04. fejezet – Kompresszorok

A kompresszor a hűtőkör nagy mozgó gépe: ez sűríti és áramoltatja a közeget, és a berendezés munkabefektetése is itt történik (2.5 pont). Ha leáll, a körforgás is leáll. A szerelő dolga ritkán az, hogy kompresszort tervezzen – annál gyakrabban az, hogy felismerje a típusát, helyesen kösse be és helyezze üzembe, és olyan körülményeket teremtsen, amelyek között hosszú ideig üzemelhet.

A fejezet a 2. fejezetre épül: ott láttad a négy állapotváltozást (2.5 pont), a kompresszormunkát a log p–h diagramon (2.6 pont) és a sűrítést a p–V diagramon (2.7 pont). Itt a gépet nézzük: hogyan valósítja meg ezt a sűrítést.

4.1 A kompresszor feladata a körfolyamatban; térfogat-kiszorításos és áramlástani elv

Mit csinál a kompresszor?

A kompresszor az elpárologtatóból elszívott, kis nyomású, kissé túlhevített gőzt nagy nyomású, forró gőzzé alakítja, és ezzel olyan állapotba hozza, amelyben a kondenzátorban cseppfolyósítható. Ehhez mechanikai energiát használ fel. A sűrítésen túl a kompresszor áramoltatja is a közeget: ő tartja fenn a körforgást, a felvett energia a hűtőközeg energiáját növeli.

A 2.5 pontban láttad, hogy a kompresszor és az adagoló két nyomásszintre osztja a kört. A kompresszornak ebben két feladata van:

• A kisnyomású oldalon ő tartja a nyomást. Ha annyi gőzt szív el, amennyi az elpárologtatóban keletkezik, az elpárolgási nyomás – és vele a hőmérséklet – állandó.
• A nagynyomású oldal nyomását nem ő szabja meg, hanem az, hogy a kondenzátor milyen hőmérsékleten tudja leadni a hőt a környezetnek. A kompresszor „addig sűrít”, amíg a hőleadás lehetséges.

A hatósági tananyag szerint a kompresszorral szemben három alapkövetelmény áll: jó energetikai hatásfok, hosszú élettartam és minél kisebb zaj.

A nyomásviszony a kompresszor egyik legfontosabb üzemi jellemzője. Később látod: minél nagyobb, annál kevesebbet szállít a gép (4.2 pont), annál melegebb a nyomógáz, és annál több munkát igényel 1 kg közeg átszállítása (2.6 pont).

p₀  = 8,5 + 1 = 9,5 bar (abs)       (t₀ ≈ 5 °C, 2.c mintapélda)
p_c = 27 + 1  = 28 bar (abs)        (t_c ≈ 45 °C, 2.d mintapélda)
π   = p_c / p₀ = 28 / 9,5 = 2,95

Két elv: térfogat-kiszorítás és áramlástan

A kompresszorokat működési elvük szerint két nagy csoportba soroljuk (4.1. ábra).

A két elv részletes összevetését a 4.5 pont végén, a típusok táblázatában (4.3. táblázat) találod.

Rabi Zsolt hűtőszerelő-könyvének hűtőközeg-követelményei között ez is szerepel: dugattyús kompresszornál a kis nyomásviszony, turbókompresszornál a kis nyomáskülönbség az előnyös. A két géptípus tehát másra érzékeny.

4.2 Dugattyús kompresszor: felépítés, szelepek, működés, indikátordiagram, káros tér, szállítási fok – mintapélda

Felépítés

A dugattyús (alternáló) kompresszorok közül a hatósági tananyag szerint a gyakorlatban egy terjedt el igazán: a merülődugattyús kompresszor. Ebben egy forgattyús tengely hajtókarral mozgatja oda-vissza a dugattyút a hengerben (4.3. ábra).

A fő részek:

• Kompresszorház és henger – a ház a kiviteltől függően a motort is magába foglalhatja (4.6 pont).
• Hajtómű: főtengely (forgattyús vagy excenteres tengely), hajtókar, dugattyú. Feladata a forgó mozgást egyenes vonalú mozgássá alakítani.
• Szeleplap (közdarab) a szívó- és a nyomószeleppel, felette a hengerfej a szívó- és nyomócsatornával.
• Forgattyúház (karter) az olajjal.

A hajtómű többféle lehet: a régebbi gépekben keresztfejes, ma keresztfej nélküli; kis félhermetikus gépekben excenteres, háztartási hűtőkben kulisszás, autóklímákban ferde- vagy bolygótárcsás, ahol a dugattyúk a tengellyel párhuzamosan mozognak ([T] 3.1.2.2, 6.1.1.1).

A munkaszelepek

A dugattyús kompresszor szelepei önműködők: nem vezérli őket semmi, a két oldaluk közötti nyomáskülönbség nyitja és zárja őket. Minden hengerhez tartozik egy szívó- és egy nyomószelep. A jó szelep könnyen nyit, azonnal zár, és kicsi az áramlási ellenállása.

4.1. táblázat. A dugattyús kompresszor szeleptípusai ([T] 3.1.2.2, [R2] 22.2.2).

A két szelep elhelyezése szerint egyenáramú (a szívószelep a dugattyúban, a gőz egy irányban halad) és váltakozó áramlású kompresszort (mindkét szelep a hengert lezáró szeleplapon, a gőz irányt vált) különböztetünk meg. A kisebb gépek jellemzően váltakozó áramlásúak.

Egy fordulat négy szakasza

1. Szívás. A dugattyú a felső holtpontból lefelé indul, a hengerben csökken a nyomás, kinyit a szívószelep, és kis nyomású gőz áramlik be. Az alsó holtponton a szívószelep bezár.
2. Sűrítés. Mindkét szelep zárva, a felfelé haladó dugattyú összenyomja a gőzt.
3. Kitolás. Amikor a hengerben a nyomás meghaladja a nyomócsatornáét (közelítőleg a kondenzációs nyomást), kinyit a nyomószelep, és a dugattyú kitolja a gőzt. A felső holtponton a nyomószelep bezár.
4. Visszaterjeszkedés. A felső holtponton a dugattyú és a szeleplap között nagy nyomású gőz marad. Lefelé induláskor ez először kitágul; a szívószelep csak akkor nyit, amikor a nyomása a szívónyomás alá esik.

A negyedik szakasz miatt kell beszélnünk a káros térről.

Káros tér és indikátordiagram

A hengerben lejátszódó folyamatot az indikátordiagram mutatja: a hengerben uralkodó nyomás a hengertérfogat függvényében (4.5. ábra). A 2.7 pontban (2.11. ábra) a káros tér nélküli, ideális gép diagramját láttad; most egészítsük ki a káros térrel.

A diagramból leolvasható a lényeg: a dugattyú a teljes lökettérfogatot (V_L) végigjárja, de friss gőzt csak a 4-es ponttól, a visszaterjeszkedés végétől szív. A ténylegesen beszívott térfogat (V_S) kisebb a lökettérfogatnál – annál kisebb, minél nagyobb a káros tér, és minél nagyobb a nyomásviszony, mert nagyobb nyomásról több tágulás kell, amíg a maradék gőz a szívónyomásig kiterjed.

