Compresseur à vis à deux étages YLG : à l'intérieur d'une machine monocorps

La plupart des explications de la compression à deux étages décrivent deux machines : un surpresseur, une conduite de refoulement, un refroidisseur intermédiaire et un compresseur à étage élevé. Cet arrangement existe et il fonctionne. Ce n’est pas non plus ce qu’est cette série.

Le YLG est une machine monocorps. Deux ensembles de rotors sont placés sur un axe avec le moteur d"entraînement entre eux, et l"espace entre les étages est une chambre à pression intermédiaire usinée dans le corps – et non un récipient dans la tuyauterie. Ce seul fait modifie la tuyauterie, le circuit d"huile, le contrôle de capacité et les modes de défaillance, il mérite donc plus d"attention de la part de l"acheteur que l"expression « à deux étages » en elle-même.

Cet article démonte la machine au niveau dont un ingénieur d"usine a besoin : ce que fait chaque étage, d"où vient le rapport de 2,18 à 1 étage, à quoi sert la chambre de pression intermédiaire, comment le tiroir se décharge, où va l"huile et où l"enveloppe s"arrête.

Une machine, deux étapes. Les deux carters du rotor partagent un axe ; le moteur se trouve entre eux plutôt que sur un patin séparé avec un refroidisseur intermédiaire entre les deux.

Points clés à retenir

· Deux étapes en un seul casting. Le moteur se trouve entre les ensembles de rotors et la chambre de pression intermédiaire se trouve à l'intérieur du corps, il n'y a donc pas de tuyauterie intermédiaire ni de récipient de refroidisseur intermédiaire à concevoir, isoler et tester les fuites.

· 2,18 à 1 est un rapport de déplacement, pas un rapport de pression. Ce que chaque étage voit réellement est déterminé par la pression intermédiaire, et le maintien de cette pression est un problème de contrôle plutôt que matériel.

· L'enveloppe se divise en deux régions, et ce n'est pas une température globale. Dans la région I, la machine nécessite simultanément une injection de liquide et un refroidissement de l'huile ; dans la Région II, l’un ou l’autre fera l’affaire.

· Le compresseur arrive nu. Le séparateur d'huile, le refroidisseur d'huile, le contrôleur de niveau, le chauffage, les commandes inter-étages, la tuyauterie et l'isolation sont toujours à vous de construire.

Deux étapes en une seule coulée, pas deux machines en série

Une section à travers la machine rend l’architecture évidente, contrairement à une photographie.

Coupe à travers le corps unique : rotor à étage bas d"un côté, rotor à étage élevé de l"autre, moteur entre eux et huile acheminée vers les roulements, le rotor, le joint et la chambre de pression intermédiaire.

Les deux ensembles de rotors sont couplés au même moteur, dans la même enceinte de pression. Trois conséquences s’ensuivent immédiatement.

Il n'y a pas de tuyauterie entre les étages. Dans un agencement à deux machines, le gaz sortant du surpresseur doit se déplacer vers l'étage haut à travers une conduite généralement isolée, souvent grande, et toujours un endroit où un joint peut suinter. Ici, ce chemin est un passage usiné de quelques centaines de millimètres de long, à l'intérieur de la pièce moulée.

Il n’y a pas de refroidisseur intermédiaire externe à dimensionner. Le volume intermédiaire est fixé par la conception. En pratique, c'est la plus grande différence dans le local technique : l'agencement dont a besoin un système à deux machines, avec sa cuve, ses supports et son isolation, n'existe tout simplement pas.

Le moteur se trouve à l'intérieur de la limite du réfrigérant. C’est ce qui rend la machine semi-hermétique et supprime le joint d’arbre – le chemin de fuite classique sur une machine à entraînement ouvert. Cela signifie également que le moteur est refroidi par le gaz d'aspiration, ce qui façonne la conception électrique et c'est la raison pour laquelle un échange de moteur signifie ouvrir le circuit plutôt que de déboulonner un accouplement.

Ce à quoi vous renoncez, c"est la flexibilité. Le rapport d"étape est fixé lors de la construction de la machine, donc un point de service qui se déplace longtemps après la commande ne bouge pas avec elle. Dans une usine où la gamme de produits est encore en cours de décision, il vaut la peine de le savoir avant la commande plutôt qu"après.

