Аналитический обзор способов регулирования производительности винтовых компрессоров

DOI: 10.17586/1606-4313-2021-20-2-28-38
УДК 621.514.5

Аналитический обзор способов регулирования производительности винтовых компрессоров

Пронин В. А., Цветков В.А., Кованов А. В., Жигновская Д.В. , Верболоз А. П.

Ссылка для цитирования: Пронин В.А., Цветков В.А., Кованов А.В., Жигновская Д.В., Верболоз А.П. Аналитический обзор способов регулирования производительности винтовых компрессоров // Вестник Международной академии холода. 2021. № 2. С. 28-38. DOI: 10.17586/1606-4313-2021-20-2-28-38

Аннотация
Относительно простая и надежная конструкция, высокая степень автоматизации и использование экономичных способов регулирования производительности минимизируют удельный расход электроэнергии и делают эксплуатацию винтовых компрессоров коммерчески привлекательной. Целью всех систем регулирования производительности винтовых компрессоров является обеспечение оптимальной, с точки зрения минимума потребляемой энергии, работы компрессора при поддержании относительно постоянного конечного давления сжатия независимо от необходимого расхода рабочей среды в сети. В работе рассматривается полная классификация способов регулирования производительности винтовых компрессоров и дается сравнительная оценка возможности их применения для винтового однороторного компрессора (ВКО).

Ключевые слова: винтовой компрессор, производительность компрессора, регулирование производительности, золотник, одновинтовой компрессор