A valóságos indikátordiagram

A valódi gépben a 4.5. ábrához képest további eltérések lépnek fel (4.6. ábra):

• Szelepellenállás: a szívószelepen és a szívócsatornában nyomásveszteség lép fel, ezért szívás közben a hengerben kisebb a nyomás, mint a szívócsonkban; kitoláskor a nyomószelep ellenállása miatt nagyobb, mint a nyomócsonkban. A szelepek nyitáskor kissé „lengenek”.
• Felmelegedés: a meleg hengerfal és a káros térből visszaterjedt melegebb gőz felmelegíti a beszívott gőzt, így annak fajtérfogata nő, kevesebb tömeg fér a hengerbe.
• Tömörtelenség: a dugattyú és a henger, valamint a szelepek résein gőz szivárog vissza.

Az eredmény kétféle veszteség: a gép kevesebb gőzt szív be, és egy ütemre több munkát igényel, mert a gőzt a szívócsonkinál kisebb nyomásról a nyomócsonkinál nagyobb nyomásra kell sűrítenie. A valóságos hurok területe ezért nagyobb az ideálisnál ([T] 1.5: a veszteségek a munkaszükségletet és a véghőmérsékletet növelik).

Elméleti szállítóteljesítmény és szállítási fok

A kompresszor „méretét” az mutatja meg, mekkora térfogatot jár végig a dugattyúk összessége időegység alatt.

A képlet a hatósági tananyagból való; ott a mértékegység mellett m³/s szerepel, de a 60-as szorzóval és percenkénti fordulatszámmal az eredmény m³/h – mindig ellenőrizd a mértékegységet, mielőtt egy képletet használsz.

A szállított térfogatáramból a tömegáram és a hűtőteljesítmény már a 2.6 pont képleteivel számolható: a kompresszor a szívócsonkon v₁ fajtérfogatú gőzt szív, ezért

ṁ  = V_eff / v₁          [kg/h]     (v₁: a szívott gőz fajtérfogata, m³/kg)
Q₀ = ṁ · q₀              [kJ/h → osztva 3600-zal: kW]

p₀ = 2,01 bar (abs)     p_c = 10,17 bar (abs)     π = 5,07
1: t₁ = 0 °C   h₁ = 401,2 kJ/kg   v₁ = 0,1045 m³/kg
3: t₃ = 37 °C  h₃ = 251,9 kJ/kg   (4: h₄ = h₃)
q₀ = h₁ − h₄ = 401,2 − 251,9 = 149,3 kJ/kg

1. Egy henger lökettérfogata:
   d²·π/4 · L = 0,05² · 3,1416 / 4 · 0,04 = 0,00007854 m³ = 78,54 cm³
2. V_geo = 78,54 cm³ · 2 henger · 1450 1/min · 60 min/h
         = 13 665 960 cm³/h ≈ 13,67 m³/h
3. V_eff = λ · V_geo = 0,70 · 13,67 = 9,57 m³/h
4. ṁ     = V_eff / v₁ = 9,57 / 0,1045 = 91,6 kg/h
5. Q₀    = ṁ · q₀ = 91,6 · 149,3 = 13 676 kJ/h
         13 676 / 3600 = 3,80 kW

Mikor kell több fokozat?

Ha a nyomásviszony nagy, két baj is van: csökken a töltési fok, és nő a sűrítés véghőmérséklete. A forró nyomógáz rontja a szelepek működését és az olaj kenőképességét, szélsőséges esetben az olaj elbomlik ([EMG] 3.7.3). Ilyenkor a sűrítést két vagy több fokozatra bontják, a fokozatok között hűtéssel. A hatósági tananyag szerint például a használati melegvizet készítő hőszivattyúknál – ahol a hőleadás magas hőmérsékleten történik – indokolt lenne a többfokozatú sűrítés; a scroll és a csavarkompresszor ezt egy fokozatban, az úgynevezett economiserrel közelíti meg (4.4 pont).

Kenés és hermetikus kivitel röviden

A dugattyús kompresszorokat háromféleképpen kenik ([T] 3.1.2.2, [K] 3.1):

• szóróolajozás – a hajtókar vagy egy szórótárcsa szórja szét az olajat a forgattyúházban; az olajszinttel a kenőanyag mennyisége is ingadozik;
• centrifugál-olajozás – hermetikus gépekben: a függőleges főtengely furata az olajszint alá nyúlik, a forgás felemeli és szétszórja az olajat;
• kényszerolajozás – nagyobb nyitott és félhermetikus gépekben: a főtengely hajtotta olajszivattyú szűrt olajat nyom a kenési helyekre. Ehhez tartozik a karterfűtés, az olajnyomás-kapcsoló és az olajszint-nézőüveg (4.8–4.9 pont).

A kis hermetikus dugattyús gép rugókon függ egy lehegesztett tokban; a burkolat teréből szív, így a beszívott gőz előbb a motort hűti, és a gép rezgését egy rugalmas nyomócső választja el a burkolattól. Kisebb gépeken általában csak három csonk van: szívó-, nyomó- és töltőcsonk ([R2] 22.2).

4.3 Forgódugattyús (rotációs) és lamellás kompresszor

A forgódugattyús (rotációs) kompresszorok is térfogat-kiszorítással dolgoznak, de az ide-oda mozgó dugattyú helyett forgó vagy körpályán mozgó elemek hozzák létre a szívó-, sűrítő- és kitoló térrészek periodikus térfogatváltozását. A hatósági tananyag ebbe a csoportba sorolja a gördülődugattyús és a forgólapátos gépet, valamint a csavar- és a spirálkompresszort.

Gördülődugattyús kompresszor

A henger belsejében egy excenterre szerelt hengeres gördülődugattyú gördül körbe a hengerfalon. A sarló alakú teret egy rugóval a dugattyúhoz szorított tolattyú (záróelem) két részre osztja: az egyik oldalán a forgással növekszik a szívótér, a másikon csökken a nyomótér (4.8. ábra). A források szerint egy munkaciklus két teljes fordulatot igényel. Ez azt jelenti, hogy ugyanaz a gőzadag az első fordulat alatt beáramlik, a második alatt sűrítődik és kitolódik – miközben a tolattyú másik oldalán már a következő adag szívása folyik.

A mestervizsga-jegyzet egy újabb kivitelt is leír: a tolattyú helyett egy csuklós tömítéssel elforduló, „nyeles” gördülődugattyút, amelyet lengő (swing) kompresszorként forgalmaznak.

Előnyök a dugattyús géppel szemben ([T] 3.1.3.1, [R2] 22.3):

• egyszerűbb szerkezet, kevesebb alkatrész, kisebb tömeg és helyigény;
• jobban kiegyensúlyozható, ezért nyugodtabb, csendesebb; a fordulatszám 3000/min fölé is növelhető;
• nincs szívószelepe – a hatósági tananyag szerint ezért nincs káros tere és visszaterjeszkedése sem; a nyomóoldalon csak visszacsapó szelep van.