Pourquoi le rapport d"étage est de 2,18 à 1 et pourquoi ce n"est pas un rapport de pression

La série utilise une conception couplée à deux étages avec un rapport de cylindrée de l"étage bas à l"étage élevé de 2,18 à 1. Les acheteurs lisent régulièrement cela comme « la pression est divisée de 2,18 à 1 », ce qui n"est pas ce que cela signifie.

Une paire de rotors à vis a un rapport de volume intégré fixe : la forme de la flûte et la position de l"orifice de décharge déterminent le degré de compression du gaz avant sa sortie. Deux ensembles de rotors de cylindrée différente, fonctionnant à la même vitesse, déplacent des volumes différents. Le rapport de déplacement est une indication de la quantité de gaz que chaque étage peut transporter, choisi de manière à ce que, pour les tâches de conception, la pression entre les étages atterrisse à un endroit raisonnable pour les deux rotors.

La pression que voit chaque étage est ensuite réglée par cette pression intermédiaire, et la pression intermédiaire dépend de l"ensemble du circuit : aspiration, condensation, le rapport pour lequel les rotors sont construits et la quantité de gaz injectée. C"est pourquoi le numéro sur le dessin et le numéro dans le rapport de mise en service peuvent différer, et pourquoi une machine qui semble « correcte sur le papier » peut toujours fonctionner avec un étage élevé qui fait trop de travail.

Le symptôme d’une dérive de la pression entre les étages est facile à reconnaître. Un étage absorbe davantage de portance, sa température de décharge augmente et le courant du moteur sur cet étage augmente avec lui. Rien n"échoue immédiatement. L"huile se dégrade plus rapidement, le module de protection commence à gagner sa place et la durée de vie de la machine se raccourcit progressivement.

L"extrémité de commande en section : la pression d"huile entraîne le piston, le ressort le rappelle, CR1 à CR3 commutent les chambres du piston, CR4 alimente le circuit et la chambre du piston est liée à la chambre de pression intermédiaire via la ligne d"équilibrage.

À quoi sert réellement la chambre à pression intermédiaire

La chambre entre les étages n’est pas seulement un espace. Dans cette conception, il effectue trois tâches, et toutes les trois sont visibles dans les diagrammes.

Cela donne au contrôle de la capacité un élément contre lequel lutter. La chambre du piston derrière le tiroir est reliée à la chambre de pression intermédiaire par un tuyau d'équilibrage. Cette connexion est ce qui empêche la vanne de combattre la force du gaz : le piston voit la pression intermédiaire d'un côté au lieu de l'aspiration ou du refoulement, de sorte qu'un petit solénoïde peut déplacer une grande vanne.

C'est là que va l'excès d'huile. L'huile qui a fait son travail dans l'étage supérieur et qui a été séparée est évacuée vers la chambre à pression intermédiaire plutôt que vers l'aspiration. Le remettre en aspiration signifierait déverser du pétrole dans du gaz que l'étage inférieur doit ensuite pomper ; le renvoyer dans la chambre intermédiaire le remet à une pression que le circuit peut accepter.

C'est le point d'injection. Lorsque le point de fonctionnement se situe dans la région qui nécessite une injection de liquide, l'injection atterrit dans le volume intermédiaire, où elle refroidit le gaz avant l'étage supérieur plutôt qu'après.

Trois fonctions, une cavité usinée, pas de cuve externe. C"est la partie de la conception qu"un agencement à deux machines doit reproduire avec des canalisations, et c"est la partie la plus difficile à expliquer à quelqu"un qui n"a vu qu"une cascade.

Contrôle de capacité : un tiroir déplacé par quatre solénoïdes

Le tiroir modifie la longueur du rotor traversée par le gaz, et donc la quantité de gaz déplacée par la machine. Il est entraîné par un piston hydraulique contre un ressort, et le piston est commuté par des électrovannes étiquetées CR1 à CR4 sur le schéma.

Il convient d’être précis sur ce que cela signifie et ce que cela ne signifie pas. Il s'agit d'une commande échelonnée et non d'un variateur progressif : chaque combinaison de solénoïdes donne une position définie et la machine décharge par étapes plutôt que de glisser continuellement sur toute la plage. Toute description de cette classe de machine comme étant en continu décrit le mouvement de la vanne, et non la capacité délivrée.

