Chiller Compressor Types: A Guide to Their Function and Applications

Les refroidisseurs sont essentiels pour le refroidissement dans les industries, les bâtiments commerciaux et les centres de données, et le compresseur est leur puissance, entraînant le cycle de réfrigération. Le choix du bon type de compresseur peut faire ou défaire l'efficacité, la fiabilité et la rentabilité d'un refroidisseur. Ce guide explore les principaux types de compresseurs de refroidisseurs - réciprocurs, palette rotative, défilement, vis et centrifuge - déterminer leur fonctionnement, leurs forces, leurs faiblesses et où ils brillent, vous aidant à choisir le meilleur ajustement pour vos besoins de refroidissement.

Qu'est-ce qu'un compresseur de refroidisseur?

Un compresseur de refroidisseur pompe le réfrigérant à travers le système, comprimant le gaz basse pression dans un état à haute pression et à haute température pour lancer le processus de refroidissement. C'est le cœur du cycle de compression de vapeur, où le réfrigérant absorbe la chaleur d'un liquide (comme l'eau) dans l'évaporateur, se comprime, libère la chaleur dans le condenseur et se dilate à nouveau pour refroidir. Les compresseurs varient en conception, chacun adapté à des charges de refroidissement spécifiques, des petits bureaux aux usines massives.

Comment fonctionnent les compresseurs

Tous les compresseurs de refroidisseur suivent le même principe de base:

• Admission: Le gaz réfrigérant à basse pression pénètre de l'évaporateur.
• Compression: Le compresseur serre le gaz, augmentant sa pression et sa température (par exemple, à 150 ° F ou 66 ° C).
• Décharge: Le gaz chaud et à haute pression s'écoule vers le condenseur, où il libère la chaleur.
• Faire du vélo: Le réfrigérant continue la soupape et l'évaporateur d'extension, répétant le processus.

La conception du compresseur - que ce soit des pistons, des vis ou des impulseurs - déterminent la façon dont il comprime le gaz, affectant l'efficacité, le bruit et l'entretien.

Types de compresseurs de refroidissement

Compresseurs alternatifs

• Comment ils fonctionnent: Pistons conduits par un réfrigérant de compression de vilebrequin dans les cylindres, comme un moteur de voiture. Le gaz entre, se fait serrer et sort à haute pression.
• Applications: Les petits à moyens refroidisseurs (5–150 tonnes), utilisés dans les bâtiments commerciaux, la vente au détail ou les configurations industrielles plus anciennes.
• Avantages:
  • Rentable, avec des coûts initiaux inférieurs.
  • Gère bien les charges variables, idéal pour les exigences fluctuantes.
  • Conception simple, facile à réparer avec des pièces largement disponibles.
• Désavantages:
  • Bruyant en raison du mouvement du piston, souvent 80–90 dba.
  • Maintenance plus élevée à partir de nombreuses pièces mobiles (vannes, pistons).
  • Moins efficace, avec des flics d'environ 2,5 à 3,0.
• Exemple: Un refroidisseur alternatif de 50 tonnes refroidissant un petit bureau, avec 600 000 BTU / h avec une fiabilité abordable.

Compresseurs de palets rotatifs

• Comment ils fonctionnent: Un rotor avec des aubes coulissants tourne dans une chambre cylindrique, piégeant et compressant le réfrigérant à mesure que les aubes s'étendent et se rétractent.
• Applications: Des refroidisseurs plus petits (1 à 30 tonnes), souvent en unités portables ou paramètres commerciaux légers comme les restaurants.
• Avantages:
  • Compact et léger et ajusté des espaces restreints.
  • Plus calme que la boursier, environ 60 à 70 dba.
  • Fonctionnement lisse avec moins de vibrations.
• Désavantages:
  • Capacité limitée, non adaptée à de grandes charges.
  • Les aubes s'usent plus rapidement, nécessitant un remplacement tous les 3 à 5 ans.
  • Efficacité modérée, avec des flics de 2,8–3,2.
• Exemple: Un refroidisseur de palette rotatif de 10 tonnes refroidissant un café, en maintenant 72 ° F (22 ° C) avec un bruit minimal.

