Ein Kühlschrankkompressor ist das Zentrum des Kältekreislaufs. Es arbeitet als Pumpe, um die Zirkulation des Kältemittels zu steuern, und fügt dem Kältemittel Druck hinzu und erwärmt es. Der Kompressor saugt auch Dampf vom Verdampfer ab, um einen niedrigeren Druck und eine niedrigere Temperatur aufrechtzuerhalten, bevor er zum Kondensator geleitet wird.
Der Kühlkreislauf
Ein gründliches Verständnis der Rolle eines Kältekompressors kann nicht ohne eine Erörterung des Kältekreislaufs existieren, der im Wesentlichen aus der Umwandlung einer Flüssigkeit in ein Gas und wieder zurück besteht. (Wenn Sie sich nicht für Details interessieren, überspringen Sie einfach diesen Schritt.) Ein Kältekreislauf besteht aus fünf Hauptschritten: Verdampfen, Komprimieren, Kondensieren, Empfangen und Expandieren. 1) Verdampfung: Flüssiges Kältemittel tritt in den Verdampfer ein. Es nimmt beim Verdampfen Wärme auf und erzeugt so Kühlung. Das Kältemittel aus dem Verdampfer wird als schwaches oder gesättigtes überhitztes Gas einem Tank zugeführt. Der Druck im Tank steigt an, bis er dem Druck im Verdampfer entspricht. Der Kältemittelfluss stoppt und die Temperatur in Tank und Verdampfer steigt auf Umgebungstemperatur. 2) Komprimierung: Um die erforderlichen niedrigeren Drücke und niedrigeren Temperaturen aufrechtzuerhalten, wird ein Kompressor benötigt, um den Dampf zu entfernen. Da der Kältekreislauf geschlossen ist, bleibt das Gleichgewicht erhalten. Das heißt, wenn der Kompressor Dampf schneller entfernt, als er sich bilden kann, sinkt der Druck und damit die Temperatur im Verdampfer. Wenn alternativ die Belastung des Verdampfers steigt und das Kältemittel schneller verdampft, steigen die Temperatur und der Druck im Verdampfer. Die Energie, die ein Kompressor benötigt, wird als Kompressionseingang bezeichnet und auf den Kältedampf übertragen. 3) Verflüssigung: Nach dem Verlassen des Kompressors gelangt das Kältemittel zum Verflüssiger, der Wärme abgibt, die an Luft oder Wasser mit einer niedrigeren Temperatur abgegeben wird. Die abgegebene Wärmemenge ist die vom Kältemittel im Verdampfer aufgenommene Wärme zuzüglich der durch den Verdichtungseingang erzeugten Wärme. Das Nebenprodukt davon ist, dass sich der Dampf in eine Flüssigkeit verwandelt, die dann zum Empfänger geschickt wird. 4) Empfangen: Der Druck im Empfänger ist aufgrund der Kompression höher als der Druck im Verdampfer und muss daher abgesenkt werden, um dem Verdampfungsdruck zu entsprechen. Dies wird durch die Verwendung eines Expansionsventils erreicht. 5) Expansion: Bevor die Flüssigkeit in das Expansionsventil eintritt, liegt die Temperatur knapp unter dem Siedepunkt. Durch plötzliches Verringern des Drucks im Expansionsventil kocht die Flüssigkeit und verdampft. Diese Verdampfung findet im Verdampfer statt und der Kreislauf ist abgeschlossen. Der Betrieb einer Kälteanlage ist mit vielen unterschiedlichen Temperaturen verbunden, im Prinzip gibt es jedoch nur zwei Drücke: Verdampfungsdruck und Verflüssigungsdruck.
Typen
Die Haupttypen von Kältekompressoren sind Hubkolben-, Schrauben-, Spiral- und Zentrifugalkompressoren. Sie werden in Kälte-, Wärmepumpen- und Klimaanlagenanwendungen wie der Lebensmittelverarbeitung, in Eisbahnen und Arenen sowie in der pharmazeutischen Herstellung eingesetzt.
Schraubenkompressoren
Schraubenkompressoren haben Schraubenspindeln, die das Gas beim Eintritt aus dem Verdampfer komprimieren. Der Schraubenkompressor bietet einen reibungslosen Betrieb und minimale Wartungsanforderungen. Typischerweise erfordern diese Kompressoren nur Ölwechsel, Ölfilter und Luft / Öl-Abscheider. Mikroprozessorbasierte Steuerungen sind auch für Standard-Rotationskompressoren erhältlich, mit denen der Rotationskompressor zu 100 Prozent belastet bleibt. Es gibt zwei Arten von Schraubenkompressoren: Single und Twin.
Kolbenkompressoren
Ein Kolbenkompressor verwendet einen kolbenbetätigten Entlastungsmechanismus mit federbelasteten Stiften, um die Saugventilplatte von ihrem Sitz anzuheben, so dass die Einheit bei jedem Druckverhältnis verwendet werden kann. Diese Aktion ähnelt einem Verbrennungsmotor in einem Auto. Dieser Kompressortyp ist sowohl im Voll- als auch im Teillastbetrieb effizient. Weitere Vorteile sind die einfache Steuerung und die Möglichkeit, die Geschwindigkeit über Riemenantriebe zu regeln. Der Kolbenkompressor wird in Anwendungen mit geringer Leistung verwendet.
Scroll-Kompressoren
Scrollverdichter bewegen ein Spiralelement in einer anderen feststehenden Spirale, um Gastaschen zu erzeugen, die den Gasdruck erhöhen, wenn sie kleiner werden. Bei der Komprimierung werden mehrere Taschen gleichzeitig komprimiert. Durch die Beibehaltung einer geraden Anzahl ausgeglichener Gastaschen auf den gegenüberliegenden Seiten gleichen die Kompressionskräfte im Inneren des Spiralgehäuses die Vibrationen im Inneren des Kompressors aus. Diese Art von Kompressor verwendet die Spiralkonstruktion anstelle eines festen Zylinders oder eines Kolbens oder eines einseitigen Kompressionsmechanismus, wodurch verschwendeter Raum in der Kompressionskammer und die Notwendigkeit, während des Zyklus immer wieder Gas zu komprimieren, vermieden werden (Rekompression). Dies reduziert den Energieverbrauch.
Radialverdichter
Zentrifugalkompressoren komprimieren Kältemittelgas durch die Zentrifugalkraft, die von Rotoren erzeugt wird, die sich mit hoher Geschwindigkeit drehen. Diese Energie wird dann zu einem Diffusor geleitet, der einen Teil davon in erhöhten Druck umwandelt. Dies geschieht durch Erweitern des Bereichs des Strömungsvolumens, um die Strömungsgeschwindigkeit des Arbeitsfluids zu verlangsamen. Diffusoren können Schaufeln verwenden, um dies zu verbessern. Radialverdichter eignen sich zum Verdichten großer Gasmengen auf mäßige Drücke.