Hátránya a méretpontos, kiváló minőségű megmunkálás igénye és a nagyobb olajmennyiség.

Szerkezeti sajátosság: a szívócső közvetlenül a hengerhez csatlakozik, a burkolat belső tere nyomóoldali nyomáson van. A burkolat ezért olajleválasztóként is működik, a motor hője a burkolaton át a környezetnek adódik át. Mivel a szívócső közvetlenül a hengerbe vezet, a mestervizsga-jegyzet szerint a közvetlen folyadékütés elkerülésére a szívócsonk elé folyadékleválasztó tartály épül, amely minden gördülődugattyús gép tartozéka (a folyadékleválasztóról: 8.2 pont).

A kompresszor kis egységteljesítményű, hermetikus kivitelű; hűtő- és hőszivattyús rendszerekben, komfort klímákban alkalmazzák. Teljesítményét elsősorban inverteres fordulatszám-szabályozással változtatják (4.7 pont). Készül kéthengeres kivitelben is: a közös tengelyen két gördülődugattyús egység dolgozik, a két hengert mágnesszelepes by-pass köti össze – zárt szeleppel a két henger két független kompresszorként szállít, nyitott szeleppel a [T] szerint 50 %-os szállítás érhető el.

Lamellás (forgólapátos, cellás) kompresszor

A hengerben egy excentrikusan elhelyezett forgórész (rotor) forog. A rotor hornyaiban lamellák csúsznak, amelyeket a centrifugális erő a hengerfalhoz szorít; a lamellák a henger és a rotor közötti teret cellákra osztják (4.9. ábra). A szívóoldalon a cellák térfogata nő, a nyomóoldal felé csökken. A cellák száma páros (2, 4, 6, 8), hogy a gép kiegyensúlyozott legyen.

A hatósági tananyag szerint:

• szívószelepre nincs szükség, a nyomóoldalon visszacsapó szelep akadályozza meg a visszaáramlást és a visszafelé forgást;
• a lamellák miatt automatikusan tehermentesen indul;
• a lamellák kenése és hűtése túlolajozással oldható meg, ezért nagy teljesítményű olajszivattyú, a nyomócsonk után olajleválasztó és olajvisszahűtő kell;
• szabályozása külső módszerekkel: szívóoldali fojtással és megkerülő (by-pass) vezetékkel.

4.4 Scroll kompresszor

A scroll (spirál-) kompresszor működési elve régóta ismert, de a gyártáshoz szükséges pontosságot a források szerint csak a hetvenes évektől tudták elérni. Azóta egyre szélesebb körben alkalmazzák, főleg hermetikus kivitelben, kis és közepes hűtőteljesítményű berendezésekben, különösen klímaberendezésekben.

Felépítés és működés

A gép két, egymásba tolt archimédeszi spirálból áll. Az archimédeszi spirál menetei közötti távolság sugárirányban mindenütt azonos. Az egyik spirál a házhoz rögzített (álló spirál), a másikat egy excenteres tengely mozgatja (mozgó spirál). A mozgó spirál nem fordul el: orbitális mozgást végez, vagyis a középpontja körpályán halad, miközben a helyzete (iránya) nem változik. Az elfordulást a hatósági tananyag járműklíma-fejezete szerint egy külön elem, az Oldham-kapcsoló gátolja meg.

A két spirál minden menete egy-egy külső és belső vonal mentén érintkezik. Ezek az érintkezési vonalak sarló alakú zsebeket zárnak be, amelyek a mozgás során kívülről befelé vándorolnak és közben zsugorodnak (4.10. ábra):

1. Első körülfordulás: a mozgó spirál a külső szélen két teret nyit meg; ezek a kör végére bezárulnak – a gőz be van zárva.
2. Második körülfordulás: a bezárt tér befelé halad és szűkül, a gőz sűrűsödik. Közben a külső szélen már újabb szívás kezdődik.
3. Harmadik körülfordulás: a legbelső térből a sűrített gőz a középső kiömlőnyíláson át kitolódik.

Egy gőzadag útja tehát három fordulat, de mivel egyszerre több zsebben folyik szívás, sűrítés és kitolás, a gép közel folyamatosan szállít.

A hermetikus scroll kompresszorban a szívott gőz a ház alsó részébe lép be, a motoron áthaladva hűti azt, majd a spirálok külső szélén lép a csigavonalba; a sűrített gőz a ház nyomócsonkján távozik. A kenést a tengely végén kialakított centrifugál szivattyú végzi az olajteknőből; a spirálokat a gőzáramban lévő olaj keni.

Szelepek, indulás, folyadéktűrés

• Munkaszelepei nincsenek. A nyomócsonkba a források szerint visszacsapó szelep kerül, hogy a gép ne tudjon visszafelé forogni.
• A hajtásban egy lengődarab van: induláskor a spirálok nem érnek össze, így a gép tehermentesen indul; nagyobb fordulaton a centrifugális erő összezárja őket. Ugyanez a szerkezet a forrás szerint a folyadékütés elkerülését is segíti – a spirálok szét tudnak válni.
• Nincs káros tere, nincsenek alternáló elemei: a hatósági tananyag szerint ezért a szállítási foka és az indikált hatásfoka is kedvezőbb a dugattyúsénál, üzeme rezgés- és zajszegény, alkatrészei kevésbé kopnak.

Mélyhűtés és economiser

Az alacsony elpárolgási hőmérsékletre tervezett scroll kompresszoroknál a kis gőzáram nem tudná hűteni a motort, ezért a motor állórészét fémesen a burkolathoz kötik (léghűtés), és a [R2] szerint a spirálok közé folyadékot fecskendeznek a véghőmérséklet csökkentésére.

Ha a hőleadás magas hőmérsékleten történik – például használati melegvizet készítő hőszivattyúnál –, nagy a nyomásviszony és a véghőmérséklet. A hatósági tananyag szerint ilyenkor a scroll és a csavarkompresszor egy fokozatban, economiserrel (gőzbefecskendezéssel) segít: a spirálok középső szakaszán, a közbenső nyomásnál egy szívónyílást alakítanak ki (4.11. ábra). Erről egy kis segéd-elpárologtató üzemel, amely a kondenzátorból érkező folyadékot erőteljesen utóhűti. Az eredmény: kisebb kompresszió-véghőmérséklet és nagyobb fajlagos hőelvonás (a 2.6 pont szerint a nagyobb utóhűtés növeli q₀-t).

Szabályozás

A scroll kompresszor teljesítményét belülről – egy spiráljárat lezárásával – nehéz szabályozni. A gyakorlatban frekvenciaváltóval változtatják a fordulatszámot, vagy több kompresszort csoportaggregátba kötnek, és lépcsőzetesen kapcsolják őket ([T] 3.1.3.4). A mestervizsgára felkészítő jegyzet VRF-rendszereknél egy harmadik megoldást is említ: egy szelep időnként összenyitja a nyomó- és a szívóoldalt, és ezzel csökkenti a szállított mennyiséget („digital scroll”).

