Valves timing of compressor for CO2 refrigerant

V posledních několika desetiletích se objevuje snaha o snížení firemních nákladů, stejně tak jako nákladů, které je nucen vynaložit zákazník, čímž se společnosti snaží získat výhodu vůči svým konkurentům na trhu. Spolu s tímto trendem jde i neustálá snaha snížit dopady na životní prostředí. Vývoj stávajících produktů se proto zdá být klíčovým prvkem. Tento dokument se zabývá vývojem pístového kompresoru na CO2 chladivo, který vyrábí společnost Emerson Climate Technologies. Cíl práce je zvýšit COP kompresoru při zachování stávající životnosti kompresoru. Diplomová práce je rozčleněna do několika kapitol, které se zabývají analýzou originálního designu kompresoru, návrhem a vyhodnocením designů nových. Nezbytné teoretické základy mohou být také shlédnuty v počátečních kapitolách. V poslední části dokumentu jsou sdělena možná další vylepšení a případné jiné konstrukce. Vývoj byl zaměřen na sestavu ventilové desky. Na základě několika předpokladů a výsledků analýzy původního designu kompresoru byly navrženy nové konstrukce, které byly dále testovány statickou strukturální analýzou. Pomoci modální analýzy byly také vypočteny vlastní frekvence a vlastní tvary sacího jazýčku. Mimo modální a statické strukturální analýzy byla provedena také CFD analýza. V posledním kroku byly testovány navržené prototypy a jejich výsledky byly porovnány s původním kompresorem. K správnému návrhu bylo zapotřebí programové podpory a to především v podobě MATLABu, ANSYSu WB a Microsoft Excelu. V práci jsou velmi často prezentovány obzvláště výsledky získané v programu ANSYS WB.Together with an endeavour to decrease companies’ costs and costs of their customers, significant effort to decrease an impact on the environment in the last decades was made. To do so a development is the crucial step. This paper is focused on a development of a CO2 reciprocating compressor, which is produced by Emerson Climate Technologies. The diploma work goal is to increase the compressor COP, while maintaining its durability. The document is divided into a few chapters, which address an analysis of an original compressor design, a description of a new design proposals and an evaluation of the new designs. Necessary theoretical knowledge base is also provided. In the last document part, can be read about other design possibilities and improvements. The main compressor part, for the development, was a valve plate assembly. Base on a few assumptions and original valve plate analyses, the new designs were suggested and subsequently tested as static structural problems. Natural shapes and frequencies of suction valve were determined by modal analysis. Apart from the modal and static structural analyses a CFD analysis was performed. In the last step, prototypes were tested and results were compared with the original compressor design. Software support was necessary for successful designing, thus mainly MATLAB, ANSYS WB and Microsoft Excel were used. Especially results obtained in ANSYS WB are frequently presented in this work.