دسته های مرتبط

کمپرسور اسکرال

کمپرس کردن با راندمان بالا برای چیلر تراکمی و کاربردهای صنعتی

کمپرسور اسکرال چیست؟

مطابق با هندبوک انجمن مهندسین آمریکا (Ashrae) کمپرسورهای اسکرال دارای حرکت مداری و ماشین­ هایی با جابجایی مثبت هستند که از طریق دو صفحه حلزونی، کمپرس کردن را انجام می ­دهند. در این متن به روش کار کمپرسورهای اسکرال می­ پردازیم و درکی از روش کارکرد آنها بدست می­ آوریم. انجمن مهندسین آمریکا کمپرسورهای اسکرال را جزو کمپرسورهای دورانی با جابجایی مثبت طبقه ­ای می ­کند اما در بسیاری منابع آنها را جزو کمپرسورهای روتاری طبقه ­بندی می ­کنند. اولین کمپرسور اسکرال در سال 1905 ساخته شد اما در دهه 70 و 80 میلادی این کمپرسورها تولید شدند.

روش کارکرد کمپرسور اسکرال

ساختار هندسی کمپرسور اسکرال

ساختار کمپرسورها دارای شکلی حلزونی (طوماری) هستند که در شکل نشان داده شده است. چندین نوع از این اسپیرال ­ها وجود دارد که از طریق فرمول های ریاضی قابل توصیف است. برای مثال r=a*β که r شعاع مرکز ثابت و a مقداری ثابت و β نیز زاویه (مدار قطبی) است.

 یک اسپیرال ساده کمپریور اسکرال

یک اسپیرال ساده کمپرسور اسکرال

روش طراحی اسکرال­ های کمپرسور اسکرال را می توانید مطابق با شکل زیر از طریق فرمول ­ها ببینید. این اسپیرال ­ها بایستی طوری طراحی شوند که حداقل خوردگی و اصطکاک را داشته باشند و یک سرعت زاویه­ ای ثابت را تولید کنند.

تنظیم اسکرال

یک اسکرال پایه ساختار کمپرس کردن کمپرسور محسوب می ­شود که از طریق ماشینکاری به شکل یک حلزونی در می ­آید و دارای لبه ­های صاف است. هر دو اسکرال دارای ساختاری یکسان هستند و یک اسکرال دوار بوده و در مسیر 180 درجه می­چرخد و در فاصله اسکرال ثابت حرکت می­ کند.

شعاع-از-مرکز-دایره-اسکرال-محاسبه-می-شود

شعاع از مرکز دایره اسکرال محاسبه می شود

در بیشتر کمپرسورهای اسکرال، اسکرال بالایی ثابت است و شفت گریز از مرکز توسط یک موتور گردانده می ­شود و اسکرال پایئنی را به حرکت درمی ­آورد که در یک مدار مدور حرکت می ­کند و اسکرال متحرک توسط یک قطعه به حرکت در مدار مورد نظر محدود می ­شود.

پروسه کمپرس کردن کمپرسور اسکرال

زمانی که دو اسکرال را سرهم می­ کنیم، اسکرال ­ها در شیار یکدیگر قرار می­ گیرند و زمانی که اسکرال پائینی می ­چرخد، گاز به شکل یک حلال در داخل اسکرال­ ها به سمت مرکز حلزونی­ ها (اسکرال ­ها) هول داده می­ شود و در حین حرکت اسکرال ها، حجم حلال مانند، کاهش پیدا می ­کند که در شکل نشان داده شده است و تله شدن گاز را در بین اسکرال­ ها می ­توانید ببینید.

یک اسکرال ثابت است و یک اسکرال 180 درجه در اسکرال ثابت می­چرخد.

یک اسکرال ثابت است و یک اسکرال 180 درجه در اسکرال ثابت می­ چرخد.

همانطور که در شکل می ­بینید ابتدای هر دو اسکرال کاملاً باز است و گاز کم فشار ساکشن می­ تواند به اولین مدار وارد شود (A) و در نهایت اولین مدار بسته می ­شود و اولین مرحله از گاز شروع به فشردن می ­کند (C) و اولین قسمت گاز حلال مانند، به مرکز اسکرال ­ها فرستاده می ­شود و همانطور که در شکل می­ بینید این پروسه به دلیل ساختار اسکرال­ ها 3 حلال تشکیل می ­شود که یکی فشار پائین و دیگری فشار متوسط و آخری فشار بالاست. بین نقاط A و L پروسه کمپرس کردن نرم و پیوسته و بدون لرزش و یا پالس­ های قوی مانند کمپرسورهای سیلندر پیستونی است.

