Zasada działania sprężarki chłodniczej

W układzie chłodzenia ze sprężaniem pary sprężarka chłodnicza podnosi czynnik chłodniczy z niskiego ciśnienia do wysokiego i stale krąży, umożliwiając w ten sposób układowi ciągłe odprowadzanie ciepła wewnętrznego do środowiska o wyższej temperaturze niż temperatura układu. Sprężarka chłodnicza jest sercem układu chłodzenia, który wprowadza energię elektryczną przez sprężarkę, aby odprowadzać ciepło z otoczenia o niskiej temperaturze do otoczenia o wysokiej temperaturze. Współczynnik efektywności energetycznej sprężarki chłodniczej określa współczynnik efektywności energetycznej całego układu chłodzenia. Ze względu na częste zmiany temperatury otoczenia sprężarka znajduje się głównie w stanie częściowego obciążenia, więc sprężarka musi mieć regulację energii.
Sprężarki śrubowe nie mają cylindrów, tłoków, pierścieni tłokowych, tulei cylindrowych i innych wrażliwych elementów wymaganych w przypadku sprężarek tłokowych. Maszyna ma zwartą konstrukcję, małą objętość, lekkość i nie ma luzu. Nie ma ryzyka uderzenia cieczy, gdy niewielka ilość cieczy dostanie się do maszyny. Aktywne zawory mogą być używane do bezstopniowej regulacji energii od 10% do 100%, z szerokim zakresem zastosowań, stabilną i niezawodną pracą, długimi cyklami konserwacji i bezawaryjnym czasem pracy do (2-5) × 104 godzin. Dzięki zastosowaniu oleju smarującego wydajność chłodzenia i uszczelnienia maszyny jest poprawiona, a temperatura spalin jest obniżona. Nawet jeśli temperatura parowania jest niska (-40 stopnia), a stopień sprężania jest wysoki (około 25), nadal można osiągnąć pracę jednostopniową, która może zastąpić dwustopniowe cykle sprężania w pewnym zakresie. Jednakże przetwarzanie i montaż sprężarek śrubowych chłodniczych wymaga wysokiej precyzji i nie nadaje się do zmiennych warunków pracy, co powoduje znaczny hałas. Zasadniczo wymagane są urządzenia dźwiękochłonne i dźwiękoszczelne. Podczas sprężania chłodniczego konieczne jest rozpylanie oleju smarowego, co wymaga sprzętu pomocniczego, takiego jak pompy olejowe, chłodnice oleju i urządzenia do odzyskiwania oleju.
Rezonator Helmholtza jest zamknięty i podłączony na zewnątrz obudowy sprężarki, która jest utworzona przez połączenie komory rezonatora Helmholtza z wewnętrzną wnęką obudowy sprężarki przez szyjkę w celu zmniejszenia amplitudy wzbudzonych trybów akustycznych wewnątrz komory sprężarki. Modulacja częstotliwości rezonansowej rezonatora do maksymalnego wzbudzonego trybu drgań rzeczywistej wnęki sprężarki znacznie zmniejszy szczyt rezonansu i spowoduje znaczące zmiany w widmie odpowiedzi. Będzie to jednak miało wpływ na wygląd sprężarki i jej rozmieszczenie w lodówce, a wyniki badań nie zostały jeszcze zastosowane do produktu.
Sprężarka, jako element mający największy wpływ na wydajność i niezawodność transkrytycznego układu klimatyzacji z dwutlenkiem węgla, powinna zostać przeprojektowana z pełnym uwzględnieniem specyficznych cech nadkrytycznego cyklu dwutlenku węgla. CO2, podobnie jak amoniak, ma wysoki wykładnik adiabatyczny K o wartości 1,30, co może powodować wyższą temperaturę wylotową sprężarki. Jednak ponieważ CO2 wymaga niższego współczynnika sprężania sprężarki, nie ma potrzeby chłodzenia samej sprężarki. Ze względu na wysoki współczynnik adiabatyczny i niski współczynnik sprężania może zmniejszyć stratę ponownego rozprężania objętości luzu sprężarki, co skutkuje wyższą wydajnością objętościową sprężarki. Po badaniach eksperymentalnych i teoretycznych Jurgen SUB i Horst Kruse odkryli, że sprężarki tłokowe mają dobre uszczelnienia ślizgowe z filmem olejowym, co czyni je preferowanym wyborem dla układów CO2. BOCK ulepszył zawór wydechowy swojej sprężarki dwutlenku węgla, a wydajność ulepszonej sprężarki dwutlenku węgla wzrosła o 7%.
Pozostała ilość oleju smarującego i uzwojenie cewki końcowej silnika mogą również powodować różnice w poziomie dźwięku między partiami sprężarek tego samego modelu (odchylenie od średniego poziomu dźwięku). Zmieniając zewnętrzne podparcie powłoki w celu zwiększenia sztywności skrętnej i zmniejszenia powierzchni drgań; Złożoność badań hałasu wymaga od badaczy silnych kwalifikacji teoretycznych, przedsiębiorstw dobrych podstaw technicznych i wymaga znacznych inwestycji i dłuższego czasu. Jest to jedno ze słabych ogniw w chińskich przedsiębiorstwach sprężarkowych, które zasadniczo znajdują się na etapie jakościowych badań eksperymentalnych, którym towarzyszy duża przypadkowość i przypadkowość.
Zastosowanie nowych czynników chłodniczych w oparciu o wymagania środowiskowe jest również gorącym tematem w branży sprężarek chłodniczych. Wraz z zakończeniem prac nad wymianą czynnika chłodniczego R22 w produktach chłodniczych, badania nad nowymi sprężarkami czynnika chłodniczego koncentrują się głównie na branży klimatyzacyjnej. Oprócz dojrzałych badań nad R410A i R407C, największym gorącym tematem jest badanie sprężarek dwutlenku węgla. Ze względu na znacznie wyższe ciśnienie układu dwutlenku węgla w porównaniu z tradycyjnymi systemami cyklu krytycznego ciśnienia, wymagania projektowe dotyczące uszczelnienia wału sprężarki są znacznie wyższe niż w przypadku oryginalnej sprężarki. Wyciek uszczelnienia wału sprężarki nadal będzie główną przeszkodą w jej praktycznym zastosowaniu przez pewien czas.