Compresseurs scroll. Compresseurs d'air scroll sans huile. Inconvénients des compresseurs scroll

Compresseur à spirale- un dispositif de compression du gaz (air ou réfrigérant) en réduisant son volume dans des chambres formées par les surfaces des spirales.

Les compresseurs Scroll sont utilisés dans les systèmes de climatisation, de réfrigération, de chauffage, automobiles, cryogéniques et de réfrigération, ainsi que comme pompes à vide.

Conception et principe de fonctionnement d'un compresseur scroll

Il y a plusieurs conceptions standards compresseurs scroll.

L'option la plus courante est utilisation de deux éléments en spirale, installé avec excentricité. L'un de ces éléments est mobile, l'autre ne l'est pas.

Conception de compresseur avec une volute mobile

Un compresseur scroll est illustré sur la figure.

Le boîtier scellé abrite un moteur électrique qui fait tourner l’arbre. Une spirale fixe est installée dans la partie supérieure du corps. Une spirale mobile est installée sur l'arbre, qui peut se déplacer le long de guides effectuant un mouvement complexe par rapport à la spirale fixe.

À la suite du mouvement entre les spirales, des chambres (poches) se forment, dont le volume diminue avec la poursuite du mouvement et, par conséquent, le gaz situé dans ces poches est comprimé.

Le principe de fonctionnement d'un tel compresseur est présenté dans la vidéo :

On retrouve également compresseurs à deux volutes mobiles effectuer un mouvement de rotation par rapport à différents axes. Du fait de la rotation des éléments en spirale, des chambres se forment également dont le volume diminue lors de la rotation.

Dans une plus grande mesure, le compresseur diffère des options présentées ci-dessus, dans lesquelles l'élément rigide est réalisé sous la forme Spirale d'Archimède affecte tube élastique flexible. Le principe de fonctionnement d'un tel compresseur est similaire à celui d'une pompe péristaltique. Tel compresseurs scroll généralement rempli de lubrifiant liquide pour réduire l’usure du tube flexible et dissiper la chaleur. De tels compresseurs sont souvent appelés tuyau.

Vannes dynamiques

Dans les compresseurs scroll, une soupape d'aspiration n'est pas nécessaire, car la spirale mobile elle-même coupe la chambre de travail du canal d'aspiration. Une vanne dynamique peut être installée dans la conduite de refoulement d'un compresseur à spirale, qui empêche le reflux et, par conséquent, la rotation de la spirale sous l'action lorsque le moteur est arrêté. Il faut tenir compte du fait que la vanne dynamique crée une résistance supplémentaire dans la conduite de refoulement.

Des vannes dynamiques sont installées dans la conduite de refoulement des compresseurs Copeland moyenne et basse température conçus pour technologie du froid.

Avantages des compresseurs scroll

Le compresseur Scroll fonctionne plus facilement, et plus fiable que la plupart des autres machines volumétriques. Contrairement aux pistons, la volute mobile peut être parfaitement équilibrée, minimisant ainsi les vibrations.

L'absence de volume mort dans les compresseurs scroll se traduit par une efficacité volumétrique accrue.

Les compresseurs Scroll ont généralement moins de pulsations que les machines à un seul piston, mais plus de pulsations que les machines à plusieurs pistons.

Les compresseurs Scroll ont moins de pièces mobiles, par rapport aux moteurs à pistons, ce qui, en théorie, assure leur plus grande fiabilité.

Les compresseurs Scroll sont généralement très compacts et ne nécessitent pas de suspension à ressort en raison de leur bon fonctionnement.

Inconvénients des compresseurs scroll

Les compresseurs Scroll sont sensibles à la contamination du gaz pompé, car... de petites particules peuvent se déposer à la surface de la spirale, ce qui n'assurera pas une étanchéité suffisante de la chambre de travail.

Un compresseur scroll doit tourner dans un seul sens.

Compresseurs à défilement variable

Pendant longtemps, les compresseurs scroll ont été produits sans possibilité d’ajuster les performances. S'il était nécessaire de réduire le débit, un contrôle de fréquence du moteur électrique d'entraînement était utilisé ou une partie du gaz était contournée de la conduite de refoulement vers la conduite d'aspiration.

Actuellement compresseurs scroll réglables sont fabriqués par Emerson. Dans ces compresseurs, la distance entre les axes de rotation des volutes peut être modifiée si nécessaire, cette distance peut être choisie de telle sorte qu'aucune chambre ne se forme entre les éléments en spirale, ce qui signifie que l'alimentation du compresseur sera enroulée à 0. En alternant deux différents états de fonctionnement (temps mort et course de travail) grâce à une commande électronique, les performances requises peuvent être obtenues.

Compresseurs scroll a commencé à être installé dans les équipements de climatisation résidentiels à partir de la fin des années 1980. Dans les systèmes de climatisation commerciaux, les compresseurs scroll sont largement utilisés depuis la fin des années 1990. Ils trouvent désormais des applications dans les unités de réfrigération, les pompes à chaleur et les transports. Compresseurs scroll Ils sont installés non seulement dans les systèmes de climatisation, mais également dans les unités de réfrigération centrales des supermarchés, les technologies de télécommunications, les systèmes de réfrigération industrielle, les équipements de processus, les déshumidificateurs et les climatiseurs des voitures de métro. Et les clients continuent de trouver de nouvelles applications pour cet équipement.

