1. Comparados aos compressores de refrigeração de pistão alternativo, os compressores de refrigeração de parafuso apresentam uma série de vantagens, como alta velocidade, peso leve, pequeno volume, tamanho reduzido e baixa pulsação de exaustão.
2. O compressor de refrigeração de parafuso não possui força inercial de massa recíproca, apresenta bom desempenho de equilíbrio dinâmico, operação estável, baixa vibração na base e requer pouca estrutura.
3. O compressor de refrigeração de parafuso possui uma estrutura simples e um número reduzido de peças. Não apresenta peças sujeitas a desgaste, como válvulas de ar e anéis de pistão. Suas principais peças de fricção, como rotores e rolamentos, possuem resistência e durabilidade relativamente altas, além de boas condições de lubrificação. Consequentemente, a quantidade de usinagem é menor, o consumo de material é baixo, o ciclo de operação é longo, o uso é relativamente confiável, a manutenção é simples e é vantajoso para a automação da operação.
4. Comparado com o compressor de velocidade variável, o compressor de parafuso possui a característica de bombeamento forçado de gás, ou seja, o deslocamento praticamente não é afetado pela pressão de descarga e não há fenômeno de sobrepressão quando o deslocamento é pequeno. Dentro da faixa de condições, a eficiência ainda pode ser mantida alta.
5. A válvula deslizante é utilizada para ajuste, o que permite o ajuste contínuo da energia.
6. O compressor de parafuso não é sensível à entrada de líquido e pode ser resfriado por injeção de óleo, portanto, sob a mesma taxa de compressão, a temperatura de exaustão é muito menor do que a do tipo pistão, o que resulta em uma taxa de compressão de estágio único mais alta.
7. Não há volume morto, portanto a eficiência volumétrica é alta.
Princípio de funcionamento e estrutura do compressor de parafuso:
1. Processo de inalação:
A porta de sucção no lado de entrada do compressor de parafuso deve ser projetada de forma que a câmara de compressão possa aspirar ar completamente. Já o compressor de parafuso não possui um conjunto de válvulas de admissão e escape, e a entrada de ar é regulada apenas pela abertura e fechamento de uma válvula reguladora. Quando o rotor gira, o espaço entre os dentes dos rotores principal e auxiliar atinge seu tamanho máximo ao chegar à abertura da parede da extremidade de admissão. O ar é completamente expelido e, quando a exaustão termina, o espaço entre os dentes fica vedado. Ao girar em direção à entrada de ar, o ar externo é aspirado e flui para dentro do espaço entre os dentes dos rotores principal e auxiliar na direção axial. Lembrete de manutenção do compressor de parafuso: Quando o ar preenche completamente o espaço entre os dentes, a superfície da extremidade do rotor no lado de admissão se afasta da entrada de ar da carcaça, e o ar entre os dentes é selado.
2. Processo de encerramento e transmissão:
Quando os rotores principal e auxiliar são aspirados, as cristas dos dentes dos rotores principal e auxiliar se selam com a carcaça, e o ar fica retido nas ranhuras dos dentes, impedindo seu escape, ou seja, [o processo de selagem]. Os dois rotores continuam a girar, e as cristas e ranhuras dos dentes se alinham na extremidade de sucção, movendo-se gradualmente em direção à extremidade de exaustão.
3. Processo de compressão e injeção de combustível:
Durante o processo de transporte, a superfície de contato move-se gradualmente em direção à extremidade de exaustão, ou seja, o sulco entre a superfície de contato e a porta de exaustão diminui gradualmente, o gás no sulco é comprimido gradualmente e a pressão aumenta, o que constitui o [processo de compressão]. Durante a compressão, o óleo lubrificante também é pulverizado na câmara de compressão devido à diferença de pressão, misturando-se com o ar da câmara.
4. Processo de exaustão:
Quando a superfície de contato do rotor gira para se comunicar com a saída de exaustão da carcaça (a pressão do gás comprimido atinge seu pico neste momento), o gás comprimido começa a ser expelido até que a superfície de contato entre a crista do dente e a ranhura do dente se mova em direção à saída de exaustão. Nesse instante, o espaço entre a superfície de contato dos dois rotores e a porta de exaustão da carcaça torna-se zero, ou seja, o processo de exaustão está completo. Simultaneamente, o comprimento da ranhura do dente entre a superfície de contato dos rotores e a entrada de ar da carcaça atinge seu comprimento máximo, e o processo de admissão recomeça.
