آشنایی با کمپرسورهای سردخانه ای :

اکثریت مردم هیچ گونه اطلاعی در مورد کمپرسور های صنعتی و یا نحوه عمل کرد آنها ندارند و یا  اطلاعات کمی در این مورد دارند و تنها میدانند که سسیتم های خنک کننده دارای این کمپرسور ها هستند ولی از نحوه عملکرد دقیق آنها اطلاعاتی ندارند.

این مقاله برای بدین منظور نگارش نشده است   که مطالعه کننده بتواند بعد از مطالعه آن  به تنهایی سیستم خنک کننده را نصب و راه اندازی بکند ، بلکه با مطالعه مطالب فوق می توانید اطلاعات کافی و جامعی در مورد سسیتم های خنک کننده به دست آورید تا در هنگام خرید اطلاعات کافی از اسب بخار و یا راحتی استفاده از این محصولات را مصارف خود داشته باشد.

در این مقاله ، ما در مورد بخش های اساسی و اصلی پیکربندی کمپرسورها ، انواع کمپرسور ها و همچنین مزایا و معایب هر کدام از سیستم های مختفل کمپرسور ها صحبت خواهیم کرد. پس از اتمام مطالعه این مطالب، شما اطلاعات بسیار مکفی در مورد نحوه عملکرد کمپرسور ها خواهید داشت .

کمپرسورهای سردخانه ای چیست؟ 

کمپسور ها ، قلب سیستم های خنک کننده هستند . که نادیده گرفتن این موضوع یکی از رایج ترین تصورات غلط در مورد سیستم های خنک کننده می باشد. آگاه شدن از نحوه عملکرد و کاربرد کمپرسورهای سردخانه ای کمک می کند تا تفاوت ها و شباهت های ما بین سیستم های  خنک کننده یخچال های خانگی و سیستم های خنک کننده صنعتی که  در سردخانه ها استفاده می شود را درک کنید. .

به صورت کلی در درون کمپسور ها بخار مایع سیال به صورت مایع سیال بسیار گرم در می آورد تا در درون کندانسورها دمای آن تخلیه شود و موجب خارج کردن گرمای اضافه از داخل فضای سردخانه ای گردد. کمپرسور با سیستم قرقره و کمربند کار می کنند و ی با کمک موتورهای برقی نیروی مورد نیاز خود را دریافت می کنند .

کمپرسور های سردخانه ای به منظور گردش و پمپاژ مببرد ها در طول فرایند خنک سازی صحیح به شیر های یک طرفه می باشند . اگر از این نوع شیرها استفاده نمی گردید و یا اگر این شیرهای استفاده شده داری مقاومت کافی نباشند ، ممکن است که گاز در جهت عکس و لوله های فشار پایین به گردش در بیاید و موجب اخلال در سیستم گرماگیری سرخانه گردد.

اکثر کمپرسور ها همچنین مجهز به شیر ها تخلیه فشار هستند تا فشار محیط مجموعه را کنترل میکند . در صورتی فشار محیط کمپرسور بالاتر از حد مجاز برود  ، این شیر ها به صورت اتوماتیک باز می شوند  و تا زمانی که فشار به حد مجاز باز نگردد باز می مانند . صدایی بلندی که در بعضی مواقع از کمپرسور ها به گوش می رسد به خاطر عملکرد این سیستم های تخلیه فشار می باشد.

کمپرسور های صنعتی را می توان به پنج نوع کلی تقسیم کرد : کمپرسور پیستونی ، اسکرول ، اسکرو ، روتاری ، سرتریگال ، که در ادامه متن  به طور کامل شرح خواهیم داد.

کمپرسورهای سردخانه ای چگونه کار میکنند ؟

سیستم هوای خنک کننده فشرده ساز هوا می تواند دمای یک اتاق یا یک آپارتمان کامل و یا حتی یک ساختمان کامل را کاهش دهند .سیستم های برودتی با استفاده سیال های  مخصوص ، این سیال ها را از مایع به گاز و از گاز به مایع تبدیل می کنند . سیال ها با جذب گرمای درون فضای سردخانه ای و انتقال آن به خارج از مجوعه باعث کاهش دمای درون مجوعه می شوند .

