Khi so sánh mức độ rung, một Bộ ngưng tụ kiểu trục vít tạo ra độ rung thấp hơn đáng kể so với thiết bị ngưng tụ pittông - thường tạo ra vận tốc rung động của RMS 2–4 mm/giây , so với RMS 8–15 mm/giây thường được đo trên các mô hình chuyển động qua lại trong điều kiện tải tương đương. Sự khác biệt này có hậu quả trực tiếp đến yêu cầu lắp đặt, tuổi thọ thiết bị, kiểm soát tiếng ồn và chi phí vận hành tổng thể. Nếu quản lý độ rung là ưu tiên hàng đầu tại cơ sở của bạn thì thiết kế kiểu vít có lợi thế rõ ràng và có thể đo lường được.

Tại sao thiết kế máy nén lại tạo ra sự khác biệt về độ rung

Nguyên nhân sâu xa của sự khác biệt về độ rung nằm ở chuyển động cơ học của từng loại máy nén. Một thiết bị ngưng tụ pittông sử dụng các piston di chuyển qua lại theo chu trình tuyến tính. Chuyển động tịnh tiến này tạo ra lực xung định kỳ mạnh - đặc biệt là tại điểm chết trên và điểm chết dưới - truyền qua vỏ máy nén và vào cấu trúc xung quanh. Những xung này lặp lại ở tần số cao và khó có thể tách biệt hoàn toàn.

Ngược lại, Thiết bị ngưng tụ loại trục vít sử dụng một cặp cánh quạt xoắn ốc lồng vào nhau quay liên tục theo một hướng. Không có piston, không có van đóng mở dưới áp suất và không có sự đảo chiều đột ngột. Chuyển động quay vốn đã trơn tru và tự cân bằng. Đây là lý do tại sao máy nén trục vít được mô tả là có cân bằng động quay , trong khi máy nén pittông được đặc trưng bởi lực quán tính không cân bằng .

Trong các thiết bị cũng kết hợp cấu hình máy nén bán kín, động cơ máy nén và cụm quay được đặt trong một vỏ kín chung, giúp giảm hơn nữa việc truyền rung động cơ học đến vỏ ngoài và hệ thống đường ống.

So sánh mức độ rung: Dữ liệu chính

Bảng sau đây tóm tắt các đặc tính rung điển hình khi vận hành đầy tải bình thường cho cả hai loại thiết bị trong các phạm vi công suất chung:

Tác động đến yêu cầu cài đặt

Độ rung cao hơn trong các thiết bị ngưng tụ pittông tạo ra môi trường lắp đặt khắt khe hơn. Các kỹ sư phải tính đến những điều sau khi chỉ định bộ phận chuyển động qua lại:

• Lò xo chịu lực hoặc cao su chống rung gắn bên dưới khung để tránh truyền sàn
• Các kết nối ống bện linh hoạt trên đường hút, xả và chất lỏng để hấp thụ ứng suất đường ống
• Tăng khoảng trống từ các bức tường và thiết bị lân cận để ngăn chặn sự truyền cộng hưởng
• Kiểm tra kết cấu trên mái nhà hoặc nền tảng trên cao, nơi phải đánh giá tải trọng động

Đối với Thiết bị ngưng tụ loại trục vít, miếng đệm chống rung tiêu chuẩn thường là đủ. Độ rung đầu ra thấp hơn cũng khiến các thiết bị dạng vít phù hợp hơn nhiều để lắp đặt ở các tầng trên của tòa nhà thương mại, gần các không gian có người ở hoặc trong môi trường có thiết bị nhạy cảm với độ rung ở gần — chẳng hạn như cơ sở thí nghiệm, trung tâm dữ liệu hoặc nhà máy chế biến thực phẩm.

Độ rung ảnh hưởng như thế nào đến độ tin cậy lâu dài

Rung động cơ học quá mức là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây ra hỏng hóc sớm các bộ phận trong hệ thống lạnh. Trong thiết bị ngưng tụ pittông, tải xung lặp đi lặp lại sẽ làm tăng tốc độ mài mòn trên một số bộ phận quan trọng:

• Vết nứt mỏi ống - đặc biệt là ở các khớp hàn và khuỷu gần cửa xả máy nén
• Độ mòn van - Van hút và xả trong máy nén pittông phải chịu ứng suất cơ học không đổi
• Mang mệt mỏi - ổ trục khuỷu và ổ trục thanh nối xuống cấp nhanh hơn khi chịu tải theo chu kỳ
• Nới lỏng dây buộc - các kết nối bắt vít trên khung và các đầu nối điện có thể bị lỏng theo thời gian

Trong Thiết bị ngưng tụ kiểu trục vít, việc không có khối lượng chuyển động qua lại có nghĩa là các kiểu hư hỏng này phần lớn bị loại bỏ. Các điểm mòn chính là ổ trục rôto và vòng đệm trục, trong điều kiện bôi trơn thông thường có tuổi thọ sử dụng 40.000–80.000 giờ hoạt động trước khi yêu cầu kiểm tra - xấp xỉ gấp đôi khoảng thời gian đại tu điển hình của các bộ chuyển động tịnh tiến tương đương.

Hành vi rung khi tải một phần

Đặc tính rung thay đổi khi tải một phần và hai loại thiết bị này hoạt động khác nhau. Trong thiết bị ngưng tụ pittông, việc dỡ xi lanh - trong đó một số xi lanh nhất định được bỏ qua để giảm công suất - sẽ làm thay đổi sự cân bằng của máy nén. Điều này thực tế có thể tăng biên độ rung tương đối ở một số bước bán tải, do tính đối xứng của lực piston bị phá vỡ.

