¿Cómo se enfría un compresor Scroll?

El modo de enfriamiento del compresor scroll se divide principalmente en enfriamiento interno y enfriamiento externo. El método específico depende de la potencia del compresor, las condiciones de funcionamiento y los requisitos de eficiencia energética. Aquí están los detalles:
I. Refrigeración Interna: reducción directa de la Temperatura de la Cámara de Compresión
Cómo funciona: El calor generado durante la compresión es absorbido directamente por el propio refrigerante o por un medio refrigerante externo (por ejemplo, aceite) en contacto directo con la cámara de compresión.
1.Enfriamiento por inyección de refrigerante (común en compresores Scroll de tamaño mediano a grande)
Estructura: Instale una boquilla en el puerto de succión o en el punto de presión intermedia de la cámara de compresión para inyectar refrigerantes líquidos criogénicos (por ejemplo, R410A, R134a) directamente en la cámara.
Función:
Enfriamiento: los refrigerantes líquidos absorben calor durante la evaporación, reducen la temperatura de la cámara de compresión (que puede ser inferior a la temperatura ambiente) y reducen las fugas de gas y el sobrecalentamiento.
Lubricación: Algunos modelos utilizan el spray refrigerante para transportar lubricante y mejorar la lubricación entre las placas de desplazamiento móviles y estacionarias.
Escenarios de aplicación: temperatura ambiente alta (p. ej., instalaciones al aire libre) o condiciones de alta relación de compresión (p. ej., temperatura de evaporación del refrigerante inferior a -20 grados).
2.Enfriamiento de aceite (comúnmente utilizado en compresores Scroll de alta presión o de velocidad variable)
Estructura: El compresor tiene un sistema interno de circulación de aceite y la bomba de aceite lleva el lubricante a la cámara de compresión o superficie de rodamiento.
Función:
Disipación de calor: el aceite absorbe calor, que luego se libera al medio ambiente a través de un enfriador de aceite (aire o agua).
Sello: la película de aceite llena el espacio entre las placas espirales, reduce las fugas de gas y mejora la eficiencia volumétrica.
El compresor rodante de velocidad variable de la serie Danfoss Turbocor utiliza tecnología de enfriamiento de aceite y puede funcionar a temperaturas ambiente entre -40 y 55 grados Celsius.
ii. Refrigeración externa: control indirecto de la temperatura de la carcasa del compresor
Principio: utilizar medios externos como aire o agua para enfriar indirectamente la carcasa del compresor, reduciendo la temperatura interna.
1.Refrigeración por aire (configuración estándar)
Estructura: la carcasa del compresor tiene un tubo de aletas y está equipada con un ventilador-enfriado por aire forzado (como un ventilador axial o un ventilador centrífugo).
Función:
Disipación de calor por convección: el aire fluye sobre la aleta y se lleva calor consigo; Las temperaturas del caparazón suelen estar entre 10 y 15 grados centígrados por encima de la temperatura ambiente. Diseño a prueba de polvo: Algunos modelos están equipados con filtros o deflectores de aire para evitar que entre polvo en la cámara del compresor.
Direcciones de optimización:
Ventilador de velocidad variable: según la velocidad del ventilador de ajuste dinámico de la carga del compresor, reduce el consumo de energía.
Diseño de flujo inverso: Optimice la estructura del flujo de aire, garantice un contacto total entre el aire y la carcasa del compresor y mejore la eficiencia de disipación de calor.
2. Refrigeración por agua (eficiente pero costosa)
Estructura: la carcasa del compresor está equipada con una camisa de agua y el agua de refrigeración circulante (por ejemplo, una solución de etilenglicol) fluye a través de la carcasa para absorber el calor.
Función:
Alta eficiencia de enfriamiento: la eficiencia de enfriamiento por agua es de 3 a 5 veces mayor que la del enfriamiento por aire y la temperatura de la carcasa del compresor se mantiene por debajo de 40 grados.
Apto para altas temperaturas: Desértico, temperaturas tropicales superiores a 40C.
Aplicaciones típicas: centros de datos, refrigeración industrial y otras aplicaciones que requieren temperaturas extremadamente estables.
III. Comparación y selección de métodos de enfriamiento.
Modelo de escenario típico de método de enfriamiento para eficiencia térmica
Inyección de refrigerante alta (enfriamiento directo), temperatura media alta/relación de compresión alta Serie Emerson ZPK
Enfriamiento de aceite alto (enfriamiento indirecto) Frecuencia variable alta/amplio rango de temperatura Danfoss Turbocor
Refrigeración por aire BorgWarner serie ZR, condiciones de funcionamiento estándar bajas y medias
Refrigeración por agua Muy alta Muy alta Alta temperatura/alta precisión Serie Bitzer CSH
IV. Guía de INTRODUCCIÓN: Introducción al punto de diseño del diseño de sistemas de refrigeración
Monitoreo de temperatura: Instalación de un sensor de temperatura en la salida del compresor para activar una alarma o protección de apagado si la temperatura excede el valor establecido (por ejemplo, . 120 grados).
Control de flujo: el sistema de refrigeración por agua requiere un interruptor de flujo para garantizar que el flujo de agua de refrigeración no caiga por debajo del valor de diseño (por ejemplo, . 3 L/min) para evitar el sobrecalentamiento local.
Protección anticongelante: A bajas temperaturas, se agrega anticongelante de etilenglicol al sistema de enfriamiento de agua para evitar que la camisa de agua se congele y se agriete.
Ciclo de mantenimiento: limpie los filtros-enfriados por aire cada 3 meses, reemplace el refrigerante cada año y limpie la escala del sistema de enfriamiento por agua.
V. Estudio de caso de aplicación en el mundo real-
Aire acondicionado para edificios comerciales: la serie BorgWarner ZR de compresores scroll enfriados por aire-funciona de manera eficiente y energéticamente-eficiente a través de ventiladores de velocidad variable, lo que mantiene las temperaturas de la carcasa en verano por debajo de los 60 grados Celsius. Vehículos de transporte refrigerados: equipados con compresores scroll enfriados por líquido-de la serie Emerson ZPK para mantener un rendimiento de refrigeración estable incluso a -30 grados Celsius.
Aire acondicionado de precisión para centros de datos: los compresores scroll refrigerados por agua de la serie Bitzer CSH-y los sistemas de agua de refrigeración de circuito cerrado- garantizan que la temperatura de la carcasa del compresor se mantenga constante a 35 grados.