معرفی انواع کمپرسورهای برودتی | کاربرد + نحوه کارکرد

همانطور که همه می دانید، سیستم تبرید از 4 جزء اصلی تشکیل شده است که عبارتند از: کمپرسور تبرید، کندانسور، دستگاه خفه کننده (مویرگی یا شیر انبساط حرارتی یا شیر انبساط الکترونیکی) و تبخیر کننده.

کمپرسور تبرید چیست؟ کمپرسور تبرید نوعی ماشین است که بخار مبرد با دمای پایین و فشار پایین را به بخار مبرد با دمای بالا و فشار بالا فشرده می کند. کمپرسور سیستم تبرید یکی از مهم ترین اجزای چرخه تبرید است.اگر چرخه تبرید را با سیستم بدن انسان مقایسه کنیم، کمپرسور سیستم تبرید مانند قلب سیستم تبرید بخار است.

اگرچه هر جزء در یک سیستم خنک‌کننده سهم مهمی دارد، اما کمپرسور است که گاز مبرد را فشرده می‌کند و انرژی مکانیکی لازم را فراهم می‌کند و همه قسمت‌های دیگر به آن وابسته هستند.

پیشنهاد می کنیم در کنار در نظر گرفتن هزینه ساخت سردخانه، با انواع کمپرسور برودتی نیز آشنایی داشته باشید تا به طور دقیق بدانید کدام نوع را با چه بودجه ای خریداری نمایید.

سه نوع متمایز کمپرسور خنک کننده که در بازار تجاری به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتند از:

• پیستونی
• اسکرال
• اسپیرول

علاوه بر این، سه معماری سیستم کمپرسور برای انتخاب وجود دارد. تصمیم‌گیری در مورد معماری سیستم، تأثیر قابل توجهی بر سرعت و کارایی سرویس‌دهی سیستم دارد.

سه نوع سیستم کمپرسور عبارتند از:

• باز
• هرمتیک
• نیمه هرمتیک

هنگام مقایسه کمپرسورهای مختلف، ناگزیر با این گزینه‌ها روبرو خواهید شد. انتخاب مناسب برای شما به محیط عملیاتی، بار و سایر عوامل بستگی دارد.

بیایید نگاهی دقیق‌تر به کمپرسورهای مدرن و تفاوت‌های آن‌ها بیندازیم:

1. کمپرسورهای پیستونی (رفت و برگشتی)

کمپرسور پیستونی، ساده‌ترین و رایج‌ترین کمپرسور با طولانی‌ترین تاریخ مهندسی است. مطلب معرفی کمپرسور اسکرو و پیستونی و تفاوت آنها در صنایع برودتی می تواند اطلاعات مفیدی در خصوص مشخصات این محصول در اختیار شما قرار دهد.

کمپرسورهای پیستونی در انواع پیکربندی‌ها و همه اندازه‌ها موجود هستند. این دستگاه ها مقرون به صرفه‌ بوده و نصب آن‌ها آسان‌تر است. یک کمپرسور پیستونی به روغن‌کاری مداوم نیاز دارد و نسبت به هرگونه نفوذ مایع در ورودی حساس است که می‌تواند منجر به تخریب سریع سوپاپ‌ها شود.

همان طور که از نام آن پیداست، این یک کمپرسور رفت و برگشتی است که از پیستون‌های رانده شده توسط یک میل لنگ برای تحویل گازهای فشار بالا استفاده می‌کند. مراقبت و نگه داری بیشتر عمدتا باید بر روی پیستون‌ها، میل لنگ و موتور متمرکز شود تا از خرابی مکانیکی که بر عملکرد در طول زمان تأثیر می‌گذارد، جلوگیری گردد.

2. کمپرسورهای اسکرال

یک کمپرسور اسکرال، دارای یک یا دو پیچ مارپیچی است که با سرعت بالا می‌چرخند تا گاز مبرد را فشرده کنند. پیکربندی پیچ دوقلو شامل روتورهای جفت شده است که به طور نزدیک در یک محفظه مشترک متصل می‌شوند. نکته مهم این که مبرد از طریق پورت‌ها وارد و خارج کمپرسور می‌شود، نه از طریق سوپاپ‌ها.