4.5 Csavarkompresszor és turbókompresszor (ipari alkalmazás)

Ez a két géptípus a nagy teljesítmények – folyadékhűtők, ipari hűtés, nagy klímarendszerek – világa. A szerelő ritkábban találkozik velük, de a működési elvüket ismerned kell.

Csavarkompresszor

A csavarkompresszorban két, egymással szemben forgó, speciális ívelt fogazású rotor dolgozik: a főrotor és a mellékrotor (4.12. ábra). A hatósági tananyag szerint a főrotor fogainak száma általában négy, a mellékrotoré hat. A két rotor egyike domború (konvex), a másik homorú (konkáv) profilú fogazású, és a fogak egymásba kapcsolódnak ([R2] 22.6; [T] 6.1.1.5). A rotorok foghézagai és a ház fala tereket zárnak be; a forgás során a hézagokba behatoló fogak ezeket a tereket csökkentik, és közben a gőzt a szívóoldalról a nyomóoldal felé tolják.

Jellemzői a források alapján:

• Nincs szívó- és nyomószelepe, nincs káros tere, egyenletesen, folyamatosan szállít.
• A sűrítés mértékét a beépített térfogatviszony szabja meg (4.4 pont).
• Bőséges olajozást igényel: az olaj ken, a rotorok és a ház közötti réseket tömíti, hűt, és segédenergia-hordozó is. Ezért a gépnek saját olajrendszere van: olajleválasztó, olajszűrő, olajhűtő ([T] 3.1.3.3, [K] 3.1).
• A jó olajhűtés miatt a véghőmérséklet kisebb, mint az azonos feltételekkel üzemelő dugattyús gépé; a hatósági tananyag szerint az üzembiztosan elérhető nyomásviszony a 15-öt is meghaladhatja.
• Közbenső nyomáson is lehet belőle szívni (economiser, 4.4 pont).
• Nyitott, félhermetikus és hermetikus kivitelben is készül. A hatósági tananyag a hűtő- és hőszivattyú-berendezésekben 760 és 5000 m³/h közötti elméleti szállítóteljesítményt említ.

Szabályozás. A csavarkompresszorra jellemző a tolattyús szabályozás: a rotorok mentén elmozduló tolattyú a beszívott gőz egy részét visszaengedi a szívótérbe, így fokozatmentesen változtatja a szállítást. Emellett frekvenciaváltós és pólusváltós fordulatszám-szabályozás, nagy rendszereknél több gép párhuzamos kapcsolása is használatos.

Turbókompresszor

A turbókompresszor áramlástani elven működik (4.13. ábra). A lapátos járókerék a befektetett mechanikai energiát a gőz sebességi energiájává alakítja; a járókerék utáni diffúzorban a gőz egyenletesen lassul, és a sebességi energia nyomási energiává alakul. Az áramlás fő iránya szerint radiális és axiális gépet különböztetünk meg; a hatósági tananyag szerint a hűtéstechnikában csak a radiális kivitelt alkalmazzák.

• Egy fokozatban kisebb a nyomásviszonya, mint a térfogat-kiszorításos gépeké; nagyobb nyomáshoz több fokozatot építenek egy tengelyre, a fokozatok lapátkereke a gőz zsugorodó térfogata miatt egyre kisebb ([R2] 22.7).
• Előnye a nagy, folytonos térfogatáram, a kis helyigény, a rezgésmentes üzem és a kis karbantartási igény – ezért nagy teljesítményű hűtő- és klímaberendezésekben alkalmazzák.
• A nagy fordulatszám miatt a kenés külön olajrendszert igényel, de a gép „száraz üzemű”: a hűtőközeg-rendszerbe nem kerülhet kenőolaj.
• Újabb típusa a mágnesesen lebegtetett csapágyazású turbókompresszor; a mestervizsga-jegyzet szerint ezek 20 000–30 000 1/perc fordulatszámon üzemelnek, elektronikus szabályozással.
• Szabályozás: jellegzetes az előperdület-szabályozás: a járókerék belépése előtti állítható terelőlapátsor tág határok között változtatja a teljesítményt. Ritkábban fordulatszám- és by-pass szabályozást alkalmaznak; a szívóvezetéki fojtás nem jellemző.

A típusok egy táblázatban

4.3. táblázat. A kompresszortípusok összevetése ([T] 3.1.1–3.1.3, [K] 3.1, [R2] 22, [RF]). A „–” jel: a forrásaink nem nyilatkoznak.

4.6 Kivitel: nyitott, félhermetikus, hermetikus

A működési elv mellett a második csoportosítási szempont az, hogy a hajtómotor és a kompresszor el van-e különítve egymástól (4.14. ábra).

4.4. táblázat. A három kivitel jellemzői ([T] 3.1.2.3, [K] 3.1, [R2] 22.2 és 22.5).

A (fél)hermetikus gépnél a beépített motor anyagainak ellen kell állniuk a hűtőközeg és az olaj együttes hatásának, és a motor hőelvezetése miatt szűkebb az alkalmazási tartomány. A Rabi-könyv szerint a háztartási és a helyhez kötött komfort-klímaberendezések kompresszorai ma már kivétel nélkül hermetikusak, és tőlük mintegy 80 000 üzemóra karbantartás nélküli működést várnak el. Mélyhűtésnél a szívógázhűtés okozta erős túlhevülés miatt külső hűtés vagy kiegészítő hűtés kellhet ([R2]: például különálló léghűtéses aggregátnál, ha t₀ < −20 °C); ennek szükségességét a gyártó határozza meg.

4.7 Teljesítményszabályozás: ki-be, fokozatok, hengerlekapcsolás, frekvenciaváltó

Miért kell szabályozni?

Egy hűtőberendezés nagyon ritkán dolgozik a méretezési pontján: a hűtési igény napszakonként, évszakonként, a betárolt áru szerint változik, és többnyire kisebb a gép teljesítményénél. A szabályozás célja a hatósági tananyag szerint kettős: a hűtőteljesítmény egyezzen meg az elszállítandó hőárammal, és a fajlagos energiafogyasztás részterhelésen se nőjön.

A kompresszor teljesítményének változtatására négy alapvető út van (4.15. ábra és 4.5. táblázat).

4.5. táblázat. A kompresszor teljesítményszabályozásának módjai ([T] 1.6.2, 3.1.2.4, 3.1.3; [EMG] 3.7.5).

Ki-be szabályozás és az indítások száma

A legegyszerűbb szabályozás a szakaszos üzem: egy termosztát vagy presszosztát a beállított alapérték és kapcsolási sáv szerint indítja és állítja le a kompresszort. Kis gépeknél egyszerű és elterjedt. Nagyobb gépeknél azonban a túl gyakori ki-be kapcsolás ellen automatikus indítási késleltetést kell alkalmazni, párhuzamos gépeknél pedig ügyelni kell a gépnagyságra és a kapcsolási sorrendre ([T] 3.1.2.4).

