Раз мы заговорили о масле, остановимся на маслах, применяемых фирмой Copeland. Все компрессоры поставляются уже заправленными маслом в достаточном количестве, которое позволяет им надежно работать (только в контуре с одним компрессором в большинстве типовых применений). На заводе заправляется синтетическое масло марки ICI Emkarate RL 32 CF. В полевых условиях можно доливать масла ICI Emkarate RL 32 CF или Mobil EAL Arctic 22 CC. Оба масла полностью друг с другом смешиваемы в любой пропорции. Данные по количеству масла для каждого компрессора указаны в каталоге по оборудованию фирмы Copeland. Компрессоры должны заправляться только вышеуказанными маслами. При работе с хладагентами, не содержащими хлор, смешивание синтетических с минеральными и/или алкилбензольными маслами не допускается.
Синтетическое масло очень гигроскопично, что оказывает сильное влияние на его химическую устойчивость. Система должна вакуумироваться до давления 0.3 мбар или ниже. В случае сомнения на предмет содержания влаги в системе, необходимо взять образцы масла из разных точек для тестирования уровня влаги в них. Исходя из практического опыта, безопасный уровень остаточной влаги в системе с синтетическим маслом находится на уровне 50 частей на миллион. Большинство индикаторных стекол, к сожалению, реагирует изменением цвета при значительно более высоких значениях влагосодержания. Какое индикаторное стекло мы можем рекомендовать? Индикаторы серий MIA либо AMI фирмы Alco Controls. Данные индикаторные стекла, имея 4 градации по цвету, позволяют пользователю сделать однозначное заключение следующего свойства: «очень сухо – отлично», «сухо-хорошо», «повышенное содержание влаги–опасно, разложение масла началось — требуется замена осушителей», «много влаги – кислота — требуется замена осушителей и масла». Большинство других индикаторных стекол, существующих в мире, применимы для систем, заправленных минеральным маслом. Для систем с полиольэфирными (синтетическими) маслами обычные индикаторные стекла скорее сгодятся только для контроля протока жидкого хладагента, а не как важный и необходимый элемент в системе защиты холодильного контура от кислотообразования.
Может ли спиральный компрессор работать при отрицательныхтемпературах
Может ли спиральный компрессор работать при отрицательных температурах окружающего воздуха?
Чаще всего этот вопрос возникает при установке агрегата со спиральным компрессором на улице. Однако, идеальное место размещения любого компрессорного оборудования – это машинное отделение! Температура в машинном отделении должна поддерживаться в районе +16°С. Но реалии таковы, что значительная часть компрессоров устанавливается на открытом воздухе. В этом случае фирма Copeland может гарантировать надежную работу своих компрессоров до температуры не ниже минус 10°С. На сегодняшний день в мире не существует компрессоров (в том числе и других фирм производителей), способных работать при более низких температурах окружающего воздуха без применения так называемого «зимнего пакета» дополнительных аксессуаров (нагреватель картера, изоляция, регуляторы). Беда заключается в том, что слишком мало специалистов хорошо себе представляет в деталях, каким этот «зимний пакет» должен быть в каждом конкретном случае. Необходимость в «зимнем пакете» объясняется прежде всего особенностями конструкции различных типов компрессоров, а также свойствами масел, которыми эти компрессоры заправляются.
Все производители спиральных компрессоров в мире (кроме отечественного завода «Точмаш») и большинство современных производителей поршневых компрессоров (сальниковых/бессальниковых и герметичных) используют подшипники скольжения на основе либо медных, либо алюминиевых сплавов. Но при температурах ниже минус 10°С коэффициенты линейного расширения меди/алюминия со одной стороны и стали/чугуна с другой значительно различаются. Это приводит к некоторому уменьшению зазоров в парах трения. Что касается масла, применяемого в спиральных компрессорах (для поршневых компрессоров то же самое), то его вязкость заметно растет при температурах ниже минус 10°С. Следовательно, велика вероятность, что компрессор будет в этом случае работать в условиях недостаточной смазки либо вообще при «сухом трении». Особенно велика вероятность «сухого трения» при центробежной системе смазке (смазка под низким давлением!). Результат — выход из строя подшипников и остановка компрессора. Предвидим Ваше возражение: «Но ведь большое количество оборудования нормально работает на открытом воздухе. Как быть с этим?». Но на это возражение скорее ответят производители агрегатированного оборудования, которые путем применения тех или иных технических решений и дополнительных опций создают компрессору приемлемые условия смазки даже при более низких окружающих температурах (до минус 25…30°С).
