معرفی و بررسی انواع کمپرسور

معرفی و بررسی انواع کمپرسور

در این نوشته انواع کمپرسور ها بطور خلاصه معرفی و اجزا و عملکردشان بیان می شوند. انواع کمپرسورهای بکار رفته در سیستم های سرمایشی و کاربرد هایشان تشریح می گردد. در انتها در خصوص نگهداری و تعمیرشان نکاتی گفته خواهد شد.

طبق برآورد انستیتو بین المللی تبرید ( IIR ) سه میلیارد پمپ تهویه مطبوع در جهان وجود دارد. این برآورد نشان می دهد که صنعت تهویه مطبوع ۱۷ درصد الکتریسیته جهان را مصرف می کند. گستردگی این صنعت ، سبب شده است تا وقت و انرژی زیادی در حوزه پژوهش ، نوآوری و بهبود عملکرد تمامی سیستم ها صرف شود و محصولات بسیار متنوع با کارکرد های متفاوت طراحی و ساخته شود. به همین دلیل ، انتخاب محصول مورد نیاز ممکن است کمی پیچیده و گیج کننده باشد. اما با دانستن اصول کارکرد سیستم ها و شناخت دقیق نیاز می توان محصول مناسب را یافت.

مدل متراکم کننده صنعتی اسکرو اسکرال پیستونی
کمپرسور چیست
« کمپرس » به معنای کاهش حجم با افزایش فشار است. به وسیله ای که یک گاز مانند هوا یا مبرد را متراکم کند کمپرسور می گویند. در این بین متراکم سازی مبرد ها برای ما بسیار اهمیت دارد که اساس کار کمپرسور های تبریدی است. اگر سیستم تبریدی را به مثابه یک بدن فرض کنیم، کمپرسور قلب آن بدن است.

در ادامه مراحل سیکل تبریدی بصورت خلاصه بیان می شود:

مبرد گازی با فشار کم وارد کمپرسور می شود.
مبرد در کمپرسور متراکم شده و دما و فشارش بالا می رود.
مبرد وارد کندانسور ( چگالنده ) شده و دمایش کاهش می یابد و مایع می شود.
مبرد مایع وارد شیر انبساط شده و افت فشار پیدا می کند.
مبرد وارد اواپراتور شده، گرمای محیط را می گیرد و به گاز تبدیل می شود و دوباره این سیکل تکرار می شود.دسته بندی انواع متراکم کننده از نظر ساختار دینامیکی جابجایی مثبت سانتریفیوژ اسکرال اسکرو پیستونی
انواع کمپرسور ها
کمپرسورها همانند پمپ ها به دو دسته جابجایی مثبت و سانتریفیوژ تقسیم بندی می شوند. در نوع جابجایی مثبت ، حجم مشخصی از گاز مبرد در فضایی به دام افتاده و پیوسته حجمش کمتر و فشرده تر می گردد در حالی که در نوع سانتریفیوژ ، حجم ثابت است و فشار بر اثر چرخش پره ها و نیروی گریز از مرکز ایجاد می شود. یعنی جابجایی مثبت با کاهش حجم و سانتریفیوژ با افزایش سرعت ، فشار را افزایش می دهند.

انواع متراکم کننده یخچالی اسکرال پیستونی اسکرو سانتریفیوژ
انواع کمپرسور

از میان انواع مختلفی که مشاهده می شود ، ۵ نوع زیر در اکثر سیستم های تبریدی بکار می روند که در ادامه توضیح داده می شوند.

کمپرسور های پیستونی
کمپرسور های پره ای (چرخشی)
کمپرسور های اسکرو
کمپرسور های اسکرال
کمپرسور های سانتریفیوژ
مدل متراکم کننده اسکرال هوا
کمپرس کننده اسکرال

شرکت های سازنده کمپرسور دسته بندی های دیگری نیز از منظر های مختلف ارائه داده اند که در زیر آورده شده است:

تعداد مراحل عملکرد دستگاه : تک مرحله ، دو مرحله ، چند مرحله
روش خنک سازی : آب خنک ، هوا خنک ، روغن خنک
نوع محرک : مستقیم ( کوپل محور کمپرسور با موتور ) ، غیر مستقیم ( به کمک تسمه یا زنجیر )
سرعت محرک : سرعت ثابت ، سرعت متغیر
برای انتخاب کمپرسور باید قیمت ، بازدهی و هزینه تعمیر و نگهداری را در نظر گرفت.