از آنجایی که روتورهای جفت شده دارای تلرانس‌های بسیار نزدیک هستند، خنک‌کاری و روغن‌کاری هر دو برای عمر سیستم ضروری هستند. روغن را می‌توان در نقاط خاصی به کمپرسور وارد کرد تا اطمینان حاصل شود که روان کاری و آب ‌بندی بین روتورها و بین روتور و محفظه انجام می‌شود.

کمپرسورهای اسکرال به دلیل خروجی عالی شناخته شده‌اند و دارای محدوده توانی از 20 کیلووات تا 1200 کیلووات هستند. آن‌ها حجیم‌تر از کمپرسورهای پیستونی هستند و به فضای بیشتری نیاز دارند.

روغن‌کاری مناسب می‌تواند صدای عملیاتی را کاهش دهد، اما به طور کلی کمپرسورهای اسکرال درای صدای بلند هستند.

3. کمپرسورهای اسپیرول (مارپیچی)

کمپرسورهای اسپیرول به طور کلی پیشرفته‌ترین کمپرسورها هستند و برای اولین بار در دهه 1980 تجاری‌سازی شدند. کمپرسورهای اسپیرول از حرکت شعاعی در قطعات جفت شده برای کاهش تنش مکانیکی و بهینه‌سازی نیروی تماس حتی در صورت نفوذ ذرات جامد کوچک به کمپرسور استفاده می‌کنند.

شلیک مایع می‌تواند به طور خودکار از اجزای جفت شده جارو شود و تبخیر شود، که به کمپرسورهای اسپیرول تحمل بسیار بیشتری – اما نه نامحدود – در برابر مایع می‌دهد.

نشت گاز نیز به لطف نیروهای گریز از مرکز در امتداد اضلاع اسپیرول در حین کار کاهش می‌یابد.

4. کمپرسورهای باز

یک کمپرسور باز واحدی است که در آن، موتور و کمپرسور جدا از هم هستند. این امر امکان استفاده از موتورهای برقی، دیزلی یا گازی را فراهم می‌کند. تمام قسمت‌های کمپرسور برای تعمیر به راحتی قابل دسترسی هستند.

5. کمپرسورهای هرمتیک

در یک سیستم هرمتیک، موتور و کمپرسور در یک محفظه جوش داده شده هرمتیک محصور شده‌اند. سیستم آب‌بندی از اجزای کلیدی در برابر محیط خارجی محافظت می‌کند. با این حال، کمپرسورهای هرمتیک را نمی‌توان برای تعمیر باز کرد.

به نقل از وبسایت دی کول، کمپرسور بسته یا (Hermetic) ) هرمتیک، ساختمان کاملاً بسته‌ای دارد به این معنی که تمام اجزای آن از جمله موتور و محفظه فشرده سازی ( مثل سیلندر و پیستون و …)، داخل یک محفظه قرار دارند، که این محفظه معمولاُ قابل باز شدن نیست. موتور و کمپرسور توسط یک شفت به همدیگر متصل‌اند و داخل یک پوسته قرار دارند. در نتیجه نیازی به آب‌بندی شفت نبوده و مشکل نشت گاز وجود نخواهد داشت.

6. کمپرسورهای نیمه هرمتیک

یک کمپرسور نیمه هرمتیک مزایای معماری باز و هرمتیک را با محصور کردن کمپرسور و موتور در یک محفظه هرمتیک متعادل می‌کند، اما این محفظه را می‌توان برای انجام تعمیرات باز کرد. همچنین یک سیستم خنک‌کننده مایع را می‌توان مستقیماً برای کنترل حرارتی بهتر در محفظه ادغام کرد.

لازم به ذکر است لمطابقت کمپرسور با نیازهای دقیق شما، کارایی را افزایش داده و عمر سرویس را طولانی می‌کند.

کمپرسورهای تجاری بازسازی شده که در انواع و پیکربندی‌های مختلف موجود هستند، به شما امکان می‌دهند کمپرسورهای قدیمی را به سرعت و با هزینه‌های کمتر جایگزین کنید بدون اینکه عملکرد این دستگاه ها را به خطر بیندازید.

انواع مختلف کمپرسورهای مورد استفاده در سیستم‌های تبرید

در چرخه تبرید تراکمی بخار، کمپرسورها نقش حیاتی در افزایش فشار بخار مبرد از فشار و دمای پایین به فشار و دمای بالا برای آماده‌سازی عبور از کندانسور ایفا می‌کنند.