1. Compressor de parafuso totalmente fechado
O corpo adota uma estrutura de ferro fundido de alta qualidade e baixa porosidade, com pequena deformação térmica; a estrutura de parede dupla com canais de exaustão internos proporciona alta resistência e excelente redução de ruído; as forças internas e externas do corpo são basicamente equilibradas, sem risco de alta pressão devido ao funcionamento semiaberto ou fechado; a carcaça é uma estrutura de aço de alta resistência, com aparência elegante e leveza. Adotando uma estrutura vertical, o compressor ocupa uma área reduzida, o que é benéfico para o arranjo de múltiplas unidades no chiller; o rolamento inferior é imerso no tanque de óleo, garantindo lubrificação adequada; a força axial do rotor é reduzida em 50% em comparação com os tipos semiaberto e aberto (o eixo do motor no lado da exaustão proporciona equilíbrio); não há risco de oscilação horizontal do motor, garantindo alta confiabilidade; evita a influência do rotor helicoidal, da válvula deslizante e do próprio peso do rotor do motor na precisão de ajuste, aumentando a confiabilidade; processo de montagem eficiente. O design vertical do parafuso da bomba isenta de óleo garante que não haja falta de óleo durante o funcionamento ou desligamento do compressor. O rolamento inferior fica totalmente imerso no tanque de óleo, enquanto o rolamento superior utiliza lubrificação por pressão diferencial. A necessidade de pressão diferencial do sistema é baixa, e ele possui a função de proteção da lubrificação do rolamento em caso de emergência, evitando a falta de lubrificação, o que facilita a partida da unidade em períodos de transição entre estações.
Desvantagens: o resfriamento por exaustão é adotado, e o motor está localizado na porta de exaustão, o que pode facilmente causar a queima da bobina do motor; além disso, não é possível solucionar o problema a tempo quando ocorre uma falha.
2. Compressor de parafuso semi-hermético
O motor é refrigerado por aspersão líquida, sua temperatura de operação é baixa e sua vida útil é longa; o compressor aberto utiliza um motor refrigerado a ar, cuja temperatura de operação é alta, afetando sua vida útil, e o ambiente de trabalho na sala de máquinas é desfavorável; o motor é refrigerado por gases de escape, sua temperatura de operação é muito alta e sua vida útil é curta. Geralmente, o separador de óleo externo possui grande volume, mas sua eficiência é muito alta; o separador de óleo embutido é integrado ao compressor e seu volume é pequeno, portanto, seu efeito é relativamente menor. A eficiência de separação de óleo do separador secundário pode atingir 99,999%, o que garante uma boa lubrificação do compressor em diversas condições de trabalho.
No entanto, o compressor de parafuso semi-hermético do tipo êmbolo acelera por meio de transmissão por engrenagens, a velocidade é alta (cerca de 12.000 rpm), o desgaste é grande e a confiabilidade é baixa.
3. Abra o compressor de parafuso
As vantagens da unidade aberta são:
1) O compressor é separado do motor, permitindo que o compressor seja utilizado numa gama mais ampla;
2) O mesmo compressor pode ser usado com diferentes refrigerantes. Além de usar refrigerantes de hidrocarbonetos halogenados, a amônia também pode ser usada como refrigerante, alterando os materiais de algumas peças;
3) Motores com diferentes capacidades podem ser equipados de acordo com os diferentes refrigerantes e condições de operação.
4) O tipo aberto também se divide em parafuso simples e parafuso duplo.
O compressor de parafuso único consiste em um parafuso cilíndrico e duas engrenagens estreladas planas dispostas simetricamente, instaladas na carcaça. A ranhura do parafuso, a parede interna da carcaça (cilindro) e os dentes da engrenagem estrela formam um volume fechado. A potência é transmitida ao eixo do parafuso, e a engrenagem estrela é acionada pelo parafuso, fazendo-o girar. O gás (fluido de trabalho) entra na ranhura do parafuso pela câmara de sucção e é descarregado através da porta de exaustão e da câmara de exaustão após ser comprimido. A função da engrenagem estrela é equivalente à do pistão de um compressor de pistão alternativo. À medida que os dentes da engrenagem estrela se movem relativamente dentro da ranhura do parafuso, o volume fechado diminui gradualmente e o gás é comprimido.
Princípio de funcionamento do compressor de parafuso e comparação entre os tipos totalmente fechados, semi-herméticos e abertos.
O parafuso do compressor de parafuso único possui 6 ranhuras e a roda dentada tem 11 dentes, o que equivale a 6 cilindros. As duas rodas dentadas engrenam simultaneamente nas ranhuras do parafuso. Portanto, cada rotação do parafuso equivale ao trabalho de 12 cilindros.
