Сравнивая уровни вибрации, а Конденсаторный агрегат винтового типа производит значительно меньшую вибрацию, чем поршневой конденсаторный агрегат - обычно генерируют вибрационные скорости 2–4 мм/с (СКЗ) , по сравнению с 8–15 мм/с (СКЗ) обычно измеряется на моделях возвратно-поступательного движения в условиях эквивалентной нагрузки. Эта разница напрямую влияет на требования к установке, долговечность оборудования, контроль шума и общие эксплуатационные расходы. Если управление вибрацией является приоритетом на вашем предприятии, конструкция винтового типа имеет явное и измеримое преимущество.

Почему конструкция компрессора приводит к различиям в вибрации

Основная причина различий в вибрации заключается в механическом движении компрессоров каждого типа. В компрессорно-конденсаторном агрегате с возвратно-поступательным движением используются поршни, которые движутся вперед и назад по линейному циклу. Это возвратно-поступательное движение создает сильные периодические импульсные силы, особенно в верхней и нижней мертвых точках, которые распространяются через корпус компрессора на окружающую конструкцию. Эти импульсы повторяются с высокой частотой, и их трудно полностью изолировать.

В винтовых конденсационных установках, напротив, используется пара взаимосвязанных винтовых роторов, которые непрерывно вращаются в одном направлении. Здесь нет поршней, клапанов, открывающихся и закрывающихся под давлением, а также резких реверсов направления. Вращательное движение по своей сути является плавным и самобалансирующимся. Вот почему винтовые компрессоры характеризуются вращательный динамический баланс , а поршневые компрессоры характеризуются несбалансированные силы инерции .

В агрегатах, которые также имеют полугерметичную конфигурацию компрессора, двигатель компрессора и вращающийся узел заключены в общий герметичный корпус, что еще больше снижает передачу механической вибрации на внешний корпус и трубопроводы.

Сравнение уровней вибрации: ключевые данные

В следующей таблице приведены типичные характеристики вибрации при нормальной работе с полной нагрузкой для обоих типов агрегатов в общих диапазонах производительности:

Влияние на требования к установке

Повышенная вибрация в поршневых конденсаторных установках создает более сложные условия установки. При выборе поршневого агрегата инженеры должны учитывать следующее:

• Прочные пружинные или резиновые антивибрационные опоры под рамой для предотвращения передачи вибрации от пола.
• Гибкие шланговые соединения в оплетке на всасывающей, нагнетательной и жидкостной линиях для поглощения напряжения в трубе.
• Увеличенный зазор от стен и прилегающего оборудования для предотвращения передачи резонанса.
• Структурные проверки на крыше или поднятых платформах, где необходимо оценить динамическую нагрузку.

Для винтового компрессорно-конденсаторного агрегата обычно достаточно стандартных антивибрационных подушек. Более низкий уровень вибрации также делает агрегаты винтового типа гораздо более подходящими для установки на верхних этажах коммерческих зданий, вблизи жилых помещений или в средах, где поблизости находится чувствительное к вибрации оборудование, например, в лабораторных помещениях, центрах обработки данных или заводах пищевой промышленности.

Как вибрация влияет на долгосрочную надежность

Чрезмерная механическая вибрация является одной из основных причин преждевременного выхода из строя компонентов холодильных систем. В поршневом компрессорно-конденсаторном агрегате повторяющиеся импульсные нагрузки ускоряют износ нескольких важных компонентов:

• Усталостные трещины на трубах — особенно в паяных соединениях и коленях вблизи нагнетания компрессора.
• Износ клапана — всасывающие и нагнетательные клапаны поршневых компрессоров подвергаются постоянным механическим нагрузкам.
• Усталость подшипников — коленвал и шатунные подшипники быстрее изнашиваются при циклических нагрузках
• Ослабление крепления — болтовые соединения на раме и электрических клеммах со временем могут ослабнуть.

В винтовых конденсаторных установках отсутствие возвратно-поступательных масс означает, что эти виды отказов в значительной степени исключены. Основными точками износа являются подшипники ротора и уплотнения вала, которые при нормальных условиях смазки имеют срок службы 40 000–80 000 часов работы перед необходимостью проверки — интервал между капитальными ремонтами примерно в два раза выше, чем у сопоставимых поршневых агрегатов.

Поведение вибрации при частичной нагрузке

Характеристики вибрации изменяются при частичной нагрузке, и оба типа агрегатов ведут себя по-разному. В поршневой компрессорно-конденсаторной установке разгрузка цилиндров, при которой некоторые цилиндры обходятся для снижения производительности, изменяет баланс компрессора. Это может на самом деле увеличить относительную амплитуду вибрации на некоторых ступенях частичной нагрузки, поскольку симметрия поршневых сил нарушается.