کمپرسور های صنعتی  و کندانسور های سردخانه ای  به صورت معمولا در خارج فضای سردهانه ای قرار می گیرندتا سیال مخصوص سردخانه ای به صورت گاز سرده با فشار پایین  به کمپرسور ها وارد شود. سپس کمپرسور ها آن ها را متراکم میکند و  ملوکول های  این مواد را به هم می چسباند  .

وقتی  گاز سیال متراکم تر می شوند ، انرژی ملوکولی و دمای آنها افزایش پیدا می کند . ماده سیال مورد استفاده سپس کمپرسور را به صورت گاز پرفشار ، گرم ترک می کند و به سمت کندانسور جریان پیدا می کند  و بعد از ترک کنداسور یا همان خنک کننده های صنعتی سردخانه ها ، دمای سیال  به صورت محصوصی کاهش می یابد و در نتیجه موجب تبدیل گاز پر فشار و دمای باللی ورودی به مایع پرفشار می گردد.

سپس سیال مایع فشار بالا وارد سیستم اندازگیری و کنترل می شود و پس از عبور موفق به سیستم شیر فشار شکن وارد می شود که موجب کاهش فشار و دمای سیال مبرد می گردد . پس آن سیال به سمت اواپراتور جریان پیدا می کند ، حال سیال به صورت گاز کم فشار ، بسیار خنک به اواپرادتور می رسد. پس از عبور از اواپرادتور و جذب گرمای محیط دوباره به شکل گاز کم فشار به کمپرسور باز می گردد و این چرخه دوباره تکرار می گردد. این فرایند تا زمانی که دمای فضای سردخانه به دمایتععی شده نرسد ادامه پیدا می کند.

تفاوت انواع کمپرسور ها چیست ؟

همانطور که پیشتر در متن بالا به آن اشاره کردیم ، 5 نوع متفاوت از کمپرسور ها وجود دار که به طور معمول در سیستم های هوا ساز و خنک کننده مورد استفاده قرار میگیرد .

1. کمپرسور های پیستونی
2. کمپرسورهای روتاری
3. کمپرسورهای گریز از مرکز
4. کمپرسور اسکرو (پیچی)
5. کمپرسور اسکرال

1. کمپرسورهای رفت و برگشتی یا پیستونی :

کمپرسور های رفت و بگشتی که به عنوان کمپرسور های پیستونی نیز شناخته می شوند .کمپرسور های هستند که به وسیله پیستون هایی کار می کنند که توسط میل لنگ در درون سیلندر ها به حرکت در می آیند و موجب تراکم سیال مبرد می‌شود.

زمانی پیستون به سمت پایین حرکت می کند بخار سیال مبرد سردخانه ای از طریق سوپاپ ورودی و مسیر مکش وارد سیلدر دستگاه می‌شود . و وقتی سیلندر به سمت بالا می رود موجب متراکم شدن سیال مبرد می شود . بعد از این مرحله سیال سردخانه ای متراکم شده از طریق سوپاپ خروجی یا گزوز خارج می‌شود وبه سمت کندانسور ادامه مسیر می‌دهد. حرکت چرخشی مورد نیاز این کندانسور‌ها از طریق یک موتور تامین می شود و به طور کلی عملکرد این نوع از کمپرسور ها بسیار به عملکرد موتور خودرو های احتراق داخلی شباحت دارد .

خروج و ورود هوا به داخل محفظه های فشرده ساز از طرق شیر های ورود و خروج یک طرفه یا همان سوپاپ ها مدیریت می شوند . این شیر های یک طرفه این اطمینان را می دهند که در هنگام فشرده سازه سیال ، از  سمت اشتباه ورودی خارج نشود و به بیرون درز نمی کند . همچنین باعث می شوند که در هنگام مکش هوای فشرده شده دوباره به داخل سیلندر ها  برگشت نخورد .

این نوع از کمپرسور ها می تواند چندین سیلندر داشته باشند برای همین دلیل به آنها کمپرسور های چند سیلدر هم گفته می شود. که خود دارای چندین مدل  دو سیلند ، چهار سیلندر ، هشت سیلندر و غیره هست  . این مدل از کمپرسور ها می توانند قدرت توان خروج (اسب بخار ) کم و متوسط  ارائه کنند.که بایستی  بسته حجم هوای مورد نیاز بایستی انتخاب بشوند . که این امر امکان بهره برداری از آنها در سردخانه های کوچ و همچنین بزرگ را فراهم می آورد . 