Como todos sabemos, os compressores de parafuso (incluindo os de parafuso duplo e de parafuso simples) representam a maior parte dos compressores rotativos. Do ponto de vista do mercado internacional, durante o período de 20 anos entre 1963 e 1983, a taxa de crescimento anual das vendas de compressores de parafuso no mundo foi de 30%. Atualmente, os compressores de parafuso duplo representam 80% dos compressores de média capacidade no Japão, na Europa e nos Estados Unidos. Considerando compressores de parafuso simples e de parafuso duplo na mesma faixa de operação, os compressores de parafuso duplo representam mais de 80% do mercado total de compressores de parafuso devido à sua tecnologia de fabricação avançada e alta confiabilidade. Os compressores de parafuso simples representam menos de 20%. A seguir, uma breve comparação entre os dois tipos de compressores.
1. Estrutura
O parafuso e a roda dentada do compressor de parafuso único formam um par de roscas sem-fim esféricas, e o eixo do parafuso e o eixo da roda dentada devem ser mantidos perpendiculares ao espaço; já os rotores macho e fêmea do compressor de parafuso duplo são equivalentes a um par de engrenagens, e os eixos dos rotores macho e fêmea são mantidos paralelos. Estruturalmente, a precisão de acoplamento entre o parafuso e a roda dentada do compressor de parafuso único é difícil de garantir, portanto, a confiabilidade de toda a máquina é menor do que a do compressor de parafuso duplo.
2. Modo de condução
Ambos os tipos de compressores podem ser conectados diretamente ao motor ou acionados por uma polia de correia. Quando a velocidade do compressor de parafuso duplo é alta, é necessário aumentar a velocidade da engrenagem multiplicadora.
3. Método de ajuste da capacidade de refrigeração
Os métodos de ajuste do volume de ar dos dois compressores são basicamente os mesmos, podendo ambos adotar o ajuste contínuo por válvula deslizante ou o ajuste gradual por pistão. Quando se utiliza a válvula deslizante para o ajuste, o compressor de parafuso duplo necessita de uma válvula deslizante, enquanto o compressor de parafuso simples necessita de duas válvulas deslizantes simultaneamente, o que torna a estrutura mais complexa e diminui a confiabilidade.
4. Custo de fabricação
Compressor de parafuso único: Rolamentos comuns podem ser usados para os rolamentos do parafuso e da roda estrela, e o custo de fabricação é relativamente baixo.
Compressor de parafuso duplo: Devido à carga relativamente grande nos rotores de parafuso duplo, é necessário usar rolamentos de alta precisão, e o custo de fabricação é relativamente alto.
5. Confiabilidade
Compressor de parafuso único: A roda estrela do compressor de parafuso único é uma peça vulnerável. Além dos altos requisitos para o material da roda estrela, ela precisa ser substituída regularmente.
Compressor de parafuso duplo: O compressor de parafuso duplo não possui peças de desgaste e seu tempo de funcionamento sem problemas pode chegar a 40.000 a 80.000 horas.
6. Montagem e manutenção
Como o eixo da rosca e o eixo da roda estrela do compressor de parafuso único devem ser mantidos na vertical no espaço, os requisitos de precisão de posicionamento axial e radial são muito altos, portanto, a facilidade de montagem e manutenção do compressor de parafuso único é menor do que a do compressor de parafuso duplo.
As principais desvantagens da unidade aberta são:
(1) O selo do eixo é fácil de vazar, sendo também objeto de manutenção frequente pelos usuários;
(2) O motor equipado gira em alta velocidade, o ruído do fluxo de ar é grande e o ruído do próprio compressor também é relativamente alto, o que afeta o ambiente;
(3) Componentes complexos do sistema de óleo, como separadores de óleo e resfriadores de óleo separados, precisam ser configurados, e a unidade é volumosa e inconveniente de usar e manter.
Compressor de quatro parafusos, três compressores de parafuso
A estrutura geométrica única do compressor de três rotores determina que ele tenha uma taxa de vazamento menor do que o compressor de rotor duplo; o compressor de parafuso de três rotores pode reduzir significativamente a carga sobre o rolamento; a redução da carga no rolamento aumenta a área de exaustão, melhorando assim a eficiência; é muito importante reduzir o vazamento da unidade sob qualquer condição de carga, especialmente quando operando em condição de carga parcial, onde o impacto é ainda maior.
Autorregulação de carga: Quando o sistema muda, o sensor responde rapidamente e o controlador realiza os cálculos necessários para uma autorregulação rápida e precisa; a autorregulação não é limitada por atuadores, palhetas guia, válvulas solenoides e válvulas deslizantes, podendo ser realizada de forma direta, rápida e confiável.
Data da publicação: 10 de fevereiro de 2023