 

سیکل کانل کمپرسور اسکرال نیاز به چندین مدار برای حرکت گاز فریونی از قسمت A به L دارد.

سیکل کانل کمپرسور اسکرال نیاز به چندین مدار برای حرکت گاز فریونی از قسمت A به L دارد.

 

چون پروسه فشرده کردن پیوسته است، در هر زمانی 3 پاکت فشار متوسط و بالا و پائین موجود است.

چون پروسه فشرده کردن پیوسته است، در هر زمانی 3 پاکت فشار متوسط و بالا و پائین موجود است.

بعضی تولید کنندگان کمپرسور اسکرال گزینه ­ای را به کمپرسورهای خود اضافه می­ کنند که با نام (Compliance) خوانده می شود و مسیری را بین اسکرال بالا و پائین بوجود می­ آورد و آنلودری که بین اسکرال ها نصب شده با رد کردن گاز داغ و اعمال یک نیروی رو به پائین باعث باز شدن اسکرال­ ها از یکدیگر و عدم کمپرس کردن و آنلود شدن کمپرسور می ­شود که به صورت مفصل در فیلم های کمپرسور اسکرال توضیح داده شده است.

تکنیک ­های گازبندی کمپرسور اسکرال

راندمان کمپرسور به صورت مستقیم به نشت گاز و افت­ های مکانیکی وابسته است. هر حلال گاز در بین اسکرال­ ها به دنبال فضایی برای فرار و متعادل کردن فشار می­ گردد. اگر گاز با فشار در بین اسکرال ها قرار داشته باشد، به دنبال راه فرار به سمت گاز کم فشار می­ گردد. در کمپرسورهای اسکرال تنها 2 راه برای نشتی وجود دارد: شعاعی و محوری. شکل زیر نشان دهنده نشتی شعاعی است که بین تیغه­ های اسکرال و پهلوی آن رخ می ­دهد و گاز پرفشار می­ خواهد که به حلال قبل تر که دارای فشار کمتری است، نشت پیدا کند. نشتی محوری بین نوک اسکرال ها اتفاق می ­افتد و می ­دانیم که طبق استاندارد Ashrae نشتی محوری از نشتی شعاعی خطرناک­تر است. نشتی مصرف برق را افزایش و ظرفیت کمپرسور را کاهش می ­دهد و راندمان کمپرسور را پائین می ­آورد.

نشتی شعاعی و نشتی محوری بین اسکرال­های کمپرسور اسکرال

نشتی شعاعی و نشتی محوری بین اسکرال ­های کمپرسور اسکرال

سیل (گازبندی) شعاعی

برای گازبندی شعاعی از تماس حلزونی ثابت و متحرک استفاده می­ شود. این روش گاز بندی نیاز به تماس مداوم دارد و به همین دلیل پروسه ساخت حلزونی ­ها از طریق دستگاه CNC انجام می ­گیرد که با دقت میکرون کار می ­کند (10 به توان 6- و یا 000039/0 اینچ) تیغه­ ها به هیچ عنوان همدیگر را لمس نمی ­کنند بلکه دارای تلورانس بسیار کمی هستند که از طریق فیلم (لایه نازک) روغن، این فاصله پر می ­شود.

سیل (گازبندی) محوری

برای حرکت حلزونی ­ها در یکدیگر نیاز به آزادی محوری وجود دارد، درغیر این صورت خوردگی بوجود می­ آید. تماس محل شیار حلزونی و نوک حلزونی دیگر از طریق تیغه­ هایی انجام می گیرد که در فیلم و در شکل زیر نشان داده شده است. فشار گاز باعث هول دادن تیغه ­ها بر روی کف حلزونی می­ شود و در نتیجه گازبندی بین نوک حلزونی و کف حلزونی انحام می­ گیرد. نیروی تماس خیلی کم است که سطح تماس نیز پائین است و در نتیحه اصطکاک پائین خواهد بود و راندمان افزایش می ­یابد.

با استفاده از تیغه­ها گازبندی اسکرال­های کمپرسور اسکرال انجام می­شود.

با استفاده از تیغه ­ها گازبندی اسکرال ­های کمپرسور اسکرال انجام می ­شود.

