I. Główne komponenty systemu
Sprężarka śrubowa: Serce systemu. Spręża niskotemperaturowy, niskociśnieniowy gaz chłodniczy do gazu wysokotemperaturowego, wysokociśnieniowego.
Skraplacz: Wysokociśnieniowy, wysokotemperaturowy gaz chłodniczy oddaje tu ciepło, skraplając się w ciecz.
Urządzenie dławiące (zawór rozprężny/rurka kapilarna): Zmniejsza ciśnienie i temperaturę wysokociśnieniowego ciekłego czynnika chłodniczego, przekształcając go w niskotemperaturową, niskociśnieniową mieszaninę gazu i cieczy.
Parownik: Ciekły czynnik chłodniczy paruje tutaj, pochłaniając ciepło, tym samym obniżając temperaturę chłodzonego medium (powietrza lub wody).
Zbiornik cieczy / separator oleju (dla typów z wtryskiem oleju): Oddziela olej smarujący i przechowuje nadmiar czynnika chłodniczego.
II. Kroki cyklu pracy (na przykładzie sprężarki śrubowej z wtryskiem oleju)
(1) Proces sprężania
Niskotemperaturowa, niskociśnieniowa para czynnika chłodniczego (np. R134a, Amoniak, R22) wchodzi do portu ssawnego sprężarki z parownika.
Poprzez zazębiający się obrót wirników męskiego i żeńskiego, gaz jest stopniowo sprężany w objętości międzyłopatkowej:
Objętość ciągle maleje (typowy współczynnik objętościowy 2,5–5,0).
Ciśnienie i temperatura gwałtownie rosną (temperatura wylotowa może osiągnąć 70–100°C).
Rola wtrysku oleju: Olej jest jednocześnie wtryskiwany w celu uszczelnienia, chłodzenia i smarowania.
(2) Wylot i separacja oleju
Wysokotemperaturowa, wysokociśnieniowa mieszanina gazu chłodniczego i oleju wchodzi do Separatora oleju:
Olej smarujący jest oddzielany (skuteczność separacji >99,9%) i wraca do sprężarki.
Czysty wysokociśnieniowy gaz chłodniczy płynie do skraplacza.
(3) Proces skraplania
Wysokotemperaturowy, wysokociśnieniowy gazowy czynnik chłodniczy w skraplaczu:
Oddaje ciepło poprzez chłodzenie powietrzem lub wodą.
Stopniowo skrapla się w wysokociśnieniowy ciekły czynnik chłodniczy (np. temperatura skraplania R134a ok. 40–50°C).
(4) Rozprężanie dławiące
Wysokociśnieniowy ciekły czynnik chłodniczy przepływa przez Zawór rozprężny (termostatyczny zawór rozprężny / elektroniczny zawór rozprężny):
Ciśnienie gwałtownie spada (np. z 15 bar do 4 bar).
Temperatura spada do temperatury parowania (np. -10°C).
Staje się niskotemperaturową, niskociśnieniową dwufazową mieszaniną gazu i cieczy.
(5) Parowanie i absorpcja ciepła
Dwufazowa mieszanina wchodzi do parownika:
Czynnik chłodniczy pochłania ciepło z otaczającego medium (schłodzonej wody lub powietrza) i paruje.
Wydaje zimną wodę (np. 7°C) lub zimne powietrze.
Ostatecznie staje się niskotemperaturowym, niskociśnieniowym gazem nasyconym, ponownie wchodząc do sprężarki, aby zakończyć cykl.
✅ Podstawowa zasada: Absorpcja ciepła w parowniku → Oddawanie ciepła w skraplaczu, osiągając przenoszenie ciepła ze strefy niskiej temperatury (parownik) do strefy wysokiej temperatury (skraplacz).
III. Główne zalety chłodzenia sprężarką śrubową
Możliwość ciągłego sprężania:
Brak zaworów ssawnych/wylotowych zapewnia płynny, niepulsacyjny przepływ gazu.
Idealne do zastosowań chłodniczych o dużej wydajności (typowy zakres wydajności 100–3000 kW).
Wysoko wydajna praca ze zmiennym obciążeniem:
Regulacja wydajności za pomocą zaworu suwakowego: Umożliwia bezstopniową modulację wydajności chłodniczej (10–100%), doskonale dostosowując się do zmiennych obciążeń.
Sterowanie napędem o zmiennej prędkości (VFD): Dodatkowo optymalizuje wydajność w warunkach częściowego obciążenia.
Tolerancja na zalewanie cieczą i sprężanie na mokro:
Konstrukcja luzu wirnika pozwala na przedostawanie się niewielkich ilości ciekłego czynnika chłodniczego bez powodowania uszkodzeń (w przeciwieństwie do sprężarek tłokowych, które cierpią z powodu zalewania cieczą).
Niskie wibracje i wysoka niezawodność:
Doskonałe wyważenie dynamiczne wirnika skutkuje znacznie niższymi wibracjami niż w sprężarkach tłokowych, eliminując potrzebę stosowania skomplikowanych fundamentów.
Odpowiednie do wrażliwych środowisk (szpitale, laboratoria).
