About the capabilities of Bitzer screw compressors of the new C series

Abstract

Bitner's new CS series of sealless screw refrigeration compressors, which began production about two years ago, consists of three models (CS 65, CS 75, CS 85) of eight basic models designed for use in medium and high temperature chillers.

Full Text

Новая серия CS бессальниковых винтовых холодильных компрессоров компании «Битнер», производство которых начато около двух лет назад, состоит из трех моделей (CS 65, CS 75, CS 85) восьми базовых моделей, предназначенных для использования в среднетемпературных и высокотемпературных холодильных машинах. Холодопроизводительность компрессоров этой серии охватывает диапазон от 30 до 500 кВт в интервале температур кипения 15...+10 °C и температур конденсации 20...55 °C.

Одно из несомненных достоинств компрессоров серии CS заключается в их компактности. Габариты самого крупного компрессора не превышают 1600x700x700 мм, а масса компрессоров колеблется от 300 до 800 кг. Исполнение компрессоров серии CS в с тандартном варианте предусматривает работу на R134a, R407C и R22. По специальному заказу компрессоры могут быть приспособлены для работы на R404A и R507A.

Как и в большинстве винтовых холодильных компрессоров производства компании «Битнер», компрессоры серии CS оснашены устройс твом для регулирования холодопроизводительности. Отличительная особенность данной серии состоит в возможности плавного регулирования холодопроизводительности в диапазоне от 50 до 100 % номинального значения путем использования золотника (по классической схеме) в сочетании с традиционным ступенчатым регулированием (0, 25, 50, 75 и 100 %) с помощью системы электромагнитных клапанов.

Гидравлическая схема регулирующего контура дана на рис. 1. Выбор способа регулирования осуществляет система управления без изменения аппаратурного состава и комплектации компрессора, при этом его разгрузка при запуске происходит автоматически.

Известно, что винтовые компрессоры в общем случае характеризуются постоянным значением геометрической степени сжатия

ε_r= W ₀/W _a

где W ₀— максимальный объем парной полости;

W _a -объем парной полости в конце внутреннего процесса сжатия.

При этом внутренняя степень сжатия ε _a = p _a/p ₁ не всегда совпадает с отношением давлений $\mathrm{\pi }$= p ₂/p ₁

где р_{a —} давление внутреннего сжатия; р₁ — давление всасывания.

Если давление нагнетания р₂ отличается от давления внутреннего сжатия (р₂ ≠ р_а, ε _a ≠$\mathrm{\pi }$), то изоэнтропный КПД компрессора η₅ снижается (см. [2], с. 108).

Рис. 1. Гидравлическая схема регулирующего контура компрессоров CS

Схема регулирующего контура компрессоров серии CS (см. рис. 1) позволяет устранить этот недостаток, а в тех случаях, когда холодильная машина оснащается микропроцессорной системой управления, появляется возможность автоматического регулирования €_г, что приводит к заметному снижению энергопотребления, особенно при пониженной нагрузке.

Еще одним принципиальным отличием компрессоров CS от других винтовых компрессоров является возможность их использования в цикле одноступенчатого сжатия с двукратным дросселированием (рис. 2), причем особенно важно, что место ввода пара из регенеративного теплообменника-переохладителя (РТП) в компрессор может меняться (см. рис. 1). Это позволяет задавать промежуточное давление р₀₂ так, чтобы обеспечить максимальные значения относительной удельной холодопроизводительности $\overline{q}$₀ = q’₀/q ₀ и относительного холодильного коэффициента $\overline{\epsilon }$  = ε’ / ε  в зависимости от условий работы (температурных режимов) компрессора и вида хладагента [1]. Здесь q’₀ и ε’, q₀ и ε значения удельной холодопроизводительности и холодильного коэффициента соответственно для циклов с двукратным и однократным дросселированием.

Массовая доля хладагента, поступающего в компрессор при давлении р₀₂:

α= (i _3.6-i _2.6)/(i _2.3-i _3.6)

где i-энтальпия в соответствующих точках (см. рис. 2).

Рис. 2. Принципиальная схема (а) и теоретический цикл (б) в i,р-диаграмме холодильной машины с винтовым одноступенчатым компрессором при работе с двукратным дросселированием: КМ — винтовой компрессор; КД — конденсатор; PB1, РВ2 • регулирующие вентили; Т теплообменник; И — испаритель; p-соответственно давления кипения, промежуточное, конденсации

Области рационального использования винтовых компрессоров серии CS зависят от конкретных вариантов их исполнения. Так, компрессоры в стандартном исполнении (модели CS) рекомендуются в основном для комплектации холодильных машин с относительно невысоким отношением давлений и соответственно значительным массовым расходом хладагента. Их целесообразно применять главным образом при низких (от 20 до 40 °C) температурах конденсации, т. е., как правило, в машинах с водяными конденсаторами. Применение РТП в схемах таких машин особенно эффективно при сравните но высоких (до 10 °C) температурах кипения.

Для применения в схемах воздушными конденсаторами предназначена модификация CSH. Она может быть использована в более широком диапазоне температур конденсации. Вместе с тем потребляемая мощность у компенсаторов этой модификации при малых величинах отношения давлений (p _a/p ₁₎ будет несколько выше, чем у компрессоров стандартного исполнения CS. Кроме того, при использовании компрессору серий CSH и РТП в условиях максимальной нагрузки верхний предел температуры кипения ограничен 5°С. При более высоких значениях давления всасывании применение РТП нецелесообразно.

Указанные рекомендации по рациональному применению компрессоров Bitzer повой серии CS справедливы в диапазон температур кипения от -15 до + 12 °C при перегреве всасываемого пара не выше 10 °C.