کمپرسور (Compressor) در سیستم‌های سرمایشی و تهویه
کمپرسور (Compressor) چیست؟
کمپرسور وسیله ای مکانیکی است که از طریق کاهش حجم (متراکم کردن)، فشار گاز را افزایش می دهد. کمپرسور هوا نوع خاصی از کمپرسورها است. کمپرسور با مصرف انرژی مکانیکی، سیال را با سرعت به درون خود کشیده و آن را فشرده می‌کند. این کار دمای گاز باعث افزایش دمای گاز می شود. معمولاً برای کاهش دمای گاز پرفشار خروجی از کمپرسور آن را از یک سیستم خنک‌کننده عبور می‌دهند تا دمای گاز کاهش یابد. کمپرسورها انواع گوناگونی دارند که برای مصارف صنعتی و عمومی طراحی شده‌اند. کمپرسور هوا یکی از انواع گسترده کمپرسورها می‌باشد.
کمپرسور مشابه پمپ است. هر دو فشار روی سیال را افزایش می دهند و هر دو می توانند سیال را از طریق لوله انتقال دهند. تمایز اصلی بین کمپرسور و پمپ این است که عملکرد کمپرسور از طریق تغییر چگالی یا حجم سیال است که عمدتاً فقط روی گازها قابل اجرا است. گازها قابلیت متراکم شدن دارند، در حالی که مایعات تقریبا تراکم ناپذیر هستند، بنابراین کمپرسورها به ندرت برای مایعات استفاده می شوند و برای فشار دادن و انتقال مایعات از پمپ استفاده می شود.
بسیاری از کمپرسورها را می توان مرحله بندی کرد، یعنی سیال را در چند استپ یا استیج فشرده می کنند تا فشار دیسشارژ افزایش یابد. اغلب، مرحله دوم از نظر فیزیکی کوچکتر از مرحله اولیه است، تا گاز متراکم شده را بدون کاهش فشار در خود جای دهد. در هر مرحله گاز متراکم‌تر می شود و فشار و دمای آن را افزایش می دهد (در صورت عدم استفاده از خنک کننده داخلی).
انواع کمپرسور
کمپرسورها انواع گوناگونی دارند که بر اساس ویژگی های مختلف، آن ها را دسته بندی می کنند. در زیر می توانید یکی از این طبقه بندی ها را ببینید:
کمپرسور جابجایی مثبت | Positive Displacement
کمپرسور با جابجایی مثبت سیستمی است که هوا را با جابجایی یک رابط مکانیکی فشرده می کند و از این طریق حجم را کاهش می دهد (زیرا کاهش حجم ایجاد شده توسط پیستون در ترمودینامیک به عنوان جابجایی مثبت پیستون در نظر گرفته می شود).
به عبارت دیگر، عملکرد کمپرسور با جابجایی مثبت بدین صورت است که با کشیدن یک حجم مجزا از گاز از طریق بخش ورودی و سپس ایجاد فشار برای خروج آن گاز از خروجی خود باعث افزایش فشار گاز می شود. افزایش فشار گاز حداقل تا حدی به دلیل پمپاژ کمپرسور با نرخ شارش جرمی است که نمی تواند از خروجی با فشار و چگالی کمتر نسبت به ورودی عبور کند.
کمپرسور پیستونی یا رفت و برگشتی | Positive Displacement
کمپرسور پیستونی از نوع کمپرسور تحریک مثبت است. این کمپرسور شامل پیستون‌هایی است که از طریق یک شفت تحریک می شوند تا گاز را با فشار بالا تحویل دهند.
آنها می توانند ثابت یا قابل حمل باشند، می توانند تک مرحله ای یا چند مرحله ای باشند و می توانند توسط موتورهای الکتریکی یا موتورهای احتراق داخلی هدایت شوند. کمپرسورهای پیستونی (رفت و برگشتی) کوچک از 5 تا 30 اسب بخار (hp) معمولاً در صنعت خودروسازی دیده می شوند. از کمپرسورهای پیستونی (رفت و برگشتی) بزرگتر با قدرت بیش از 1000 اسب بخار (750 کیلووات) معمولاً در کاربردهای بزرگ صنعتی و نفتی استفاده می کنند. فشار دیسشارژ می تواند از فشار کم تا فشار بسیار بالا (> 18000 psi یا 124 MPa) متغیر باشد. در کاربردهای خاصی مانند فشرده سازی هوا، کمپرسورهای چند مرحله ای دو استیجی کارآمدترین کمپرسورهای موجود هستند و در مقایسه با انواع روتاری معمولاً بزرگتر و پرهزینه تر هستند.