Un compresseur à volutes se compose de deux volutes en acier. Ils s'insèrent les uns dans les autres et s'étendent du centre vers le bord du cylindre du compresseur. La spirale intérieure est fixe et la spirale extérieure tourne autour d'elle. Les spirales ont un profil spécial (involute), qui leur permet de rouler sans glisser. La spirale mobile du compresseur est montée sur un excentrique et roule le long de la surface intérieure d'une autre spirale. Dans ce cas, le point de contact des spirales se déplace progressivement du bord vers le centre. La vapeur de réfrigérant située devant la ligne de contact est comprimée et poussée dans le trou central du couvercle du compresseur. Les points de contact sont situés sur chaque tour de la spirale interne, de sorte que les vapeurs sont comprimées plus doucement, en plus petites portions, que dans les autres types de compresseurs.
En conséquence, la charge sur le moteur du compresseur est réduite, notamment au démarrage du compresseur. La vapeur de réfrigérant entre par l'entrée dans la partie cylindrique du boîtier, refroidit le moteur, est ensuite comprimée entre les spirales et sort par la sortie en haut du boîtier du compresseur.

Il existe désormais des millions de compresseurs Copeland fonctionnant dans divers systèmes de réfrigération à travers le monde, caractérisés par leur haute qualité et leur conception avancée. Chaque année, jusqu'à 4 millions de compresseurs scroll sont produits dans neuf entreprises situées sur 3 continents. Les centres de support technique Copeland sont situés en Europe, en Asie et aux États-Unis.

Compresseurs scroll. Illustrations.
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1. Dessin dimensionnel du compresseur scroll Copeland ZR22K3...ZR40K3
2. Dessin dimensionnel du compresseur Copeland ZR47...48KC

4. Dessin dimensionnel du compresseur Copeland ZPD61...ZRD83
5. Dessin dimensionnel général du compresseur Copeland

7. Marquage des compresseurs Copeland scroll

9. Vue en coupe d'un compresseur scroll Sanyo
10. Photos des compresseurs Sanyo C-SB, C-SC, C-SB Low temp, C-SC Low temp, C-SB Inverter, DC Inverter Horizontal, C-SB Tandem, C-SC Tandem
11. Gamme Sanyo de compresseurs scroll
12. Compresseur scroll série Sanyo C-SB
13. Compresseur scroll Sanyo série C-SD
14. Compresseur scroll série Sanyo C-SC
15. Dessin dimensionnel du compresseur Sanyo C-SBN373H8D
16. Dessin dimensionnel du compresseur Sanyo C-SB 2,6-4,5 KW
17. Dessin dimensionnel du compresseur Sanyo C-SC 6,0-7,5 KW
18, 19 Photo du compresseur SANYO C-SBN303H8D

Compresseur Scroll - historique
L'idée d'une spirale est connue de l'humanité depuis plus de 3 000 ans. Les spirales (du grec speira - tour) sont des courbes qui s'enroulent autour d'un point d'un plan (spirales plates), par exemple une spirale d'Archimède, une spirale hyperbolique, une spirale logarithmique, ou autour d'un axe (spirale spatiale), par exemple. , une hélice. Mais techniquement, l’humanité n’a pu donner vie à cette idée que vers la fin du 20e siècle.

Tout a commencé en 1905, lorsque l'ingénieur français Léon Croix a développé la conception d'un compresseur à spirale et a obtenu un brevet pour celui-ci. Cependant, à cette époque, cette technologie ne pouvait pas être mise en œuvre, car il n'y avait pas besoin base industrielle. Par conséquent, la conception d'un prototype fonctionnel a dû attendre la seconde moitié du XXe siècle, car Pour un fonctionnement efficace, un compresseur à spirale doit avoir un petit espace de conception dans les pièces d'accouplement (spirales). Une telle précision n'était possible qu'avec l'usinage de précision développé au cours de la seconde moitié du XXe siècle, ce qui explique l'introduction relativement récente du compresseur à spirale sur le marché de la haute technologie.

Le concept des compresseurs scroll a été relancé par le physicien Nils Young en 1972. Young a donné l'idée aux employés de la société Arthur D. Little (États-Unis). La direction d'Arthur D. Little a vu le grand potentiel de ce concept et a commencé à développer un modèle possible en janvier 1973. Les principaux fabricants d'équipements de réfrigération et pétrochimiques étaient très intéressés par le développement d'une toute nouvelle conception de compresseur qui permettrait d'atteindre une efficacité significative. Déjà lors des tests du prototype de compresseur scroll, il a été révélé qu'il avait la capacité de créer haut degré compression et le rendement le plus élevé qui existait au début des années 70. compresseurs frigorifiques, et présente également des caractéristiques de performances élevées (fiabilité, faible niveau sonore, etc.).

Ensuite, "Arthur D. Little" a fait des efforts importants à la fin de 1973 pour développer un modèle fonctionnel de compresseur frigorifique à spirale pour la société américaine "Thane". Un peu plus tard, de nombreuses grandes entreprises, par exemple « Copeland » (États-Unis), « Hitachi » (Japon), « Volkswagen1 » (Allemagne), entament des recherches intensives et améliorent la conception du compresseur frigorifique scroll, maîtrisant la technologie de fabrication de pièces et du compresseur scroll dans son ensemble. Le développement du prototype du compresseur à spirale a été plus lent. A la fin des années 80. Hitachi et Mitsui Seiki (Japon) ont présenté un compresseur d'air lubrifié à l'huile. Cependant, ces compresseurs n’étaient que des modifications des compresseurs scroll de réfrigération. Iwata Compressor (Japon) a conclu un accord de licence avec Arthur D. Little pour le développement d'un compresseur à spirale en 1987. En conséquence, Iwata Compressor a été le premier au monde à introduire un compresseur à spirale « sec » (sans huile). en janvier 1992 compresseur. La puissance initiale des compresseurs d'air était de 2,2 et 3,7 kW. Les principaux avantages des compresseurs scroll « secs » « Iwata Compressor » par rapport aux compresseurs « secs » à piston sont : la durabilité, la fiabilité, le faible bruit et les vibrations.

