چیلر تراکمی

روش کار کمپرسور اسکرو

روش کار کمپرسور اسکرو

روش کار کمپرسور اسکرو

پروسه کمپرس کردن کمپرسور اسکرو

همانطوری که در شکل زیر نشان داده شده است، در حین چرخیدن روتورها گاز از قسمت ساکشن به دیسچارج فرستاده می شود. روتورها با چرخیدن، فضایی را که گاز در بین دو روتور حرکت می کند را محدود می کنند و نتیجه آن بوجود آمدن فضایی V شکل بین آنهاست. گاز در حین حرکت از ساکشن به دیسچارج با فضای کمتری مواجه می شود که نتیجه آن فشرده سازی گاز است.

با کاهش فضا از ساکشن تا دیسچارج در طول حرکت روتورها، گاز فشرده شده از قسمت دیسچارج خارج می شود و حجم گاز نیز در خروجی دیسچارج کاهش می یابد و نیز قبل از خروج از کمپرسور وارد قسمت جدا کننده روغن می شود تا روغن همراه گاز به کمپرسور بازگردد و تنها گاز کمپرسور را ترک کند.

سیستم کنترل ظرفیت کمپرسور اسکرو

کمپرسورهای اسکرو مدل RC2 توانایی کارکرد با کنترل ظرفیت 3 یا 4 پله ای را دارد همچنین می توان از سیستم کنترل ظرفیت پیوسته یا بدون پله نیز استفاده کرد. هر دو نوع سیستم کنترل ظرفیت دارای اسلاید ولو، پیستون، رینگ پیستون، میله پیستون و سیلندر هستند. اسلاید ولو و پیستون از طریق میله پیستون به یکدیگر متصل هستند. نکته اصلی در کارکرد، استفاده از فشار روغن برای به حرکت درآوردن پیستون در سیلندر است.

در شکل زیر مسیر حرکت جریان روغن از کارتر به کارتریچ فیلتر روغن و لوله مویی و ورود به سیلندر با نیروی فشار روغن که بزرگتر از نیروی سمت راست فنر به علاوه فشار بالای گاز است.اختلاف فشار مثبت باعث حرکت پیستون به سمت راست سیلندر می شود. زمانی که اسلاید ولو به سمت راست حرکت می کند، تاثیر حجم کمپرس کردن در محفظه فشرده سازی افزایش می یابد.

این بدان معناست که جابجایی گاز فریونی مبرد افزایش می یابد و در نتیجه ظرفیت برودتی نیز افزایش می یابد. هرچند زمانی که هر کدام از پله های شیر برقی(برای سیستم کنترل ظرفیت 3 و 4 پله) باز باشد، روغن پر فشار در سیلندر در قسمت ساکشن بای پس می شود که باعث می شود پیستون و اسلاید ولو به سمت چپ حرکت کنند و سپس مقداری از گاز مبرد از محفظه کمپرس کردن به سمت ساکشن کمپرس شود. در نتیجه ظرفیت تبرید کاهش می یابد زیرا جابجایی مبرد در سیستم کاهش می یابد.

روش کار کمپرسور اسکرو

فنر پیستون برای هل دادن پیستون به شرایط اصلی قرار گیری به کار می رود. برای مثال موقعیت حداقل بار  که در شرایط روشن کردن مورد استفاده قرار می گیرد. اگر کمپرسور در حالت حداکثر بار روشن شود، می تواند باعث افزایش آمپر کمپرسور شود. از مسیر لوله مویی به این دلیل استفاده می شود که میزان مناسب جریان روغن به سیلندر را مهار کند. در حالت بدون پله از شیر برقی های SV1 , SV2 که توسط یک میکرو کنترلر و یا دماسنج برای فرکانس حرکت پیستون به صورت آرام و با خروجی پایدار ظرفیت مورد استفاده قرار می گیرد.

اگر کارتریچ فیلتر روغن، لوله مویی یا شیرهای برقی مدول در سیستم کنترل ظرفیت به درستی کار نکنند، این امر باعث غیر طبیعی و ناموثر بودن سیستم کنترل ظرفیت می شود. قبل از خاموشی کمپرسور، هنبل توصیه می کند که شیر برقی آنلود در سیستم بدون پله و یا حداقل بار در سیستم پله ای بایستی برای 60-90 ثانیه باز باشد بنابراین فشار روغن در سیلندر کاهش می یابد. زمانی که کمپرسور را دوباره روشن می کنیم، در حالت آنلود یا بی بار قرار دارد و به کمپرسور اجازه راه اندازی با بار کم را می دهد.