برای دستیابی به فشارهای تا ۵٬۰۰۰ پوند بر اینچ مربع (PSIG) معمولا از کمپرسورهای پیستونی چند مرحله‌ای بهره گرفته می شود. کمپرسورهای خانگی، کارگاه خانگی و کمپرسورهای محل کار کوچک معمولاً کمپرسورهای پیستونی (رفت و برگشتی) هستند که ظرفیت آن ها یک اسب بخار یا کمتر است و یک مخزن رسیور به آن ها متصل هست.
نوع دیگری از کمپرسورهای پیستونی (رفت و برگشتی)، که معمولاً در سیستم‌های تهویه هوای کابین اتومبیل استفاده می‌شود، کمپرسور صفحه تکان یا کمپرسور صفحه لغزنده است که از پیستون‌هایی استفاده می‌کند که توسط یک صفحه تکان یا صفحه لغزنده انتقال می‌یابد که بر روی یک میله نصب شده است.
این نوع کمپرسور می‌تواند گازهای گسترده‌ای از جمله مبرد، هیدروژن و گاز طبیعی را فشرده کند. به همین دلیل، کاربدرهای زیادی در صنایع مختلف استفاده می‌شود و با تغییر اندازه، تعداد سیلندرها و تخلیه سیلندرها می‌توان این کمپرسورها را در ظرفیت‌های مختلف طراحی کرد. با این وجود، به دلیل حجم‌های خلاصی، مقاومت ایجاد شده در اثر سوپاپ‌های دیسشارژ و مکش، وزن بیشتر، داشتن تعداد زیادی از قطعات متحرک و ارتعاش ذاتی نگهداری و تعمیرات آن ها دشوارتر است.
کمپرسور خطی نیز یک کمپرسور پیستونی (رفت و برگشتی) است که دارای پیستون آن روتور یک موتور خطی می باشد.
کمپرسور پیستون مایع یونی، کمپرسور یونی یا پمپ پیستون مایع یونی یک کمپرسور هیدروژن مبتنی بر یک پیستون مایع یونی به جای پیستون فلزی استفاده شده در یک کمپرسور دیافراگمی فلز-پیستون است.
در کمپرسور پیستون مایع یونی، بسیاری از سیل‌ها و رولمان‌ها در طراحی حذف شده‌اند زیرا مایع یونی با گاز مخلوط نمی‌شود. عمر خدماتی حدود ۱۰ برابر از یک کمپرسور دیافراگم معمول با کاهش نگهداری در طول استفاده، هزینه‌های انرژی تا ۲۰٪ کاهش می‌یابد. تبادل حرارت‌هایی که در یک کمپرسور پیستون عادی استفاده می‌شود، حذف می‌شود زیرا حرارت در خود سیلندر تولید و حذف می‌شود. تقریباً ۱۰۰٪ از انرژی وارد شده به فرآیند استفاده می‌شود و انرژی کمی به عنوان حرارت اضافی رد می‌شود.
کمپرسورهای اسکرو روتاری | Rotary screw compressors
کمپرسور اسکرو روتاری از دو پیچ مارپیچ با جابجایی مثبت روتاری برای فشار دادن گاز به فضای کوچکتر بهره می برند. این نوع کمپرسور معمولاً برای عملیات مداوم در کاربردهای تجاری و صنعتی استفاده می‌شوند و ممکن است ثابت یا قابل حمل باشند. کاربرد آنها می تواند از 3 اسب بخار (2.2 کیلووات) تا بیش از 1200 اسب بخار (890 کیلووات) و از فشار کم تا فشار متوسط بالا (>1,200 psi or 8.3 MPa) باشد.
طبقه بندی کمپرسورهای اسکرو روتاری بر اساس استیج ها، روش های خنک کننده و یا انواع درایو صورت می گیرد. کمپرسورهای اسکرو روتاری به صورت تجاری در نوع Oil Flooded، Water Flooded و Dry تولید می شوند. کارایی کمپرسورهای اسکرو روتاری بستگی به خشک کن هوا دارد، و انتخاب خشک کن هوا همیشه 1.5 برابر تحویل حجمی کمپرسور است.