Miért baj a sok indítás? A Rabi-könyv szerint a kompresszorgyártók sok esetben megadják az óránként engedélyezett indítások számát – mert minden indítás melegíti a tekercset – és az indulásonkénti minimális üzemidőt, hogy az olajozás kialakulhasson. A hatósági tananyag esettanulmánya ([T] 7.9.1) egy másik következményt mutat: a mágneskapcsoló beégésének valószínűsége a kapcsolások számával nő; a beégett kapcsoló bizonytalan, két-három fázisú működést okoz, ami a kompresszor tekercsét tönkreteheti.

Hengerlekapcsolás (hengerek tehermentesítése)

Többhengeres dugattyús gépeknél egyes hengerek szállítását meg lehet szüntetni, miközben a gép tovább jár (4.16. ábra):

• a szívószelep kitámasztása: a szívószelepet nyitva tartják, így a henger a beszívott gőzt ugyanoda tolja vissza, ahonnan szívta – szállítás nincs;
• a szívócsatorna elzárása: ott alkalmazható, ahol minden szabályozott hengerhez külön szívócsatorna vezet.

Mindkettővel a hengerszámnak megfelelő fokozatokban lehet szabályozni, és ha az összes hengert kiiktatják, a gép tehermentesen indítható ([T] 3.1.2.4).

4 henger: 4/4 = 100 %  →  20 kW
3 henger: 3/4 =  75 %  →  15 kW
2 henger: 2/4 =  50 %  →  10 kW
1 henger: 1/4 =  25 %  →   5 kW

Fordulatszám-szabályozás: az inverteres kompresszor

A mestervizsga-jegyzet szerint a klímaberendezések kompresszorai ma frekvenciaváltóval fordulatszám-, illetve teljesítményszabályozottak. A frekvenciaváltó (a klímatechnikában szokásos néven inverter) a motor tápfeszültségének frekvenciáját változtatja, így a kompresszor fordulatszámát és vele a szállított tömegáramot fokozatmentesen lehet a hűtési igényhez igazítani. Az inverteres gép nem kapcsolgat ki-be, hanem beáll a szükséges teljesítményre. A hagyományos, csak teljes fordulattal járó félhermetikus gépnél a fordulatszámot a betétmotor póluspárszáma határozza meg, ezért a teljesítménye fordulatszám-változtatással nem illeszthető ([R2] 22.5).

A frekvenciaváltóról, az inverteres kompresszorhajtásról és a BLDC-motorról a 10.8 pont szól.

Csoportaggregát

Nagyobb hűtési feladatnál több kompresszort közös alapkeretre építenek, közös szívó- és nyomóvezetékkel, olajleválasztó- és olajvisszavezető rendszerrel: ez a csoportaggregát. Teljesítményét leggyakrabban a közös szívóvezeték nyomása alapján szabályozzák: a vezérlés a szívóoldali nyomástávadó jele szerint lépteti be és ki a kompresszorokat, változtatja egy inverteres gép fordulatszámát, vagy hengereket tehermentesít. Folyadékhűtőnél a hűtött folyadék hőmérséklete a szabályozás alapja ([T] 3.1.5 és 7.4.4).

Járműklímákban egy további megoldás is létezik: a változó lökettérfogatú dugattyús kompresszor, amelynek ferde vagy bolygótárcsáját a (mechanikus vagy elektronikus) szabályozás dönti meg, így változik a dugattyúk lökete ([T] 6.1.1.1).

4.8 Kenés, olajvisszavezetés, folyadékütés – a két alapszabály

Az olaj: szükséges rossz

A Rabi-könyv találó megfogalmazásában a kenőolaj a hűtőberendezésben „szükséges rossz”: a körfolyamathoz nem kell, de a kompresszort kenni kell. A tárgyalt kompresszortípusok – néhány különleges, „száraz” gép kivételével – mind olajkenésűek. Az olaj a kompresszorban ken, tömít, hűt, és egyes szabályozóelemeket is működtet; a kör többi részében viszont nincs rá szükség, ott a hűtőközeg hőtechnikai tulajdonságait rontja.

A két alapszabály

A mestervizsgára felkészítő jegyzet ([RF]) két dolgot emel ki a hűtőkör kialakításánál, amelyek a kompresszor életét meghatározzák. Ezt nevezzük a jegyzetben a két alapszabálynak (4.17. ábra):

1. A kompresszor nem szívhat folyadékot. A szívóvezetéken át beszívott folyadék a dugattyús kompresszorban szeleptörést okozhat, és az egész kompresszor tönkremegy. A folyadék beszívását megfelelő túlhevítéssel és a szívócső gondos hőszigetelésével kell megakadályozni. (A folyadékütés fogalmát a 2.4 pontban definiáltuk.)
2. Az olajnak vissza kell jutnia a kompresszorba. A hűtőkörben a hűtőközeg és a benne oldott olaj együtt kering; a hermetikus kompresszor megfelelő olajozását az olaj-visszaáramlás biztosítja. Ezt az áramlást folyamatosan fenn kell tartani.

A mestervizsga-jegyzet ([K] 3.1) kissé másként fogalmaz: a kompresszor megfelelő üzemeltetéséhez a két legfontosabb tényező a mozgó alkatrészek kenése és az üzemi tartomány (a megengedett elpárolgási és kondenzációs hőmérséklet) betartása. A két megfogalmazás kiegészíti egymást: a kenéshez az olaj visszajutása kell, az üzemi tartomány betartásához pedig – többek között – a folyadékmentes szívás.

Hogyan jut vissza az olaj?

• Olajat oldó hűtőközegeknél (a kisebb, felügyelet nélküli berendezések többsége) az olaj a közeggel oldatban együtt kering, és visszatér a kompresszorba.
• Nagy ipari berendezésekben és olajat nem oldó közegnél (például ammónia) az olajat a kompresszor után olajleválasztóval leválasztják, és külön vezetik vissza ([T] 2.7.3). A csoportaggregátokban aktív olajmenedzsment is alkalmazható: az olajleválasztó egy olajtartályba ürít, onnan olajszint-szabályozók adagolják az olajat az egyes kompresszorokba ([T] 7.4.5). Az olajleválasztóról és a segédelemekről: 8.3 pont.

Hogy az olaj valóban visszaérjen, ahhoz a csővezetékben megfelelő áramlási sebesség kell: a felkészítő jegyzet szerint csak egy bizonyos sebességsávban kering az olaj a közeggel együtt („öntisztító sebesség”), alatta és felette is „lemarad”. Csökkentett teljesítményű üzemben – inverteres gépnél, lekapcsolt hengereknél – a gőz lassabb, ezért a felszálló vezetékeknél kettős felszálló ág is szükséges lehet. A csővezeték-vezetés szabályait (lejtés, olajzsák, sebességek) a 15.5 pont tárgyalja.

A hűtőközeg és az olaj kapcsolata

Az olaj és a hűtőközeg kölcsönösen hat egymásra: az olaj rontja a közeg hőtechnikai tulajdonságait, a hűtőközeg pedig hígítja az olajat, rontja a kenőképességét.