Actuellement, tous les fabricants de compresseurs pour l'industrie de la réfrigération mènent des recherches à grande échelle dans le domaine des compresseurs scroll. Les compresseurs frigorifiques Scroll ont résisté avec succès à l'épreuve du temps et ont activement commencé à remplacer d'autres types de compresseurs (en particulier ceux à piston) du marché. équipement de réfrigération, après avoir acquis en quelques années une position dominante sur le marché de la climatisation et des pompes à chaleur. Les compresseurs Scroll sont de plus en plus utilisés chaque année dans les systèmes de réfrigération et de climatisation. Cela est dû au fait qu'ils sont plus fiables en fonctionnement, contenant 40 % moins de détails que les moteurs à pistons, ils produisent moins de bruit et ont une durée de vie plus longue.
La production de compresseurs Scroll a augmenté rapidement au cours des dernières années, avec plus de 20 millions de compresseurs produits en janvier 2000.

Les compresseurs Scroll sont utilisés dans tous les principaux systèmes de climatisation, y compris les modèles split et multi-split, les versions au sol et dans les refroidisseurs, les toits (climatiseurs de toit) et les pompes à chaleur. Les applications typiques sont la climatisation dans les appartements, les navires, les usines et les grands bâtiments, ainsi que dans les centraux téléphoniques automatiques, dans les processus de réfrigération et dans les transports. Les compresseurs frigorifiques scroll sont largement utilisés dans les unités de condensation, les systèmes de « réfrigération » des supermarchés, la réfrigération industrielle et les applications de transport, y compris les conteneurs. Les limites de puissance frigorifique des compresseurs scroll sont en constante augmentation et approchent actuellement les 200 kW lors de l'utilisation d'une station multi-compresseurs.

La popularité des compresseurs scroll est très élevée en raison de large zone applications, ce qui s'explique par leur fiabilité et leur polyvalence.

Climatisation domestique
Les compresseurs Scroll répondent aux exigences de ce secteur de la climatisation niveau faible bruit, dimensions compactes, poids réduit par rapport aux compresseurs à piston.
Leurs caractéristiques, étant plus constantes, répondent mieux aux exigences de la climatisation de confort.
Les moteurs monophasés (utilisés pour la climatisation des pièces) ne nécessitent pas de relais de démarrage ni de condensateurs. Ils sont préférés en raison de leur impact minimal sur les autres éléments du circuit.

Climatisation commerciale
Leur capacité de refroidissement est largement suffisante pour répondre aux besoins de climatisation commerciale.
Les compresseurs Scroll sont également utilisés pour la climatisation dans les magasins, agence de voyages, bureaux, banques, restaurants, fast-foods, bars et bien d’autres installations. Les climatiseurs avec compresseurs scroll sont une bonne solution technique, notamment pour les unités fonctionnant en été et toute l'année, ainsi qu'en mode pompe à chaleur.

Pompes à chaleur
Dans les pompes à chaleur, les compresseurs scroll présentent l'avantage d'une fiabilité accrue par rapport aux autres types de compresseurs utilisés dans les pompes à chaleur en raison de la capacité de contrôler le réfrigérant liquide entrant dans le compresseur en cas d'urgence (sans le détruire). éléments constitutifs).

Groupes frigorifiques pour centres informatiques et centraux téléphoniques automatiques
Ces orientations nécessitent en réalité opération continue unités de réfrigération, souvent plus de 8 000 h/an. Il est particulièrement important d'assurer un fonctionnement continu dans ces conditions grâce à un service. Dans ces conditions, les compresseurs scroll peuvent être efficaces pour réduire la consommation d'énergie grâce à haute efficacité.
Le faible niveau sonore des compresseurs scroll est un autre facteur qui leur permet d'être utilisés dans des systèmes de climatisation, souvent installés dans les pièces climatisées elles-mêmes.

Unités de toit autonomes
Leurs applications les plus courantes sont les usines et les supermarchés, où les avantages sont particulièrement nécessaires. haute performance compresseurs scroll, car ce sont des secteurs généralement caractérisés par une forte consommation d'énergie des systèmes de climatisation et unités de réfrigération.
La fiabilité est une autre contribution importante des compresseurs Scroll aux économies globales dans les opérations des supermarchés où la disponibilité est un facteur critique.

Autres applications
La polyvalence des compresseurs scroll élargit leurs domaines d'application dans les processus technologiques, par exemple dans les autoclaves pour la purification du vin, les systèmes de refroidissement pour les machines de moulage de l'industrie chimique, les systèmes de réfrigération, les chambres d'essai, la mise en conserve réfrigérée de matières premières d'origine biologique (produits carnés , fruits et légumes…), refroidissement des équipements de nettoyage sans eau (condensation de solvants), transformation de matières premières alimentaires…

Les principaux avantages des compresseurs scroll sont :

1. Haute efficacité énergétique ; leur efficacité effective atteint 80 à 86 % ;

2. Haute fiabilité et durabilité, déterminées par la durabilité des roulements ;

3. Bon équilibre ; légère modification du couple sur l'arbre du compresseur ; faibles régimes d'essence dans la voiture - tout cela garantit que la machine fonctionne avec un faible niveau sonore.

4. Vitesse - le nombre de tours de l'arbre du compresseur est de 1 000 à 13 000, et cette plage s'étend.

5. Aucun volume mort, faible taux de fuite et, par conséquent, une efficacité d'indicateur plus élevée ; le gaz aspiré par le compresseur n'entre pas en contact avec les parois chaudes des pièces du compresseur ;

6. Les processus d'aspiration, de compression et de refoulement sont « étirés » le long de l'angle de rotation de l'arbre et par conséquent, même à des fréquences d'arbre élevées, les vitesses des gaz sont faibles.

