کمپرسور بهعنوان قلب سیستمهای تبرید تراکمی و تهویه مطبوع، نقشی اساسی در عملکرد صحیح و راندمان این سیستمها ایفا میکند. وظیفه اصلی کمپرسور، افزایش فشار و دمای بخار مبرد و ایجاد اختلاف فشار لازم برای گردش مبرد در سیکل تبرید است. انتخاب نوع مناسب کمپرسور، علاوه بر تأثیر مستقیم بر مصرف انرژی و عملکرد سیستم، نقش مهمی در طول عمر تجهیزات و هزینههای بهرهبرداری دارد.
در اینجا، انواع کمپرسورها از نظر ساختار، عملکرد و کاربرد بررسی شده و مزایا، معایب و ویژگیهای هر یک بهصورت فنی و کاربردی تشریح میشود.
کمپرسور
کمپرسور بهعنوان قلب سیستم تبرید تراکمی شناخته میشود. وظیفه اصلی کمپرسور، افزایش فشار و دمای بخار مبرد در حین فرآیند تراکم است. با ایجاد این اختلاف فشار، بخار مافوق داغ (سوپرهیت) مبرد در سیکل تبرید به جریان میافتد.
کمپرسورها توسط شرکتهایی نظیر بیتزر (آلمان)، هنبل (تایوان)، کوپلند (بلژیک، تایلند و چین)، یورک و کریر (آمریکا)، بوک (آلمان)، دورین و فراسکلد (ایتالیا) طراحی و تولید میشوند.
کمپرسورها از نظر ساختار و عملکرد در دو گروه اصلی طبقهبندی میشوند:
- کمپرسورهای جابهجایی مثبت
- کمپرسورهای دینامیکی
همچنین هر دو نوع کمپرسور میتوانند بهصورت باز (Open)، بسته (Hermetic) و نیمهبسته (Semi-Hermetic) طراحی شوند.
کمپرسورهای بسته
در این نوع کمپرسورها، موتور الکتریکی و کمپرسور در یک محفظه کاملاً بسته قرار دارند. این کمپرسورها بیشتر در سیستمهای تبرید با ظرفیتهای پایین یا محدوده دمای کاری کوچک، مانند یخچالها، فریزرها و سیستمهای تهویه مطبوع خانگی مورد استفاده قرار میگیرند.
مطالب مرتبط: کمپرسورهای TURBOCOR (گریز از مرکز بدون روغن)
کمپرسورهای نیمهبسته
کمپرسورهای مورد استفاده در سیستمهای تبرید بزرگ، اغلب از نوع نیمهبسته هستند. در این نوع کمپرسورها، موتور و کمپرسور در یک محفظه مشترک قرار دارند، اما این محفظه جوش داده نشده و امکان دسترسی مستقیم برای تعمیر موتور و کمپرسور وجود دارد. مبرد نیز بین سیمپیچهای موتور جریان ندارد.
از نقاط ضعف کمپرسورهای نیمهبسته میتوان به قیمت بالاتر نسبت به کمپرسورهای بسته و نیاز به خنککاری خارجی اشاره کرد، با این حال قابلیت تعمیر از مزایای مهم آنها محسوب میشود.
کمپرسورهای باز
در کمپرسورهای باز، اجزای مختلف مانند موتور، شافت و قطعات مکانیکی بهصورت مجزا و در محیط بیرون از کمپرسور قرار دارند. این نوع کمپرسورها بیشتر در کاربردهای صنعتی خاص مورد استفاده قرار میگیرند.
ساختار و مکانیزم کمپرسور TURBOCOR
انواع کمپرسورهای جابهجایی مثبت
- کمپرسورهای رفت و برگشتی (Reciprocating)
- کمپرسورهای روتاری (Rotary)
- کمپرسورهای اسکرال (Scroll)
- کمپرسورهای اسکرو (Screw)
انواع کمپرسورهای دینامیکی
- کمپرسورهای گریز از مرکز (Centrifugal)
- متداولترین نوع کمپرسور دینامیکی
- افزایش فشار با نیروی گریز از مرکز
- مناسب دبیهای بالا و فشار متوسط
- کاربرد: چیلرهای سانتریفیوژ، پالایشگاهها، صنایع نفت و گاز
- کمپرسور محوری (Axial Compressor)
- جریان هوا موازی محور حرکت میکنه
- هر مرحله افزایش فشار کمی ایجاد میکنه ولی مجموع مراحل فشار بالایی میده
- راندمان بالا در دبیهای خیلی زیاد
- کاربرد: توربینهای گازی، موتورهای جت، نیروگاهها
- کمپرسور جریان مختلط (Mixed Flow Compressor)
- ترکیبی از سانتریفیوژ و محوری
- خروجی سیال هم شعاعی است هم محوری
- بینابینی از نظر دبی و فشار
- کاربردهای خاص صنعتی و تحقیقاتی
کمپرسورهای رفت و برگشتی (Reciprocating)
کمپرسورهای پیستونی یا رفت و برگشتی از مکانیزم رفت و برگشت پیستون برای متراکم کردن گاز استفاده میکنند و جزو کمپرسورهای جابهجایی مثبت محسوب میشوند. ظرفیت این کمپرسورها معمولاً بین ۵ تا ۱۵۰ تن تبرید است.
