistón de un compresor de pistón alternativo. Al moverse los dientes del engranaje de estrella en la ranura del tornillo, el volumen cerrado disminuye gradualmente y el gas se comprime.
Principio de funcionamiento del compresor de tornillo y comparación de los tipos totalmente cerrados, semiherméticos y abiertos.
El tornillo del compresor monofásico tiene 6 ranuras y la rueda dentada tiene 11 dientes, lo que equivale a 6 cilindros. Las dos ruedas dentadas engranan con las ranuras del tornillo simultáneamente. Por lo tanto, cada rotación del tornillo equivale al funcionamiento de 12 cilindros.
Como todos sabemos, los compresores de tornillo (incluidos los de doble tornillo y los de un solo tornillo) representan la mayor parte de los compresores rotativos. Desde la perspectiva del mercado internacional, durante los 20 años comprendidos entre 1963 y 1983, la tasa de crecimiento anual de las ventas de compresores de tornillo en el mundo fue del 30%. Actualmente, los compresores de doble tornillo representan el 80% de los compresores de capacidad media en Japón, Europa y Estados Unidos. En comparación con los compresores de un solo tornillo y los de doble tornillo dentro del mismo rango de funcionamiento, los compresores de doble tornillo representan más del 80% del mercado total de compresores de tornillo debido a su buena tecnología de procesamiento y alta fiabilidad. Los compresores de tornillo representan menos del 20%. A continuación, se presenta una breve comparación de ambos tipos de compresores.
1. Estructura
El tornillo y la rueda dentada del compresor de un solo tornillo forman un par de engranajes helicoidales esféricos, y el eje del tornillo y el eje de la rueda dentada deben mantenerse verticales en el espacio. En cambio, los rotores macho y hembra del compresor de doble tornillo son equivalentes a un par de engranajes, y los ejes de los rotores macho y hembra se mantienen paralelos. Estructuralmente hablando, la precisión de la cooperación entre el tornillo y la rueda dentada del compresor de un solo tornillo es difícil de garantizar, por lo que la fiabilidad de la máquina en su conjunto es menor que la del compresor de doble tornillo.
2. Modo de conducción
Ambos tipos de compresores pueden conectarse directamente al motor o accionarse mediante una polea. Cuando la velocidad del compresor de doble tornillo es alta, es necesario aumentar la velocidad del engranaje multiplicador.
3. Método de ajuste de la capacidad de refrigeración
Los métodos de ajuste del volumen de aire de ambos compresores son básicamente los mismos, ya que ambos pueden adoptar un ajuste continuo mediante la válvula deslizante o un ajuste gradual mediante el émbolo. Cuando se utiliza la válvula deslizante para el ajuste, el compresor de doble tornillo necesita una válvula deslizante, mientras que el compresor de un solo tornillo necesita dos simultáneamente, lo que complica la estructura y disminuye la fiabilidad.
4. Costo de fabricación
Compresor de un solo tornillo: Se pueden utilizar cojinetes ordinarios para el tornillo y los cojinetes de la rueda dentada, y el coste de fabricación es relativamente bajo.
Compresor de doble tornillo: Debido a la carga relativamente grande que soportan los rotores de doble tornillo, es necesario utilizar cojinetes de alta precisión, y el coste de fabricación es relativamente elevado.
5. Fiabilidad
Compresor de un solo tornillo: La rueda dentada del compresor de un solo tornillo es una pieza vulnerable. Además de los altos requisitos para el material de la rueda dentada, esta necesita ser reemplazada periódicamente.
Compresor de doble tornillo: El compresor de doble tornillo no tiene piezas de desgaste y su tiempo de funcionamiento sin problemas puede alcanzar entre 40.000 y 80.000 horas.
6. Montaje y mantenimiento
Dado que el eje del tornillo y el eje de la rueda dentada del compresor de un solo tornillo deben mantenerse verticales en el espacio, los requisitos de precisión de posición axial y radial son muy altos, por lo que la facilidad de montaje y mantenimiento del compresor de un solo tornillo es menor que la del compresor de doble tornillo.
Las principales desventajas de la unidad abierta son:
(1) El sello del eje es propenso a fugas, lo cual también es objeto de mantenimiento frecuente por parte de los usuarios;
(2) El motor equipado gira a alta velocidad, el ruido del flujo de aire es grande, y el ruido del compresor en sí también es relativamente grande, lo que afecta al medio ambiente;
(3) Los componentes complejos del sistema de aceite, como los separadores de aceite y los enfriadores de aceite separados, deben configurarse, y la unidad es voluminosa e incómoda de usar y mantener.
Compresor de cuatro y tres tornillos
La singular estructura geométrica del compresor de tres rotores determina que tenga una tasa de fuga menor que el compresor de doble rotor; el compresor de tornillo de tres rotores puede reducir considerablemente la carga sobre el cojinete; la reducción de la carga sobre el cojinete aumenta el área de escape, mejorando así la eficiencia; es muy importante reducir las fugas de la unidad bajo cualquier condición de carga, especialmente cuando opera bajo una condición de carga parcial, ya que el impacto es aún mayor.
Autorregulación de carga: Cuando el sistema cambia, el sensor responde rápidamente y el controlador realiza los cálculos correspondientes para autorregularse de forma rápida y correcta; la autorregulación no está limitada por actuadores, paletas guía, electroválvulas ni válvulas deslizantes, y puede realizarse de forma directa, rápida y fiable.
Fecha de publicación: 10 de febrero de 2023