Faire défiler les compresseurs

• Comment ils fonctionnent: Deux rouleaux en forme de spirale se verrouillent - un fixe, une orbite - pour comprimer le réfrigérant dans les poches en rétrécissement, la poussant au centre.
• Applications: Des refroidisseurs petits à moyens (10–100 tonnes), populaires dans les bureaux, les écoles et l'utilisation industrielle légère.
• Avantages:
  • Calme, environ 50 à 60 dba, idéal pour les zones sensibles au bruit.
  • Haute efficacité, avec des flics de 3,0 à 3,5, économisant de l'énergie.
  • Moins de pièces mobiles, réduisant les besoins de maintenance.
• Désavantages:
  • Coût initial plus élevé que réciproque.
  • Limité à des capacités plus petites, moins efficaces au-dessus de 100 tonnes.
  • Sensible au réfrigérant liquide, nécessitant un contrôle minutieux.
• Exemple: Un refroidisseur de rouleau de 30 tonnes dans une école, refroidir les salles de classe à 70 ° F (21 ° C) avec un faible bruit et une consommation d'énergie.

Compresseurs à vis

• Comment ils fonctionnent: Deux rotors hélicoïdaux imbriqués (vis) tournent, piégeant et compressant le réfrigérant d'un bout à l'autre.
• Applications: Des refroidisseurs moyens à grands (70–600 tonnes), utilisés dans les usines, les hôpitaux et les centres de données.
• Avantages:
  • Haute efficacité, avec des flics de 3,5 à 4,0, même à des charges partielles.
  • Fiable pour un fonctionnement continu, duré de 20 à 25 ans.
  • Gère bien les grandes capacités, jusqu'à 600 tonnes.
• Désavantages:
  • Coûteux à l'avance, souvent de 20 à 30% de plus que de faire défiler.
  • Entretien complexe, nécessitant des techniciens spécialisés.
  • Bruit modéré, environ 70–80 dba.
• Exemple: Un refroidisseur à vis de 200 tonnes dans une usine de machines de refroidissement à 50 ° F (10 ° C), fonctionnant 24/7 avec une efficacité élevée.

Compresseurs centrifuges

• Comment ils fonctionnent: Une turbulence accélère le réfrigérant, en utilisant la force centrifuge pour la comprimer, souvent avec plusieurs étapes pour une haute pression.
• Applications: Grands refroidisseurs (200 à 2 000 tonnes), idéal pour le refroidissement du district, les aéroports ou les usines industrielles.
• Avantages:
  • Efficacité supérieure, avec des flics de 4,0 à 6,0, en particulier à pleine charge.
  • Entretien faible, avec des roulements magnétiques réduisant l'usure.
  • Haute capacité, gérant des charges massives comme 24 millions de Btu / h.
• Désavantages:
  • Coût initial très élevé, parfois 500 000 $ +.
  • Mauvaise efficacité à faibles charges, en dessous de 30% de capacité.
  • Grande empreinte, nécessitant un espace important.
• Exemple: Un refroidisseur centrifuge de 1 000 tonnes dans un centre de données, en gardant des serveurs à 68 ° F (20 ° C) avec une efficacité inégalée.

Choisir le bon compresseur

La sélection d'un compresseur dépend de:

• Charge de refroidissement: Petit (défilement, alternatif), moyen (vis, défilement) ou grand (centrifuge, vis).
• Besoins d'efficacité: COP élevé pour les économies d'énergie (centrifuges, vis) ou pour le budget (alternatif).
• Espace: Compact (défilement, plaque) ou plus (coque et tube).
• Bruit: Calme (défilement) ou tolérable (vis, centrifuge).
• Budget: Coût moindre (alternatif) vs économies à long terme (vis, centrifuge).

