スクロールまたはスクリューのどちらの冷凍コンプレッサーがあなたのシステムに適していますか?

冷凍用コンプレッサー はあらゆる冷凍システムの電源コアです。冷蔵室や凝縮装置からチラーや冷蔵倉庫に至るまで、商業および産業用途では、スクロール コンプレッサーとスクリュー コンプレッサーの 2 種類のコンプレッサーが全容量範囲をカバーします。適切なタイプをシステムに適合させることで、運用コスト、信頼性、総寿命が決まります。

スクロールコンプレッサーとスクリューコンプレッサー: 直接的な答え

小型の凝縮ユニット、空気冷却器、冷蔵室など、最大約 60 kW までの中小規模の商用冷凍負荷に対応するスクロール コンプレッサーは、高効率、低振動、コンパクトな寸法を実現します。 50 kW を超える大規模産業用途 (冷水器、大規模冷蔵倉庫、並列ユニット、低温スクリュー システムなど) には、無段階の容量制御と実証済みの連続使用性能を提供するスクリュー コンプレッサーが正しい選択です。

これら 2 つのテクノロジーは競合するものではなく、補完的なものです。スクロール ユニットが小規模な商用システムを支配し、スクリュー ユニットが持続的な高負荷出力が必要な場合に引き継がれます。

スクロールコンプレッサーの仕組み

スクロール コンプレッサーは、交互に配置された 2 つの螺旋状のスクロール要素 (1 つは固定、もう 1 つは周回) を使用します。旋回スクロールが固定スクロールの周りを偏心回転すると、冷媒ガスが外縁から吸い込まれ、中心に向かって徐々に圧縮され、高圧で吐出されます。

この連続的でスムーズな圧縮サイクルにより、往復運動設計に特有の圧力サージや脈動が排除されます。その結果、静かな動作、低減された振動、一貫した冷媒の流れが実現します。スクロール コンプレッサーは、騒音や設置スペースに制約がある商用 HVAC 凝縮ユニット、空冷凝縮器、および冷蔵室システムに最適な特性を備えています。

スクロール コンプレッサーの主な性能特性は次のとおりです。

• スクロール要素間の隙間容積が最小限であるため、高い体積効率が得られます。
• ピストン設計と比較して可動部品が少ないため、機械的摩耗が軽減され、サービス間隔が延長されます。
• ほとんどのバリエーションでハーメチックシール構造を採用し、シャフトシールの漏れをなくし、冷媒損失を削減します。
• ボックス型凝縮ユニットおよび分割システム構成に適したコンパクトな設置面積
• R22、R404A、R407C、R410A、R134aなどの幅広い冷媒に対応

スクリューコンプレッサーの仕組み

スクリュー コンプレッサーは、精密に加工された 2 つのヘリカル ローター (オス ローターとメス ローター) によって圧縮を実現します。これらのローターは、公差の狭いハウジング内で噛み合います。ローターが回転すると、ガスがローターのローブとハウジングの間に閉じ込められ、ローターの長さに沿って徐々に圧縮され、出口端で排出されます。

この設計では、2 つのローター間の正確な同期が必要です。エンジニアは数学的モデリングとシミュレーションを使用してローターの歯の形状を最適化し、ガスの逆流と乱流を最小限に抑えます。高品質のベアリング システムにより摩擦と振動が低減され、ハイエンドのスクリュー コンプレッサーでは、閉ループ制御戦略が実際のローター速度を設定値とリアルタイムで比較し、変動する負荷条件下でも同期精度を維持するために偏差を即座に修正します。

スクリューコンプレッサーの主な性能特性は次のとおりです。

• 約 25% から 100% までの無段階の容量調整により、冷水機や大型冷蔵貯蔵システムの効率的な部分負荷運転が可能になります。
• 連続的な産業用デューティサイクルに適した持続的な大容量出力
• 極低温および産業用途で -50°C までの蒸発温度に対応できる低温スクリューのバリエーション
• 冗長性と段階的な容量拡張が必要な大規模冷蔵倉庫施設の並列ユニット構成に対応
• サイトのインフラストラクチャに合わせて水冷および空冷構成が利用可能

システム選択のための並べて比較

コンプレッサーのタイプを冷蔵室および冷蔵保管の要件に適合させる

冷蔵室および冷蔵保管システムは、幅広い温度範囲に及びます。スクロール コンプレッサーは、中温用途、つまり生鮮食品、乳製品、飲料を 0 ～ 5 °C で保管する場合の標準的な選択肢であり、通常、蒸発温度は -10 °C ～ -5 °C になります。コンパクトなサイズなので、これらの設備で使用されるボックス凝縮ユニットや空冷式凝縮ユニットに自然に統合されます。