7. Manque de valves à l'aspiration, et souvent au refoulement ;

8. Un compresseur scroll, comme un compresseur à vis, peut fonctionner selon un cycle avec « recharge » ;

9. Le compresseur scroll, comme tous les compresseurs volumétriques, peut fonctionner avec n'importe quel réfrigérant, n'importe quel gaz et même avec injection de gouttelettes de liquide.

Par rapport aux compresseurs à pistons de même puissance, un compresseur scroll présente les avantages suivants :

1. Efficacité plus élevée - de 10 à 15 % ;

2. Taux d'alimentation plus élevé - de 20 à 30 % ;

3. Tailles plus petites - de 30 à 40 % ;

4. Moins de poids - de 15 à 18 % ;

5. Le niveau de bruit est inférieur de 5 à 7 dBA ;

6. Aucune pièce ne tombe souvent en panne - segments de piston, soupapes.

7. Peut fonctionner avec l'injection de gouttelettes de liquide, par exemple, dans une version remplie d'huile, comme une version à vis ;

8. Moins de pièces, coûts de production inférieurs.

Les inconvénients des compresseurs scroll sont les suivants :

1. Les machines à spirale nécessitent de nouvelles pièces en spirale pour la construction mécanique, pour la fabrication desquelles fraiseuses avec CNC.

2. La spirale mobile est affectée par un système complexe forces : axiales, centrifuges, tangentielles, nécessitant un calcul et un équilibrage compétents, et, par conséquent, l'équilibrage du rotor.

3. S'il n'y a pas de soupape de refoulement, alors le diagramme indicateur théorique d'un compresseur scroll sera le même en apparence que celui d'un compresseur à vis, avec une éventuelle sous-compression et surcompression du gaz, c'est-à-dire avec des pertes supplémentaires.

Les compresseurs Scroll sont des machines à arbre unique fonctionnant selon le principe du déplacement positif. Comme on le sait, les machines selon ce principe de fonctionnement sont réversibles, c'est-à-dire peuvent fonctionner pratiquement sans changer de conception, aussi bien comme compresseurs que comme moteurs (détendeurs ou détendeurs).

L'idée d'une telle machine est connue depuis plus de cent ans, mais elle n'a pu être réalisée et amenée à la production industrielle et à une utilisation généralisée que dans les années 80 du XXe siècle. La raison est la même que lors du développement des compresseurs à vis, il n'existait pas d'équipement suffisamment précis pour produire une pièce en forme de spirale.

Actuellement, dans la technologie de la réfrigération, les compresseurs scroll sont utilisés dans les climatiseurs domestiques et de transport, les pompes à chaleur et les machines frigorifiques de faible et moyenne puissance jusqu'à 50 kW. Mais les calculs montrent que la puissance frigorifique des compresseurs scroll peut être augmentée jusqu'à 100 kW ou plus à mesure que leur conception et leur technologie de fabrication sont améliorées.

28 Classification des compresseurs scroll

Les compresseurs Scroll sont classés comme suit : à bain d'huile ; avec injection de liquide goutte à goutte (par exemple réfrigérant) ; compression sèche.

Et bien sûr, à un et deux étages avec des dispositions d'étages différentes par rapport au moteur.

Selon le type de gaz, la puissance et d'autres conditions : scellé, sans joint, bourré.

Selon le type de spirales utilisées : à spirales à développante, à spirales d'Archimède, à spirales par morceaux, etc.

Il est important de diviser les compresseurs scroll en verticaux et horizontaux. Dans ce dernier, l'arbre 1 est situé horizontalement (voir Figure 65). Dans les compresseurs scroll situés horizontalement, par exemple dans un climatiseur de transport avec une disposition d'arbres parallèles et l'axe longitudinal du véhicule, il est plus difficile d'assurer un fonctionnement fiable du système de lubrification du compresseur.

29 Avantages et inconvénients des compresseurs scroll

Les principaux avantages des compresseurs scroll sont :

1. Haute efficacité énergétique ; leur efficacité effective atteint 80 à 86 % ;

2. Haute fiabilité et durabilité, déterminées par la durabilité des roulements ;

4. Vitesse - le nombre de tours de l'arbre du compresseur est de 1 000 à 13 000, et cette plage s'étend.

7. Manque de valves à l'aspiration, et souvent au refoulement ;

8. Un compresseur scroll, comme un compresseur à vis, peut fonctionner selon un cycle avec « recharge » ;

9. Le compresseur scroll, comme tous les compresseurs volumétriques, peut fonctionner avec n'importe quel réfrigérant, n'importe quel gaz et même avec injection de gouttelettes de liquide.

Par rapport aux compresseurs à pistons de même puissance, un compresseur scroll présente les avantages suivants :

Les inconvénients des compresseurs scroll sont les suivants :

1. Les machines à spirale nécessitent de nouvelles pièces en spirale pour la construction mécanique, dont la fabrication nécessite des fraiseuses CNC.

2. Un système complexe de forces agit sur la spirale en mouvement : axiale, centrifuge, tangentielle, nécessitant un calcul et un équilibrage compétents, et, par conséquent, un équilibrage du rotor.

Principe de fonctionnement, conception et caractéristiques des compresseurs frigorifiques scroll COPELAND. Efficacité énergétique accrue et autres avantages des compresseurs scroll COPELAND par rapport aux autres compresseurs de réfrigération.