Két további jelenséget kell ismerned:

• Felhabzás induláskor. Állásidőben a lehűlő olaj nagy mennyiségű hűtőközeget nyelhet el. Induláskor a forgattyúházban hirtelen csökken a nyomás, az oldott közeg forrni kezd, és az olaj felhabzik. Ez rendkívül nagy olajelhordással jár, szélsőséges esetben szeleptörést („olajütést”) okoz, olajszivattyús gépben pedig átmeneti kenésszünetet.
• Az olajban oldott hűtőközeg az elpárologtatóban nem párolog el, csak a kompresszorban – és ott rontja a szállítási fokot ([T] 2.7.3).

A megelőzés eszközei a források szerint: a csővezeték helyes méretezése és nyomvonala; a lehető legkisebb viszkozitású, de még megfelelő olaj; állásidőben az olajteknő fűtése (4.9 pont); a leszívatásos (pump-down) kapcsolás, amely leálláskor kiszivattyúzza a közeget a kisnyomású oldalról (15.11 pont); és az olajnyomás felügyelete ([T] 2.7.3, [R1]).

Az olaj kiválasztása

A kompresszorba csak a gyártó által előírt típusú és minőségű olajat szabad tölteni: a választás a hűtőközegtől és az elpárolgási hőmérséklettől is függ ([R1], [R2] 22.5). Az olajtípusokról (ásványi, alkilbenzol, POE, PAG, PVE) a 14.10 pont szól.

4.6. táblázat. A gyakorlatban kialakult olajviszkozitások a mestervizsga-jegyzet szerint ([K] 6.2). A hidegebb alkalmazás hígabb olajat kíván, hogy az olaj a hideg oldalon is visszajusson. Mindig a gyártói előírás a mérvadó.

Mikor kap a kompresszor folyadékot?

A folyadékütés ritkán „véletlen” – a forrásaink jellegzetes helyzeteket írnak le:

• Túl kicsi túlhevítés. Elektronikus expanziós szelepnél a túlhevítés 1–2 K-re is csökkenthető; ilyenkor a mestervizsga-jegyzet szerint gondoskodni kell a kompresszor folyadékütés elleni védelméről, például folyadékleválasztóval (2.4 pont, 8.2 pont).
• Túltöltött kapillárcsöves egység vagy rosszul beállított adagoló: a Rabi-könyv szerint nedves üzem, olajfelhabzás, túlzott olajkihordás és olajütés miatti szeleptörés lehet a vége.
• Állásidőben az elpárologtatóba szivárgó folyadék, amelyet a kompresszor a következő induláskor beszív – ezt zárja ki a leszívatásos kapcsolás ([K]).
• Betöltés. A hűtőközeg betöltése során ügyelni kell arra, hogy a betöltést követő indításnál a kompresszor ne kapjon folyadékütést, és az olajat se mossa ki a beáramló közeg ([T] 6.2; részletesen 16.4 pont).

4.9 Védelmek és segédberendezések: motorvédelem, nyomáskapcsolók, forgattyúházfűtés

Minden kompresszor egy meghatározott üzemi (alkalmazási) tartományra készül. Ha az üzemállapot ezt túllépi, a gép meghibásodik. A védelmi szerelvények kétállású kapcsolók, amelyek a veszélyes értéket elérő jellemző további káros változását akadályozzák meg – többnyire a kompresszor leállításával. A hatósági tananyag szerint a védelmi berendezésekre vonatkozó előírásokat az EN 378 szabvány fogalmazza meg (a nyomás korlátozására szolgáló védelmi eszközökről a magyar kiadásban az MSZ EN 378-2:2017 6.2.5 szakasza szól); a biztonsági és védelmi elemeket mint szerelvényeket a 8.7 pont, mint érzékelőket a 13.5 pont tárgyalja. Itt azt nézzük, mit védenek a kompresszoron (4.18. ábra, 4.7. táblázat).

4.7. táblázat. A kompresszor fő védelmei ([T] 3.6.2, [R2] 22.5, 24.3.1 és 28.9, [K] 3.5 és 7.1.1). A „–” jel: a forrásaink nem nyilatkoznak.

Nyomáskapcsolók (presszosztátok)

• A nagynyomású kapcsoló a nyomóoldali nyomás meg nem engedhető emelkedése ellen véd (például ha a kondenzátor ventilátora leáll, vagy a vízhűtésű kondenzátor vize kimarad). Kioldás után a gép csak kézi beavatkozással indítható újra.
• A kisnyomású kapcsoló a szívónyomás túlzott csökkenése ellen véd. A Rabi-könyv szerint úgy kell beállítani, hogy a kompresszor az alkalmazási tartománya alsó határa alatt ne üzemelhessen: a túl alacsony kikapcsolási nyomás – dugulás, hűtőközeghiány vagy eljegesedés esetén – fokozott olajelhordással és végül a kompresszor mechanikai tönkremenetelével járhat.
• Gyakori a kombinált (kis- és nagynyomású) kivitel, a duopresszosztát ([K] 3.5).

Olajnyomás-felügyelet

A szivattyús olajozású kompresszorban az olajszivattyú a forgattyúház (karter) nyomásánál nagyobb nyomással nyomja az olajat a kenési helyekre. Az olajszivattyú nyomóoldalán mért nyomás tehát két részből áll: a karterben uralkodó (közel szívóoldali) nyomásból és a szivattyú által létrehozott tényleges (nettó) olajnyomásból (4.19. ábra).

Ezért a felügyeletet differenciál-presszosztát (nyomáskülönbség-kapcsoló) látja el: az egyik csatlakozása az olajszivattyú nyomóoldalára, a másik a karterre (szívótérre) kerül. A Rabi-könyv szerint feladatai:

• induláskor, amikor még nincs olajnyomás, egy ideig ne állítsa le a gépet – adjon időt az olajnyomás kialakulására (a hatósági tananyag szerint a késleltetés 60–80 s);
• üzem közben, ha az olajnyomás a megengedett alá csökken, a késleltetés után állítsa le a kompresszort;
• maradjon kikapcsolva: kézi visszakapcsolású legyen.

A szükséges olajnyomás-különbség gyártói adat.

Nyomógáz-hőmérséklet

A kompresszió véghőmérsékletét növeli a tervezettnél kisebb szívónyomás, a nagyobb túlhevítés és a nagyobb nyomóoldali nyomás. A megengedettnél magasabb hőmérséklet a kompresszor hűtésének elégtelenségét és károsodását okozza, ezért a nyomócsonkon mérő termosztát a beállított érték felett leállítja a gépet ([T] 3.6.2). Egyes rendszerekben a véghőmérsékletet folyadékbefecskendezéssel is csökkentik: egy szelep a nyomócsövön mért hőmérséklet alapján folyadékot fecskendez a szívócsőbe ([T] 6.2.2.5).