1. کمپرسورهای روتاری:

به منظور استفاد حد اکثر بهره ورری در سیستم های روتوری موتور و کمپرسور به کامل در یک محفظه سیل و مهرو موم شده قرار دارند . در نتیجه همواره تماس مستقیم ما بین موتور و سیال خنک کننده وجود دارد .

با فشرده شدن گاز ، واریانس فشار در کمپرسور دوار ایجاد می شود که به حرکت آسان مبرد به راحتی از طریق سیستم کمک می کند. با توجه به محفظه پمپ فشرده سازی گاز با استفاده از حرکت روتور حاصل می شود .

روند کار کرد کمپرسور ها روتاری

موتور الکترونیکی موجب حرکت بادامک میشود . بادامک باعث گردش رینگ به همراه بادامک می شود . حال حلقه داخلی در تماس با دیواره کمپرسور حرکت میکند . سیال سردخانه ای که در اواواپراتور ایجاد شده اند از طریق محفظه هایی که بر روی کمپرسور وجود دارد راه خود را به سمت کندانسور پیدا می کنند.

فرایند فشرده سازی سیال گاز توسط یه رینگ غلطان صورت می گیرد . حرکت دواری نا متقارن این رینگ به صورتی است مانع از باز بودن همزمان دو درگاه ورودی و خروجی ( ورودی و اگزوز ) . در زمانی که سیال بخار مانند  برگشته از اواپراتور در حال مکش می باشد، رینگ غلطان در سمت مقابل می باشد تا امکان ورود سیال را به کمپرسور بدهد . سپس حلقه حرکت کرده و فرایند تراکم صورت می گیرد . در نهایت سیال پر فشار به سمت خروجی کندانسور حرکت می کند.

نحوه عمل کرد تیغه چرخان در کمپرسور های اسکرول صنعتی

در این نوع از کمپرسورها دو تیغه چرخان با فاصله و با زاویه  180 درجه با هم وجود دارد .که این  تیغه ها در اطراف لبه سیلندر به حرکت در می ایند. غلتک ها  به گونه ای ساخته شده است که می تواند در  مابین بین هر دو درگاه با سیلندر در حرکت و تماس باشد (تخلیه و ورودی).

حالا وقتی رینک حرکت می کن، سیال  مبرد سردخانه ای  در مسیری که به سمت سیلندر هست به حرکت در می‌آید . هنگامی که تیغه غلطان از محل تماس و ورود سیال عبور کند ، فرایند تراکم سیال شروع می‌شود . درست زمانی تراکم به حد مورد نظر رسید سیال راه خود را از طریغ خروجی به سمت کندانسور پیدا می‌کند و از سیلندر کمپرسور خارج می‌شود .

1. کمپرسور های گریز از مرکز یا سانتریفیوژی :

کمپرسور های گریز از مرکز که همچین به عنوان کپرسور های رادیال هم شناخته می شود . این نوع کمپرسور‌ها برای سیستم هایی صنعتی و سردخانه ای احتیاج به کمپرسور توان بالا لازم دارند استفاده می‌شوند .  در کمپرسور های سانتیریفیوژ بخار سیال سردخانه ای در یک حرکت دوار چرخانده و متراکم می شود ، که این امر  بر اثر نیروی گریز از مرکز ایجاد می شود .

پروانه ها (دیسک دوار)، دارای پروانه های مخصوصی هستند که به شکل شاعی و متحدل مرکز هستند که سیال را به جهت دست یابی به سرعت بالا هدایت می کند . و حال دفیوزر از این انرژی گردشی استفاده می کند و سپس به سمت کندانسور منتقل می شود . هر چه سرعت گردش افزایش پیدا بکند راندمان سیستم گریز از مرکز افزایش پیدا میکند . بنا بر این کمپرسور های گریز از مرکز برای دست یابی به راندمان بالاتر ، در اکثر مواقع با شرع بال گردش پیدا می کنند .