Список литературы

Сакун И.А.Винтовые компрессоры: Основы теории, расчет, конструкция. 2-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, 1970. 400 с.
Пронин В.А.Винтовые однороторные компрессоры для холодильной техники и пневматики: дис... д.т.н.: 05.04.03. СПб., 1998. 226 с.
Пронин В.А.Тенденции развития компрессорной техники // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Холодильная техника и кондиционирование». 2014. №1 (14). С. 9.
Stosic N., Smith I., Kovacevic A.Screw compressors: mathematical modelling and performance calculation. Springer Science & Business Media, 2005.
Patel H.H., Lakhera V.J.A critical review of the experimental studies related to twin screw compressors // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E: Journal of Process Mechanical Engineering. 2020. vol. 234. No 1. p. 157-170.
Liu J. et al.A new model of screw compressor for refrigeration system simulation // International journal of refrigeration. 2012. vol. 35. No 4. p. 861-870.
Спасский А.А., Спасский И.А., Сушенцева А.В.Винтовые компрессоры Fusheng в России // Холодильная техника. 2017. №. 4. С. 18-23.
Гроссе-Крахт Р. Высокоэффективное регулирование производительности компактных винтовых компрессоров "Битцер" серии CSW // Холодильная техника. 2010. №. 10. С. 14-18.
Ефимов А.О.Новые модели одновинтовых компрессоров Vilter // Холодильная техника. 2014. №. 1. С. 22-35.
Хисамеев И.Г., Максимов В.А.Двухроторные винтовые и прямозубые компрессоры: теория, расчет и проектирование. Казань: Фэн, 2000. 638 с.
Филиппов И.В.Регулирование производительности винтовых компрессоров // Машиностроение и компьютерные технологии. 2013. № 9. c.163-180.
Бараненко А.В., Бухарин Н.Н., Пекарев В.И., Тимофеевский Л.С.Холодильные машины: учеб. для студентов вузов, обучающихся по специальности "Техника и физика низких температур"; под общ. ред. Л. С. Тимофеевского. Изд. 2-е, перераб. и доп. СПб.: Политехника, 2006. 944 с.
Ануфриев А.В., Пекарев В.И.Влияние способа регулирования холодопроизводительности и внешних условий на эффективность винтового компрессора // Вестник Международной академии холода. 2008. №. 2. С. 17-21.
Zimmern B., Patel G.C.Design and operating characteristics of the Zimmern single screw compressor. 1972.
Ziviani D. et al.Non-symmetric approach to single-screw expander and compressor modeling // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing, 2017. vol. 232. No 1. p. 012076.
Huang R. et al.Characteristics between the meshing pairs with different envelope profile in single screw compressors // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing, 2017. vol. 232.
Ziviani D., Goeghegan P.J., Groll E.A.Performance evaluation of a novel single-screw compressor and expander design // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing, 2019. vol. 604. No 1. p. 012074.
Casari N. et al.CFD Simulations of Single-and Twin-Screw Machines with Open FOAM // Designs. 2020. vol. 4. No 1. p. 2.
Liu F. et al.Deformation analysis of the main components in a single screw compressor // Proceedings of the Ninth International Conference on Compressors and Their Systems, London, England. 2015. vol. 90. p. 012011.
Wang Z. et al.Research of thermal dynamic characteristics for variable load single screw refrigeration compressor with different capacity control mechanism // Applied Thermal Engineering. 2017. vol. 110. p. 1172-1182.
Wang Z. et al.Theoretical and experimental study on thermodynamic performance of single screw refrigeration compressor with Multicolumn Envelope Meshing Pair // Applied Thermal Engineering. 2016. vol. 103. p. 139-149.
Wang Z. et al.Research on operating characteristics of single slide valve capacity control mechanism of the single screw refrigeration compressor // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy. 2014. vol. 228. No 8. p. 965-977.
Винтовой однороторный маслозаполненный компрессор:Патент РФ 199030: МПК7F 04 C 18/16/Кузнецов Л.Г., Кузнецов Ю.Л., Пронин В.А., Бураков А.В., Божедомов А.В., Котлов Н.А.; заявитель и патентообладатель:АО "Компрессор", – заявл. 2020114579; опубл. 07.08.2020, Бюл. № 22.
Пронин В.А., Жигновская Д.В., Божедомов А.В., Семенов А.А., Миникаев А.Ф. Технология изготовления винтового однороторного компрессора на базе 3Dмоделирования // Холодильная техника. 2019. №10. С. 36-41.
Бондаренко Г.А.Инженерная теория регулирования винтовых компрессоров переводом на холостой ход // Вестник Сумского государственного университета. Серия Технические науки. 2003. №3(49). С. 63-71.
Lu Y. et al.Performance Improvement of Single Screw Compressor by Meshing Clearance Adjustment Used in Refrigeration System // Journal of Thermal Science. 2021. vol. 30. No 1. p. 149-164.
Хлумский В.Ротационные компрессоры и вакуум-насосы / Перевод с чеш. А.А. Трохина; Под ред. И. Ардашева. М.: Машиностроение, 1971. 128 с.
Soderlund F., Karlsson K.Screw compressor having two individually displaceable regulating slides: Patent USA 4597726. 1986.
А.С. 564442 СССР, МПКF 01 C 1/16. Винтовая машина. Диковский Б.М., Нихамкин Э.А., Портянский Ю.С., Ядлин В.Б. 1977, Бюл. №25.
А.С. 332249 СССР, МПК F 04 C 18/16. Винтовой компрессор.Ломакин Ю.Д., Мазитов К.К., Шварц А.И. 1972, Бюл. № 10.
Ейдеюс А.И.Системы и средства автоматизации судовыххолодильных установок. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. 192 с.
А.С. 792000 СССР, МПК F 04 C 18/14. Винтовой маслозаполненный компрессор. Диментов Ю.И., Подоксик М.Я., Харазов Э.Г., Ежова В.В., Ядлин В.Б. 1980, Бюл. № 48.
А.С. 1262114 СССР, МПК F04C 18/16. Регулятор производительности винтового компрессора. Калупин В.А., Воробьев Ю.М., Канышев Г.А., Пряхин Р.В. 1986, Бюл. № 37.
А.С. 661121 СССР, МПК F 04 C 18/16. Винтовая машина. Ядлин В.Б., Портянский Ю.С., Нихамкин Э.А., Подоксик М.Я., Диковский Б.М. 1979, Бюл. № 17.
Патент 910133 СССР, МПК F 04 C 18/16. Винтовой компрессор. Шиббай Х., Энглунд А. 1982, Бюл. № 8.
А.С. 498413 СССР, МПК F 04 C 18/16. Устройство для регулирования винтового компрессора / Андреев П.А., Афонин В.В., Бобриков Н.И., Захарова Л.Ф., Сидора Н.Н., Тарасов А.М. 1976, Бюл. №1.
Зимков А.А.Повышение эффективности регулирования производительности и геометрической степени сжатия холодильных винтовых компрессоров с помощью внутренних устройств: автореферат дис... к.т.н.: 05.04.03.СПб., 2014. 129 с.
Винтовой компрессор:Патент РФ 89638: МПК7F 04 C 18/16.Шахматов Е.В., Крючков А.Н., Белов Г.О.; заявитель и патентообладатель: Самарский государственный аэрокосмический университет им. академика С.П. Королева; заявл. 2009116680; опубл. 12.10.2009, Бюл. № 22.
А.С. 994801 СССР, МПК F 04 C 18/16. Винтовой компрессор. Юша В.Л., Кабаков А.Н., Болштянский А.П. 1983, Бюл. № 5.
Field M.G., Shaw D.N. Capacity volume ratio control for twin screw compressors: Patent USA 5044894. 1991.