Dans une installation de congélation, cela se passe généralement bien, et la raison est thermique plutôt que mécanique. Un congélateur rapide ou un entrepôt frigorifique a une inertie bien plus importante qu"un étage de compresseur, de sorte que l"évaporateur absorbe un changement d"étage sans que la pression d"aspiration ne s"effondre. Ce qui compte n"est pas la douceur de la courbe mais la taille du plus petit pas et le comportement à faible charge, car c"est là qu"une machine tient la place ou commence à rouler.

Trois questions méritent d"être posées avant de passer commande : combien d"étapes le contrôle fournit, quelle est la plus petite étape en tant que fraction de la pleine capacité et ce que la machine fait en dessous de l"étape la plus basse : maintenir, faire un cycle ou passer le relais à une deuxième machine.

Huile : alimentation à pression différentielle et la moitié du circuit dont vous êtes propriétaire

C"est dans le circuit d"huile qu"un compresseur à vis surgelé est gagné ou perdu, et c"est également là que la plupart des spécifications des acheteurs s"arrêtent à la « lubrification forcée ».

L"alimentation se fait ici par pression différentielle : l"huile est poussée à travers le circuit par la différence entre le refoulement et les pressions inférieures qu"elle dessert, plutôt que par une pompe à huile séparée sur l"arbre. Le dessin en coupe montre les branches - jeux de roulements aux deux extrémités, refroidissement et étanchéité du rotor, accouplement, zone de joint d"arbre - chacune alimentée par la même galerie.

A quoi ressemble un circuit d"huile complet autour du compresseur. Seule la machine du milieu est dans la caisse ; tout ce qui porte un numéro est une décision que quelqu"un doit encore prendre.

Le compresseur embarque une charge de 12 litres, un fluxostat d"huile et les galeries internes. Tout le reste dans ce schéma est une installation : séparateur, filtre, débitmètre, électrovanne, voyant, contrôleur de niveau, contrôleur de température, chauffage et refroidisseur d"huile - qui est facultatif et qui devient obligatoire dès que le point de service devient chaud.

À une température d"évaporation inférieure à moins quarante, l"huile est le composant qui décide si la machine survivra à l"année. Deux choses comptent plus que la qualité indiquée dans les spécifications de l"huile : si l"huile reste suffisamment visqueuse au point le plus froid qu"elle atteint et si elle revient de l"évaporateur. La seconde est une question de tuyauterie et de dégivrage autant qu"une question de compresseur, et c"est la raison pour laquelle une centrale peut réussir sa mise en service en juillet et mourir de faim en janvier.

Spécifiez par écrit la qualité de l’huile, la puissance nominale du chauffage et la philosophie de contrôle de niveau. Si la réponse à la question "qui fournit le contrôleur de niveau" est "quelqu"un le fera", la réponse à la question "pourquoi la machine se déclenche en raison du débit d"huile" est déjà écrite.

L"enveloppe diffère selon le réfrigérant et se divise en deux régions

La série comporte des enveloppes séparées pour le R22 et pour le R404A/R507A. Les deux se lisent de la même manière : température d’évaporation au fond de moins 70 à plus 5 degrés Celsius, température de condensation sur le côté de 10 à 60 degrés. À l"intérieur de chaque enveloppe, la zone de travail est divisée en deux régions par une frontière diagonale.

La lecture pratique est une vérification en deux étapes, et la plupart des demandes ne font que la première étape. Premièrement, le point de service se situe-t-il à l’intérieur de la limite ? Deuxièmement, dans quelle région se trouve-t-il, car les deux régions n"ont pas la même liste d"équipement. Un point situé dans la région II a besoin d"un circuit auxiliaire ; le même point poussé vers le haut par une température de condensation plus chaude peut traverser la région I et en nécessiter deux.

C"est pourquoi le condenseur appartient à la même conversation que le compresseur. Sur une usine dotée d"un condenseur d"eau de mer refroidissant, une température d"évaporation profonde peut se situer confortablement dans la région II. Installez le même compresseur derrière un condenseur refroidi par air qui tourne au ralenti à 50 degrés en été, et le même point de fonctionnement peut se déplacer dans la région I : même machine, équipement auxiliaire différent, prix différent et conversation de mise en service différente.

Il n’y a donc pas de réponse unique à « jusqu’où cette machine peut-elle aller ? ». Il a une réponse à une température de condensation donnée, dans une région donnée, sur un réfrigérant donné, et l"enveloppe est l"autorité plutôt qu"un chiffre global.