Спиральные компрессоры применимы только вкондиционировании воздуха
Считается, что спиральные компрессоры применимы только в кондиционировании воздуха, а для работы в низкотемпературной области подходят только полугерметичные поршневые или винтовые компрессоры?
Да, данное высказывание действительно для большинства существующих в мире спиральных компрессоров. Но не для компрессоров фирмы Copeland. Многие дистрибьюторы продукции конкурирующих фирм обращают всеобщее внимание на то, что спиральный компрессор предназначен только для высоких или, в крайнем случае, средних температур. Вероятно, они имеют ввиду те компрессоры, которые поставляют они сами, не имея возможности приобрести оборудование с более широкими возможностями. Или, что тоже вероятно, подобные высказывания являются простым трюком в конкурентной борьбе за умы тех, кто пока не посвящен в детали внутреннего устройства спиральных компрессоров различных фирм, а также ничего не знает об их сравнительных преимуществах/недостатках.
Уникальность спиральных компрессоров Copeland заключается в том числе в возможности безболезненно впрыскивать жидкий (или парообразный) хладагент непосредственно в спиральные полости приблизительно в середине процесса сжатия. Такой возможности не имеет большинство других спиральных компрессоров ввиду серьезного отличия конструкции. Фирма Copeland, будучи пионером в промышленном освоении спиральной технологии в мировом масштабе (первые в мире серийные спиральные компрессоры сошли с конвейера нового специализированного завода Copeland в США в 1987г.), первой запатентовала в ряде стран наиболее интересные технические решения, которые и позволяют производить впрыск жидкости для промежуточного охлаждения в низкотемпературных режимах непосредственно в зону сжатия, не снижая рабочего ресурса компрессора. Благодаря этому низкотемпературный спиральный компрессор Copeland практически единственный в мире может спокойно работать при температурах кипения минус 35…минус 40°С (R22 или R404A). и при обычных температурах конденсации +30…+50°С. Таким образом, технологический процесс замораживанияс использованием низкотемпературного спирального компрессора Copeland – это реалии сегодняшнего дня. Данная технология уже опробирована и успешно применяется в России, Украине и других странах СНГ.
Те специалисты, кто уже имеет собственный практический опыт эксплуатации низкотемпературных спиральных компрессоров Copeland, хорошо знают, что ни один другой компрессор любого типа (включая поршневые, ротационные, винтовые и даже турбокомпрессоры) не выходит на заданный низкотемпературный режим так быстро, как это происходит с компрессором Copeland. Так что те потребители, кому требуется самый быстрый темп заморозки, могут сказать фирме Copeland спасибо за низкотемепратурный спиральный компрессор.
Работа компрессора при низкой температуре окружающей среды
Работа компрессора при низкой температуре окружающей среды
При низкой температуре окружающей среды температура и давление конденсации в охлаждаемых воздухом конденсаторах уменьшаются. Давление конденсации может оказаться недостаточным для снабжения испарителя нужным количеством жидкого хладагента. При этом резко упадет температура кипения в испарителе и возникнет опасность его замораживания. При запуске компрессора на линии всасывания возникнет глубокое разрежение и он отключится по сигналу реле низкого давления. В зависимости от настройки реле низкого давления и реле задержки времени компрессор может «свал иться»в режим работыс коротким циклом действия. Чтобы избежать этих проблем, можно использовать следующие решения,основанные на уменьшении производительности конденсатора:
устанавливать конденсаторы внутри помещения.