ساختار و کارکرد کمپرسور اسکرال

کمپرسورهای اسکرال به صورت کامل بسته (هرمتیک) هستند و تمام اجزا در داخل یک سیلندر قرار دارد که جوشکاری شده است. ساختار کمپرسورهای اسکرال برای چیلر تراکمی و سردخانه به این صورت است که سیم پیچ در پائین قرار دارد و حلزونی ­ها در قسمت بالای کمپرسور قرار می ­گیرند.

کمپرسور هرمتیک (بسته) اسکرال

کمپرسور هرمتیک (بسته) اسکرال

هرچند چندین ساختار بین تولید کنندگان مختلف وجود دارد اما فرم کلی کمپرسور به یک شکل است. ساختار زیر تشریح کننده ساختار کمپرسورهای اسکرال کریر (CARRIER) است.

پوسته

پوسته کمپرسور اسکرال سیلندر عمودی است و به صورت دو قسمت فشار پائین وجود دارد که شامل سیم پیچ ، پمپ روغن و قسمت­های متحرک است. قسمت فشار بالا در قسمت بالای اسکرال ثابت قراد دارد و وظیفه آن عمل کردن مانند موفلر و جذب پالس ها و کاهش صدا و لرزش است.

گاز سرد ساکشن وارد قسمت ساکشن کمپرسور (ازطریق لوله بزرگتر) می ­شود. سرعت گاز در پوسته کاهش می ­یابد و روغن مایع مبرد (در صورت برگشت ذرات مایع) از گاز جدا می ­شود. گاز ساکشن از روی موتور عبور کرده و موتور را نیز خنک می کند و پس از فشرده شدن به قسمت گنبد کمپرسور اسکرال رفته و از طریق اتصال دیسچارج خارج می­ شود. پائین­ ترین قسمت کمپرسور مربوط به کارتر روغن است. بعضی از سازندگان از پمپ روغن سانترفیوژ با نیروی گردشی روتور استفاده می کنند که روغن را مخشوش کرده تا به قطعات متحرک برسد که در شکل زیر نشان داده شده است.

موتور و میل لنگ

موتور توسط گاز ساکشن خنک می­ شود و وظیفه گرداندن میل بنگ را به عهده دارد. وظیفه دیگر موتور کمپرسور اسکرال جلوگیری از ورود مایع مبرد به اسکرال­هاست. وقتی مایع مبرد وارد ساکشن کمپرسور می شود با گذشتن از فضای موتور و فضای باز موجود در این قسمت و گرم شدن با گرمای تولید شده از سیم پیچ، افزایش دما پیدا می کند و مایع مبرد تبخیر می شود و در نتیجه مایع مبرد به قسمت فشرده سازی نمی­ رسد و در نتیجه آسیب کمپرسورهای اسکرال در اثر برگشت مایع پائین است. میل لنگ وظیفه تأمین حرکت دورانی را برای اسکرال متحرک به عهده دارد و باید حتماً پادساعتگرد بچرخد. 2 بوش در کمپرسور وجود دارد، یکی در پائین و دیگری در بالا. بوش پائین دارای بار کمی است و بوش بالا، فشار کمپرس کردن را تحمل می­ کند.

اسکرال­ ها ( حلزونی ­ها)

اسکرال­ ها به صورت مجزا و از طریق روش ماشینکاری از کربن استیل به شکل حلزونی ساخته می­ شوند.

سیل­ ها

برای گازبندی دو اسکرال بر روی یکدیگر دو روش وجود دارد. در یک روش از چندین تیغه استفاده می ­شود که در شکل زیر نشان داده شده است.

این تیغه­ ها اصطکاک بسیار ناچیزی دارند و در روش دیگر از یک تیغه گرافیتی در شیار بالای حلزونی استفاده می­ شود. در هر دو روش، این تیغه یا تیغه­ ها از اختلاط دمایی و فشاری جلوگیری می­ کنند.

محافظ کمپرسور

کمپرسورهای اسکرال بایستی در برابر بیش از حد گرم شدن، افزایش بیش از اندازه فشار و گردش معکوس محافظت شوند. بسیاری از سازندگان از کنترلرهای محافظ همراه کمپرسور استفاده می­ کنند.

سوئیچ دما بالا

بسیاری از سازندگان از سنسورهای دمایی استفاده می­ کنند تا با افزایش دما، کمپرسور خاموش شود. درصورت افزایش دما تا 104 درجه سانتی­گراد، این سوئیچ دمایی کمپرسور را خاموش می­ کند.

