انواع کمپرسورهای تبرید

در این قسمت با روش کار کمپرسورها، تفاوت بین کمپرسورها، نقش کمپرسور در سیکل تبرید آشنا می شوید و همچنین تفاوت بین کمپرسورهای مورد استفاده در چیلرهای تراکمی و سردخانه را خواهید دانست.

تعریف کمپرسور

کمپرسور وسیله ای است که نمونه ای را در حالت گازی کمپرس (فشرده) می کند و حجم آن را کاهش می دهد، بنابراین فشار و دمای آن افزایش می یابد.

طبقه بندی کمپرسورها (مطابق با روش کارکرد)

کمپرسورها را می توان به دو دسته تقسیم کرد:

۱-کمپرسورهای جابجایی مثبت(Positive displacement type)

۲-کمپرسورهای دینامیکی-چرخشی roto-dynamic type))

دسته اول شامل :

کمپرسورهای سیلندر پیستونی (رفت و برگشتی) reciprocating type

کمپرسورهای تیغه ثابت Stationary Vane type

کمپرسورهای اسکرال Scroll Compressor

کمپرسورهای اسکرو Screw Compressor

کمپرسورهای مداریCompressor  Orbital

دسته دوم شامل :

کمپرسورهای سانترفیوژ Centrifugal Compressor

کمپرسورهای سانترفیوژ نوع جریان محوری Centrifugal axial flow type

طبقه بندی کمپرسورها براساس قرارگیری موتور

کمپرسور باز (اپن) open type compressor

اصلی ترین مشخصه کمپرسورهای باز این است که موتور در محفظه ای جداگانه قرار دارد و موتور وکمپرسور از طریق کوپلینگ و یا تسمه به یکدیگر متصل هستند.

کمپرسور نیمه بسته(سمی هرمتیک) Semi-hermetic compressor

پوسته این کمپرسورها کاملا بسته نیست و با پیچ مونتاژ شده و امکان تعمیر و دسترسی به قطعات وجود دارد. این کمپرسورها از کمپرسورهای هرمتیک گرانتر هستند.

کمپرسورهای بسته (هرمتیک) hermetic compressor

حوزینگ این کمپرسورها کاملا بسته است و این کمپرسورها معمولا از ۲ قسمت لوله ای مانند تشکیل شده اند که جوشکاری شده است بنابراین امکان تعمیر آسان این کمپرسورها وجود ندارد و قیمت این کمپرسورها پایین است و در ظرفیت های بالای ۵۰Hp (اسب بخار) وجود ندارد.

مبردها را می توان به دو دسته ترکیبی (synthetic) و طبیعی (natural) تقسیم بندی کرد.

مبردهای ترکیبی شامل :

۱-ترکیبات ارگانیک

۲-مخلوط های زئوتروپیک

۳-مخلوط های آزئوترپیک

مبردهای طبیعی شامل :

۱-ترکیبات ارگانیک (هیدروکربن ها و HC)

۲-ترکیبات غیر ارگانیک

تبرید را براساس کاربرد می توان به ۳ دسته نقسیم کرد:

۱-دمای بالا (برای مثال چیلرهای تراکمی)

۲-دمای متوسط (برای مثال یخچال ها)

۳-دمای پایین (برای مثال فریزرها)

نقش کمپرسور در سیکل تبرید

• یک سیکل تبرید شامل ۴ قسمت اصلی: کمپرسور،کندانسور،شیر انبساط و اواپراتور است و در مجموع شامل چندین جزء مانند کنترلرها، فیلترها، درایرها، اویل سپراتور و …
• یک کمپرسور مهمترین قسمت یک سیکل تبرید و همچنین باارزش ترین جزء سیکل و در بعضی موارد گرانترین جزء نیز است.
• یک کمپرسور جریان پیوسته مبرد بخار را از اواپراتور دریافت می کند تا فشار و دمای اواپراتور پایین بماند.
• گاز دیسچارج کمپرسور در دمای بالا به سمت کندانسور فرستاده می شود بنابراین کندانسور می تواند گرما را به محیط انتقال دهد و مبرد به حالت مایع در بیاید.

