COPELAND SKROL KOMPRESORY

COPELAND SKROL
KOMPRESORY
Přehled vývoje výroby skrolů
1905
1978
1986
1987
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1999
2000
2002
2003
2003
první patent konstrukce skrolu
počátek vývojové koncepce u Copelandu
příprava sériové výroby skrolu
zahájení výroby klimatizační verze
dosažení hranice 1 milion vyrobených kompresorů
nová řada Glacier představena v USA
vyrobeny 3 miliony kompresorů
příprava výroby řady Glacier - pro nízké teploty
vyrobeno 6 milionů skrolů a zahájena výroba ZS/ZF
vyrobeno 20 tisíc typů Glacier (ZS/ZF)
dokončen vývoj celé řady Glacier
zahájen vývoj horizontálních skrolů
uvedena typová řada ZB a ZP (R410A)
počet vyrobených skrolů celkově se odhaduje 28 mil
nová řada ZH pro tepelná čerpadla
Princip funkce kompresoru skrol
pevný rotor
středotlaký prostor
nízkotlaký prostor
vysokotlaký prostor
pohyblivý rotor
výtlačný otvor
otáčky ot/min
výrobní tolerance v mikronech
bez aktivního mazání spirál rotorů
rotory těsní mezi sebou navzájem přímým kontaktem
odvalovací pohyb s postupným kontaktem evolvent
rovnoměrný a plynulý proces stlačování
nepatrný obsah oleje - do 0,5% ( pístové do 5%)
Skutečný pohyb rotoru
obráceně
správně
Řez kompresorem „SPECTER“
Radiální pohyblivost
optimální těsnění mezi
rotory kov na kov
při kapalném rázu se
rotory navzájem posunou
a nedojde k jejich
poškození
Odlehčení radiální - ochrana rotorů
pohled shora na hřídel
poloha za chodu
poloha v případě nasátí kapaliny
Axiální pohyblivost
pevný
rotor
plovoucí těsnění
funkce plovoucího těsnění
ochrana proti vysokému
rozdílu tlaků
optimální tlak na horní rotor
zajišťující dokonalé těsnění
spirál rotorů
pohyblivý
rotor
Patent Copeland
Startovní fáze
po dobu několika milisekund je propojen sací a výtlačný prostor
kompresor je vždy odlehčen
Poloha za chodu
Odlehčení axiální - ochrana rotorů
při kompresním poměru přes 20 se rotory vzájemně posunou
Odlehčení axiální - ochrana rotorů
při kompresním poměru hodně přes 20 se navíc zasune hlava
Provozní rozsah
R22
65
tc [°C]
60
C: Přehřátí v sání < 11K
55
50
B: Přehřátí v sání < 20K
45
40
A: Teplota v sání = 25°C
35
30
25
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
to [°C]
15
Porovnání chladicího faktoru (COP)
R 22
3.5
Copeland Scroll
3.25
3
2.75
Hermetický pístový kompresor
2.5
0
2
4
6
podmínky dle ARI to=7,2°C, tk=54,5°C
8
10
výkon motoru (PS)
12
14
Porovnání COP při různých kompresních poměrech
kondenzační výkon / příkon
Qk/Ne
(W/W)
5.50
5.00
R 22
4.50
ZR 61
4.00
3.50
CRNQ - 500
3.00
2.5
Qk/Ne
to= °C
3
3
4,5
3.5
4
-4,5
5
-10,9
4
4.5
5
tk=45°C
pk=1,71 MPa
Plochá výkonová křivka
Pkondenzační
u is s a n c e a uvýkon
Co n kW
d e n s e u r (kW)
18
ZR 61
16
-Co p e la n d S c ro ll (ZR6 1 )
14
Co p e la n d He rm é tiq u e Alte rn a tif
CRNQ-0 5 0 0
12
10
-1 0
-7 .5
kondenzační teplota + 50 °C
-5
-2 .5
0
2 .5
Te m p é ra tu re d 'Eva p o ra tio n (°C)
vypařovací teplota to [°C]
R 22 dT1 = 11 K
Tk = 8,3 K
Plochá výkonová křivka
CRLQ: Příliš vysoký výkon při plusových to