затоплять конденсаторы жидким хладагентом (это решение потребует дополнительной заправки хладагента, что может вызвать другие проблемы. На линии нагнетания потребуется установить обратный клапан, что придется учесть при проектировании линии высокого давления),
уменьшитьпоток воздуха,направленный на конденсатор.
При работе компрессора в условиях низкой температуры могут возникнуть и другие проблемы. Например, при отключении установки в холодный компрессор может поступать жидкий хладагент. Для исключения этой возможности настоятельно рекомендуется устанавливать на компрессоре подогреватель картера ленточного типа. Обратитевнимание при этом, что компрессоры, охлаждаемые всасываемым газом, могут быть теплоизолированы с внешней стороны.
Низкотемпературные холодильные камеры до минус −75°С
Низкотемпературные холодильные камеры или камеры термических испытаний (КТИ) представляет собой конструкцию, состоящую из холодильной установки, теплоизоляционной камеры и системы контроля и управления. Все это оборудование устанавливается на пространственной раме, собранной из «сэндвич-панелей» с полиуретановым наполнителем Hantsman и BASF плотностью 45 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности 0,31 Вт/м2. Для доступа к внутренней части камеры предусмотрен проем размером 550х800 миллиметров, закрытый распашной дверью с фурнитурой производства французской компании Fermod. По периметру дверь загерметизирована двухрядным уплотнителем Fermod, между которым располагается ПЭН обогрева. В запорный механизм двери встроена система регулировки прижатия.
Низкотемпературная камера находится в верхней части конструкции, благодаря чему дверной проем имеет удобное расположение по высоте. В нижней части размещена автоматика и агрегатная часть. В основе низкотемпературных камер лежат компрессоры Bitzer и Copeland. В качестве запорной и холодильной арматуры используется продукция компании Alco Controls, а для управления система оснащается микропроцессором Dixell и мониторингом всех параметров с помощью XWEB. Благодаря использованию оборудования ведущих мировых производителей и отличному качеству сборки холодильные установки обладают высокой надежностью и длительным сроком службы.
Управление камерой камерой термических испытаний осуществляется автоматически с возможностью настройки желаемого режима работы. В частности, система позволяет задать необходимый температурный уровень и длительность оттайки. Мониторинг температуры осуществляется в режиме реального времени, а в случае достижения предельных режимов работы или возникновения аварии задействуется сигнализация.
Доступны несколько этапов испытаний: осушка и опрессовка давлением в 22 Атм с последующим вакуумированием, вывод на режим и тестирование аварийных систем.
Каскадные холодильные установки
Холодильные аппараты с разной холодопроизводительностью используются практически во всех сферах промышленности. Большей части предприятий достаточно возможностей обыкновенного фреонового или аммиачного оборудования, обеспечивающего охлаждение до −45 градусов. Однако в некоторых производственных циклах требуется заморозка в условиях критически низких температур.
Область применения низкотемпературного оборудования
Необходимость в сверхнизких температурах возникает на предприятиях перерабатывающей, пищевой, химической промышленности. В таком случае наиболее целесообразны специальные холодильные установки, работающие в низкотемпературных режимах.
Подобное оборудование помогает обеспечивать требуемые условия для многих технологических процессов. Например, на пищевых цехах часто осуществляют шоковую заморозку продуктов. На металлургических заводах прибегают к методу попеременного нагрева/охлаждения, что позволяет многократно повысить прочность сплавов металлов. Также возможность искусственного создания условий экстремального холода крайне необходима при различных лабораторных и научных исследованиях, испытаниях: тестирования образцов машин и приборов, имитация работы объекта в определенном климате.