کمپرسورهایی که معمولا در تبرید و تهویه مطبوع استفاده می شوند عبارتند از:

کمپرسور سیلندر پیستونی – کمپرسور اسکرال – کمپرسور اسکرو – کمپرسور توربو – کمپرسور روتاری

• معمول ترین نوع کمپرسور مورد استفاده سیلندر پیستونی(رفت و برگشتی) است.
• با تله کردن و کمپرس کردن مبرد بین پیستون و سوپاپ ها کار می کند.
• سوپاپهای ساکشن و دیسچارج به صورت اتوماتیک با حرکت پیستون و گاز، باز و بسته می شوند
• شامل ۳ نوع باز، بسته و نیمه بسته هستند.

اصول کارکرد کمپرسورهای سیلندر پیستونی

• موتور به میل لنگ متصل است که با گرداندن خارج از مرکز شاتون و انتقال این حرکت به پیستون باعث حرکت پیستون در سیلندر می شود.
• زمانی که موتور شروع به گردش می کند، پیستون رو به پایین حرکت کرده و گاز به درون سیلندر مکیده می شود.
• زمانی که موتور به چرخش ادامه دهد، پیستون رو به بالا حرکت کرده و گاز فشرده می شود.
• زمانی که پیستون به قسمت بالای سیلندر می رسد، گاز دارای فشار کافی برای باز کردن سوپاپ دیسچارج است.
• بخار مبرد سپس از سوپاپ دیسچارج باز خارج می شود.

کمپرسور اسکرال

• این کمپرسورها دارای حرکت دایره وار و با جابجایی مثبت هستند.
• ساکشن وکمپرس کردن از طریق دو عضو حلزونی مانند که یکی ثابت و دیگری دارای حرکت دایره وار است، انجام می شود.
• کمپرسورهای اسکرال هرمتیک (بسته) هستند.

کمپرسور تیغه ثابت

• این کمپرسورها دارای جابجایی مثبت و روتاری هستند.
• درسیستم های تبرید کوچک استفاده می شوند .
• شفت دوار و حرکت گریز از مرکز و حرکت مثبت باعث بوجود آوردن ساکشن وکمپرس کردن مبرد می شود.
• تیغه یا پره در سیلندر ثابت قرار دارد و دارای حرکت رفت و برگشتی است.

کمپرسور تیغه دوار

• این کمپرسورها دارای جابجایی مثبت هستند.
• کمپرسور نوع تیغه روتاری به دلیل سایز آنها برای کاربردهای حمل ونقل ایده آل هستند.
• برای رنج وسیعی از مبردها از قبیل آمونیاک ،R-404 A مناسب هستند.
• این نوع از کمپرسورها به سوپاپ ساکشن و یا دیسچارج نیاز ندارند، هرچند شیریک طرفه در قسمت دیسچارج برای جلوگیری از حرکت معکوس در هنگام خاموش کردن و به دلیل وجود اختلاف فشار، استفاده می شود.
• در کمپرسورهای نوع چند تیغه ای محور چرخش منطبق با مرکز استوانه است، هرچند این حرکت خارج از مرکز است.

روتور شامل شیارهایی است که تیغه ها در آن قرار می گیرند. درحین کارکرد کمپرسور، تیغه ها به دلیل بوجود آمدن نیروی گریز از مرکز به سمت دیواره ی سیلندر حرکت می کنند.

توجه : تعداد دفعات کمپرس کردن برابر تعداد تیغه ها است بنابراین یک کمپرسور ۴ تیغه در هر چرخش ۴ بار عمل کمپرس کردن را انجام می دهد.

کمپرسور اسکرو

• کمپرسور با جابجایی مثبت است.
• دارای دو مدل اسکروی تکی و دوتایی است.
• جریان مبرد اساسا در جهت محوری است.
• این کمپرسورها دارای طراحی بسته (هرمتیک)، نیمه بسته (سمی هرمتیک) و باز (اپن) هستند و در سردخانه ها و تهویه مطبوع کاربرد دارند و به ویژه برای ظرفیت های بالا مورد استفاده قرار می گیرند.

 کمپرسور سانترفیوژ

• با نام کمپرسور توربو نیز شناخته می شوند .
• این کمپرسورها را می توان تجهیزات جریان ثابت نامید و بنابراین لرزش و صدای کمتری دارند.
• این کمپرسورها در انواع single – stage و multi – stage وجود دارند.
• همچنین در دو نوع اپن و نیمه بسته نیز وجود دارند.