انواع کمپرسور

جهت شناخت انواع کمپرسور ابتدا باید بدانیم که کمپرسور چیست؟ کمپرسورها برای تبرید، پمپ حرارتی و تهویه مطبوع استفاده می شوند. اینها معمولاً واحدهای مکانیکی بزرگی هستند که برای استفاده صنعتی در کاربردهای با حجم بالا طراحی می گردند.

کمپرسور تبرید چگونه کار می کند؟

یک کمپرسور تبرید مبرد را با فشار نسبتاً کم از اواپراتور می گیرد، آن را فشرده می کند و سپس آن را به کندانسور تخلیه می کند که در آنجا خنک می گردد. سپس مبرد قبل از فشردگی مجدد به سمت شیر ​​انبساط و اواپراتور حرکت می کند.

انواع کمپرسورهای برودتی

1. کمپرسورهای رفت و برگشتی (کمپرسورهای پیستونی)

کمپرسور پیستونی، ساده‌ترین و رایج‌ترین نوع کمپرسور است که طولانی‌ترین تاریخچه مهندسی را دارد. در واقع می‌توانیم بگوییم بیشتر پیشرفت‌های دیگر، تلاشی برای بهبود کمپرسور پیستونی بوده است. اما این به معنای نادیده گیری آن نیست!

کمپرسورهای پیستونی در انواع مختلف و اندازه‌های گوناگون موجود هستند. این کمپرسورها نسبت به بیشتر گزینه‌های جایگزین، مقرون‌به‌صرفه‌تر بوده و نصب آن‌ها نیز هزینه کمتری دارد. یک کمپرسور پیستونی نیاز به روغن‌کاری مداوم دارد و به هرگونه ورود مایع به ورودی حساس است، زیرا این مسئله می‌تواند به تخریب سریع شیرها منجر شود.

همان‌طور که از نام آن پیداست، این نوع کمپرسور یک کمپرسور جابجایی مثبت است که از پیستون‌هایی که توسط میل‌لنگ هدایت می‌شوند برای ایجاد گازهای پرفشار استفاده می‌کند. نگهداری منظم باید بر روی پیستون‌ها، میل‌لنگ، و موتور متمرکز باشد تا از تخریب مکانیکی که بر عملکرد آن در طول زمان تأثیر می‌گذارد، جلوگیری شود.

اینها یکی از پرکاربردترین فناوری ها برای کاربردهای تجاری و صنعتی هستند. آنها دارای آرایش پیستون و سیلندر مانند موتور خودرو هستند. مبرد داخل سیلندر با حرکت رفت و برگشتی پیستون فشرده می شود. این کمپرسورها قادر به فشرده سازی گازها در فشارهای بالا هستند و از عملکرد مداوم پشتیبانی می کنند. سه نوع کمپرسور رفت و برگشتی وجود دارد: هرمتیک (آب بندی)، نیمه هرمتیک و نوع باز.

2. کمپرسورهای اسکرو

کمپرسورهای اسکرو، دارای یک یا دو پیچ مارپیچی (Helical Screws) هستند که با سرعت بالا می‌چرخند تا گاز مبرد را فشرده کنند. در پیکربندی دوپیچ، این سیستم شامل روتورهایی است که به‌طور دقیق در یک محفظه مشترک درگیر می‌شوند. گاز مبرد از طریق پورت‌ها وارد و خارج می‌شود، نه از طریق شیرها.

به دلیل تلرانس بسیار کم بین روتورهای متقابل، خنک‌کاری و روانکاری برای افزایش طول عمر سیستم بسیار حیاتی هستند. روغن می‌تواند به‌صورت هدفمند به نقاط خاصی از کمپرسور تزریق شود تا روانکاری و آب‌بندی بین روتورها و همچنین بین روتورها و محفظه را تضمین کند. خرابی در روانکاری می‌تواند آسیب‌های جدی به سیستم وارد کند.

کمپرسورهای اسکرو به دلیل خروجی فوق‌العاده‌ای که ارائه می‌دهند، شناخته شده‌اند و دامنه توان آنها از 20 کیلووات تا 1200 کیلووات متغیر است. این کمپرسورها در مقایسه با کمپرسورهای پیستونی، حجیم‌تر هستند و فضای بیشتری نیاز دارند. روانکاری مناسب می‌تواند صدای عملیاتی را کاهش دهد، اما کمپرسورهای اسکرو به‌طور کلی صدای بلندی دارند و باید در مکان مناسبی نصب شوند.

3. کمپرسورهای اسکرول

کمپرسورهای اسکرال به‌طور کلی از پیشرفته‌ترین کمپرسورها هستند و اولین بار در دهه ۱۹۸۰ به صورت تجاری عرضه شدند. این کمپرسورها از حرکت شعاعی در قطعات جفت‌ استفاده می‌کنند تا استرس مکانیکی را کاهش دهد و نیروی تماس را حتی در صورتی که ذرات جامد کوچک وارد کمپرسور گردند، بهینه کنند.

