Теплонасос

РОТАЦИОННЫЕ ЛОПАТОЧНЫЕ КОМПРЕССОРЫ

Эти мелкие компрессоры обычно работают при низких давле­ниях и степенях сжатия, они также называются компрессорами со скользящими лопатками (рис. 3.1). Для них характерен высокий объемный КПД, они пригодны для больших скоростей вращения.

Сжатие происходит между скользящими лопатками, поэтому их прочность и уплотнение имеют важное значение. Лопатки мож­но выполнять из чугуна, но чаще их делают из армированных фе - нольных пластиков. Лопаток может быть или только две, или боль­
ше, как показано на рис. 3.1. Повышение числа лопаток увеличи­вает потери на трение, но одновременно повышает объемный КПД, так что это число выбирается на основе компромиссного решения.

Уплотнение между лопаткой и цилиндром — это гидродинами­ческая смазка. На внутренней поверхности цилиндра образуется тонкая пленка масла, по которой скользят лопатки. Сила, действу­ющая на пленку, зависит от скорости вращения и разности давле­ний в компрессоре. Кроме того, во внутреннюю полость под лопат­ками специально подается давление с высокой стороны. В отличие от поршневых компрессоров маслосборник обычно размещают со стороны высокого давления, что устраняет потребность в масля­ном насосе. Надежность питания маслом очень важна, поскольку любое разрушение пленки ведет к быстрому износу скользящих поверхностей.

Интересный проект с ротаци­онным компрессором — солнеч­ный тепловой насос — был упо­мянут в гл. 2. С целью повыше­ния КПД комбинированный дви­гатель — компрессор использует гидродинамические лопатки, сма­зываемые только рабочей жид­костью Каждая лопатка имеет качающийся край, или башмак, который может слегка поворачиваться, так что его внешняя по­верхность может лучше прилегать к цилиндрической стенке. Оче­видно, этим устраняются многие проблемы смазки. Установка по­казана на рис. 3.2. Поскольку входящий поток непрерывен, не тре­буется никаких клапанов, однако на выходе клапаны иногда при­меняют, что определяется числом лопаток и давлением.

Ротационные компрессоры применяются при мощности привода до 5 кВт и менее. Выходное давление редко превышает 1 МПа, а разность давлений обычно не более 0,4 МПа. Хотя эти пределы постепенно расширяются благодаря новым разработкам, они еще не позволяют применить ротационные компрессоры в высокотем­пературных тепловых насосах.

Недавно разработан компрессор «Prestcold / Denco Miller», существенно расширивший указанные пределы. Он имеет мощ­ность 10 кВт, степень сжатия 4 и давление на выходе 1,5 МПа.