Разновидности низкотемпературных установок
Сверхнизкие температуры получают, разбивая диапазон на отдельные области потребления холода. Каждый из них производится разным оборудованием. Температурные отметки до −45 градусов обеспечиваются одноступенчатыми приборами – аммиачными или фреоновыми. Если необходимо охлаждение в пределах −45…-70 градусов, применяют двухступенчатые холодильные установки.
Температура ниже −70 градусов достигается с помощью машин каскадного типа, оснащенных двумя холодильными контурами, независимыми друг от друга. Они являются отличной альтернативой многоступенчатым устройствам, так как лишены характерных им эксплуатационных проблем (разница между температурными условиями производства холода и окружающей среды в них не имеет существенного влияния на разницу соответствующих давлений).
На практике каскадные установки всегда экономически выгоднее двух- и трехступенчатых машин. Это объясняется несколькими причинами:
меньший объем и масса компрессора;
минимальные потери мощности/трения в компрессоре;
степень повышения давления на низком уровне;
недорогие, но надежные испарители;
более высокий КПД.
Устройство холодильных установок −70
Каскадная холодильная установка – специализированная система, которая включает две или более машины-каскады. Эти устройства функционируют в различных температурных границах, используя хладагенты, отличающиеся по теплофизическим свойствам.
В каждой входящей в состав системы машине осуществляется свой, одно- или двухступенчатый, цикл холодообразования. Верхняя и нижняя ступени каскадов соединяются связующим элементом, который берет на себя функции теплообменника. Для одного каскада с более низкой температурой в холодильном контуре такой аппарат служит конденсатором, для другого – испарителем.
Хладагенты с различной холодопроизводительностью создают необходимую температурную разницу между кипящими и конденсирующими парами верхней и нижней ступени установки. В нижней ветви каскада применяются рабочие вещества, которым свойственна низкая температура кипения:
пропан;
этилен;
синтетический фреон R22/R14.
Для верхней ветви используют охлаждающие агенты, характерные одноступенчатым машинам:
фреон R404А/R507;
аммиак;
углекислый газ.
Также в установках применяется специальное холодильное масло, форконденсатор.
Конструкция оборудования адаптирована под низкую температуру, которая влияет на рабочие процессы и характеристики материалов. Арматура, детали, трубопроводы и включенные в систему узлы состоят из сырья, сохраняющего прочность и другие свойства в критически холодной среде.
Каскады состоят из следующих компонентов:
пластинчатый теплообменник;
фильтр-осушитель;
компрессоры;
конденсатор;
маслоотделители;
расширительный сосуд;
воздухоохладитель;
линейный ресивер;
соленоидные вентили.
Холодильные установки −70 оборудуются щитом управления, благодаря которому можно полноценно контролировать работу установки: поддерживать заданные температурные отметки, изменять температуру по установленному расписанию.
По каким принципам работают каскадные установки
Наиболее простое оборудование каскадного типа представляет собой две одноступенчатые машины, связанные между собой испарителем-конденсатором. В серийном выпуске такая конструкция встречается чаще всего. В числе ее преимуществ – компактность, простая структура, широкий температурный диапазон.
Нужная холодная среда в агрегатах достигается путем сжатия паров рабочего тела, последовательных процессов охлаждения/конденсации/испарения жидкости в змеевике. Замкнутый технологический цикл холодообразования имеет некоторые особенности и происходит следующим образом:
Низкотемпературный холодильный агент доводится до кипения в испарителе нижней ветви каскада.
Образовывается пар, который всасывается компрессором и сжимается.
Сжатый пар поступает в конденсатор-испаритель, охлаждается воздухом или водой. Происходит теплообмен с кипящим хладагентом верхней ступени каскада.
Рабочее тело конденсируется и проходит через суженный канал, что обуславливает понижение давления.
В жидком состоянии агент перенаправляется в испаритель, где опять закипает.
Цикл в нижней ветви каскада повторяется.