در حالی که همه کمپرسورها عملکرد اولیه یکسانی را در یک سیستم تبرید صنعتی انجام می‌دهند، در واقع انواع مختلفی از کمپرسورها با روش‌های مختلف ایجاد فشار وجود دارد. مطالعه مطلب معرفی انواع کمپرسورهای صنایع برودتی می تواند شما را با انواع برندهای معروف و معتبر تولیدکننده کمپرسور آشنا سازد.

در بخش‌های بعدی، انواع مختلف کمپرسورها و همچنین مزایا و معایب اصلی آن‌ها را بررسی خواهیم کرد.

کمپرسورهای توربو

کمپرسورهای گریز از مرکز که به عنوان کمپرسورهای توربو یا شعاعی نیز شناخته می‌شوند، با فشار دادن مبرد از طریق یک پروانه چرخان، آن را فشرده می‌کنند.

پروانه، مبرد را با سرعت فزاینده‌ای می‌چرخاند و انرژی جنبشی تولید می‌کند. سپس از انرژی جنبشی تولید شده برای فشرده‌سازی مبرد با عبور آن از طریق یک دیفیوزر استفاده می‌شود که سرعت حرکت شعاعی بخار را کاهش می‌دهد. این فرآیند کاهش سرعت حرکت شعاعی مبرد، انرژی جنبشی را به انرژی پتانسیل به شکل فشار تبدیل می‌کند.

به نقل از وبسایت آبروان، اگر بخواهیم از کاربرد و مزیت های این قطعه یعنی: دیفیوزر بگوییم، بایستی بگویم که این قطعات در تولید و ساخت دستگاه های صنعتی به کار می روند. صنایعی چون صنعت کشاورزی بیشترین استفاده از دیفیوزر پمپ ها را دارند. برخی افراد دیفیوزر ها را پروانه آب پخش کن نیز می‌نامند. این قطعه از مهمترین قطعات یک پمپ آب بوده و می تواند نقش بسیار زیادی را در افزایش و کاهش فشار آب ایفا نماید.

با توجه به نوع کاربردی که دیفیوزر پمپ دارد، جنس آن متفاوت خواهد بود. همچنین بایستی بدانید که این دیفیوزر ها بازه دمایی خاصی را تحمل می‌ کنند.

کمپرسورهای گریز از مرکز دارای بیشترین ظرفیت هستند و برای فشرده‌سازی حجم زیادی از مبرد بسیار مناسب هستند. علاوه بر این، کمپرسورهای گریز از مرکز را می‌توان در پیکربندی‌های تک مرحله‌ای، دو مرحله‌ای یا چند مرحله‌ای تنظیم کرد تا گاز مبرد را بر اساس نیازهای کاربردی بیشتر به فشار و دمای بالاتر فشرده کند.

کمپرسور تیغه دوار

کمپرسورهای تیغه دوار از یک شفت محرک دوار استفاده می‌کنند که خارج از مرکز در یک محفظه استوانه‌ای قرار داشته و دارای پورت‌های ورودی و خروجی ثابت است.

تیغه‌های قابل تنظیم به شفت محرک متصل هستند. با چرخش شفت محرک، تیغه‌ها برای حفظ تماس با دیواره‌های داخلی محفظه کمپرسور به داخل و خارج می‌لغزند و در نتیجه محفظه‌هایی با اندازه‌های مختلف تشکیل می‌شود.

سپس هوا از بزرگترین محفظه‌ها از طریق پورت ورودی وارد می‌شود و با ادامه چرخش شفت محرک و کاهش اندازه محفظه، فشرده می‌شود. هنگامی که محفظه به کوچکترین حجم خود رسید، هوای فشرده از طریق پورت خروجی از محفظه کمپرسور خارج می‌شود.

کمپرسورهای تیغه دوار دارای ابعاد جمع و جور هستند که آن‌ها را به بهترین گزینه برای یخچال خانگی یا واحد تهویه مطبوع مسکونی تبدیل می‌کند. با این حال، کمپرسورهای دوار نیز اغلب در صنعت غذا و نوشیدنی استفاده می‌شوند.

پیچ دوار این کمپرسورها حاوی دو روتور نر و ماده مشبک هستند که در جهت مخالف یکدیگر می‌چرخند. مبرد از طریق یک پورت مکش وارد کمپرسور می‌شود و بین دو روتور چرخان به دام می‌افتد. با حرکت هوا از میان روتورها، حجم فضای بین روتورها کاهش می‌یابد و مبرد را فشرده می‌کند.