این کمپرسورها به دلیل ساختار ساده، ظرفیت فشردهسازی بالا و مقاومت مناسب در برابر بازگشت مبرد مایع، برای مناطق گرمسیر مناسب هستند. با این حال، به دلیل سطح صدای بالا، توصیه میشود تجهیزات دارای این نوع کمپرسور در موتورخانه یا فضای بیرونی مانند پشتبام نصب شوند.
کمپرسورهای روتاری (Rotary)
کمپرسور روتاری که به کمپرسور دورانی نیز معروف است، از دو محفظه تشکیل شده است؛ یک محفظه برای مکش گاز و محفظه دیگر برای فشردهسازی که شامل سیلندر و پیستون متحرک میباشد.
مبردهای سازگار با این کمپرسور شامل R22، R134a و R410A هستند. در ایران، این کمپرسورها بیشتر در مناطق شمالی و شمالغرب کشور که دارای فشار هوای بالاتری هستند، مورد استفاده قرار میگیرند.
اجزای اصلی کمپرسور روتاری
- سیلندر
- پیستون متحرک
- پره
- میللنگ
- بلبرینگ اصلی
- بلبرینگ انتهایی
- آکومولاتور
- لوله هلو
- روتور
- استاتور
- ورودی گاز
- خروجی گاز
مزایای کمپرسور روتاری
- ابعاد و اندازه کوچکتر نسبت به کمپرسور پیستونی و اسکرال
- ظرفیت بالاتر نسبت به وزن
- صدای کمتر و لرزش پایین
- بازدهی بالاتر نسبت به کمپرسور پیستونی
نقاط ضعف کمپرسور روتاری
- حداکثر ظرفیت توان برودتی حدود ۱۸ کیلووات
- قابلیت اطمینان پایینتر به دلیل تنوع قطعات
- عدم کاربرد در مناطق حارهای
کمپرسورهای اسکرال (Scroll)
کمپرسور اسکرال فاقد سوپاپ مکش و دهش بوده و از دو قطعه حلزونی شکل ثابت و متحرک تشکیل شده است. با چرخش قطعه متحرک، مبرد به سمت مرکز هدایت شده، متراکم میشود و از مرکز خارج میگردد.
این کمپرسورها کاملاً بسته (Hermetic) بوده و قابل تعمیر نیستند و در صورت خرابی باید تعویض شوند. از ویژگیهای مهم آنها میتوان به صدای کم، لرزش پایین، مصرف برق کمتر، ضریب عملکرد بالا و مقاومت مناسب در برابر بازگشت مایع اشاره کرد.
کمپرسورهای اسکرو (Screw)
کمپرسور اسکرو نوعی کمپرسور جابهجایی مثبت است که از دو روتور مارپیچی نر و ماده برای فشردهسازی گاز استفاده میکند. با چرخش روتورها در خلاف جهت یکدیگر، حجم بین آنها کاهش یافته و مبرد متراکم میشود.
اجزای اصلی کمپرسور اسکرو
- روتور نر و ماده
- شیر مکش (پنوماتیکی یا الکتریکی)
- موتور الکتریکی
- سکشن روغن (مخزن، فیلتر و جداکننده روغن)
کنترل ظرفیت در این کمپرسورها معمولاً از طریق اسلاید ولو انجام میشود که میتواند بهصورت پلهای یا پیوسته (Stepless) عمل کند.