سیستم کنترل ظرفیت 3 یا 4 پله کمپرسور اسکرو

دو ( RC2-100, RC2-140, RC2-180) و سه ( برای 23 مدل دیگر کمپرسور هنبل) شیر برقی برای کنترل ظرفیت کمپرسور برای حداقل ظرفیت تا حداکثر بار %100 وجود دارد. دو/سه شیر برقی در حالت عادی بسته (NC) وجود دارد که برای کنترل ظرفیت های مختلف درخواستی به کار می رود. برای کمپرسور با سیستم کنترل ظرفیت 3پله یا چهار پله، معمولا از حداقل شروع می شود. min.%-66%-100% / min.%-50%-75%-100% برای بار ظرفیت کمپرسور و

100%-66%-min.%/100%-75%-50%-min% برای بی بار کردن کمپرسور به کار می رود. اگر حداقل ظرفیت برای مدت زیادی مورد استفاده قرار گیرد، مشکل برگشت روغن، خنک شدن موتور، افزایش دمای دیسچارج بایستی با دسترسی های دیگری از قبیل سوییچ سطح روغن برای زیر نظر گرفتن سح روغن و تزریق مایع برای خنک کردن موتور و کاهش دمای دیسچارج مورد استفاده قرار گیرد. حداقل % پیشنهادی برای راه اندازی و توقف (نه برای طولانی مدت) پیشنهاد می شود.

سیستم کنترل ظرفیت کمپرسور اسکرو

شماره قسمت شماره قسمت شماره قسمت
1 فیلتر ساکشن 7 بلبرینگ دیسچارج 13 لوله مویی
2 ورود گاز(فشار پایین) 8 بفل جداکننده روغن 14 شیر برقی حداقل درصد SV 25%/33%
3 موتور 9 خروج گاز(فشار بالا همراه روغن) 15 شیر برقی %50 درصد حداکثر بار SV50%
4 کارتریچ فیلتر روغن 10 روغن 16 شیر برقی 75%/66% of full

load),SV75%/66%

5 بلبرینگ ساکشن 11 جداکننده روغن 17 اسلاید ولو
6 روتور نری 12 خروج گاز(فشار بالا بدون روغن) برای مدلهای RC2-100, 140 & 180 شیر برقی SV 50% حذف شده است.

برای سیستم کنترل ظرفیت 3 یا 4 پله، در کمپرسورهای هنبل شیر برقی های درحالت عادی بسته(NC) قرار داده شده است.

  1. حداقل% ظرفیت

زمان استارت کمپرسور، شیر برقی SV25%/33% برقدار می شود و پبستون در حداقل% حالت ظرفیت است. بنابراین زمانی که روغن از کارتر می آید، از طریق لوله مویی به داخل سیلندر تزریق می شود. روغن با فشار در سیلندر مستقیما به قسمت ساکشن تزریق می شود بنابراین پیسون حالت اولیه را حفظ می کند.

توصیه:

به صورت جدی توصیه می شود شیر برقی SV25%/33% برای 1-3 دقیقه قبل از راه اندازی کمپرسور برای به حداقل رساندن اسلاید ولو، برقدار شود.

  1. %50 درصد ظرفیت (omitted for RC2-100, 140,180)

زمانی که شیر برقی SV50% به وسیله کنترل کننده دمایی برقدار می شود، روغن پرفشار در کارتر به سمت سیلندر از طریق بسته بودن شیر حداقل درصدی که پیستون را به جلو حل می دهد و از طریق حالت %50 به قسمت ساکشن بر می گردد، سپس پیستون به این صورت در حالت تعیید شده %50 درصد باقی می ماند.

         2. ظرفیت 75%/66%

زمانی که شیر برقی SV75%/66% برقدار می شود، در همان زمان شیر برقی SV50% بی برق می شود. روغن پرفشار پیستون را به جلو حل می دهد تا جایی که دقیقا حالت 75%/66% است و روغن به قسمت ساکشن درین می شود و حالت مورد نظر به دست می آید.

