Compresoare centrifugale

Compresoare centrifugale

Compresoarele centrifugale sunt utilizate intr-o mare varietate de instalatii frigorifice si pentru conditionarea aerului.

Debitele volumice uzuale se incadreaza intre 200 m3/h in aeronautica si 55000 m3/h in conditionarea aerului, iar turatiile intre 3000 si 100000 rot/min. Debitele mici se realizeaza cu diametre mici si turatii mari, iar debitele mari cu diametre mari si turatii mici.

Compresoarele frigorifice centrifugale de puteri frigorifice mici realizeaza 15-95 kW, functionand cu R134a, sau R114, au dimensiuni foarte reduse, sunt antrenate de turbine actionate de aer, la turatii de peste 100000 rot/min si sunt destinate climatizarii cabinelor avioanelor de transport.

Puterile frigorifice maxime ale compresoarelor centrifugale sunt limitate de dimensiunile acestora. De exemplu un asemenea compresor de 55000 m3/h pentru climatizarea unui aeroport, are un diametru exterior de aproape 2m.

Temperaturile de vaporizare pe care le pot realiza se situeaza intre +10 C (climatizare) si -160 C (lichefierea metanului). Presiunile de refulare pot ajunge la 21 bar, iar raportul de comprimare variaza intre 2 si 30 (cu mai multe trepte de comprimare). Practic pot sa fie comprimatii toti agentii frigorifici.

In compresoarele frigorifice se pot monta maxim 10 trepte (etaje) de comprimare si sunt posibile aspiratii multiple intre trepte, la diferite nivele de temperatura, astfel incat un compresor sa poata realiza mai multe nivele de temperatura scazuta. Se pot monta in serie mai multe compresoare, care sa fie antrenate simultan, iar daca este necesar aceste compresoare cu antrenare unica pot sa functioneze cu mai multi agenti frigorifici.

In conditionarea aerului, datorita valorii reduse a raportului de comprimare (3 . 4), este posibila comprimarea in una sau doua trepte, deci pentru acest domeniu se utilizeaza masini simple.

Compresoarele sunt realizate in trei variante constructive: deschise cu multiplicator de turatie separat sau incorporat, respectiv semiermetice.

Compresoarele deschise cu multiplicator separat, au aparut in ordine cronologica primele, avand la inceput doua trepte de comprimare.

Primii agenti frigorifici utilizati in aceste compresoare au fost R11, R12, R114, R500, R502 si R22.

Cele mai importante caracteristici ale acestor compresoare sunt urmatoarele:

- caterul este realizat din fonta oteloasa avand doua parti suprapuse, ambele avand cate o suprafata plana pentru montarea unei garnituri orizontale;

- rotoarele sunt in general inchise avand paletele ascunse in interior si fiind realizate in una din urmatoarele variante:

- integral din otel, cu palete separate, montate in canale practicate pe cele doua fete ale rotilor;

- integral din otel, cu paletele frezate in una din cele doua fete, cealalta fiind sudata de marginile rotilor;

- din aliaje de aluminiu lipite;

- labirintii (o parte fixa din aluminiu si una rotitoare din otel) etanseaza zona de presiune ridicata fata de cea de presiune scazuta, fiind strabatute de un debit foarte scazut de agent frigorific, avand si rolul de a impiedica uleiul din circuitul de ungere sa patrunda in compresor;

- garnitura mecanica are o constructie asemanatoare cu cea a compresoarelor deschise cu piston si etanseaza interiorul compresorului de exterior;

- pompa de ulei este montata la celalalt capat al arborelui, iar rotile dintate sunt imersate in baia de ulei aflata in partea inferioara a carterului;

- circuitul de ungere are urmatoarele elemente principale:

- pompa de ulei cu roti dintate;

- filtru foarte fin;

- canalele de curgere a uleiului;

- punctele in care se realizeaza ungerea;

- supapa pentru reglarea presiunii de ungere;

- rezistenta electrica pentru degazarea uleiului;

- schimbator de caldura pentru racirea uleiului (racitor de ulei);

- pompa de ungere electrica, pentru asigurarea ungerii la pornire si in perioadele de oprire;

- cuplajul multiplicatorului exterior este realizat din doua mansoane danturate,  montate pe cei doi arbori (al compresorului si al multiplicatorului) si dintr-o piesa intermediara de forma cilindrica avand dantura interioara. Ansamblul este inchis si lucreaza intr-o baie de ulei.

Compresoarele deschise cu multiplicator incorporate

- Deoarece ansamblul compresor-multiplicator-motor nu este nici economic, nici usor de manevrat, unii constructori au montat multiplicatorul in carter;

- Unul din avantaje este acela ca garnitura mecanica este plasata pe arborele de turatie redusa, care este mai usor de etansat.

Compresoarele centrifugale semiermetice se utilizeaza in conditionarea aerului, unde raportul de comprimare mai redus permite utilizarea a numai doua trepte de comprimare, la o turatie care poate fi realizata prin antrenarea directa utilizand un motor electric cu doi poli.