ویژگیها و مزایا
- راندمان بالا
- ظرفیت معمولاً بالاتر از ۳۰ تن تبرید
- ابعاد کوچک نسبت به ظرفیت
- لرزش و صدای کم
- کنترل ظرفیت پیوسته و کاهش مصرف انرژی
-
قابلیت کارکرد پایدار و مداوم در شرایط بار ثابت و متغیر بدون افت راندمان محسوس
-
مناسب برای کاربردهای صنعتی و تجاری با ظرفیت بالا و ساعات کار طولانی
-
تحمل بالاتر در برابر نوسانات بار و شرایط کاری سخت نسبت به کمپرسورهای رفت و برگشتی
-
طول عمر بالاتر قطعات مکانیکی به دلیل حرکت یکنواخت روتورها و نبود ضربههای رفت و برگشتی
-
امکان استفاده در سیستمهای چندکمپرسوره (Multi Compressor Systems) برای افزایش انعطافپذیری و اطمینان عملکرد
-
قابلیت تطبیق با انواع مبردهای متداول و مبردهای جدید بسته به طراحی کمپرسور
-
کاهش تلفات مکانیکی نسبت به کمپرسورهای پیستونی در ظرفیتهای بالا
-
عملکرد مناسب در بارهای جزئی بهویژه در مدلهای دارای کنترل ظرفیت پیوسته (Stepless)
-
قابلیت تعمیر و بازسازی بخشهایی از کمپرسور در مدلهای نیمهبسته و صنعتی
-
پایداری فشار و دبی خروجی که باعث بهبود عملکرد کلی سیستم تبرید میشود
معایب
- قیمت بالا
- وزن بیشتر نسبت به کمپرسور اسکرال
- نیاز به متخصص برای تعمیر و نگهداری
کمپرسورهای گریز از مرکز (Centrifugal) – توربوکور
کمپرسور توربوکور از نوع دینامیکی بوده و از نیروی گریز از مرکز برای متراکم کردن مبرد استفاده میکند. این کمپرسورها دارای ایمپلر با پرههای مارپیچی هستند که با سرعت بالا میچرخند و باعث افزایش انرژی جنبشی و سپس فشار مبرد میشوند.
در این کمپرسورها بهجای بلبرینگهای معمولی، از بلبرینگهای مغناطیسی شعاعی و محوری استفاده میشود که توسط سیستم الکترونیکی کنترل میگردند.
اجزای اصلی
- موتور با آهنربای دائم
- بلبرینگهای مغناطیسی
- ایمپلرها
- سیستم کنترلی مجهز به سنسورها، سافتاستارتر و درایو فرکانس متغیر (VFD)
مزایا
- راندمان بسیار بالا (تا ۴۰٪ کاهش مصرف انرژی)
- صدای بسیار کم و لرزش ناچیز
- وزن کم و ابعاد بهینه
- راندمان عالی در بارهای جزئی (Partial Load)
- آمپراژ راهاندازی بسیار پایین
- طول عمر بالا و نیاز کمتر به تعمیرات
- استفاده از مبردهای سازگار با محیط زیست (معمولاً R410A)
-
عدم نیاز به سیستم روغنکاری و حذف کامل مدار روغن که باعث کاهش هزینههای نگهداری و افزایش قابلیت اطمینان سیستم میشود
-
کاهش شدید استهلاک قطعات مکانیکی به دلیل استفاده از بلبرینگهای مغناطیسی و نبود تماس فیزیکی
-
کنترل بسیار دقیق ظرفیت و توان مصرفی متناسب با بار واقعی سیستم، بهویژه در شرایط بار جزئی
-
راهاندازی نرم و بدون شوک مکانیکی به سیستم به دلیل استفاده از درایو فرکانس متغیر (VFD)
-
پایداری عملکرد در بازه وسیع دمایی و بارهای متغیر
-
کاهش نیاز به تعمیرات دورهای و افزایش فاصله زمانی بین سرویسها
-
عملکرد بسیار مناسب در پروژههای با ساعات کارکرد بالا و بار متغیر مانند بیمارستانها، مراکز داده و ساختمانهای بزرگ اداری
-
کاهش قابل توجه هزینههای بهرهبرداری (OPEX) در طول عمر سیستم
-
کاهش آلودگی صوتی محیط و امکان نصب در فضاهای نزدیک به کاربریهای حساس
-
سازگاری بیشتر با استانداردهای نوین بهرهوری انرژی و الزامات زیستمحیطی جهانی.
با وجود قیمت بالا و پیچیدگی سیستم کنترلی، مزایای کمپرسورهای توربوکور باعث شده است که آینده روشنی در صنعت تهویه مطبوع و چیلرها داشته باشند.
شرکت مهندسی و مشاوره صنایع مبتکران گلدیران با برند Gplus (جیپلاس)، بهعنوان نماد تولید داخلی در زمینه محصولات تهویه مطبوع و نماینده برندهای معتبر جهانی همچون LG (الجی)، Midea (مایدیا)، Clint (کلینت) و Rhoss (راس)، به شما این امکان را میدهد تا کیفیت هوای داخل منزل یا محل کار خود را به بهترین نحو بهبود بخشید. متخصصین تهویه مطبوع مبتکران گلدیران، با تعهد به کیفیت و ایمنی، در تمام مراحل انتخاب، نصب و نگهداری همراه شما هستند. فرقی نمیکند که به دنبال یک تصفیهکننده هوا باشید یا یک سیستم پیشرفته تهویه مطبوع؛ ما اینجا هستیم تا با ارائه راهکارهای مؤثر، محیطی راحت و ایمن برای خانواده شما فراهم کنیم.
با تکمیل فرم مشاوره خرید آنلاین یا تماس با شرکت مهندسی و مشاوره صنایع مبتکران گلدیران میتوانید از خدمات مشاوره رایگان ما بهرهمند شوید.
بدون دیدگاه