室温 -18 °C ～ -25 °C (蒸発温度 -30 °C ～ -40 °C) で動作する急冷および極冷凍冷蔵保管の場合、低温スクリュー コンプレッサーまたはパラレル スクリュー ユニット構成が適切なソリューションです。 150 ～ 400 kW の冷凍能力を処理する単一の低温スクリュー ユニットは、複数の小型スクロール ユニットを置き換えることができると同時に、より優れた部分負荷効率と簡素化された監視を実現します。

1 日 24 時間稼働する大規模な冷蔵施設では、正しく指定されたスクリュー コンプレッサーと、過大または過小なスクロール システムとの間のエネルギーの差は大きくなります。年間 7,000 時間稼働する 200 kW システム全体で COP が 10% 向上すると、140,000 kWh が節約されます。電気料金 0.10 ドル/kWh で年間約 14,000 ドルが節約されます。

冷水チラー用途におけるスクリューコンプレッサー

ウォーターチラーは、空気を直接調整するのではなく、二次流体 (通常は冷水またはグリコール) を冷却します。この間接的な冷却構成により熱質量が発生し、負荷変動が平滑化されますが、コンプレッサーが長い運転期間にわたって変化する需要に正確に応答することも求められます。

スクリューコンプレッサーは、スライドバルブ容量調整機構を通じてこの要件に対処し、コンプレッサーを停止したり再起動したりすることなく出力を継続的に調整します。ほとんどの冷水機システムは、動作時間の大部分を全設計負荷の 40% ～ 70% に費やしているため、年間エネルギー消費量の主要な要素はピーク負荷のパフォーマンスではなく、部分負荷の効率になります。

スクリューコンプレッサーと水冷凝縮器を組み合わせた水冷圧縮凝縮ユニットは、COP の点で空冷式の同等品よりも一貫して優れており、穏やかな気候では通常 15 ～ 20% 優れています。この利点は、工業用冷水チラーの用途において数千時間の動作時間にわたってさらに増大します。

コンプレッサーの性能をサポートする冷凍アクセサリ

スクロール コンプレッサーとスクリュー コンプレッサーは両方とも、設計パラメータ内で動作するには、正しく指定された冷凍アクセサリに依存します。コンプレッサーの状態に直接影響する主なコンポーネントには次のものがあります。

• オイルセパレータ: 排出ガスが凝縮器または蒸発器に入る前に、排出ガスに含まれる潤滑油を捕捉します。スクリューコンプレッサーでは、ローターのシールと冷却の両方に継続的な潤滑が必要なため、適切なオイル循環を維持することが重要です。高効率の遠心式オイルセパレーターは、オイルとガスを徹底的に分離しながら圧力損失を低く抑え、コンプレッサーの電力消費を削減します。
• フィルタードライヤー: 冷媒回路から湿気と微粒子を除去し、コンプレッサーのバルブシートとスクロール表面を酸の形成や摩耗損傷から保護します。
• 膨張バルブ: 蒸発器への冷媒の流れを調整して、吸入過熱度をコンプレッサーの指定範囲内に維持します。過熱度が低すぎると、液体のスラッギングが発生する危険があります。過剰な過熱により吐出温度が上昇し、コンプレッサーの寿命が短くなります。
• ソレノイドバルブ: 迅速な回路分離とポンプダウンシーケンスを可能にし、オフサイクル中に液体冷媒がコンプレッサーに移動するのを防ぎます。

スクロールおよびスクリューコンプレッサーを中国メーカーから調達する理由

中国の冷凍製造部門は、幅広い容量範囲のスクロール コンプレッサーとスクリュー コンプレッサーを生産し、80 か国以上の市場に供給しています。社内に研究開発チームと鋳造工場を持つ中国のメーカーは、OEM および ODM 構成を提供できます。これにより、コンプレッサー アセンブリ、凝縮ユニット ハウジング、冷凍アクセサリを非標準プロジェクト仕様に適合させることができます。そのコストは通常​​、同等の欧州ブランドの機器より 20 ～ 40% 低くなります。

中国の HVAC 冷凍機サプライヤーを評価する購入者にとって、最も重要な検証手順は、認定範囲が注文されている特定のモデルおよび冷媒と一致することを確認し、定格仕様書ではなく実際の工場テスト データをレビューし、目的の市場でスペアパーツと技術サポートが利用可能であることを確立することです。複数の地域への文書化された輸出履歴を持つサプライヤーは、経験の浅いメーカーと協力する際に​​遅延を引き起こすコンプライアンスと物流の課題をすでに解決しています。