Motorvédelem

A hermetikus kompresszor motorját a szívott hideg gőz hűti. Veszélyt jelent a megengedettnél nagyobb áramfelvétel (túláram) és az elégtelen hűtés okozta tekercs-túlmelegedés. Védelmei:

• motorvédő kapcsoló a betáplálásban: a mestervizsga-jegyzet szerint bimetálos túláramvédelemből és zárlatvédelemből áll (részletesen 9.4 pont);
• beépített hővédő („klixon”): a felkészítő jegyzet szerint a hagyományos klímák utolsó védelmi vonala;
• elektronikus motorvédelem: nagyobb gépek tekercsfejeibe – háromfázisú motornál mindhárom tekercsfejbe – PTC- vagy NTC-érzékelőt építenek; egy központi egység méri az ellenállásukat, és a beállított hőmérséklet felett megszakítja a vezérlőáramkört ([R2] 28.9).

Forgattyúházfűtés (karterfűtés)

A karterfűtés állásidőben melegen tartja az olajat. Így az olaj kevesebb hűtőközeget nyel el, és induláskor nem habzik fel (4.8 pont). Kapcsolási rajzon külön főáramkörként jelenik meg ([K] 7.1.1).

Forgásirány

A kompresszor körüli segédelemeket (szívóoldali szűrő, folyadék- és olajleválasztó, rezgéscsillapító, szívónyomás-szabályozó) a 8. fejezet tárgyalja.

4.10 Jelleggörbék, kiválasztás, adattábla

Mit mutat a jelleggörbe?

Egy adott kompresszor hűtőteljesítménye a hűtőközegtől, az elpárolgási és a kondenzációs hőmérséklettől függ. A gyártó ezt jelleggörbékben vagy táblázatban adja meg: a hűtőteljesítményt és a felvett teljesítményt t₀ függvényében, több t_c értékre.

A források egyetértenek abban, hogyan változik a hűtőteljesítmény ([T] 7.8.1, [K] 3.1):

• t₀ csökkenésekor csökken: kisebb a szívónyomás, a kompresszor ritkább gőzt szív, kisebb a tömegáram (4.b mintapélda) – ehhez jön még, hogy nagyobb nyomásviszonynál a szállítási fok is kisebb (4.2 pont);
• t_c növekedésekor csökken: a fajlagos hőelvonás kisebb (2.7. táblázat).

A felvett teljesítmény t_c növekedésekor nő. A t₀ hatásáról viszont nem egyeznek a forrásaink:

A valódi kompresszor tengelyén felvett teljesítmény a hűtőközeg sűrítésére fordított belső (indikált) teljesítményből és a súrlódás fedezésére fordított mechanikai veszteségből áll. A kompresszor veszteségei a munkaszükségletet és a véghőmérsékletet is növelik a veszteségmentes, 2.a mintapéldában számolt értékhez képest ([T] 1.5, 7.8.1).

A munkapont: a gép nem önmagában dolgozik

A kompresszor jelleggörbéje önmagában nem mondja meg, milyen t₀ és t_c mellett fog a berendezés üzemelni. Állandósult üzemben ugyanaz a tömegáram halad át minden elemen, ezért a hatósági tananyag szerint:

• az elpárologtató, a kompresszor és az adagoló hűtőteljesítménye egyenlő;
• a kondenzátor hőteljesítménye a kompresszor hűtőteljesítményének és belső teljesítményének összege (a 2.5 pont energiamérlege).

Alapeset:  Q_c = Q₀ + P_i = 10,1 + 2,7  = 12,8 kW
           COP = Q₀ / P_i = 10,1 / 2,7  = 3,74
27 °C-on:  Q_c = 10,69 + 2,4 = 13,09 kW
           COP = 10,69 / 2,4 = 4,45
Változás:  Q₀ +0,59 kW (+5,8 %),  P_i −0,3 kW (−11 %),  COP +0,71

Kiválasztás

A kompresszor kiválasztásához a hatósági tananyag szerint ismerni kell a berendezés jellemzőit: a legnagyobb elpárologtató-teljesítményt, az elpárolgási hőmérsékletet, a túlhevítést, a szívóoldali nyomásesést és túlhevülést, a kondenzációs hőmérsékletet a legnagyobb hűtőteljesítménynél, a nyomóoldali nyomásesést és az utóhűtést. Ezután következik a gép kiválasztása az elpárolgási és kondenzációs hőmérsékletek üzemi határai, a szabályozás lehetséges módjai és a helyigény szerint.

• Nyitott kompresszornál számítással vagy katalógusból dolgozhatunk. Számításnál ellenőrizni kell, hogy az eredmény nem lépi-e túl a gép határait: a szilárdsági szempontból megengedett legnagyobb üzemi nyomást, a tengelytömítés és a csapágyazás miatt megengedett legnagyobb szívónyomást, a legnagyobb nyomáskülönbséget és a kenés szempontjából megengedett legnagyobb véghőmérsékletet. A katalógusadatot korrigálni kell, ha a tényleges szívócsonk-hőmérséklet vagy utóhűtés eltér a katalógusétól.
• (Fél)hermetikus kompresszornál a katalógusadatokra hagyatkozunk, és különösen fontos az összevetés a betétmotor teljesítményével, a megengedett véghőmérséklettel és a motorhűtés megfelelőségével.

Az adattábla és a dokumentáció

A kompresszor adattáblája a gyártó azonosító és villamos adatait hordozza; a pontos tartalma gyártónként eltér. A Rabi-könyv szerint a szerelőnek a megvásárolt géptől legalább ezeket kell ismernie: a műszaki adatokat, a villamos bekötést, az alkalmazási tartományt a használni kívánt hűtőközeggel, és az utántöltéshez használható olajat. Ami nincs az adattáblán, azt az adatlapon és a telepítési útmutatóban keresd. A motor adattáblájának olvasását a 10.9 pont tanítja.

4.11 Tipikus hibák röviden (részletesen a 17. fejezetben)

A kompresszorhiba mögött gyakran rendszerhiba áll, amely a gépet az alkalmazási tartományán kívülre viszi, vagy megszegi a két alapszabályt. A felkészítő jegyzet szerint a szakszerűtlen csőszerelés miatt a hermetikus motorkompresszorok néhány év működés után tönkremennek, és a meghibásodások elsődleges oka a hűtési csővezetékek hibás nyomvonal-vezetése. Kompresszorcsere előtt ezért a kiváltó okot is keresd meg – különben az új gép is ugyanígy járhat. A hatósági tananyag 7.9.7 esetében például a kompresszorral együtt az adagolót is cserélni kellett.

4.8. táblázat. Jellegzetes kompresszorhibák és lehetséges okaik ([R2] 24.3.1, [T] 7.9.1, 7.9.5 és 7.9.7, [RF] 2.3.1).

A táblázat a Rabi-könyv hibalistáján alapul: a hűtőközeg-szökés olajelhordással és a motor hűtésének elmaradásával jár; levegő a körben a nyomóoldali hőmérsékletet és nyomást növeli; eljegesedett elpárologtatónál a gép az alkalmazási tartomány alsó határa alatt üzemel. Ha egy klixonos hermetikus gépet termisztoros félhermetikusra cserélnek, a kapcsolószekrényt is át kell alakítani.