شیر یکطرفه دیسچارج

شیر یکطرفه در قسمت دیسچارج (در بالای کمپرسور) قرار دارد و از گردش معکوس کمپرسور اسکرال جلوگیری می­ کند. شیر یکطرفه خارجی دارای افت فشار کمتری نسبت به شیر یکطرفه داخلی است و در هر صورت از برگشت جریان جلوگیری می کند.

زمانی که کمپرسور متوقف می­ شود، گازهای فشرده و نیمه فشرده موجود در بین اسکرال­ ها به قسمت ساکشن برمی­ گردند و با این کار کمپرسور آنلود (بی ­بار) می ­شود تا در استارت مجدد به راحتی راه اندازی شود و ترک و آمپر راه­ اندازی اولیه کاهش یابد.

 تیغه­های گازبندی بین اسکرال­های کمپرسور اسکرال

تیغه­ های گازبندی بین اسکرال­ های کمپرسور اسکرال

هیتر (گرم کردن) کارتر کمپرسور اسکرال

مایع مبرد ممکن است در کمپرسورهای اسکرال در تشتک کارتر با روغن مخلوط شود. برای جلوگیری از این اتفاق در زمان راه اندازی از هیتر کارتر استفاده می ­شود تا در زمان خاموشی کمپرسور، روغن گرم شود و مایع مبرد تبخیر شده و در هنگام راه اندازی، تنها مبرد به صورت بخار وجود داشته باشد.

عملکرد و راندمان کمپرسور اسکرال

دو راه برای بررسی راندمان کمپرسور وجود دارد، یکی از طریق ترمودینامیک و دیگری از طریق عملکرد کمپرسور در سیکل تبرید. روش اول را طراحان به کار می ­برند و روش دوم برای طراحان Hvac و صاحبان ساختمان به کار می­ رود. نسبت به چیلرهای تراکمی با کمپرسو راسکرو، چیلرهای اسکرال دارای راندمان بهتری در حالت حداکثر بار هستند اما راندمان مناسب در حالت های کم بار توسط کمپرسور های اسکرال بدست نمی ­آید. جدول زیر مقایسه راندمان برای چیلرهای تراکمی با کمپرسورهای مختلف در شرایط کارکرد یکسان است.

مقایسه راندمان چیلر تراکمی با کمپرسورهای مختلف:

مقایسه راندمان چیلر تراکمی با کمپرسورهای مختلف:

مقایسه راندمان چیلر تراکمی با کمپرسورهای مختلف:

سازندگان مختلف کمپرسورهای اسکرال را در تناژهای مختلف برای کاربردهای مختلف Hvac تولید می ­کنند. برای کاربرد ” تبرید” کمپرسورهای اسکرال به خوبی برای کاربردهایی مانند سرد کردن شیر تانکرها، کانتینرهای دریایی و سوپرمارکت­ ها به کار می روند و در چیلرهای تراکمی کندانس هوایی و کندانس آبی به خوبی کاربرد دارند.کاربرد کمپرسول اسکرال

مقایسه مزایا و اشکالات کمپرسورهای اسکرو و اسکرال

مقایسه مزایا و اشکالات کمپرسورهای اسکرو و اسکرال

مقایسه مزایا و اشکالات کمپرسورهای اسکرو و اسکرال


منتشر شده در :// نویسنده:mehrspand

contact

شهرک صنعتی چهاردانگه. خیابان ۱۷. پلاک ۱۰
شماره تماس:
09123873563
021-43855203

ایمیل پشتیبانی : info@mehrespand.ir
facebook google instagram twitter aparat pinterest

about us

این شرکت با استفاده از استانداردهای معتبر جهانی تحت عنوان,ASHRAE-15مقررات و ایمنی تبرید مکانیکی ASAB9.1 و قوانین ASMEجهت مخازن تحت فشار در زمینه تاسیسات برودتی توانسته است بهترین راهکارهای تعمیر، سرویس، راهبری و تامین قطعات دستگاههای تهویه مطبوع را ارائه نماید و نیز با بهره گیری از توان علمی و تخصصی و دانش فنی روز دنیا نسبت به ارائه مشاوره و راهنمائی محققین ،دانشجویان و علاقه مندان به این رشته را فراهم نماید. علاقه مندان جهت دریافت هر گونه پاسخ در این زمینه با گروه مشاورین شرکت تماس حاصل نمایند.

mehrspand


تمامی حقوق مادی و معنوی این وبسایت محفوظ است 2008-2015