I. Główne komponenty systemu
Sprężarka śrubowa: Serce systemu. Spręża niskotemperaturowy, niskociśnieniowy gaz chłodniczy do gazu wysokotemperaturowego, wysokociśnieniowego.
Skraplacz: Wysokociśnieniowy, wysokotemperaturowy gaz chłodniczy oddaje tu ciepło, skraplając się w ciecz.
Urządzenie dławiące (zawór rozprężny/rurka kapilarna): Zmniejsza ciśnienie i temperaturę wysokociśnieniowego ciekłego czynnika chłodniczego, przekształcając go w niskotemperaturową, niskociśnieniową mieszaninę gazu i cieczy.
Parownik: Ciekły czynnik chłodniczy paruje tutaj, pochłaniając ciepło, tym samym obniżając temperaturę chłodzonego medium (powietrza lub wody).
Zbiornik cieczy / separator oleju (dla typów z wtryskiem oleju): Oddziela olej smarujący i przechowuje nadmiar czynnika chłodniczego.
II. Kroki cyklu pracy (na przykładzie sprężarki śrubowej z wtryskiem oleju)
(1) Proces sprężania
Niskotemperaturowa, niskociśnieniowa para czynnika chłodniczego (np. R134a, Amoniak, R22) wchodzi do portu ssawnego sprężarki z parownika.
Poprzez zazębiający się obrót wirników męskiego i żeńskiego, gaz jest stopniowo sprężany w objętości międzyłopatkowej:
Objętość ciągle maleje (typowy współczynnik objętościowy 2,5–5,0).
Ciśnienie i temperatura gwałtownie rosną (temperatura wylotowa może osiągnąć 70–100°C).
Rola wtrysku oleju: Olej jest jednocześnie wtryskiwany w celu uszczelnienia, chłodzenia i smarowania.
(2) Wylot i separacja oleju
Wysokotemperaturowa, wysokociśnieniowa mieszanina gazu chłodniczego i oleju wchodzi do Separatora oleju:
Olej smarujący jest oddzielany (skuteczność separacji >99,9%) i wraca do sprężarki.
Czysty wysokociśnieniowy gaz chłodniczy płynie do skraplacza.
(3) Proces skraplania
Wysokotemperaturowy, wysokociśnieniowy gazowy czynnik chłodniczy w skraplaczu:
Oddaje ciepło poprzez chłodzenie powietrzem lub wodą.
Stopniowo skrapla się w wysokociśnieniowy ciekły czynnik chłodniczy (np. temperatura skraplania R134a ok. 40–50°C).
(4) Rozprężanie dławiące
Wysokociśnieniowy ciekły czynnik chłodniczy przepływa przez Zawór rozprężny (termostatyczny zawór rozprężny / elektroniczny zawór rozprężny):
Ciśnienie gwałtownie spada (np. z 15 bar do 4 bar).
Temperatura spada do temperatury parowania (np. -10°C).
Staje się niskotemperaturową, niskociśnieniową dwufazową mieszaniną gazu i cieczy.
(5) Parowanie i absorpcja ciepła
Dwufazowa mieszanina wchodzi do parownika:
Czynnik chłodniczy pochłania ciepło z otaczającego medium (schłodzonej wody lub powietrza) i paruje.
Wydaje zimną wodę (np. 7°C) lub zimne powietrze.
Ostatecznie staje się niskotemperaturowym, niskociśnieniowym gazem nasyconym, ponownie wchodząc do sprężarki, aby zakończyć cykl.
✅ Podstawowa zasada: Absorpcja ciepła w parowniku → Oddawanie ciepła w skraplaczu, osiągając przenoszenie ciepła ze strefy niskiej temperatury (parownik) do strefy wysokiej temperatury (skraplacz).
III. Główne zalety chłodzenia sprężarką śrubową
Możliwość ciągłego sprężania:
Brak zaworów ssawnych/wylotowych zapewnia płynny, niepulsacyjny przepływ gazu.
Idealne do zastosowań chłodniczych o dużej wydajności (typowy zakres wydajności 100–3000 kW).
Wysoko wydajna praca ze zmiennym obciążeniem:
Regulacja wydajności za pomocą zaworu suwakowego: Umożliwia bezstopniową modulację wydajności chłodniczej (10–100%), doskonale dostosowując się do zmiennych obciążeń.
Sterowanie napędem o zmiennej prędkości (VFD): Dodatkowo optymalizuje wydajność w warunkach częściowego obciążenia.
Tolerancja na zalewanie cieczą i sprężanie na mokro:
Konstrukcja luzu wirnika pozwala na przedostawanie się niewielkich ilości ciekłego czynnika chłodniczego bez powodowania uszkodzeń (w przeciwieństwie do sprężarek tłokowych, które cierpią z powodu zalewania cieczą).
Niskie wibracje i wysoka niezawodność:
Doskonałe wyważenie dynamiczne wirnika skutkuje znacznie niższymi wibracjami niż w sprężarkach tłokowych, eliminując potrzebę stosowania skomplikowanych fundamentów.
Odpowiednie do wrażliwych środowisk (szpitale, laboratoria).