کمپرسورهای پیچ هیچ گونه سوپاپ ندارند و از نیروی مکانیکی استفاده نمی‌کنند که این امر به کمپرسورها اجازه می‌دهد در حالی که لرزش را نیز کاهش می‌دهند. با سرعت بالا با جریان‌های بزرگ و در فضای کوچک کار کنند.

کمپرسور اسپیرول دوار

کمپرسورهای اسپیرول دوار حاوی دو مارپیچ یا اسپیرول درگیر هستند.

کمپرسورهای اسپیرول دوار دارای ظرفیت کمی کمتر از 20 تن هستند؛ با این حال، آنها به دلیل عدم وجود پیستون بسیار کارآمد هستند که به آنها اجازه می‌دهد به راندمان حجمی 100% برسند. علاوه بر این، کمپرسورهای اسپیرول به دلیل قطعات متحرک کمتر، دارای سطح صدای پایین و نیازهای نگهداری کم هستند.

مطالعه مطلب مقایسه کمپرسور اسکرو بیتزر و کمپرسور دو مرحله‌ای بیتزر کمک می کند تا بیشتر با نحوه کارکرد انواع کمپرسور آشنا شوید.

رفت و برگشت کمپرسورهای رفت و برگشتی دارای طراحی مشابه یک موتور احتراق داخلی هستند و می‌توانند حاوی دو تا شش پیستون باشند که در سیلندرهای جداگانه قرار دارند.

هر یک از این پیستون‌ها توسط یک میل لنگ مرکزی هدایت می‌شوند. با حرکت پیستون‌ها به سمت پایین، مبرد از طریق یک سوپاپ ورودی به داخل سیلندر مکیده می‌شود. هنگامی که پیستون به سمت بالا حرکت می‌کند، سوپاپ ورودی بسته می‌شود و حجم فضای داخل سیلندر کاهش می‌یابد و مبرد را فشرده می‌کند. پس از فشرده شدن کافی مبرد، مقدار لازم نیرو برای باز کردن یک سوپاپ تخلیه حاصل و مبرد خارج شده و به چرخه اجازه می‌دهد تا تکرار شود.

می‌توان کمپرسورهای رفت و برگشتی را برای ظرفیت کم یا ظرفیت بالا در صدها تن طراحی کرد. مشکل اصلی کمپرسورهای رفت و برگشتی این است که بسیار پر سر و صدا بوده و مقدار زیادی لرزش دارند...

کاربرد کمپرسورهای برودتی چیست؟

کاربردهای کمپرسورهای تبرید گسترده است و شامل موارد زیر می شود:

سیستم های تهویه مطبوع خانگی و تجاری

از کمپرسورها برای خنک کردن هوا در منازل، ادارات، فروشگاه‌ها و سایر ساختمان‌ها استفاده می‌شود.

یخچال و فریزر

کمپرسورها دمای داخل یخچال و فریزر را پایین نگه می‌دارند تا مواد غذایی تازه بمانند.

سیستم‌های تهویه مطبوع خودرو

کمپرسورها هوای خنک را در خودروها تأمین می‌کنند.

صنایع غذایی

کمپرسورها در حفظ دمای پایین برای نگهداری مواد غذایی و نوشیدنی استفاده می‌شوند.

صنایع دارویی و پزشکی

کمپرسورها برای حفظ دمای پایین داروها و واکسن‌ها استفاده می‌شوند.

صنایع شیمیایی

کمپرسورها در فرآیندهای شیمیایی مختلفی که نیاز به خنک‌کاری دارند، استفاده می‌شوند.

جمع بندی

به پایان مطلب معرفی انواع کمپرسورهای برودتی رسیدیم. در این بخش تلاش کردیم به معرفی کمپرسورهای مدرن و قابل استفاده در سیستم تبرید اشاره کرده و با عملکرد هر کدام بیشتر آشنا شویم.

در پایان نیز با کاربردهای انواع کمپرسور برودتی آشنا شدیم و دانستیم علاوه بر سیستم های تهویه مطبوع، دارای کاربردهای گسترده ای در صنایع دارویی وشیمیایی نیز هستند.

لازم به ذکر است عملکرد کمپرسورها در سیستم های تبرید و تهویه مطبوع دقیقاً یکسان است؛ اما به دلیل تفاوت در دما و ظرفیت سرمایشی، شرایط کار کمپرسورهای سیستم تبرید متفاوت است.