En savoir plus sur les modèles de compresseurs Copeland Scroll
Caractéristiques et prix des compresseurs scroll hermétiques à moyenne température série Copeland Scroll ZR (R407C)
Caractéristiques techniques et prix des compresseurs scroll hermétiques à moyenne température série Copeland Scroll ZP (R410A)
Caractéristiques techniques et prix des compresseurs hermétiques scroll séries Copeland Scroll ZPD et ZRD
Spécifications et prix des compresseurs hermétiques scroll série Copeland ZH
Spécifications et prix des compresseurs hermétiques scroll série Copeland ZB
Spécifications techniques et prix des compresseurs hermétiques scroll série Copeland ZF
Spécifications techniques et prix des compresseurs numériques Copeland Scrol des séries ZFD et ZBD

À propos des compresseurs scroll en général et des compresseurs scroll COPELAND en particulier

Ce type simple de compression a été breveté pour la première fois en 1905. La spirale mobile, se déplaçant de concert par rapport à la spirale stationnaire, crée un système de régions en forme de croissant remplies de gaz entre ces spirales (voir Fig. 1).

Pendant le processus de compression, une hélice reste immobile (fixe) et la seconde effectue des mouvements orbitaux (mais pas de rotation) (hélice orbitale) autour de l'hélice fixe. Au fur et à mesure que ce mouvement se développe, les zones situées entre les deux spirales sont progressivement repoussées vers leur centre, réduisant simultanément leur volume. Lorsque la zone atteint le centre de la spirale, le gaz, désormais sous haute pression, est expulsé de l’orifice situé au centre. Pendant la compression, plusieurs zones sont compressées simultanément, permettant au processus de compression de se dérouler en douceur.

Le processus d'aspiration (la partie extérieure des spirales) et le processus de décharge ( partie intérieure spirales) sont réalisées en continu.

1. Le processus de compression s’effectue grâce à l’interaction des spirales orbitales et stationnaires. Le gaz pénètre dans les régions extérieures formées lors de l'un des mouvements orbitaux de la spirale.

2. Lorsque le gaz passe dans la cavité des spirales, les zones d'aspiration se ferment.

3. Alors que la spirale en mouvement poursuit son mouvement orbital, le gaz est comprimé dans deux zones constamment décroissantes.

4. Au moment où le gaz atteint le centre, une pression de décharge est créée.

5. Normalement, pendant le fonctionnement, les six zones remplies de gaz sont différentes étapes compression, qui permet des processus d'aspiration et de refoulement continus.

Les compresseurs Copeland Scroll sont apparus pour la première fois sur le marché de la réfrigération en Russie et dans les pays de la CEI au début des années 90 du siècle dernier. Les compresseurs Copeland Scroll sont utilisés dans tous les principaux systèmes de climatisation, y compris les modèles split et multi-split, les versions au sol et dans les refroidisseurs, les toits (climatiseurs de toit) et les pompes à chaleur. Les applications typiques sont la climatisation dans les appartements, les navires, les usines et les grands bâtiments, ainsi que dans les centraux téléphoniques automatiques, dans les processus de réfrigération et dans les transports. Les compresseurs frigorifiques scroll sont largement utilisés dans les unités de condensation, les systèmes de « réfrigération » des supermarchés, la réfrigération industrielle et les applications de transport, y compris les conteneurs. Les limites de puissance frigorifique des compresseurs scroll sont en constante expansion et approchent actuellement les 200 kW lors de l'utilisation d'une station multi-compresseurs.

Cette gamme de modèles possède à la fois un ensemble standard de propriétés de compresseur et de nouvelles fonctions supplémentaires. Cet ensemble de capacités n'a pas d'analogue parmi les autres types de compresseurs. Les compresseurs Copeland scroll sont disponibles dans la plage de puissance de 2 à 15 ch. (par moteur électrique/électrique intégré). Les principales caractéristiques de ces compresseurs comprennent : une large plage de fonctionnement, une efficacité comparable aux compresseurs semi-hermétiques et supérieure aux modèles hermétiques dans les applications à basse température, un fonctionnement fluide permettant une compression constante et un nombre réduit de pièces mobiles, une fiabilité élevée obtenue grâce à la conception exclusive Copeland Scroll ™ . Avantage de taille et de poids : les compresseurs Copeland scroll occupent 1/3 de la surface d'appui d'un modèle de compresseur semi-hermétique équivalent, et leur poids est 1/4 de son poids. Les compresseurs Scroll comportent moins de pièces mobiles que les compresseurs à piston. Cela les rend plus fiables et peut être utilisé sur une plage de fonctionnement plus large. Optimisé pour les basses, moyennes et hautes températures Le point d'ébullition de la série Copeland de compresseurs frigorifiques scroll remplace de plus en plus les compresseurs à piston. Les compresseurs scroll de la série Copland ZR utilisent des moteurs électriques de 50 et 60 Hz. Les compresseurs scroll ZR sont adaptés aux réfrigérants HFC et HCFC et toute la gamme ZR peut être fournie avec de l'huile minérale ou synthétique.