Thiết bị ngưng tụ loại trục vít sử dụng van trượt hoặc bộ truyền động thay đổi tốc độ để điều chỉnh công suất. Với điều khiển VSD, tốc độ quay giảm theo tỷ lệ, nhìn chung giảm mức độ rung khi tải một phần đồng thời duy trì chuyển động quay trơn tru, liên tục. Điều này làm cho các bộ vít dễ dự đoán hơn và có cấu trúc lành tính hơn trong toàn bộ phạm vi hoạt động — từ tải 25% đến 100%.

Thiết kế bình ngưng và sự tương tác của nó với độ rung

Phần ngưng tụ của thiết bị cũng tương tác với độ rung do máy nén tạo ra. Hầu hết các Thiết bị ngưng tụ kiểu trục vít ngoài trời đều được trang bị một bình ngưng làm mát bằng không khí, trong đó quạt hướng trục đường kính lớn được gắn phía trên hoặc bên cạnh phần cuộn dây. Bởi vì đầu ra rung của máy nén trục vít thấp và ổn định, hệ thống đường ống môi chất lạnh kết nối máy nén với cuộn dây ngưng tụ làm mát bằng không khí chịu ứng suất chu kỳ ít hơn nhiều so với bộ chuyển động qua lại.

Trong các thiết bị pittông có bình ngưng làm mát bằng không khí, thông lệ tiêu chuẩn là lắp đặt hai hoặc nhiều kết nối linh hoạt giữa đầu ra xả của máy nén và đầu vào của bình ngưng. Nếu không có những thứ này, lực xung từ pít-tông có thể gây ra các vết nứt do mỏi chân tóc ở các mối nối hàn đồng trong vòng 2-3 năm hoạt động liên tục - một dạng hư hỏng hiếm khi được quan sát thấy trong các hệ thống kiểu trục vít.

Tiếng ồn: Hậu quả trực tiếp của rung động

Độ rung và tiếng ồn trong không khí có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. Các lực xung cơ học của thiết bị ngưng tụ pittông tỏa ra dưới dạng âm thanh do kết cấu, sau đó phát ra dưới dạng tiếng ồn trong không khí từ vỏ, hệ thống đường ống và khung đỡ. Đây là lý do tại sao các bộ chuyển động qua lại có xu hướng tạo ra âm thanh gõ nhịp nhàng, to đặc trưng ở mức đầy tải.

Bộ ngưng tụ loại trục vít tạo ra âm thanh liên tục có tần số cao hơn - thường được mô tả là tiếng rên rỉ đều đặn - thường dễ giảm bớt hơn bằng cách sử dụng vỏ cách âm hoặc tấm chắn tiêu chuẩn. Trong các công trình đô thị hoặc khu vực nhạy cảm với tiếng ồn, các thiết bị loại vít thường yêu cầu đầu tư xử lý âm thanh ít hơn để đáp ứng các quy định về tiếng ồn cục bộ so với các đơn vị chuyển động qua lại có công suất tương đương.

Ví dụ, một thiết bị ngưng tụ pittông 100 kW có thể yêu cầu vỏ cách âm hoàn chỉnh và đường ray cách ly chống rung để đáp ứng giới hạn ranh giới 65 dB(A) ở khoảng cách 5 mét. Thiết bị ngưng tụ loại trục vít có cùng công suất có thể đạt được sự tuân thủ chỉ với các miếng đệm chống rung và màn chắn một phần - giảm chi phí xử lý âm thanh ước tính 30–50% .

Chọn đơn vị phù hợp cho ứng dụng của bạn

Mức độ rung phải được coi là tiêu chí lựa chọn thực tế chứ không chỉ là thông số kỹ thuật. Sử dụng hướng dẫn sau:

Chọn Thiết bị ngưng tụ loại trục vít khi:

• Thiết bị sẽ được lắp đặt ở các tầng trên, mái nhà hoặc trong các tòa nhà có người ở nhạy cảm với rung động
• Công suất làm lạnh vượt quá 50 kW và dự kiến sẽ hoạt động liên tục trong thời gian dài (20 giờ/ngày)
• Địa điểm lắp đặt phải tuân theo các quy định về tiếng ồn hoặc độ rung của địa phương
• Giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động bảo trì và rủi ro hỏng hóc đường ống là ưu tiên hàng đầu

Thiết bị ngưng tụ pittông vẫn có thể thích hợp khi:

• Công suất làm lạnh dưới 20 kW và thiết bị hoạt động trong phòng máy ở tầng trệt biệt lập
• Những hạn chế về ngân sách làm cho chi phí trả trước thấp hơn của một đơn vị qua lại trở nên hấp dẫn
• Ứng dụng này liên quan đến hoạt động không liên tục trong đó hạn chế tích lũy độ rung do mỏi

Ưu điểm rung của Thiết bị ngưng tụ kiểu trục vít trên thiết bị ngưng tụ pittông là đáng kể và được ghi chép đầy đủ . Với vận tốc rung thường thấp hơn từ ba đến năm lần, các thiết bị kiểu trục vít ít gây áp lực lên kết cấu, đường ống và bộ phận hơn — dẫn đến chi phí lắp đặt thấp hơn, ít can thiệp bảo trì hơn, tuổi thọ dài hơn và dễ dàng tuân thủ các quy định về tiếng ồn hơn. Đối với các ứng dụng điều hòa không khí và làm lạnh công suất từ ​​trung bình đến lớn, cấu hình độ rung thấp hơn của thiết kế kiểu trục vít thể hiện lợi ích vận hành lâu dài hấp dẫn giúp chứng minh mức đầu tư ban đầu cao hơn.