        3. حداکثر بار %100

زمانی که هر دو/سه شیر برقی بدون بار هستند، روغن پرفشار به صورت پیوسته به درون سیلندر جریان می یابد و پیستون را به سمت قسمت ساکشن هل می دهد تا این که اسلاید ولو قسمت انهایی محفظه کمپرس کردن را لمس می کند و پیستون نیز به انتهای مسیر خود می رسد و بای پس گاز دیگر اتفاق نمی افتد و حداکثر بار بدست می آید.

توالی استارت/استوپ و دما/مدول کمپرسور تکی

توصیه می شود روشن وخاموش شدن کمپرسور به روش بالا صورت گیرد

توجه:در قسمت بالا T & T’ می تواند توسط طراح چیلر تراکمی و کاربرد چیلر مشخص شود.

زمانهای t1 & t2 بایستی بیشتر از 60 ثانیه باشد.

حداقل ظرفیت بایستی برای 1-3 دقیقه قبل از استارت و 60-90 ثانیه قبل از خاموشی صورت گیرد.

سیستم کنترل ظرفیت بدون پله(پیوسته)

در سیستم کنترل ظرفیت پیوسته، شیر برقی SV2(برای باردار کردن) و شیر برقی SV1(برای بی بار کردن) به ترتیب در ورودی و خروجی سیلندر پیستون استفاده می شوند. این دو شیرهای برقی با کنترلر دمایی چیلر یا کنترلر میکرو کنترل می شوند بنابراین ظرفیت از حداقل% تا %100 ظرفیت به صورت مودولاتور قابل کنترل است. حداقل% تنها برای راه اندازی و توقف و نه برای کارکرد عادی کمپرسور پیشنهاد می شود.

برای هر کنترل کننده ای مهم است که بار و بی بار شدن در شرایط پایدار اتفاق بیفتد. برای مدول نرم، هنبل اقدام به نصب لوله مویی در خط روغن بار دارکردن و یک شیر اریفیس در خط روغن بی بار کردن جهت جلوگیری از باردار و بی بار کردن سریع کرده است.

سیستم کنترل ظرفیت پیوسته کمپرسور اسکرو

توجه:برای سیستم کنترل ظرفیت پیوسته، هنبل دوشیر برقی در حالت عادی بسته را بر روی کمپرسور مجهز کرده است.

اصول کنترل ظرفیت پیوسته یا بدون پله کمپرسور اسکرو

توجه:1.در نمودار بالا T. & T’ بایستی به وسیله طراح و کاربرد چیلر و یا کمپرسور تعیین گردد.

  1. کنترل ظرفیت بایستی برای 1-3 دقیقه قبل از استارت و 60-90 ثانیه قبل از استوپ به صورت بی بار قرار داده شود.

نسبت حجم کمپرسور اسکرو (Vi)

نسبت حجم (Vi) کمپرسور اسکرو را می توان با نسبت حجم ساکشن به حجم دیسچارج در کمپرسور مشخص کرد. کمتر رفتن اسلاید ولو در انتهای دیسچارج نشانه بالا بودن نسبت حجم است. نسبت حجم مستقیما بر نسبت تراکم داخلی(Pi) تاثیر می گذارد. مقدار کم Vi متناظر با مقدار کم Pi و مقدار زیاد Vi مطابق با مقدار زیاد Pi است. در معادله زیر برای جلوگیری از بیشتر یا کمتر شدن تراکم، نسبت تراکم سیستم(CR) بایستی برابر نسبت تراکم داخلی کمپرسور(Pi) باشد. به نمودار فشار حجم P-V در شکل زیر مراجعه کنید.

محدودیت های کاربرد کمپرسور اسکرو

محدودیت های کاربرد کمپرسور اسکرو با تغییر مبرد مورد استفاده تغییر می کند. محدودیت استفاده بر اساس ساکشن و دیسچارج اشباع نشان داده شده است. برای کارکرد پیوسته، مهم است که کارکرد کمپرسور در این محدوده باقی بماند. کارکرد در دمای اشباع خیلی پایین می تواند باعث مشکلات روغن و خنک کردن سیم پیچ شود و کارکرد در دماهای بالای اشباع کندانس می تواند باعث کوتاه شدن عمر کمپرسور به دلیل نامناسب بودن خنک کاری سیم پیچ و محفظه کمپرس کردن شود.

