آشنایی با انواع کمپرسور تبرید

یکی از روش های پرکاربرد برای سرمایش یا برودت، استفاده از سیستم تبرید تراکمی است که از چهار قسمت اصلی کندانسور، کمپرسور، شیر انبساط و اوپراتور تشکیل شده است. کمپرسور تبرید قلب تپنده این سیستم محسوب می شود و وظیفه متراکم سازی هوا و گازها را بر عهده دارد. انواع کمپرسورهای تبرید شامل کمپرسور روتاری، کمپرسور اسکرال، کمپرسور اسکرو و کمپرسور رفت و برگشتی است که در صنایع مختلفی مانند نیروگاهی، هوایی و صنایع خودرو استفاده می شوند.

کمپرسور تبرید چیست؟

کمپرسور تبرید در چرخه تبرید وظیفه فشرده سازی مبرد را بر عهده دارد. مبرد پس از عبور از اواپراتور و جذب حرارت از محیط، به صورت گاز کم فشار وارد کمپرسور می شود. در این مرحله کمپرسور گاز را فشرده کرده و فشار و دمای آن را افزایش می دهد. سپس مبرد با فشار و دمای بالا به کندانسور منتقل شده تا حرارت خود را به محیط خارج دفع کند. این فرآیند به طور مداوم تکرار می شود تا سرمای مورد نیاز ایجاد شود.

انواع کمپرسورهای تبریدی

انواع کمپرسور سیکل تبرید که در چیلر تراکمی و سیستم های تهویه به کار می روند به 5 دسته زیر تقسیم می شوند:

• کمپرسور روتاری
• کمپرسور اسکرال
• کمپرسور اسکرو
• کمپرسور رفت و برگشتی
• کمپرسور سانتریفیوژ

کمپرسور روتاری

کمپرسورهای روتاری از مکانیزم جابه جایی مثبت بهره می برند و از نوع چرخشی هستند. در این نوع کمپرسور، تیغه ها با گردش 360 درجه، عمل مکش و کمپرسور گاز را انجام می دهند. اگرچه کمپرسور روتاری عملکرد بالایی ندارد؛ ولی به دلیل مصرف برق پایین و صدای کم، برای کاربردهای خانگی استفاده می شود. مهمترین مزیت این کمپرسور، پایین بودن تعداد قطعات متحرک است که باعث می شود کمپرسور در زمان فعالیت سر و صدای کمی تولید کند. از معایب این کمپرسور نیز می توان به عمر کم، پایین بودن عملکرد دستگاه در محیط های کثیف و محدود بودن ظرفیت آن اشاره کرد.

مزایای کمپرسور روتاری

• از یک روتور دوار برای فشرده سازی مبرد استفاده می کند
• مناسب برای سیستم های کوچک و متوسط
• ساختار ساده و کم صدا

کمپرسور اسکرال

برای آشنایی با اینکه کمپرسور اسکرال چیست و چه اجزایی دارد، باید گفت گفت که از دو مارپیچ تشکیل شده که یکی از آن ها ثابت و دیگری در حال دوران است که این دوران باعث فشرده شدن گاز و بالا رفتن دما و فشار آن می شود. سیکل عملکرد اسکرال شامل سه مرحله مکش مبرد، تراکم مبرد و تخلیه مبرد است که در این سه مرحله وظیفه اصلی بر عهده دو مارپیچ حلزونی دستگاه است.

در ساختمان کمپرسور، مارپیچ بیرونی ثابت است و مارپیچ درونی دوران دارد. کمپرسور اسکرال دو نوع متحرک و ثابت دارد که در نوع متحرک تعداد دور مارپیچ قابل کنترل است و به کمک آن می توان میزان هوای متراکم شده، دما و فشار مبرد را مهار کرد. در نوع ثابت تعداد مارپیچ ثابت بوده و قابل کنترل نیست که در این حالت برای مدیریت میزان هوای متراکم شده می توان یکی از مارپیچ ها را جا به جا کرد.

کمپرسور اسکرال بیشتر در چیلرها مورد استفاده قرار می گیرد. مزایای این نوع کمپرسور شامل بازدهی بیشتر نسبت به دیگر کمپرسورها، سروصدا و لرزش پایین، طول عمر نسبتا بالا و طراحی ساده است.

