Een koelkastcompressor is het centrum van de koelcyclus. Het werkt als een pomp om de circulatie van het koelmiddel te regelen en het voegt druk toe aan het koelmiddel en verwarmt het. De compressor trekt ook damp weg van de verdamper om een lagere druk en lagere temperatuur te handhaven voordat deze naar de condensor wordt gestuurd.
De koelcyclus
Een grondig begrip van de rol van een koelcompressor kan niet bestaan zonder een bespreking van de koelcyclus, die in wezen bestaat uit de transformatie van een vloeistof in een gas en weer terug. (Als u niet geïnteresseerd bent in de details, sla deze stap dan gewoon over.) Er zijn vijf hoofdstappen voor een koelcircuit: verdamping, compressie, condensatie, ontvangst en expansie. 1) Verdamping: vloeibaar koelmiddel komt de verdamper binnen. Het absorbeert warmte wanneer het verdampt, wat koeling oplevert. Het koelmiddel uit de verdamper wordt als zwak of verzadigd oververhit gas in een tank gevoerd. De druk in de tank stijgt totdat deze gelijk is aan de druk in de verdamper. De koelmiddelstroom stopt en de temperatuur in zowel de tank als de verdamper stijgt naar omgevingstemperatuur. 2) Compressie: om de noodzakelijke lagere drukken en lagere temperaturen te handhaven, is een compressor nodig om de damp te verwijderen. Omdat het koelcircuit gesloten is, blijft het evenwicht behouden. Dat betekent dat als de compressor sneller damp verwijdert dan deze kan worden gevormd, de druk zal dalen en daarmee de temperatuur in de verdamper. Als alternatief, als de belasting op de verdamper stijgt en het koelmiddel sneller verdampt, zullen de temperatuur en druk in de verdamper stijgen. De energie die een compressor nodig heeft, wordt compressie-invoer genoemd en wordt overgebracht naar de koeldamp. 3) Condensatie: Na het verlaten van de compressor gaat het koelmiddel naar de condensor, die warmte afgeeft die wordt overgedragen aan lucht of water met een lagere temperatuur. De hoeveelheid afgegeven warmte is de warmte die wordt geabsorbeerd door het koelmiddel in de verdamper plus de warmte die wordt gecreëerd door compressie-invoer. Het bijproduct hiervan is dat de damp verandert in een vloeistof, die vervolgens naar de ontvanger wordt gestuurd. 4) Ontvangen: de druk in de ontvanger is vanwege compressie hoger dan de druk in de verdamper en moet daarom worden verlaagd om overeen te komen met de verdampingsdruk. Dit wordt bereikt door het gebruik van een expansieventiel. 5) Expansie: voordat de vloeistof het expansieventiel binnenkomt, zal de temperatuur net onder het kookpunt zijn. Plots verlagen van de druk in de expansieklep zorgt ervoor dat de vloeistof kookt en verdampt. Deze verdamping vindt plaats in de verdamper en het circuit is voltooid. Er zijn veel verschillende temperaturen betrokken bij de werking van een koelinstallatie, maar in principe zijn er slechts twee drukken: verdampingsdruk en condensatiedruk.
Soorten
De belangrijkste soorten koelcompressoren zijn reciprocerend, schroef, scroll en centrifugaal. Ze worden gebruikt in koeling, warmtepompen en airconditioningstoepassingen, zoals voedselverwerking, ijsbanen en arena's, en farmaceutische productie.
Roterende schroefcompressoren
Roterende schroefcompressoren hebben schroefspindels die het gas comprimeren wanneer het de verdamper binnenkomt. De schroefcompressor heeft een soepele werking en minimale onderhoudsvereisten; typisch vereisen deze compressoren alleen veranderingen in olie, het oliefilter en de lucht / olieafscheider. Op microprocessors gebaseerde controllers zijn ook beschikbaar voor standaard roterende compressoren, waardoor de rotator 100 procent van de tijd geladen kan blijven. Er zijn twee soorten roterende schroefcompressoren: enkel en dubbel.
Zuigercompressoren
Een zuigercompressor gebruikt een door een zuiger bediend losmechanisme met veerbelaste pennen om de zuigklepplaat van zijn zitting te heffen, waardoor de eenheid bij elke drukverhouding kan worden gebruikt. Deze actie is vergelijkbaar met een verbrandingsmotor in een auto. Dit type compressor is efficiënt bij zowel volledige als gedeeltelijke werking. Verdere voordelen zijn eenvoudige bedieningselementen en de mogelijkheid om de snelheid te regelen door het gebruik van riemaandrijvingen. De zuigercompressor wordt gebruikt in toepassingen met weinig vermogen.
Scrollcompressoren
Scrollcompressoren werken door een spiraalelement in een andere stationaire spiraal te verplaatsen om gaszakken te produceren die, naarmate ze kleiner worden, de druk van het gas verhogen. Tijdens compressie worden verschillende zakken tegelijk gecomprimeerd. Door een even aantal gebalanceerde gaszakken aan weerszijden te handhaven, worden de compressiekrachten in de schuifbalans en verminderen trillingen in de compressor. Dit type compressor gebruikt het scroll-ontwerp in plaats van een vaste cilinder of een zuiger of eenzijdig compressiemechanisme, waardoor verspilde ruimte in de compressiekamer wordt geëlimineerd en de noodzaak om tijdens de cyclus steeds opnieuw gas te comprimeren (recompressie) wordt geëlimineerd. Dit vermindert het energieverbruik.
Centrifugaalcompressoren
Centrifugaalcompressoren comprimeren koelgas door de middelpuntvliedende kracht die wordt gecreëerd door rotoren die op hoge snelheid draaien. Deze energie wordt vervolgens naar een diffuser gestuurd, die een deel ervan omzet in verhoogde druk. Het doet dit door het gebied van het stroomvolume uit te breiden om de stroomsnelheid van de werkvloeistof te vertragen. Diffusers kunnen airfoils gebruiken, ook bekend als vinnen, om dit te verbeteren. Centrifugaalcompressoren zijn geschikt voor het comprimeren van grote hoeveelheden gas tot matige drukken.