13
Qk
kW
12
11
10
ZR40K3 (Scroll)
CRLQ-0350 pístový
9
8
CRKQ-0325 pístový
7
to (°C)
6
-10
-8
-6
CRKQ: příliš nízký výkon při nízkých to
-4
-2
0
2
tk = 50°C
Porovnání hlukových vlastností
Maxima hluku pístového kompresoru
80
70
Pístový =76 dB(A)
CRNQ 0500
dB(A)
60
50
Skrol =70 dB(A)
ZR 61 KCE
40
30
20
10
0
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000
Hz
Skrol : rovnoměrnější hladina hluku i v nízkých kmitočtech
ARI - podmínky
Pracovní oblast
chladivo R22
středo a nízkoteplotní verze
pc / ps > 3
Pracovní oblast
chladivo R22
středoteplotní a
vysokoteplotní typy
pc / ps < 3
Pracovní oblasti
kompresory ZH pro
tepelná čerpadla
doporučení výrobce
srovnání jednotlivých řad
pmax Mpa
ZR
ZH
ZS
ZB
ZP
2,95
2,63
2,88
2,88
4,3
Pracovní oblasti
Ochrany kompresoru
• proti přetížení elektromotoru
• termistory ve vinutí motoru
• Klixon do velikosti ZR 81
• proti vysoké teplotě výtlaku
• vnitřní čidlo
• vnější snímač teploty
• správný smysl otáčení
3 čidla - limit +80°C, v každé cívce jedno
1 čidlo - limit +140°C, v dolní části motoru
Ochrany kompresoru
1 čidlo - limit +140°C, v hlavě rotoru
elektronický modul INT 69 SCY ve svorkovnici
(pro modely „Specter“ = nad 20 m3/h)
hlídá i správný smysl otáčení
Ochrany kompresoru
ochrana vinutí elektromotoru
• ZR 18 - ZR 81
• ZS 15 - ZS 45
• ZB 15 - ZB 45
• ZF 09 - ZF 18
• ZH
• ZP
KLIXON
termostat výtlaku + 95 °C ± 5
Ochrany kompresoru
ke Klixonu jsou vedeny horké páry
chladiva z hlavy kompresoru
dvojkovová destička jako přepouštěcí otvor
vnitřní pojistný ventil přepouští tlak z výtlaku
do sání
Současný program Copeland
ZR
ZRT/ZZ
ZB
ZS/ZF
ZBH
ZFH/ZSH
ZH
ZP
klimatizační kompresory (-20 až +15°C) do 66,9 m3/h
tandemy pro klimatizaci (2 x ZR) do 84,2 m3/h
klimatizační kompresory do 42,1 m3/h
chladící kompresory (-45 až +5°C) do 42,1 m3/h
horizontální verze pro klimatizaci (R407C) do 17,2 m3/h
horizontální verze pro chlazení do 17,2 m3/h
pro tepelná čerpadla (R407C) do 17,1 m3/h
kompresory pro R410A do 9,4 m3/h
Připravovaný program Copeland
ZPS
skroly s regulací výkonu 65% / 100%
ZRD
digitální skroly s řízením výkonu elektronicky
ZF/ZH*KVE
skroly se zvýšenou účinností
Regulace výkonu obtokem do sání
prostor mezi rotory propojen
do sání je nefunkční zmenšení nasátého objemu i
vestavěného kompresního
poměru
Regulace výkonu obtokem do sání
Regulace výkonu PWM - digitální
pevný rotor je spojen s pístem a
je svisle pohyblivý
pracovní poloha obtok uzavřen
odlehčení odlehčení
chod
chod
chod
rotující skrol
cyklus 15 -30
vteřin
odlehčený chod obtok otevřen
rotory jsou od sebe oddáleny
Regulace výkonu PWM - digitální
Regulace výkonu změnou otáček
rozsah použitelných frekvencí
odlišnosti :
• specielní motor
• mazací čerpadlo
• úprava mazání
Skroly se zvýšenou účinností
EVI - systém
výchozí kompresor ZF
nástřik do ekonomizéru
přisávání par mezi rotory
zvýšení výkonu až o 45%
zvýšení chladícího faktoru až o 25%
přisávání par mezi rotory
ALFACO s.r.o.
Komenského 209
565 01 Choceň
+420 465 473 005 (6)
[email protected]