On pense que les compresseurs Scroll ne sont applicables que dans la climatisation et que seuls les compresseurs semi-hermétiques à piston ou à vis conviennent aux applications à basse température. Oui, cette affirmation est valable pour la plupart des compresseurs scroll existants dans le monde. Mais pas pour les compresseurs Copeland. De nombreux distributeurs de produits d'entreprises concurrentes attirent l'attention de tous sur le fait que le compresseur scroll est destiné uniquement à des températures élevées ou, dans les cas extrêmes, moyennes. Ils parlent probablement des compresseurs qu'ils fournissent eux-mêmes, sans pouvoir acheter des équipements dotés de capacités plus avancées. Ou, ce qui est également probable, de telles déclarations ne sont qu’une simple astuce dans la compétition pour l’esprit de ceux qui ne sont pas encore au courant des détails. structure interne compresseurs scroll de diverses sociétés, et ne sait rien non plus de leurs avantages/inconvénients comparatifs.
La particularité des compresseurs Copeland Scroll réside dans leur capacité à injecter sans douleur du réfrigérant liquide (ou vapeur) directement dans les cavités en spirale approximativement au milieu du processus de compression. La plupart des autres compresseurs scroll n'ont pas cette capacité en raison de différences de conception significatives. Copeland, pionnier dans le développement industriel de la technologie scroll à l'échelle mondiale (les premiers compresseurs scroll en série au monde sont sortis de la chaîne de montage d'une nouvelle usine spécialisée de Copeland aux États-Unis en 1987), a été le premier à breveter la technologie la plus intéressante. solutions techniques, qui permettent d'injecter du liquide de refroidissement intermédiaire à basse température directement dans la zone de compression sans réduire la durée de vie du compresseur. Grâce à cela, le compresseur scroll basse température Copeland est pratiquement le seul au monde capable de fonctionner en toute sécurité à des températures d'ébullition de moins 35...moins 40°C (R22 ou R404A) et à des températures de condensation normales de +30. ..+50°C. Ainsi, processus technologique la congélation à l’aide d’un compresseur scroll basse température Copeland est une réalité d’aujourd’hui. Cette technologie a déjà été testé et utilisé avec succès en Russie, en Ukraine et dans d'autres pays de la CEI.
Les spécialistes qui ont déjà leur propre expérience pratique dans l'exploitation des compresseurs Scroll à basse température Copeland savent bien qu'aucun autre compresseur, quel qu'il soit (y compris les compresseurs à pistons, rotatifs, à vis et même les turbocompresseurs), n'atteint un régime de basse température donné aussi rapidement qu'il fait avec un compresseur scroll Copeland. Ainsi, les consommateurs qui ont besoin du taux de congélation le plus rapide peuvent remercier Copeland pour son compresseur scroll à basse température.

La deuxième génération de compresseurs frigorifiques Scroll Copeland séries ZB et ZF avec injection de vapeur est conçue pour fonctionner dans des conditions de température moyenne et basse avec des indicateurs d'efficacité de pointe tout au long de l'année. Série ZB avec puissance d'entraînement de 2 à 30 ch. et ZF de 4 à 15 ch. conçu pour fonctionner avec les réfrigérants R22, R134a, R404A et R407C. La présence de trois fois moins de pièces mobiles par rapport aux compresseurs à piston semi-hermétiques traditionnels, un système de protection intégré et un mécanisme d'adaptation en spirale garantissent une tolérance significative à la pénétration de réfrigérant liquide, nous permettant de parler de l'excellente fiabilité de cette gamme. des compresseurs dans leur ensemble.

D'autres avantages importants des compresseurs Copeland Scroll sont leur fonctionnement à basses températures ah de condensation, offrant une excellente efficacité de fonctionnement annuelle, une large plage de fonctionnement et une taille réduite pour une meilleure adaptabilité à l'application requise. Les modèles à compresseur scroll ZBD pour les températures d'ébullition moyennes et les modèles ZFD avec injection de vapeur pour les températures d'ébullition basses sont des équipements particulièrement adaptés aux systèmes de réfrigération multi-évaporatifs nécessitant une capacité de refroidissement contrôlée.

Le compresseur Copeland Digital Scroll offre un contrôle de capacité infiniment variable de 10 à 100 % à l'aide d'un système mécanique simple et garantit un contrôle précis de la pression et de la température d'ébullition à n'importe quelle charge. Le compresseur scroll numérique Copeland ne nécessite pas de commandes électroniques complexes et s'intègre facilement au système de réfrigération. Le moteur du compresseur fonctionne toujours à une vitesse nominale constante, ce qui garantit grande fiabilité et garantit l'efficacité système interne lubrifiants