Az olaj állapota is árulkodó: a hatósági tananyag szerint a hűtőgépolaj általában halványsárga és átlátszó; ha barnásra, vörösesre változik vagy zavaros lesz, az elhasználódásra, károsodásra utal, a szúrós, „műanyagszag” szintén hibát jelez. (Egyes szintetikus olajok újonnan színtelenek – mindig az adott olaj eredeti állapotához hasonlíts.) A leégés utáni teendőket (savteszt, szűrőcsere, olajcsere) a 16.6 pont, a diagnosztikát a 17.3 és a 17.4 pont tárgyalja.

Gyakorlatok

Összefoglalás

• A kompresszor elszívja a gőzt az elpárologtatóból, összesűríti és áramoltatja a közeget; a szívóoldali nyomást ő tartja, a nagynyomású oldalét a kondenzátor hőleadása szabja meg. A nyomásviszony π = p_c/p₀, mindig abszolút nyomással.
• Két elv: a térfogat-kiszorításos gép (dugattyús, gördülődugattyús, lamellás, scroll, csavar) bezárt térfogatot csökkent; az áramlástani (turbó) gép felgyorsítja a gőzt, és a diffúzorban nyomássá alakítja a sebességet.
• A dugattyús gépben a káros tér gőze visszaterjed, ezért a gép kevesebbet szív be, mint a lökettérfogat; V_eff = λ · V_geo, ṁ = V_eff/v₁, Q₀ = ṁ · q₀. Nagyobb nyomásviszonynál kisebb a szállítás.
• A scroll és a csavar gépnek nincs munkaszelepe és káros tere; a sűrítés mértékét a beépített térfogatviszony adja. A scroll nyomócsonkjában visszacsapó szelep van.
• Kivitel: nyitott (tengelytömítés, javítható), félhermetikus (bontható), hermetikus (hegesztett, nem javítható).
• Teljesítményszabályozás: ki-be üzem, fokozatok (hengerlekapcsolás, több gép), fordulatszám (frekvenciaváltó), visszaáramoltatás. A túl sok indítás a motornak és a mágneskapcsolónak árt; az indításszám gyártói adat.
• A két alapszabály: a kompresszor nem szívhat folyadékot, és az olajnak vissza kell jutnia. Ehhez kell a túlhevítés, a jó csővezetés, a karterfűtés és a gyártói olaj.
• Védelmek: nagynyomású (kézi visszaállítás) és kisnyomású kapcsoló, olajnyomás- (differenciál-) kapcsoló, nyomógáz-hőmérséklet, motorvédelem, fázisfigyelés. A forgásirányt indítás előtt fázissorrend-méréssel ellenőrizzük.

Ellenőrző kérdések

1. Miért mondjuk, hogy a kompresszor „tartja” a szívóoldali nyomást, de a nagynyomású oldalét nem? Mi határozza meg a kondenzációs nyomást?
2. Rajzold fel a káros terű dugattyús kompresszor indikátordiagramját, és jelöld rajta a négy szakaszt, a lökettérfogatot és a beszívott térfogatot! Miért kisebb az utóbbi?
3. Milyen okok miatt kisebb a dugattyús kompresszor tényleges szállítása az elméletinél?
4. Hasonlítsd össze a gördülődugattyús és a scroll kompresszort: szelepek, szállítás, folyadékkal szembeni viselkedés, szabályozás!
5. Mi a különbség a nyitott, a félhermetikus és a hermetikus kompresszor között? Melyiknek hogyan hűl a motorja?
6. Milyen teljesítményszabályozási módokat ismersz? Mi a baj a túl gyakori indítással?
7. Fogalmazd meg a két alapszabályt, és mondj mindkettőre egy-egy szerelési teendőt, amely a betartását szolgálja!
8. Miért nem elég a beépített hővédő a háromfázisú kompresszor fáziskimaradása ellen? Hogyan ellenőrzöd a forgásirányt, és miért nem próbaindítással?

Tudáspróba

1. Melyik kompresszor NEM térfogat-kiszorításos elven működik?

• a) a scroll kompresszor
• b) a csavarkompresszor
• c) a radiális turbókompresszor
• d) a gördülődugattyús kompresszor

2. Mit nevezünk a dugattyús kompresszor káros terének?

• a) A felső holtponton álló dugattyú és a szeleplap között maradó térfogatot.
• b) A forgattyúházban az olajszint feletti teret, ahol állásidőben a hűtőközeg összegyűlik.
• c) A henger teljes térfogatát az alsó holtponton.
• d) A szívószelep és a szívócsonk közötti csatornát.

3. A szívóoldali manométer 3 bar-t, a nagynyomású oldali 15 bar-t mutat. Mekkora a nyomásviszony (p_b = 1 bar)?

• a) 5,0
• b) 12
• c) 3,0
• d) 4,0

4. Hogyan változik a dugattyús kompresszor szállítása, ha – változatlan fordulatszám mellett – nő a nyomásviszony?

• a) Nő, mert a dugattyú nagyobb nyomás ellen dolgozik.
• b) Csökken, mert a káros tér gőze nagyobb nyomásról terjed vissza.
• c) Nem változik, mert a lökettérfogat állandó.
• d) Csak a nyomógáz hőmérséklete változik; a szállított gőzmennyiség a fordulatszámtól függ, ezért állandó.

5. Mi a feladata a scroll kompresszor nyomócsonkjába épített visszacsapó szelepnek?

• a) Megakadályozza, hogy leállás után a gép visszafelé forogjon.
• b) Szívószelepként működik: a szívóütemben kinyit, és beengedi a gőzt a spirálok közé.
• c) Szabályozza a kompresszor hűtőteljesítményét.
• d) Leválasztja az olajat a nyomógázból.

6. Mi a forgattyúházfűtés (karterfűtés) fő feladata?

• a) Növeli a hűtőteljesítményt a téli üzemben.
• b) Pótolja a motor hűtését, ha kevés a hűtőközeg.
• c) Állásidőben melegen tartja az olajat, így az kevés hűtőközeget nyel el.
• d) Megakadályozza, hogy leálláskor a nagynyomású oldal nyomása a kisnyomású oldal szintjére essen vissza.

7. Mit érzékel a kényszerolajozású kompresszor olajnyomás-kapcsolója?

• a) Az olajszintet a forgattyúház nézőüvegében.
• b) Az olaj hőmérsékletét az olajteknőben.
• c) Az olajszivattyú nyomóoldali nyomását a légköri nyomáshoz viszonyítva, túlnyomásként.
• d) A szivattyú nyomóoldali nyomásának és a karternyomásnak a különbségét.

8. Egy hathengeres dugattyús kompresszor két hengerének szívószelepét kitámasztják. Mekkora lesz az elméleti szállítás a teljeshez képest (a működő hengerek szállítási fokát változatlannak véve)?

• a) 33 %
• b) 67 %
• c) 50 %
• d) 75 %

(Megoldások: B. függelék.)

A fejezet forrásai