ОБЛАСТІ ЗАСТОСУВАННЯ СПІРАЛЬНИХ КОМПРЕСОРІВ

Накопичені галузеві знання з холодильної техніки і технології забезпечили в XX столітті значний науково-технічний прогрес, що призвів до появи багатьох нових типів компресорного обладнання, в тому числі і спіральних компресорів.

Ідея спіралі відома людству понад 3 тис. років. Спіралі (від грец. speira ― виток) ― це криві, що закручуються навколо точки на площині (плоскі спіралі), наприклад, архімедового спіраль, гіперболічна спіраль, логарифмічна спіраль, або навколо осі (просторова спіраль), наприклад, гвинтова лінія. Але технічно втілити ідею в життя людство змогло лише до кінця XX століття.

А почалося все в 1905 р., коли французький інженер Леон Круа розробив конструкцію спірального компресора і отримав на нього патент. Однак у той час ця технологія не могла бути реалізована в життя, оскільки відсутня необхідна виробнича база. Тому конструкцію працюючого прототипу довелося чекати аж до другої половини двадцятого століття, т. к. для ефективного функціонування, в спіральному компресорі необхідно забезпечення малого конструктивного зазору в сполучуваних деталях (спіралях). Така точність стала можливою тільки при прецизійної машинній обробці, розробленої протягом другої половини двадцятого століття, чим і пояснюється відносно недавнє поява спірального компресора на ринку високотехнологічного обладнання. Реанімував концепцію спіральних компресорів фізик Нільс Янг в 1972 р. Янг віддав ідею співробітникам фірми "Arthur D. Little" (США). Керівництво "Arthur D. Little" побачило високий потенціал цієї концепції і початок розробку можливої моделі в січні 1973 р. Великі виробники холодильного та нафтохімічного обладнання були дуже зацікавлені в розробці компресора принципово нової конструкції, що дозволяє досягти значної ефективності. Вже в ході випробувань прототипу спірального компресора було виявлено, що він володіє можливістю створення високого ступеня стиснення і найбільшою ефективністю існували на початку 70-х рр. холодильних компресорів, а також має високі експлуатаційні характеристики (надійність, низький рівень шуму тощо).

Потім "Arthur D. Little" вживає наприкінці 1973 р. значні зусилля по розробці діючої моделі холодильного спірального компресора для американської корпорації "Тгапе". Трохи пізніше багато великі компанії, наприклад, "Copeland" (США), "Hitachi" (Японія), "Volkswagen1" (Німеччина), починають інтенсивні дослідження і вдосконалення конструкції холодильного спірального компресора, освоєння технології виготовлення деталей і спірального компресора в цілому. Розробка прототипу повітряного спірального компресора йшла повільніше. Наприкінці 80-х рр. "Hitachi" і "Mitsui Seiki" (Японія) представили маслосмазывающий повітряний компресор. Однак ці компресори були просто модифікаціями холодильних спіральних компресорів. "Iwata Compressor" (Японія) уклала ліцензійну угоду з "Arthur D. Little" на розробку повітряного спірального компресора в 1987 р. У результаті фірма "Iwata Compressor" першої в світі представила в січні 1992 р. "сухий" (без масла) спіральний компресор. Початкова потужність повітряних компресорів становила 2,2 і 3,7 кВт. Основними перевагами "сухих" спіральних компресорів "Iwata Compressor" порівняно з поршневими "сухими" компресорами є: довговічність, надійність, низький рівень шуму і вібрації.

В даний час широкомасштабні дослідження в області спіральних компресорів ведуть всі фірми-виробники компресорів для холодильної промисловості. Спіральні компресори холодильні успішно витримали випробування часом і активно почали витісняти інші типи компресорів (особливо поршневі) з ринку холодильного обладнання, всього лише за кілька років зайнявши панівне становище на ринку кондиціонування та теплових насосів. Спіральні компресори з кожним роком знаходять все більше застосування в холодильній техніці та системах кондиціювання повітря. Це обумовлено тим, що вони більш надійні в експлуатації, мають на 40 % менше деталей, ніж поршневі, виробляють менше шуму і мають більший ресурс експлуатації.

Останні кілька років обсяг виробництва спіральних компресорів швидко збільшується, і до січня 2000 р. було вироблено понад 20 млн. компресорів.

Спіральні компресори знайшли застосування у всіх основних системах повітряного кондиціонування, включаючи спліт-і мультиспліт моделі, підлогові версії і у чиллерах, руф-топах (дахових кондиціонерах) і теплових насосах. Типовим застосуванням є кондиціонування повітря в квартирах, на кораблях, фабриках і великих будинках, також на АТС, в процесах охолодження і на транспорті. Спіральні компресори холодильні широко використовуються в компресорно-конденсаторних агрегатах, в системах "виносного холоду" супермаркетів, у промисловому холоді і в транспортних установках, включаючи контейнери. Межі холодопродуктивності для спіральних компресорів постійно збільшуються і в даний час наближаються до 200 кВт при використанні многокомпрессорной станції.

Популярність спіральних компресорів дуже висока через широкої сфери застосування, що пояснюється їх надійністю і багатофункціональністю.

Побутове (комфортний) кондиціонер.
Спіральні компресори відповідають вимогам цього сектора кондиціонування повітря низьким рівнем шуму, компактними розмірами, зменшеною масою в порівнянні з поршневими компресорами.

Їх характеристики, будучи більш постійними, краще відповідають вимогам комфортного кондиціонування.

Однофазні електродвигуни (використовувані для кімнатного кондиціонування) не потребують стартових реле або конденсаторах. Вони кращі з-за свого мінімального впливу на інші елементи контуру.

Комерційне кондиціювання.
Їх холодопродуктивність більш ніж достатня, щоб задовольняти вимогам комерційного кондиціонування.

Також спіральні компресори застосовуються для кондиціонування повітря в магазинах, туристичних агентствах, офісах, банках, ресторанах, закусочних "фаст-фуд", барах і в багатьох інших об'єктах. Кондиціонери зі спіральними компресорами ― вдале технічне рішення, особливо для агрегатів, що працюють влітку і цілорічно, а також ― в режимі теплового насоса.

Теплові насоси.
У теплових насосах спіральні компресори мають переваги у вигляді збільшення надійності перед іншими типами компресорів, що використовуються в теплових насосах із-за можливості управління рідким холодоагентом, що надходять в аварійних ситуаціях в компресор (без руйнування його складових елементів).

Холодильные агрегаты для компьютерных центров и АТС. 
Эти направления требуют фактически непрерывной работы холодильных агрегатов, часто свыше 8000 ч/год. Особенно важно обеспечить для данных условий непрекращающуюся работу за счет постоянного сервисного обслуживания. При таких условиях спиральные компрессоры могут оказывать эффективное воздействие на снижение энергопотребления благодаря высокой эффективности. 

Низкий уровень шума спиральных компрессоров является еще одним фактором, позволяющим применять их в системах кондиционирования, часто устанавливаемых в самих кондиционируемых помещениях. 

Автономные агрегаты "руф-топ". 
Их наиболее типичным применением являются фабрики и продуктовые супермаркеты, где особенно необходимы преимущества высокой производительности спиральных компрессоров, потому что это сектора, обычно характеризуемые высоким энергопотреблением систем воздушного кондиционирования и холодильных установок. 

Надійність є ще одним важливим внеском, який спіральні компресори вносять у загальну економію коштів, при роботі супермаркету, де безперервність роботи устаткування є вирішальним фактором.