Par exemple, un petit bureau peut choisir un refroidisseur de défilement de 20 tonnes pour une efficacité silencieuse, tandis qu'une usine chimique pourrait opter pour un refroidisseur à vis de 500 tonnes pour la fiabilité.

Conseils d'entretien

Gardez les compresseurs en marche en douceur avec:

• Chèques d'huile: Changer d'huile synthétique (par exemple, POE) tous les 1 à 2 ans, en vérifiant les niveaux mensuellement.
• Nettoyage de filtre: Remplacez les filtres à l'air et à l'huile tous les 6 à 12 mois pour éviter les sabots.
• Surveillance des vibrations: Inspectez trimestriellement pour des shakes inhabituels, l'usure de la signalisation.
• Niveaux de réfrigérant: Vérifier trimestriellement; Une perte de 5% réduit l'efficacité de 8%.
• Service professionnel: Les mépris annuels attrapent les problèmes tôt, économisant 10 à 20% sur l'énergie.

Conclusion

Compresseurs de refroidisseur - Recrocture, palette rotative, défilement, vis et centrifuge - chacun apporte des forces uniques aux systèmes de refroidissement. Des unités de défilement silencieuses dans les bureaux aux refroidisseurs centrifuges puissants dans les usines, la compréhension de leurs fonctions et applications vous aide à choisir judicieusement. Avec un entretien approprié et un œil sur les tendances comme les réfrigérants à faible GWP, vous pouvez assurer l'efficacité, la fiabilité et les économies de coûts pour les années à venir.

FAQ

1. Qu'est-ce qu'un compresseur de refroidisseur?
Un compresseur de refroidisseur est le composant qui comprime le gaz réfrigérant, entraînant le cycle de réfrigération pour éliminer la chaleur et fournir un refroidissement.

2. Quels sont les principaux types de compresseurs de refroidisseurs?
Les principaux types sont alternatifs, palette rotative, défilement, vis et centrifuge, chacun adapté à différentes capacités de refroidissement et applications.

3. Quel compresseur convient le mieux aux petits refroidisseurs?
Les compresseurs de défilement sont idéaux pour les petits refroidisseurs (10 à 100 tonnes) en raison de leur fonctionnement et de leur efficacité silencieux.

4. Quel est le type de compresseur le plus efficace?
Les compresseurs centrifuges sont généralement les plus efficaces, avec des COP de 4,0 à 6,0, en particulier pour les grandes charges, suivis de compresseurs à vis.

5. Comment choisir le bon compresseur pour mon refroidisseur?
Envisagez de refroidir la charge, les besoins d'efficacité, l'espace, le bruit et le budget. Consultez un ingénieur pour répondre à vos besoins spécifiques.

6. Quels sont les besoins de maintenance des compresseurs de refroidisseurs?
Modifications d'huile régulières, remplacements de filtrage, vérifications des vibrations et surveillance du réfrigérant, avec un service professionnel annuel.

7. Comment les types de compresseurs affectent-ils les coûts énergétiques?
Les types à haute efficacité comme le centrifuge et les vis d'économiser de l'énergie (COP 3.5–6,0), tandis que la réciprocité peut utiliser plus (COP 2,5–3,0).

8. Y a-t-il des options de compresseur respectueuse de l'environnement?
Oui, les nouveaux modèles utilisent des réfrigérants à faible GWP comme le R-32, et les unités centrifuges avec des roulements magnétiques réduisent l'impact environnemental.

9. Quelle est la durée de vie d'un compresseur de refroidisseur?
Avec maintenance: alternatif (10–15 ans), défilement (15 à 20 ans), vis (20–25 ans), centrifuge (25+ ans).

10. Comment sont des compresseurs de refroidisseurs bruyants?
La réciprocité est la plus bruyante (80–90 dBA), le défilement le plus silencieux (50–60 dba), la vis et le centrifuge modéré (70–80 dba).