Ce que le profil du rotor achète et ce qu"il ne fait pas

La paire de rotors utilise le profil YZ57, construit à partir d"arcs et de courbes d"ordre supérieur, avec des valeurs d"utilisation de surface de 0,41 et 0,45 et un triangle de fuite délibérément petit.

En termes simples : une plus grande partie de l"espace entre les flûtes transporte du gaz, et une moins grande quantité de gaz s"échappe du côté haute pression vers le côté basse pression pendant que les rotors tournent. Les deux effets sont plus importants à un rapport de pression élevé, qui est exactement la condition de congélation : une machine à un étage située dans le même ascenseur perdrait une part beaucoup plus importante de son volume balayé à cause des fuites et de la réexpansion.

Ce que le profil ne fait pas, c"est sauver une mauvaise installation. Cela ne corrigera pas le retour d"huile, cela ne fixera pas une température de condensation au-dessus de l"enveloppe et cela ne compensera pas une machine sélectionnée avec un mauvais rapport d"étage. La géométrie du rotor définit le plafond ; l"usine décide à quelle distance vous vous en approchez.

Semi-hermétique : ce que ça enlève, ce que ça coûte

Étant donné que le moteur se trouve à l’intérieur de l’enceinte de pression, il n’y a pas de joint d’arbre entre le moteur et le compresseur. Sur une machine à entraînement ouvert, ce joint est un élément d"usure et un chemin de fuite, et sur une installation de congélation, une lente perte de réfrigérant est à la fois une dépense et une lente dégradation de la capacité que personne ne remarque jusqu"à ce que la pièce soit chaude.

Le coût est du côté du service. Les enroulements du moteur reçoivent du réfrigérant et de l"huile, le moteur est refroidi par les gaz d"aspiration et une panne de moteur signifie ouvrir le circuit plutôt que de déboulonner un accouplement. Pour une usine qui prévoit de fonctionner vingt ans avec un entretien annuel, c"est un commerce équitable. Pour une usine qui prévoit d’échanger des moteurs un week-end, ce n’est pas le cas.

Ce qui arrive et ce que le site construit encore

Le compresseur arrive en tant que compresseur. Il n"arrive pas sous forme de colis, et l"attente que cela puisse se produire est le malentendu le plus courant sur cette classe de machines - généralement importé des descriptions de systèmes à deux machines livrés avec leur refroidisseur intermédiaire et leur patin.

Dans la caisse : la machine, ses vannes de service, la boîte à bornes, la plaque signalétique, le dossier d"essai et la spécification de l"huile. Sur site, encore à construire : le séparateur d"huile, le refroidisseur d"huile si le point de service en a besoin, la tuyauterie d"aspiration et de refoulement avec ses supports et ses flexibilités, le circuit d"injection de liquide si le point est en Région I, le tableau électrique et la protection moteur, les contrôles qui maintiennent la pression inter-étages, la fondation et le test de charge et d"étanchéité de mise en service.

Cette liste ne constitue pas une plainte concernant le produit. C"est la différence entre l"achat d"un compresseur et l"achat d"une installation, et cela vaut la peine de faire une demande afin que deux devis puissent être comparés sur le même périmètre.

Où une vis à deux étages n’est pas la bonne réponse

Il s"agit d"une machine pour un coin spécifique de la carte, et il vaut la peine de dire où se termine ce coin.

Au-dessus d'environ moins vingt degrés d'évaporation , une vis à un étage avec un économiseur est plus simple, moins chère et plus facile à entretenir, et nous le dirons plutôt que de vendre la plus grosse machine. La gamme de vis à un étage existe exactement pour cette bande.

Pour les petites capacités , une machine alternative à deux étages ou une vis à un étage est généralement la meilleure réponse commerciale. Notre série alternative à deux étages couvre la plus petite extrémité des fonctions de surgélation, et l'échange entre les deux architectures est exposé dans la comparaison vis/piston..

Lorsque le site ne peut pas supporter le circuit d’huile – pas d’espace pour un séparateur, pas d’eau pour un refroidisseur, personne pour contrôler le niveau – la machine sera sous-performante et le compresseur en sera tenu responsable.

Lorsque la charge oscille sur toute la plage toutes les heures , la vanne coulissante à gradins peut être une mauvaise commande. Il s’agit d’une conversation sur le profil de charge, pas sur le compresseur, et elle appartient à l’enquête plutôt qu’après la mise en service.