کمپرسورهای سانتریفیوژی به وصیله یاتاقان های هیدروداینامیک کار میکند ، که نوع از یاتاقان ها برای کارد احتیاج ترکینی  شامل پمپ ها ، فیلتر ها و همچنین واحد های نظارت هستند . در آخرین واحد ذکر شده مخلوطی از مبرد و روغن و یا سیال مبرد به تنهایی برای روانکاری یاتاقانها استفاده میشود .

حذف روغن به عنوان روان کننده ،  ضمن افزایش راندمان و قابلیت اطمینان کمپرسور ، همچنین پیچیدگی و هزینه مربوط به واحد را کاهش می دهد.

نحوه و عملکرد کمپرسور های گریز از مرکز با کمپرسور های محوری قابل مقایسه نیست . کمپرسور محوری همچنین از کمپرسورهای چرخشی بر پایه هوا تشکیل شده اند. تفاوت اصلی بین کمپرسور های محوری با کمپرسور های گریز از مرکز در تغییرات بیشتر شعاع پروانه ها از ورودی تا خروجی کمپرسور های محوری است.

کمپرسور های گریز از مرکز به طراحی ساده، تعداد قطعات بسیار کمتر و راندمان بالای انرژی در زمانی که احتیاج به استفاده از آنها به دفعات و چند مرحله ای داشته باشیم .مشهور هستند .

1. کمپرسور های اسکرو:

احتیاج بسیاری ساختمان ها و خصوصا سردخانه ها و سازه های مهندسی که احتیاج به هوای فشرده دارند میتوانند با این کمپرسور ها نیاز خود را رفع بکنند . کمپرسور های اسکرو توسط موتور الکتریکی یا یا دیزلی کار می کنند که نیروی مور نیاز حرکت دورانی آن را فراهم بیاورد .

همانطور که از نام آن مشخص است ، کمپرسورهای اسکرو از دو روتور مارپیچ یا پیچ استفاده می کنند که برای فشردن مبرد با کمک چرخش روتورها در سیلندر، که یکدیگر متصل شده اند. هر دو رتور نرینگی و مادگی در درون استوانه جای گرفنته اند . مبرد سیال راه خود را از وردودی به کمپرسور پیدا میکند و از انتهای دیگر به با فشار بالا خارج میشود و به طرف کندانسور منتقل می شود .

روتور نرینگی از 4 لوب حلزونی تشکیل شده است که با 6 شیار به روتور مادگی متصل شده است . که با اتصال به چرخنده ها و گردش آنها شروع به  حرکت دورانی رو به جلو می کند . سپس لوب های حلزونی نرینگی به داخلشیار های مادگی می چرخد. این نوع کمپرسور ها معمولا به عنوان جایگیزیی برای کمپرسور های پیستونی در زمانی که به حجم بالایی از سیال پر فشار نیاز باشد استفاده میشوند .

 این نوع کمپرسور ها معمولاً در سیستم هایی با ظرفیت 20 تن و بالاتر استفاده می شوند. آنها می توانند فشار بالا تری  را برای مقدار کمتری گاز ایجاد کنند و در مقایسه با سایر واحدهای کمپرسور قدرت کمتری را بخواهند.

مقادیر بسیار زیاد روغن و روغن کاری باعث کاهش دمای کمپرسور میشود ، بنا بر ای دیگر نیازی به خنک کننده های داخلی در کمپرسور های اسکرو نمی باشد. روغن ها همچنین فضا های خالی شیار ها را پر میکند .

1. کمپرسور های اسکرول :

از ویژگی هی بارز اینو از کمپرسورهای سردخانه ای این است که با استفاده از کمپرسور های آرام و مطمئن اسکرول هوای فشره تمیز و پاک و بدون صدا های آزار دهنده بدست می آورید . کمپرسور های اسکرول یا پیچکی  از دیگر انواع محبوب و پر مصرف کمپرسور های سیستم های برودتی  است  .

این از کمپرسور ها معمولا در یخجال ، فریزر ها و چیلر ها برای پمپاژ گاز فریون استفاده می شوند .اما همچنین می تواند برای فشرده سازی هوا در سردخانه های کوچک ، کاگاه و یا کارخانه شما مورد استفاده قرار بگیرند . از این نوع کمپرسور ه به طور گسترده در سیستم های تهویه مطبوع هوای اتوموبیل ها مورد استفاده قرار میگیرند.  