مایعات واردشده به صورت خودکار از قطعات جفت‌شده پاک و تبخیر می‌شوند، که این ویژگی تحمل کمپرسورهای اسکرال در برابر مایعات را به طرز قابل توجهی افزایش می‌دهد، اگرچه همچنان محدودیت‌هایی در این زمینه وجود دارد. همچنین، نشت گاز در جیب‌های گازی به دلیل نیروهای گریز از مرکز در کناره‌های اسکرال‌ها در حین کار کاهش می‌یابد.

تعداد بسیار کم قطعات در کمپرسور اسکرال باعث می‌شود که نقاط خرابی کمتری داشته باشد و نگهداری از آن ساده‌تر باشد. به دلیل کاهش تغییرات گشتاور، این کمپرسورها از اطمینان‌پذیری بیشتری برخوردار بوده و توان خروجی آن‌ها معمولاً بالاتر است. توان خروجی استاندارد این کمپرسورها بین ۴۰ کیلووات تا ۵۰ کیلووات است، اما می‌توان چندین واحد را به صورت موازی با یکدیگر ترکیب کرد.

این فناوری شامل دو حلزونی به هم پیوسته است. یکی از این حلزونی ها ثابت است و دیگری به دور خود می چرخد. سپس مبرد در شکاف های کوچکی که در حین حرکت آن ایجاد و فشرده می گردد. این کمپرسورها به دلیل داشتن نرخ نشتی نسبتا پایین و بازدهی بالا به طور وسیع مورد استفاده قرار می گیرند.

4. کمپرسورهای روتاری

کمپرسورهای روتاری دارای دو عنصر چرخان (مانند چرخ‌دنده) هستند که مبرد بین آنها فشرده می‌شود. در این سیستم، گاز مبرد از طریق ورودی وارد شده، با چرخش روتور و حرکت تیغه‌ها تحت فشار قرار می‌گیرد، و در نهایت از طریق خروجی به سمت سیستم ارسال می‌شود. این کمپرسورها قادرند مبرد را به فشارهای کندانس پایین یا متوسط پمپاژ کنند و به همین دلیل می‌توانند حجم‌های کوچک گاز را جابه‌جا کرده و فشار کمتری تولید کنند.

چگونه کمپرسور تبرید مناسب را انتخاب کنیم؟

انتخاب صحیح کمپرسور تبرید نیازمند یک تحلیل دقیق از گزینه‌های مبرد و مشخصات اسمی سرمایشی است. چهار مشخصه اصلی سرمایشی که باید در نظر بگیریم عبارتند از: ظرفیت، توان ورودی، دمای تقطیر و دمای تبخیر.

1. ظرفیت کمپرسور تبرید

ظرفیت کمپرسور نشان‌دهنده توانایی آن در حذف گرما از گاز مبرد است. در اکثر موارد، رتبه‌بندی ظرفیت اسمی کمپرسور بر اساس مجموعه‌ای از شرایط استاندارد، از جمله دمای تقطیر (Tc)، دمای تبخیر (Te)، نوع مبرد و دور موتور در دقیقه (rpm) تعیین می‌شود.

2. مشخصات منبع تغذیه

تصمیم خرید کمپرسور همچنین به مشخصات منبع تغذیه آن بستگی دارد، از جمله:ولتاژ-فرکانس-فاز

 

مقایسه انواع کمپرسورها

نوع کمپرسور	مزایا	معایب	کاربردها
روتاری	صدای کم، طراحی ساده، بازده بالا	مناسب برای ظرفیت‌های پایین	کولرهای گازی، یخچال‌ها
اسکرال	بازده بالا، دوام طولانی، قطعات کم‌تر	هزینه اولیه بالا	چیلرها، سیستم‌های تجاری متوسط
پیستونی	قابلیت تعمیر، مناسب برای ظرفیت بالا	صدای زیاد، نگهداری پیچیده	کاربردهای صنعتی و بزرگ
اسکرو	بازده بالا در ظرفیت‌های بالا	هزینه بالا، پیچیدگی بیشتر	صنایع سنگین، سردخانه‌ها

انتخاب بهترین کمپرسور – ملزومات

1. نیاز سرمایشی و نوع سیستم را تعیین کنید.
2. شرایط محیطی و مبرد مورد استفاده را بررسی کنید.
3. بازده انرژی و هزینه‌های نگهداری را در نظر بگیرید.

اگر به دنبال یک گزینه با کارایی بالا و نگهداری آسان برای سیستم‌های متوسط هستید، کمپرسور اسکرال انتخاب خوبی است. اما برای ظرفیت‌های بزرگ‌تر، کمپرسورهای پیستونی یا اسکرو مناسب‌تر هستند.