Компрессор - главный компонент оборудования для холодоснабжения и кондиционирования воздуха. В современных компрессорах используются новейшие достижения электроники, инновационные технологии инверторного управления и новые материалы. Развитие рынка оборудования для охлаждения и воздушного кондиционирования оказывает серьезное влияние на экологическую обстановку. И хотя темпы внедрения альтернативных экологичных хладагентов разнятся от региона к региону, не осталось стран, где бы не велась работа по уменьшению вредного воздействия на окружающую среду и снижению энергопотребления. 

Рассмотрим основные типы холодильных компрессоров.

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры имеют долгую историю, область их применения включает и холодильную технику, и оборудование для кондиционирования воздуха, и тепловые насосы. В целом продажи таких компрессоров для кондиционеров падают, в то время как потребность в поршневых устройствах для холодильного оборудования год от года продолжает расти. Диапазон мощности поршневых компрессоров позволяет использовать их как в бытовых холодильниках, так и холодильных системах коммерческого и промышленного назначения. Количество поршней может быть абсолютно различным, оно колеблется от 1 до 12. Это зависит от предназначения (бытовые или промышленные цели), обычно у большей установки имеется и большее количество поршней.

Поршневые компрессоры в свою очередь можно разделить на одноступенчатые и двухступенчатые. Отличие их заключается в том, что в двухступенчатых компрессорах фреон, который был сжат в цилиндрах первой ступени, после охлаждения попадает в цилиндры второй системы.

За долгую историю технологии поршневого сжатия были созданы компрессоры, рассчитанные на работу с самыми разными хладагентами.

Созданные некоторое время назад герметичные поршневые компрессоры для холодильного оборудования, использующие в качестве хладагентов пропан (R290) и диоксид углерода, получили статус «дружественных к окружающей среде». Также на рынке появляются полугерметичные компрессоры, рассчитанные на работу с гидрофторолефинами.

Спиральные компрессоры

Продажи спиральных компрессоров в мире растут благодаря высокому уровню спроса на полупромышленные системы кондиционирования, чиллеры, VRF-системы, а также теплонасосное и холодильное оборудование.

Продолжается технологическое совершенствование модульных чиллеров на основе компрессоров спирального типа. Среди преимуществ таких машин — небольшие размеры, облегчающие транспортировку и установку, а также возможность параллельного подключения, позволяющая добиться высокой производительности.

Большой потенциал роста имеет сегмент спиральных компрессоров для тепловых насосов «воздух — вода», рассчитанных на работу в холодном климате. Такие устройства могут использоваться не только для отопления, но и при подготовке горячей воды для гигиенических и хозяйственных нужд. В настоящее время широкое распространение получили бытовые водонагреватели на основе тепловых насосов с компрессорами спирального типа, в которых используются однофазные электродвигатели.

Кроме того, компактность и высокая производительность компрессоров спирального типа делают их прекрасным решением для применения в холодильном оборудовании. Япония поставляет спиральные компрессоры, использующие диоксид углерода (CO2) в качестве хладагента, в страны Европы и в Австралию. Такие компрессоры могут устанавливаться не только в системы холодоснабжения, но и в водонагреватели, работающие по принципу теплового насоса.

Появление гибридных транспортных средств создало потенциал для развития сегмента автомобильных кондиционеров на базе спиральных компрессоров с электрическим приводом, не отбирающим мощность у двигателя машины.

Следует отметить, что крупнейшие климатические компании часто сами производят спиральные компрессоры для использования в своих кондиционерах.

Компрессоры винтового типа

Сегмент винтовых компрессоров переживает застой. В секторе воздушного кондиционирования на двух ведущих рынках — в Китае и Европе — спрос на устройства этого типа падает, так как они вытесняются из традиционных областей применения спиральными компрессорами и устройствами центробежного типа с магнитной подвеской вала. 

Рынок холодильных систем для хранения пищевых продуктов стабильно растет в регионах с активно развивающейся экономикой: в Китае, Юго­Восточной Азии, Индии. Развитие сегмента «холодильных цепочек» способствует росту спроса на винтовые компрессоры. Кроме того, не уменьшается потребность в устройствах подобного типа для специфических областей применения, таких как судовое холодильное оборудование.

Холодопроизводительность современного отдельного винтового компрессора лежит в диапазоне от 70 до 1800 киловатт, что уже довольно близко к теоретически достижимым пределам для данного вида устройств. В последнее время в дополнение к винтовым компрессорам сдвоенного типа разработаны модели с трехроторной конструкцией. Их роторы короче, а эффективность и надежность выше, чем у устройств сдвоенного типа той же производительности.

Компрессоры ротационного типа

В холодильных установках этого типа основными частями являются ротор и пластины, создающие в результате вращения необходимую разность давления. Габаритные размеры у ротационного оборудования обычно меньше, чем у поршневого, поэтому такие компрессоры малой мощности находят применение в бытовых морозильных камерах, холодильниках и системах кондиционирования воздуха.

Производство ротационных компрессоров сконцентрировано в Азии, прежде всего в Китае, а также в Таиланде, Японии и Малайзии. Значительная часть рынка принадлежит нескольким крупным брендам, появление новых игроков сопряжено со значительными трудностями.

Область применения компрессоров данного типа широка — от кондиционеров воздуха до тепловых насосов и холодильного оборудования. Необходимость увеличения производительности ротационных компрессоров привела к появлению моделей с двойным ротором. Сегодня такие компрессоры применяются как в бытовых, так и в полупромышленных кондиционерах воздуха и в VRF-системах.

Развитию рынка ротационных компрессоров способствует растущая популярность тепловых насосов. Современные модели обеспечивают высокую теплопроизводительность даже в условиях холодного климата.

Для применения в холодильном оборудовании разработаны двухступенчатые компрессоры, способные составить конкуренцию устройствам спирального типа.

В сегменте тепловых насосов наилучшим образом показывают себя устройства «воздух — вода», использующиеся для организации отопления и горячего водоснабжения, осушители и другое оборудование коммерческого назначения.

Одна из главнейших задач, стоящих перед производителями, — повысить энергетическую эффективность продукции, снизив тем самым нагрузку на окружающую среду. Чтобы обеспечить наиболее высокую энергоэффективность, в ротационных компрессорах все активнее используются инверторные технологии. С их помощью удается значительно повысить эффективность работы устройств при неполной нагрузке и обеспечить соблюдение самых строгих требований к минимальному энергопотреблению.

Компрессоры центробежного типа

За последние 10 лет небольшие чиллеры на базе компрессоров центробежного типа с магнитной подвеской вала стали энергоэффективным решением для воздушного кондиционирования зданий. Популярность таких холодильных машин продолжает расти.

К их преимуществам следует отнести энергоэффективность, низкий уровень шума и простоту обслуживания. Эти инновационные устройства все чаще приходят на смену как традиционным компрессорам центробежного типа, так и винтовым компрессорам. 

Основной хладагент для центробежных компрессоров — R134a. Существуют также экологически безопасные чиллеры на базе компрессоров центробежного типа, использующие в качестве хладагента воду.

Компрессоры центробежного типа сжимают газы, непрерывно преобразуя кинетическую энергию вращающейся крыльчатки в давление. Они способны сжимать значительные объемы газа. Как правило, такие компрессоры используются в водоохлаждаемых чиллерах большой мощности, работающих в условиях небольшой разности давлений хладагента в конденсаторе и испарителе. Разность давлений ограничена максимально возможной скоростью вращения крыльчатки. Однако недавно были созданы центробежные компрессоры, оптимизированные для работы в условиях большой разности давлений в составе чиллеров воздушного охлаждения и тепловых насосов.