کمپرسورهای اسکرو دارای اجزای متحرک کمتر، ظرفیت بیشتر، لرزش و نوسان کمتر هستند و می‌توانند با سرعت‌های متغیر کار کنند و معمولاً بازده بالاتری دارند. اندازه های کوچک یا سرعت کم روتور به دلیل نشتی های ذاتی ناشی از فاصله بین حفره های تراکم یا پیچ ها و محفظه کمپرسور عملی نیستند. آنها برای جلوگیری از تلفات نشتی بالا به تحمل ماشینکاری خوب بستگی دارند و در صورت کارکرد نادرست یا سرویس دهی ضعیف مستعد آسیب هستند.
کمپرسورهای روتاری پره ای | Rotary vane compressors
کمپرسورهای روتاری پره ای شامل یک روتور با تعدادی پره در شکاف های شعاعی در روتور هستند. روتور در یک محفظه بزرگتر که دایره ای یا پیچیده تر است نصب می شود. با چرخش روتور، تیغه ها به داخل و خارج شیارها می لغزند و تماس خود را با دیواره بیرونی محفظه حفظ می کنند. بنابراین، یک سری افزایش و کاهش در حجم توسط تیغه های چرخان ایجاد می شود. کمپرسورهای روتاری پره ای با کمپرسورهای پیستونی یکی از قدیمی ترین فناوری های کمپرسور هستند.
این دستگاه بسته به اتصالات پورت مناسب، ممکن است کمپرسور یا پمپ خلاء باشد. کمپرسورهای روتاری پره ای می‌توانند ثابت یا قابل حمل تک مرحله ای یا چند مرحله ای باشند و همچنین می توانند توسط موتورهای الکتریکی یا موتورهای احتراق داخلی هدایت شوند. ماشین‌های پره خشک در فشارهای نسبتاً کم 2 بار برای جابجایی مواد حجیم استفاده می‌شوند در حالی که ماشین‌های تزریق روغن، کارایی حجمی لازم را برای دستیابی به فشار تا حدود 13 باردر حالت تک استیج دارند. کمپرسور روتاری پره ای برای محرک موتور الکتریکی مناسب است و نسبت به کمپرسور پیستونی معادل، در عملکرد بسیار کم صداتر است.
بازده مکانیکی کمپرسورهای پره ای روتاری می تواند حدود 90 درصد باشد.
کمپرسور پیستونی غلتکی | Rolling piston
پیستونی غلتکی، نقش یک پارتیشن بین پره و روتور را ایفا می کند. پیستون غلتکی گاز را در مقابل یک پره ثابت تحت فشار قرار می دهد. برای افزایش ظرفیت و کاهش لرزش و سر و صدا، دو عدد از این کمپرسورها را می توان بر روی یک محور نصب کرد. طراحی بدون فنر این کمپرسور به عنوان کمپرسور چرخشی (swing compressor) شناخته می شود.
در تبرید و تهویه مطبوع، این نوع کمپرسور به عنوان کمپرسور روتاری نیز شناخته می شود و کمپرسورهای اسکرو روتاری به سادگی به کمپرسورهای اسکرو نیز معروف هستند.
این کمپرسورهای در مقایسه با کمپرسورهای پیستونی (رفت و برگشتی) بازدهی بالاتری دارند زیرا تلفات کمتر حجم‌های خلاصی ناشی از فاصله بین پیستون و بدنه کمپرسور وجود دارد. 40٪ تا 50٪ کوچکتر و سبک تر برای یک ظرفیت معین است (که می تواند هزینه مواد و حمل و نقل را در صورت استفاده در یک محصول تحت تاثیر قرار دهد). ، لرزش کمتری ایجاد می کند، اجزای کمتری دارد و نسبت به کمپرسور پیستونی (رفت و برگشتی) قابل اعتمادتر است. اما ساختار آن اجازه ظرفیت های بیش از 5 تن تبرید را نمی دهد و این یک محدودیت برای انتخاب این کمپرسور می باشد.
کمپرسور مایکوم (مایکاوا)
ساخت ژاپن
مایکوم (Mycom)، نامی مشهور زیر چتر مایکاوا (Mayekawa) است که همواره پیشگام در ارائه و طراحی کمپرسورهای پیشرفته، جهت برآورد نیازهای صنعتی متنوع بوده است. با پیشرفت صنایع، تقاضا برای کمپرسورهای کارآمد، سازگار با محیط زیست و با کارایی بالا بسیار مهم شده و مایکوم (Mycom) در این زمینه پیشرو بوده است.
کمپرسور بیتزر
ساخت آلمان
لورم ایپسوم لورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم ایپسوملورم
