1,Das FunktionsprinzipDer Kolbenkompressor besteht aus Zylinder, Ventil und dem Kolben, der sich im Zylinder hin und her bewegt und dabei das sich ständig ändernde Arbeitsvolumen verrichtet. Vernachlässigt man die tatsächlichen Volumen- und Energieverluste des Kolbenkompressors (d. h. den idealen Arbeitsprozess), so lässt sich die Arbeit, die die Kurbelwelle des Kolbenkompressors pro Umdrehung verrichtet, in Ansaug-, Verdichtungs- und Ausstoßvorgänge unterteilen.
Kompressionsprozess:Der Kolben bewegt sich vom unteren Anschlagpunkt nach oben, während Saug- und Auslassventil geschlossen sind. Das Gas im geschlossenen Zylinder wird komprimiert, wodurch sich das Zylindervolumen allmählich verringert und Druck und Temperatur allmählich ansteigen, bis der Gasdruck im Zylinder dem Abgasdruck entspricht. Der Kompressionsprozess wird im Allgemeinen als isentroper Prozess betrachtet.
Abgasprozess: Der Kolben bewegt sich weiter nach oben, wodurch der Gasdruck im Zylinder den Abgasdruck übersteigt. Das Auslassventil öffnet sich, und das im Kolben befindliche Gas drückt den Druck aus dem Zylinder in das Auspuffrohr, bis der Kolben seinen oberen Anschlag erreicht hat. An diesem Punkt schließt das Auslassventil aufgrund der Federkraft und der Schwerkraft des Ventils.
2. Anwendungen von Kolbenkompressoren
Haupteinsatzgebiete: Kühlhäuser, Gefrieranlagen und der Markt für Kühltechnik verwenden vermehrt halbhermetische Kolbenkompressoren; geringere Einsatzgebiete: gewerbliche Kälteanlagen und Klimaanlagen.
Halbhermetische Kolbenkompressoren für Kühlhäuser werden in der Regel von einem vierpoligen Motor angetrieben und haben eine Nennleistung von üblicherweise 60–600 kW. Die Zylinderzahl beträgt 2–8, maximal 12. (2. Anwendungen von Kolbenkompressoren)
Die Hauptanwendungen: Kühlhäuser, Kühl- und Gefrieranlagen, wo halbhermetische Kolbenkompressoren häufiger zum Einsatz kommen; geringere Anwendungen: gewerbliche Kälteanlagen und Klimaanlagen.
Halbhermetischer KolbenkompressorfürKühlhausSie wird im Allgemeinen von einem vierpoligen Motor angetrieben und ihre Nennleistung liegt üblicherweise zwischen 60 und 600 kW. Die Zylinderzahl beträgt 2 bis 8, maximal 12.
3. Die Vorteile von Kolbenkompressoren
(1) Der erforderliche Druck kann unabhängig von der Durchflussrate erreicht werden, mit einem breiten Spektrum an Auslassdrücken bis zu 320 MPa (industrielle Anwendungen) und sogar 700 MPa (im Labor).
(2) Einzelmaschinenkapazität für jede Durchflussrate bis zu 500 m³/min.
(3) Geringer Materialbedarf im allgemeinen Druckbereich, meist aus gewöhnlichen Stahlwerkstoffen, einfacher zu verarbeiten und kostengünstiger herzustellen.
(4) Höherer thermischer Wirkungsgrad; große und mittelgroße Anlagen können im Allgemeinen einen adiabatischen Wirkungsgrad von etwa 0,7 bis 0,85 erreichen.
(5) Hohe Anpassungsfähigkeit bei der Einstellung des Gasvolumens, d. h. der Abgasbereich ist breiter und wird nicht durch hohen oder niedrigen Druck beeinflusst, und es kann sich an einen breiteren Druckbereich und Kältemittelvolumenanforderungen anpassen.
(6) Die Dichte und die Eigenschaften des Gases haben nur geringen Einfluss auf die Arbeitsleistung des Kompressors, und der gleiche Kompressor kann für verschiedene Gase verwendet werden.
(7) Die Antriebsmaschine ist relativ einfach, meist mit Elektromotoren, in der Regel ohne Drehzahlregelung, und ist sehr wartungsfreundlich.
(8) Die Kolbenkompressortechnologie ist ausgereifter, die Produktion nutzt die gesammelten Erfahrungen.
4. Die Nachteile von Kolbenkompressoren
(1) komplexe und sperrige Konstruktion, Verschleißteile, großer Platzbedarf, hohe Investitionskosten, Wartungsaufwand, Verwendung eines kürzeren Zyklus, aber nach Aufwand können mehr als 8000 Stunden erreicht werden.
(2) Die Drehzahl ist nicht hoch, die Maschine ist groß und schwer, und das Abgasvolumen einer einzelnen Maschine beträgt im Allgemeinen weniger als 500 m³/min.
(3) Vibrationen im Betrieb der Maschine.
(4) Die Abgase sind nicht kontinuierlich, der Luftstrom ist pulsierend, was leicht zu Vibrationen der Rohrleitung führen kann und in schweren Fällen aufgrund von Luftstrompulsationen und Resonanz häufig Schäden am Rohrleitungsnetz oder an Maschinenteilen verursacht.
(5) Durchflussregelung mittels subventionierter Volumen- oder Bypassventile ist zwar einfach, bequem und zuverlässig, führt aber zu großen Leistungsverlusten und reduziertem Wirkungsgrad im Teillastbetrieb.
(6) Ölgeschmierte Kompressoren, bei denen sich Öl im Gas befindet, das entfernt werden muss.
(7) Große Anlagen, die mehrere Kompressorsätze einsetzen, wenn viele Bediener anwesend sind oder die Arbeitsintensität hoch ist.
Veröffentlichungsdatum: 03.08.2022