Термодинамический цикл на верней ступени осуществляется по схожей схеме, но в более высоких температурных условиях. Компрессор нагнетает пар средне- или высокотемпературного хладагента в маслоотделитель, после этого он направляется в конденсатор. Оттуда жидкость переходит в линейный ресивер, освобождается от влаги, частиц грязи с помощью фильтра-осушителя. Затем рабочее тело охлаждается в теплообменнике, дросселируется и вскипает в испарителе-конденсаторе. При этом отводится тепло от хладагента, конденсирующегося в нижней ступени каскада. В теплообменнике нагревается образованный пар, который в дальнейшем всасывает компрессор.
В каскадных машинах могут устанавливаться дополнительные опции:
Система запуска при низкой температуре внешней среды. Предусматривает дифференциальный клапан и специальный регулятор давления. Исключает проблемы, которые могут возникнуть при эксплуатации в холодное время года.
Система маслоотделения. Состоит из смотрового глазка, запорного вентиля, маслоотделителя и линии возврата масла. Необходима по причине низкой плотности паров рабочего тела, которые всасываются компрессором, а также высокой вязкости маслянистого вещества.
Функция регулирования давления конденсации. Предотвращает процесс обратного оттока жидкости в конденсатор с помощью реле давления на вентилятор и клапана, установленного на входе в ресивер. Обязательна в случае размещения конденсатора в неотапливаемом помещении или на улице.
Каскадные холодильные установки – незаменимое оборудование для предприятий, в процессе деятельности которых применяется низкотемпературный холод. Они достаточно просты в эксплуатации и позволяют легко достичь необходимых температурных отметок при сравнительно небольших затратах электроэнергии.
Раз мы заговорили о 
Чаще всего этот вопрос возникает при установке агрегата со спиральным компрессором на улице. Однако, идеальное место размещения любого компрессорного оборудования – это машинное отделение! Температура в машинном отделении должна поддерживаться в районе +16°С. Но реалии таковы, что значительная часть компрессоров устанавливается на открытом воздухе. В этом случае фирма Copeland может гарантировать надежную работу своих компрессоров до температуры не ниже минус 10°С. На сегодняшний день в мире не существует компрессоров (в том числе и других фирм производителей), способных работать при более низких температурах окружающего воздуха без применения так называемого «зимнего пакета» дополнительных аксессуаров (нагреватель картера, изоляция, регуляторы). Беда заключается в том, что слишком мало специалистов хорошо себе представляет в деталях, каким этот «зимний пакет» должен быть в каждом конкретном случае. Необходимость в «зимнем пакете» объясняется прежде всего особенностями конструкции различных 
Да, данное высказывание действительно для большинства существующих в мире спиральных компрессоров. Но не для компрессоров фирмы Copeland. Многие дистрибьюторы продукции конкурирующих фирм обращают всеобщее внимание на то, что спиральный компрессор предназначен только для высоких или, в крайнем случае, средних температур. Вероятно, они имеют ввиду те компрессоры, которые поставляют они сами, не имея возможности приобрести оборудование с более широкими возможностями. Или, что тоже вероятно, подобные высказывания являются простым трюком в конкурентной борьбе за умы тех, кто пока не посвящен в детали внутреннего устройства спиральных компрессоров различных фирм, а также ничего не знает об их сравнительных преимуществах/недостатках. 
При низкой температуре окружающей среды 
Низкотемпературные холодильные камеры или камеры термических испытаний (КТИ) представляет собой конструкцию, состоящую из холодильной установки, теплоизоляционной камеры и системы контроля и управления. Все это оборудование устанавливается на пространственной раме, собранной из «сэндвич-панелей» с полиуретановым наполнителем Hantsman и BASF плотностью 45 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности 0,31 Вт/м2. Для доступа к внутренней части камеры предусмотрен проем размером 550х800 миллиметров, закрытый распашной дверью с фурнитурой производства французской компании Fermod. По периметру дверь загерметизирована двухрядным уплотнителем Fermod, между которым располагается ПЭН обогрева. В запорный механизм двери встроена система регулировки прижатия. 