Comparaison avec d'autres types de compresseurs

Spirale basse température Compresseurs Copeland	Autres types de compresseurs de tout type connu fabricants mondiaux
Vitesse d'avance élevée et coefficient de performance optimal pour ça gamme de modèles région pressions (températures) d'ébullition combinées avec des pressions (températures) normales condensation => en même temps puissance frigorifique consommée puissance inférieure	La plupart des pistons sont scellés et semi-hermétique (sauf pour les modèles de la série Copeland Discus), rotatif, à vis et centrifuge les compresseurs ont de moins bonnes performances en raison de un ou plusieurs des facteurs suivants : volume « mort », pertes aux valves, grandes interne pertes de chaleur, haute efficacité uniquement dans plage relativement étroite de taux de compression, etc. => avec la même puissance frigorifique la consommation d'énergie est plus élevée
Possibilité d'utiliser un modèle dans large gamme de températures d'ébullition de moins 40oC à +7oC (pour R22 ou R404A) => pour diverses applications un seul type de modèle requis (basse température !) => optimisation stocks d'entrepôt : moins de modèles - moins de pièces de rechange	La plupart des autres types de compresseurs ont division claire en basse et moyenne température modèles => requis pour diverses tâches quelques différents types modèles (2 voire 3 like !) => les stocks en entrepôt sont trop importants - plus de pièces de rechange nécessaires
Relativement haute puissance conduire la surchauffe du moteur électrique est évitée lorsque sortir en mode. Fiabilité supérieure. Pas besoin de protéger le moteur compresseur basse température à travailler à haute pression (températures) ébullition => pas nécessaire TRV avec fonction MOP => technologique les problèmes sont résolus beaucoup plus rapidement vérifier remplissage rapideévaporateur dans la période de démarrage et de sortie du compresseur mode de fonctionnement sûr (par exemple, la congélation du produit prendra beaucoup plus de temps plus rapide; le produit fini sera plus haute qualité)	En raison de la puissance d'entraînement relativement faible compresseurs à piston basse température limitation artificielle requise pression d'ébullition maximale (température), qui est généralement implémenté en utilisant TRV avec Fonction MOP => nécessite un détendeur avec fonction MOP MOP => en raison d'une faible alimentation en réfrigérant évaporateur jusqu'au maximum pression d'ébullition maximale (individuellement pour chaque compresseur) réfrigération (gel) l'installation atteint le point de consigne mode très lent => perte de qualité produits surgelés en raison d'une violation vitesse de congélation
Le courant de démarrage n'est pratiquement pas différent de travailleur (le compresseur démarre complètement déchargé mécaniquement en interne) => minimum => contacteurs du compresseur peut avoir moins de puissance, et le disjoncteur électrique de protection doit être (!) moins puissant. Économie d'énergie au démarrage.	D'autres types de compresseurs ont augmenté ou un courant de démarrage très élevé même avec utilisation de dispositifs de déchargement mécaniques => impact négatif sur les voisins consommateurs électriques; nécessite plus de puissance matériel d'installation électrique Augmentation de la consommation d'énergie au démarrage.
Le compresseur Copeland Scroll a l'un des meilleurs indicateurs en termes de degré Le transfert d'huile dans le système est l'un des problèmes les plus importants. valeurs faibles => dans de nombreuses applications cas où un séparateur d’huile est utilisé et autres composants de système complexes aucune lubrification requise	Entraînement d'huile dans la plupart des moteurs à pistons compresseurs (sauf pour les modèles avec ventilation soupape dans le carter, par exemple pour Copeland - série de modèles Discus ou série S) sont plus élevés, et ceux à vis sont plusieurs fois plus élevés => en plus il en faut des plus chers composants du système de retour d'huile (et parfois refroidissement), système de contrôle de l'usine devient plus compliqué et sa fiabilité diminue
Possibilité de travail temporaire dans des conditions retour d'huile intermittent (pauvre) grâce à Paliers lisses en téflon => durée de vie élevée même dans des conditions difficiles conditions de fonctionnement (par exemple, viscosité réduite en raison de la haute température de l'huile ou haute quantité de réfrigérant dissous ; retour intermittent (portionné) huile de compresseur)	Presque tous les autres compresseurs dans le monde (sauf série de modèles Discus ou série S de Copeland), en quels paliers lisses sont utilisés, avoir un revêtement en bronze ou similaire (babits, etc.) par paires de friction => à conditions de lubrification incorrectes augmentées usure des paires de friction => rupture rapide compresseur
Avance élevée pendant toute la durée de vie grâce à la gratuité joint auto-ajustable entre spirales – correspondance radiale => capacité de refroidissement constante	La plupart des types de compresseurs ont un coefficient le débit diminue avec l'utilisation compresseur en raison de l'usure du raccord pièces dans cavités de compression => réduites capacité de refroidissement finale durée de vie standard
Résistance accrue au « mouillé » cours" grâce au radial accord	Faible résistance au « fonctionnement sur sol mouillé » pour tous types de compresseurs (y compris scroll modèles où il n'y a pas de correspondance radiale), sauf compresseurs à vis
Haute résistance mécanique contamination due à la radiale accord	Particules mécaniques entrant dans la zone de compression mène presque toujours à l’échec tous types de compresseurs, y compris scroll modèles sans correspondance radiale

Comparaison avec d'autres types de compresseurs scroll

Compresseurs Copeland Scroll	Autres compresseurs scroll
Nous avons la gamme la plus complète compresseurs scroll, y compris modèles basse température jusqu'à moins 40 °C bouillant : * climatisation (R22, R134a, R407C) ZR * climatisation (R410A) ZP * haute température pompes à chaleur ZH * refroidissement haute et moyenne température / refroidisseurs ZB * refroidissement à moyenne température ZS * Refroidissement ZF basse température * refroidissement à ultra basse température (cryogénique) ZC * modèles horizontaux: ZBH – haute et moyenne température refroidissement ZSH – refroidissement à moyenne température ZFH – refroidissement à basse température * modèles avec continu et continu régulation des performances	La plupart des entreprises produisant des spirales les compresseurs n'ont dans leur arsenal que modèles pour la climatisation (au moins cas, pour le froid moyenne température), car les modèles à basse température sont trop complexes et nécessitent des changements radicaux en interne dessins
Il y a une mécanique interne Protection contre les surcharges en spirale : modèles fluides et températures ZS et ZF – lorsque le rapport de pression est dépassé décharge/aspiration 20:1 modèles haute et moyenne température ZR et ZB – lorsque le rapport de pression est dépassé décharge/aspiration 10:1 grâce à l'alignement axial	La plupart des fabricants ont des mécaniques protection des spirales elles-mêmes contre les surcharges absent (pas d'alignement axial) => Destruction possible des spirales en cas de surcharge
Au démarrage, les spirales ne se touchent pas ses surfaces latérales (dû à la coordination axiale) => démarrage à vide => augmenté durée de vie du moteur et réduction Consommation d'énergie	La plupart des compresseurs scroll ont conception avec une trajectoire rigidement fixe mouvement de la spirale en rotation (pas de coordination axiale) => démarrage sous charge => augmentation de la consommation d'énergie
Contact direct entre les spirales dans direction finale sans utiliser joints d'extrémité => durée de vie élevée et capacité à travailler à des températures élevées taux de compression	De nombreux fabricants utilisent l'extrémité joints pour garantir une bonne joints => durée de vie réduite et difficultés à travailler avec de grandes différences pression (modes basse température)

Compresseurs Copeland Digital Scroll™

La conception des compresseurs Copeland Digital Scroll™ est basée sur la technologie unique de correspondance des blocs scroll Copeland Compliance™. Le contrôle des performances est obtenu en écartant les spirales axialement pendant une courte période de temps. C'est simple et fiable méthode mécanique pour un contrôle fluide des performances, un contrôle précis de la température et une efficacité accrue du système.