Конденсаторный агрегат винтового типа использует золотниковый клапан или привод с регулируемой скоростью для регулирования производительности. При частотном управлении скорость вращения уменьшается пропорционально, что обычно снижает уровень вибрации при частичной нагрузке сохраняя при этом плавное и непрерывное вращение. Это делает винтовые агрегаты более предсказуемыми и конструктивно щадящими во всем рабочем диапазоне — от 25% до 100% нагрузки.

Конструкция конденсатора и ее взаимодействие с вибрацией

Конденсаторная секция агрегата также взаимодействует с вибрацией, создаваемой компрессором. Большинство винтовых конденсаторных агрегатов наружного применения оснащены конденсатором с воздушным охлаждением, в котором осевые вентиляторы большого диаметра установлены над или рядом с секцией теплообменника. Поскольку уровень вибрации винтового компрессора низкий и постоянный, трубопровод хладагента, соединяющий компрессор с змеевиком конденсатора с воздушным охлаждением, испытывает гораздо меньшие циклические нагрузки по сравнению с поршневым агрегатом.

В поршневых агрегатах с конденсатором с воздушным охлаждением стандартной практикой является установка двух или более гибких соединений между выпускным отверстием компрессора и впускным коллектором конденсатора. Без них импульсные силы поршней могут вызвать микроусталостные трещины в паяных соединениях в течение 2–3 лет непрерывной эксплуатации — вид отказа, редко наблюдаемый в системах винтового типа.

Шум: прямое следствие вибрации

Вибрация и воздушный шум тесно связаны. Механические импульсные силы поршневого компрессорно-конденсаторного агрегата излучаются в виде структурного шума, который затем излучается в виде воздушного шума из корпуса, трубопроводов и опорной рамы. Вот почему поршневые агрегаты имеют тенденцию издавать характерный громкий ритмичный стук при полной нагрузке.

Конденсаторный блок винтового типа производит непрерывный высокочастотный тон, часто описываемый как устойчивый вой, который обычно легче заглушить с помощью стандартных акустических кожухов или барьерных панелей. В городских условиях или зонах, чувствительных к шуму, агрегаты винтового типа обычно требуют меньших инвестиций в акустическую обработку соответствовать местным нормам по шуму, чем возвратно-поступательные агрегаты эквивалентной мощности.

Например, для поршневого конденсаторного агрегата мощностью 100 кВт может потребоваться полный акустический кожух и виброизолирующие перекладины, чтобы обеспечить соответствие предельному уровню в 65 дБ(А) на расстоянии 5 метров. Винтовой конденсаторный агрегат той же производительности может обеспечить соответствие только антивибрационным подушкам и частичному жалюзийному экрану, что примерно снижает затраты на акустическую обработку. 30–50% .

Выбор подходящего устройства для вашего применения

Уровень вибрации следует рассматривать как практический критерий выбора, а не просто техническую спецификацию. Используйте следующие рекомендации:

Выбирайте винтовой компрессорно-конденсаторный агрегат, если:

• Устройство будет установлено на верхних этажах, крышах или в зданиях с чувствительными к вибрации жильцами.
• Холодопроизводительность превышает 50 кВт и ожидается продолжительная непрерывная работа (20 часов в день).
• На место установки распространяются местные правила по шуму и вибрации.
• Минимизация времени простоя при техническом обслуживании и риска выхода из строя труб является приоритетом.

Поршневой конденсаторный агрегат может быть целесообразным, если:

• Холодопроизводительность составляет менее 20 кВт, установка работает в изолированном машинном помещении на первом этаже.
• Бюджетные ограничения делают более низкую первоначальную стоимость поршневого агрегата привлекательной.
• Применение предполагает прерывистую работу, при которой накопление вибрационной усталости ограничено.

Преимущество вибрации Конденсаторный агрегат винтового типа вместо компрессорно-конденсаторного агрегата возвратно-поступательного действия является существенным и хорошо документированным. . Поскольку скорость вибрации обычно в три-пять раз ниже, агрегаты винтового типа создают меньшую нагрузку на конструкции, трубы и компоненты, что приводит к снижению затрат на установку, меньшему количеству вмешательств по техническому обслуживанию, увеличению срока службы и более легкому соблюдению норм по шуму. Для систем охлаждения и кондиционирования воздуха средней и большой мощности более низкий профиль вибрации винтовой конструкции представляет собой убедительную долгосрочную эксплуатационную выгоду, которая оправдывает более высокие первоначальные инвестиции.