مزایای کمپرسور اسکرال

• از دو مارپیچ ثابت و متحرک برای فشرده سازی مبرد استفاده می کند
• مناسب برای سیستم های کوچک تا متوسط
• عملکرد آرام و بازدهی بالا

کمپرسور اسکرو

برای اینکه بدانید کمپرسور اسکرو چیست، باید گفت که جزو کمپرسورهایی است که با تجهیزات مارپچی، عمل فشرده سازی را انجام می دهد. کمپرسور اسکرو، نوعی کمپرسور جابه جایی مثبت است که از مکانیزم روتاری برای متراکم کردن گاز استفاده می کند. هنگامی که روتورها می چرخند، باعث می شود دندانه ها درگیر شده و محفظه ای بین کمپرسورها و روتورها ایجاد شود. این چرخش حلزونی در محفظه باعث ورود گاز از طرف ساکشن و حرکت به سوی فشرده سازی می شود.

از این کمپرسور در جایی که به حجم گاز متراکم بالا نیاز باشد، استفاده می شود. مزایای کمپرسور اسکرو شامل عملکرد چهار مرحله ای، قابل تعمیر بودن و طول عمر بالا بدون کاهش راندمان است. از معایب این کمپرسور نیز می توان به سر و صدای بالا و اشغال فضای زیاد اشاره کرد.

مزایای کمپرسور اسکرو

• از دو روتور مارپیچ برای فشرده سازی مبرد استفاده می کند.
• مناسب برای سیستم های بزرگ و صنعتی
• عملکرد آرام و بدون لرزش

کمپرسور رفت و برگشتی (پیستونی)

برای اینکه بدانید کمپرسور پیستونی چیست، می توان گفت که عملکردی شبیه به موتور ماشین دارند. در مرحله اول، کمپرسور از انرژی الکتریکی استفاده کرده و آن را تبدیل به انرژی مکانیکی می کند. سپس آن را به سمت پایین برده و هنگام باز شدن سوپاپ های ورودی به کمپرسور، عمل مکش را انجام داده و گاز کم فشار خارج شده را وارد سیلندر می کند. در مرحله دوم سوپاپ های ورودی بسته شده و با بالا کشیدن سیلندر توسط کمپرسور، گاز فشرده می شود. در مرحله بعد سوپاپ خروجی باز شده و گاز با فشار بالا به سمت کندانسور رانده می شود. از این کمپرسورها در خطوط انتقال گاز، نیروگاه های پتروشیمی و بسیاری از صنایع دیگر استفاده می شود.

مزایای کمپرسور رفت و برگشتی

• طول عمر بالا
• انتقال بدون روغن
• برخورداری از فشارهای نسبتا بالا
• بازدهی بالا و قابلیت تحمل فشارهای زیاد
• مناسب برای سیستم های کوچک تا متوسط

معایب کمپرسور رفت و برگشتی

• سر و صدای زیاد
• بازدهی پایین
• هزینه بالای نگهداری
• حساس به ورود مایعات

کمپرسور سانتریفیوژ

کمپرسور سانتریفیوژ که با نام کمپرسور گریز از مرکز شناخته می شود یکی از انواع کمپرسور دینامیک است که با استفاده از نیروی گریز از مرکز، فشار هوا را افزایش می دهد. عملکرد آن به این صورت است که، گردش پروانه باعث می شود هوا به صورت محوری وارد کمپرسور شده و پس از فشرده شدن به بیرون پرتاب شود. از این کمپرسور در صنایع مختلفی مانند نیروگاهی، هوایی و صنایع خودرو استفاده می شود. از مزایای کمپرسور سانتریفیوژ می توان به هزینه کم و سر و صدای پایین اشاره کرد.

مزایای کمپرسور سانتریفیوژ

• با استفاده از نیروی گریز از مرکز، مبرد را فشرده می کند.
• مناسب برای سیستم‌های بسیار بزرگ و ظرفیت های بالا
• بازدهی بالا در ظرفیت های زیاد

سخن آخر

کمپرسور تبرید به عنوان یکی از اجزای اصلی سیستم های تبرید، نقش حیاتی در ایجاد سرمایش و حفظ دمای مناسب در محیط های مختلف ایفا می کند. عملکرد آن ها به این گونه است که با ایجاد اختلاف فشار، جریان مبرد را از قسمتی به قسمت دیگر هدایت می کنند. با توجه به انواع مختلف کمپرسور تبرید مانند کمپرسور روتاری، کمپرسور اسکرال، کمپرسور اسکرو، کمپرسور رفت و برگشتی و کمپرسور سانتریفیوژ که کاربردهای گسترده ای در صنعت دارند، می توان با آگاهی از نحوه عملکرد و ویژگی های آن ها، به بهینه‌سازی عملکرد سیستم های تبرید و کاهش هزینه ها کمک کرد.

حسین موسوی نیا

من متخصص و پژوهشگر در زمینه هوای فشرده و انواع کمپرسور باد هستم و سعی می کنم تا جدیدترین و کارامدترین اطلاعات را در خصوص صنعت هوای فشرده با شما به اشتراک بگذارم.