این نوع از کمپرسور یک اختراع شگفت انگیز هستند ، چرا که تنها یک قسمت متحرک دارد. کمپرسور از دو عنصر مارپیچ تشکیل شده است. یکی به صورت دورانی و خارج از مرکز حرکت می کند و دیگری ثابت است. هنگامی که این اتفاق می افتد ، سیال مبرد بین دو پیچک به آرامی به مرکز دو پیچک منتقل می شود و باعث کاهش حجم گاز می شود. سپس از طریق درگاه میانی کندانسور تخلیه می شود.

 خرید انواع کمپرسور 

موارد مصرف کمپرسورها :

یکی از تقسیم بندی ها برای کمپرسور ‌تقسیم بندی بر اساس قدرت (hp) می باشد . که در امامه به شکل جامع به آن می‌پردازیم .

سردخانه های کوچک: برای مصارف سردخانه های کوچک که به صورت معمول برای مصارفی نظیر فروشگاه های مواد غذایی و رستوران ها ساخته می شود، کمپرسرهای تا 50 اسب بخار پاسخگوی نیاز های مصرف کنندگان می‌باشد. که به منظور بر طر کردن این نیاز می توان از کمپرسورهای پیستونی با برندهایی نظیر دورین بیتزر دی وی ام و هم کمپرسورهای اسکرو با برند هایی نظیر هنبل ، بتزر و هوایار بهره برد ، چرا که این کمپرسورها هم از نظر نگهداری و هم با توجه نوع طراحی این نوع کمپرسورها دارای بالاترین کارایی را می‌باشد .

سردخانه های متوسط : برای سردخانه های متوسط که احتیاج به کمپرسور هایی با 50 تا 70 اسب بخار نیرو نیز دارا می‌باشند نیز کمپرسور های پیستونی و اسکرو با برند های نظیر bitzer ، maycon ،EGA   می‌باشد.

سردخانه های بزرگ: اما سردخانه های بزرگ که اکثرا از سیستم های آمونیای بهره می‌برند کمپرسورهای گریز از مرکز و کمپرسورهای پر توان اسکرو و همچنین از کمپرسورهای پیستونی قابل اطمینان بهره برد که برای این منظور میتون به برند های GEA و مایکون اشاره کرد .

نکات مثبت و منفی هر کدام ازکمپرسورها:

 کمپرسورهای پیستونی:

مزایا : قیمت این نوع از کمپرسور ها به نصبت  نسبتاً ارزان هستند ، طراحی ساده ای دارند و به همین دلیل کار کردن با آنها آسان است . همچنین نیلز  تعمیر و نگهداری آنها کم است زیرا عملکرد مشابهی به متور های احتراق داخلی داشته و درک عملکرد آنها راحت تر میباشد .

نیاز به روغن کاری درون کمپرسور ندارد و بنا بر این برای سیستم هایی که فشار بالا لازم دارند مناسب است .  طول عمر سرویس برای کمپرسورهای برگشت پذیر بیشتر است. از این رو ، مصرف کننده این سیستم ها می تواند ضمن بهره برداری از آنها هزینه کمتری را جهت نگهدار صرف بکند .

همچنین به دلیل بهره وری بالای انرژی در این سیستم ها ، استفاده از آنها موجب کاهش قابل ملاحظه مصرف انرژی میشود .

معایب : آین از کمپرسور ها بسیار پر سر و صدا هستند به خصوص در  انواع بدون نیاز به سیستم روغن .  

آنها بخصوص کمپرسورهای بدون روغن بسیار پر سر و صدا هستند. این ماده برای لوله کشی هوا حجم بالایی از روغن مصرف می کند و دمای خروجی هوا هوای فشرده را دارد.

قطعات متحرك در برابر مشكلات آسيب پذير هستند ، بنابراين به معناي نگهداري گران است. در برابر گرد و غبار و مایع به خصوص بسته بندی ، حلقه ها و دریچه ها آسیب پذیر است. همچنین ، یک پایه سنگین جداگانه نیز دارد. جرم بتن مورد نیاز برای پایه می تواند قابل توجه باشد.

به دلیل ضربان در مکش و تخلیه دستگاهها ، دستگاههای سرکوب پالس مورد نیاز هستند تا دامنه موج فشار را کم کنند ، که به دریچه های کمپرسور و اتصال لوله کشی آسیب می رساند.