Que mettre dans l"enquête

Sept éléments transforment une citation en sélection :

1. Réfrigérant et si l'installation est nouvelle ou existante.

2. Concevoir les températures d'évaporation et de condensation, toutes deux, dans le pire des cas plutôt que dans la moyenne.

3. Capacité requise à ces deux points.

4. Profil de charge : jusqu'où et à quelle fréquence la tâche se déplace.

5. Fluide de refroidissement et sa température en été.

6. Alimentation électrique, tension, fréquence et méthode de démarrage.

7. Qui fournit le circuit d'huile et les commandes : séparateur, refroidisseur, contrôleur de niveau, réchauffeur, panneau et contrôle de pression inter-étages.

L'enveloppe est la gamme de compresseurs à vis à deux étages , qui fait partie de la catégorie plus large de compresseurs à vis à deux étages . Si vous possédez déjà la machine et qu'elle se déclenche plutôt que de sous-performer, la vérification étape par étape commence au niveau de la boîte à bornes ; et si vous voulez l'équivalent alternatif, ce qui se trouve à l'intérieur d'un compresseur semi-hermétique parcourt la même anatomie partie par partie. La série YLG a été présentée au CRH 2026 à Shanghai.

Conclusion

La compression à deux étages dans un seul corps est une proposition différente de deux machines en série, et les différences résident toutes dans les détails : une chambre de pression intermédiaire effectuant trois tâches, un rapport d"étage qui est un chiffre de déplacement plutôt qu"un chiffre de pression, un tiroir qui marche et un circuit d"huile qui est moitié machine et moitié installation.

Rien de tout cela n’est exotique. Tout cela doit être précisé, car rien de tout cela n"est livré par le mot « deux étages » sur un devis.

Donnez-nous le réfrigérant, les deux températures de conception dans le pire des cas, la capacité à ces points et le fluide de refroidissement, et nous vous dirons dans quelle région se situe le point de service et ce que cela ajoute à la portée – y compris lorsque la réponse honnête est qu"une machine à un étage a sa place à la place.

FAQ

Le YLG utilise-t-il deux compresseurs ou un seul corps ?

Un corps. Les deux ensembles de rotors sont couplés à un seul moteur à l"intérieur d"une pièce moulée semi-hermétique, la chambre de pression intermédiaire étant usinée entre eux. Il n"y a pas de booster séparé, pas de ligne intermédiaire et pas de vase de refroidissement intermédiaire externe.

Le rapport de pression entre les étages est-il de 2,18 pour 1 ?

Non, il s"agit du rapport de cylindrée entre les ensembles de rotors à étage bas et à étage élevé. La pression que voit chaque étage est réglée par la pression intermédiaire, qui dépend de l"aspiration, de la condensation et du rapport volumique intégré des rotors — c"est pourquoi le maintien de cette pression est une tâche de contrôle.

Ce compresseur peut-il fonctionner à l"ammoniac ?

Non. La série est proposée pour le R22 et pour le R404A/R507A, et l"enveloppe est tirée pour ces réfrigérants. L"ammoniac nécessite un ensemble de matériaux différent, une huile différente et un régime de sécurité différent ; rien dans une approbation R22 ou R404A ne lui est transféré.

Jusqu’où peut-il atteindre une température d’évaporation basse ?

Cela dépend du réfrigérant et de votre température de condensation, la réponse est donc un point sur l"enveloppe plutôt qu"un seul chiffre. Lisez la température d"évaporation en bas, la température de condensation sur le côté et vérifiez dans quelle région le point atterrit - cela détermine si vous avez besoin d"une injection de liquide, d"un refroidissement de l"huile ou des deux.

Le contrôle de capacité est-il continu ?

Le mouvement de la vanne est continu mais la capacité délivrée est échelonnée, car le piston est commuté par des électrovannes plutôt que modulé. Sur une installation de congélation, l"évaporateur absorbe ces étapes, la question pratique est donc la taille de la plus petite étape, et non sa douceur.

Est-il expédié sous forme de palette ou d"unité emballée ?

Il est livré comme compresseur. Le séparateur d"huile, le refroidisseur d"huile, le contrôleur de niveau, le chauffage, le panneau et les commandes intermédiaires sont des éléments de l"installation, et la tuyauterie entre eux est à vous de concevoir. Si vous avez besoin d"un package, il s"agit d"une portée distincte et doit être citée comme telle.