نمای برشی اجزای کمپرسور رفت و برگشتی پیستونی تک مرحله
کمپرسور های پیستونی

نوعی کمپرسور جابجایی مثبت هستند که با حرکت جلو و عقب یک پیستون درون یک سیلندر ، مبرد را متراکم می کنند. عملکردشان شبیه یک موتور احتراقی است. با جابجایی پیستون ، مبرد به فضای سیلندر مکیده شده ، سپس با حرکت رو به جلوی پیستون و فشرده سازی مبرد ، از خروجی تخلیه می شود. خود پیستون توسط یک میل لنگ که به محرک متصل است جابجا می شود.

هر سیکل از دو مرحله زیر تشکیل شده است:

مکش
تراکم و تخلیه
در یک گردش میل لنگ ، این دو مرحله به ترتیب رخ می دهند و این شیوه عملکرد سبب ایجاد ارتعاش می شود.

متراکم کننده پیستونی تک مرحله V شکل
پیستونی v شکل

از لحظ تئوری ، میزان دبی گاز به حجم سیلندر ، تعداد سیلندر و سرعت دوران میل لنگ بستگی دارد. اما میزان واقعی دبی به عوامل دیگری چون مقاومت شیرهای مکش و تخلیه ، نشتی بین پیستون و سیلندر و غیره بستگی دارد.

کمپرسورهای پیستونی می توانند تک عملکرد یا دو عملکرد باشند. در نوع تک عملکرد مبرد فقط توسط یک طرف پیستون فشرده می شود و در نوع دو عملکرد ، توسط هردو طرف پیستون فشرده می شود.

نوع دیافراگمی کمپرسورهای رفت و برگشتی برای متراکم سازی هیدروژن و گاز مایع کاربرد دارند.

نمای چند سایز فشرنده رفت و برگشتی پیستونی
نوع پیستونی

دسته بندی نوع تک عملکرد

ساختار : باز ، نیمه هرمتیک و هرمتیک
تعداد و نحوه قرارگیری سیلندر : V شکل ، Y شکل ، W شکل ، S شکل و …
دمای عملکرد : پایین ، متوسط و بالا
نوع باز و نیمه هرمتیک قابل باز کردن اجزا و تعمیر را دارند ولی هرمتیک قابلیت تعمیر ندارد. نوع هرمتیک برای ظرفیت سرمایشی پایین (یک تن تبرید یا ۳٫۵ کیلو وات ) و نوع باز برای ظرفیت های بالا (مثلا ۱۰۰ تن تبرید یا ۳۵۰ کیلو وات ) طراحی می شوند.

کمپرسور پیستونی در یخچال و فریزر های خانگی (از نوع هرمتیک ) ، سرمایش و تهویه مطبوع اماکن مسکونی ، اداری و تجاری کاربرد دارند.

متراکم کننده جابجایی مثبت دوار پره ای
کمپرسور به همراه گیج فشار

 

مزایا و معایب

قیمت پایینی دارند و به آسانی نصب می شوند.
پر کاربرد ترین نوع کمپرسورهای تبریدی اند.
توانایی ایجاد فشار های بالا را دارند.
با ظرفیت های متنوع تولید می شوند.
نگهداری آسانی دارند اما هزینه تعمیرشان کمی بالاست.
ارتعاش سیستم و آسیب های ناشی از آن بالاست.
برای کار مداوم با ظرفیت کامل طراحی نشده اند.
سر و صدای نسبتا زیادی دارند.
نمای برشی اجزای متراکم کننده جابجایی مثبت دوار پره ای وین

 

منبع: بیلدینگ پلاس