توجه:

1.زمانی که کمپرسور اسکرو هنبل در حالت حداکثریا نیم بار در محدودیت ها کار می کند، دمای سیم پیچ و دیسچارج بالا خواهد رفت. برای نگه داشتن کارکرد ایمن کمپرسور، همبل استفاده از تجهیزات زیر را پیشنهاد می کند:

1.خنک کننده روغن یا 2.تزریق مایع به محفظه کمپرس کردن یا 3.تزریق مایع به موتور

هنبل پیشنهاد می کند میزان فشار روغن را در نظر داشته باشید و آنرا 4 kg/cm2G بیشتر از فشار ساکشن نگه دارید. روغنکاری و کنترل ظرفیت با سوییچ فشار مثبت اختلافی یا با روغن اضافه در کارتر امکانپذیر است. به ویژه در شرایط کارکرد با دمای کندانس پایین و دمای اواپراتور بالا مثل کاربرد در چیلرهای تراکمی آب خنک، میزان فشار اختلافی high-low تمایل دارد به زیر 4kg/cm2G برسد.

2.به جز کمپرسورهای مدل RC2-1090, RC2-1280 & RC2-1520 که خنک کردن سیم پیچ به وسیله تزریق مستقیم مایع انجام می شود، دیگر مدلها به وسیله مبرد برگشتی از اواپراتور انجام می شود. اگر کمپرسور به صورت پیوسته در بارهای زیر %50 درصد کار کند، خرابی سیم پیچ به دلیل نامناسب بودن خنک کاری امکان اتفاق افتادن دارد. بنابراین هنبل به نصب سیستم تزریق مایع به موتور برای اطمینان از خنک شدن کافی سیم پیچ کمپرسور اهمیت می دهد. براساس استاندارد EN12900، سوپرهیت ساکشن 10 درجه و میزان سابکول 0 درجه است.

3.حداقل میزان سوپرهیت دیسچارج 10 درجه بیشتر از دمای کندانس (سوپرهیت طبیعی در حدود 20 درجه برای گاز R134a و 30 درجه برای گاز R22, R407C است) برای جلوگیری از برگشت مایع پرشده به کمپرسور و مشکلات روغنکاری پیشنهاد می شود.

روغنکاری کمپرسور اسکرو

مهمترین نکته در کمپرسور اسکرو روغنکاری مناسب است. فشار اختلافی مثبت در سیلندر، پیستون را با اسلاید ولو حل می دهد و پیستون که از طریق میله پیستون به اسلاید ولو متصل است را به جلو وعقب در محفظه کمپرس کردن حل می دهد. طراحی روغنکاری با فشار مثبت اختلافی باعث حذف استفاده از پمپ روغن اضافی می شود که برای کمپرسورهای سیلندر پیستونی ضروری می باشد. هرچند در بعضی از کمپرسورهای اسکرو برای حفظ ایمنی، از پمپ روغن نیز استفاده می شود.

به دمای روغن توجه ویژه بکنید زیرا می تواند باعث آسیب به بلبرینگ ها گردد. روغن در دمای بالا دارای ویسکوزیته کمتری است. ویسکوزیته پایین روغن باعث باعث کاهش روغنکاری و پخش گرما در کمپرسور می شود. میزان مناسب ویسکوزیته 10mm2/s برای هر دمایی پیشنهاد می شود. دمای روغن در کارتر بایستی بالاتر از دمای اشباع کندانس نگه داشته شود تا از مخلوط شدن روغن و مبرد جلوگیری کند. زمانی که ویسکوزیته خیلی بالا باشد، کاهش سرعت روغن در حرکت به سیلندر باعث کندی بارگیری کمپرسور می شود.

برای مشاوره می توانید با کارشناسان فنی گروه مهندسی مهراسپند تماس بگیرید. و یا فیلم‌های مربوط را در کانال یوتیوب گروه مهندسی مهراسپند تماشا کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.