Le compresseur Copeland Digital Scroll™ est une solution qui peut être intégrée dans système existant. C’est rapide et facile car aucun autre composant n’est requis. Pour faciliter la mise en œuvre, Dixell et Alco ont développé deux contrôleurs avec Copeland pour contrôler les compresseurs Copeland Digital Scroll™.

Le compresseur Copeland Digital Scroll™ offre la plus large gamme de contrôle de capacité de l'industrie et permet de faire varier la capacité à l'infini de 10 % à 100 % sans modifier la plage de fonctionnement d'un compresseur Copeland Scroll™ standard. En conséquence, la pression d'aspiration et la température sont maintenues de manière très précise et les cycles du compresseur sont réduits au minimum. Cela garantit une efficacité optimale du système et long terme services d'équipement et de composants.

La capacité de faire fonctionner les compresseurs Copeland Digital Scroll™ à des températures de condensation allant jusqu'à 10 °C garantit également la meilleure efficacité saisonnière du marché des compresseurs. Les débits de réfrigérant dans les systèmes équipés de compresseurs Copeland Digital Scroll™ sont identiques à ceux des compresseurs standard, même à faible capacité.

Le compresseur Copeland Digital Scroll™ fonctionne à plein régime en permanence, sans jamais réduire le retour d'huile vers le compresseur. Le compresseur Digital Scroll™ offre des performances similaires haut niveau fiabilité, tout comme les systèmes équipés de compresseurs standards. Le moteur du compresseur ne surchauffe pas et il n'y a pas d'oscillations résonantes pendant le fonctionnement, comme cela arrive souvent dans les systèmes avec inverseur.

Compresseurs scroll Copeland ZF EVI à haut rendement

Copeland Scroll TM offre le plus solution efficace pour les applications à basse température dans les supermarchés. Il y a trois ans, avec l'introduction de la série ZB de compresseurs scroll destinés aux applications de réfrigération fonctionnant dans la plage d'ébullition moyenne, Copeland a lancé sa deuxième génération de compresseurs scroll. Aujourd'hui, cette génération s'est enrichie d'une nouvelle série de compresseurs scroll à haut rendement qui auront sans aucun doute un impact significatif sur le développement ultérieur des systèmes de réfrigération. Le nouveau compresseur Scroll ZF EVI, spécialement conçu et optimisé pour maximiser les avantages de la technologie de sous-refroidissement de liquide et d'injection de vapeur, est un élément clé pour la conception d'installations de refroidissement centrales à basse température très efficaces.

Les compresseurs scroll ZF EVI offrent une capacité de refroidissement et un coefficient de performance (COP) plus élevés que les modèles disponibles dans le commerce, offrant des avantages opérationnels supplémentaires et en faisant le compresseur de choix pour les applications de stockage de produits alimentaires. Cet article décrit le concept du compresseur scroll EVI, ses principales caractéristiques et ses applications. les aspects de l'utilisation dans les systèmes de réfrigération sont présentés. Injection de vapeur. Cycle de réfrigération avec un compresseur scroll, l'EVI est similaire à un cycle de refroidissement intermédiaire à deux étages, mais utilisant un seul compresseur (voir Fig. 1). Ce concept est beaucoup plus simple et élimine les pertes supplémentaires qui existent dans système normal avec deux étages de compression. Principe de fonctionnement de la scène haute pression consiste à sélectionner une partie du liquide condensé et à son évaporation ultérieure après le détendeur dans un échangeur de chaleur-sous-refroidisseur à contre-courant (économiseur). Ensuite, la vapeur surchauffée pénètre par les orifices d'injection intermédiaires dans les cavités du bloc spiralé.

Un sous-refroidissement supplémentaire augmente la capacité de refroidissement de l'évaporateur, réduisant ainsi l'enthalpie du réfrigérant à l'entrée, tout en maintenant un débit massique constant. Le débit massique supplémentaire nécessaire à l'injection dépend de l'emplacement de l'orifice et crée une charge supplémentaire, ce qui augmente légèrement la consommation d'énergie du compresseur scroll. Par conséquent, la conception du port d’injection a été optimisée pour maximiser les performances tout en minimisant la consommation d’énergie du compresseur. Il est bien connu que l’efficacité d’un cycle de compression à deux étages est supérieure à celle d’un cycle à un seul étage (à productivité volumétrique égale).

L'augmentation de la capacité de refroidissement du compresseur est obtenue grâce à un sous-refroidissement plus profond du liquide dans l'économiseur avec une légère augmentation de la consommation d'énergie pour comprimer une petite partie du gaz de la pression intermédiaire à la pression de refoulement. Le refroidissement par vapeur entre les étages réduit la température de refoulement, permettant au compresseur scroll de fonctionner à un rapport de pression plus élevé. Auparavant, l'injection de vapeur n'était traditionnellement utilisée que dans les grands compresseurs commerciaux à vis et centrifuges à plusieurs étages (mais pas dans les petits compresseurs hermétiques). Aujourd'hui, Copeland présente nouveau compresseurà injection de vapeur, faisant partie de la famille des spirales. Il est spécialement conçu pour les applications à basse température et offre des niveaux d'efficacité comparables à ceux du compresseur semi-hermétique de la série Copeland Discus, qui dernières années a été reconnu comme le plus efficace au monde parmi les compresseurs de tous types.

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