کاربرد کمپرسورهای اسکرال موازی
1.مقدمه
کاربرد موازی زمانی است که چندین کمپرسور در یک مدار تبرید کار می کند. این نوع نصب نیاز به طراحی ویژه دارد تا حداکثر ظرفیت ممکن و ضریب اطمینان به دست آید. تنها مهندسین طراح می توانند تصمیم بگیرند که کدام طرح نصب و ساخت باید ساخته و اجرا شود. استفاده از کمپرسورهای اسکرال در چیلرهای تراکمی موازی دارای منافع زیادی است. برای مشاوره و اطلاع بیشتر درباره کاربرد کمپرسورهای اسکرال موازی کوپلند می توانید با کارشناسان فنی گروه مهندسی مهر اسپند تماس بگیرید.
-
کنترل ظرفیت بهینه
با چندین کمپرسور موازی، اگر یکی از کمپرسورها خاموش باشد، یک کمپرسور خاموش می تواند بهترین روش کنترل ظرفیت و حداکثر مصرف بهینه انرژی را مقدور کند. اگر میزان بار و یا دمای محیط تعقییر کند، کمپرسور می تواند روشن و یا خاموش شده تا ظرفیت مورد نیاز تامین شود. این روش کنترل ظرفیت نسبت به کنترل ظرفیت در کمپرسورهای تکی دارای مزیت های زیادی است.
-
حالت خاموش کمپرسور
اگر یک کمپرسور به دلیلی نتواند روشن شود، بار برودتی توسط کمپرسورهای دیگر تامین می شود. در صورتی که کمپرسور به دلیل خرابی نتواند کار کند، ممکن است دیگر کمپرسورها آسیب ببینند. در صورتی که سیم پیچ کمپرسور دچار سوختگی شود، آلودگی و اسیدی شدن در تمام کمپرسورها پخش می شود. این مشکل به خصوص در چیلرها و سردخانه هایی که دارای خط متعادل کننده روغن هستند، بیشتر بروز می کند.
-
تعویض کمپرسور
اگر یک کمپرسور به هر دلیلی نیاز به تعویض داشته باشد،با کمترین هزینه می توان کمپرسور را تعویض کرد.
- هماهنگ کردن چندین شرایط کارکرد اواپراتور
در صورتیکه 2 یا چند دما برای کنترل هر کمپرسور استفاده شود، می توان دماها را در حالیکه با یک کندانسور کار می کند، با هر اواپراتور هماهنگ کرد.
این روش در سیستم های متناوبی که با فشار ساکشن پائین کار می کند، باعث ذخیره انرژی می شود.
کمپرسورهای اسکرال دارای پمپ روغن با جابجایی مثبت (positive displacement) نیستند و بنابراین دارای پرشر سوئیچ فشار روغن نخواهندبود.
بوشهای تفلونی با راندمان بالا باعث محافظت از آسیب در برابر نقص در روغنکاری برای زمان های کوتاه میشود. هر چند عدم روغنکاری درست در طولانی مدت باعث خرابی بوش های کمپرسور می شود. برای جلوگیری از خرابی و محافظت از کمپرسور، باید دستورالعمل زیر را اجرا کرد.
2. موارد کلیدی کاربرد کمپرسورهای اسکرال موازی کوپلند
در صورتیکه نیاز به استفاده از کمپرسورهای موازی باشد، هر کمپرسور باید به صورت جداگانه برای کنترل ظرفیت روشن و خاموش شود. 3 نکته اساسی برای کاربرد کمپرسورهای اسکرال موازی کوپلند را باید در نظر گرفت:
- برگشت روغن
با استفاده از کنترل جداگانه، حتی در بارهای کم، برگشت روغن به خوبی کنترل می شود. این بدان معنی است که سیرکوله شدن روغن با استفاده از این کنترل به خوبی انجام می گردد. مناسب بودن سطح روغن در تمام کمپرسورها برای روغنکاری مناسب ضروری است. زیاد بودن روغن باعث کارکرد غیر بهینه اواپراتور و فرار روغن به سیستم می شود.
-
تنش لوله کشی کمپرسورها
در صورتیکه کمپرسورها در فاصله نزدیک به یکدیگر نصب شود، بایداز انعطاف پذیری لوله ها اطمینان داشت. در غیر این صورت، پالس راه اندازی اولیه کمپرسور باعث افزایش احتمال نشتی می شود. بنابراین باید جلوی لرزش لوله ها را گرفت.
- توالی راه اندازی
پیشنهاد می شود منطق برنامه به صورتی باشد که هر کمپرسور برای زمان برابر، روشن باشد.
3.کنترل روغن فعال
کنترل سطح جداگانه روغن زمانی امکان پذیر است که هر کمپرسور دارای رگولاتور سطح روغن باشد که بر روی سایدگلس نصب می شود.
رگولاتور به عنوان تغذیه کننده روغن از یک مخزن نگهداری روغن عمل می کند که خود از جداکننده روغن تغذیه می شود. می توان در خط تغذیه روغن، فیلتر نصب کرد. مخزن امکان تغییرات میزان روغن سیستم را امکان پذیر می کند. در هر رگولاتور، یک سایدگلس سطح روغن وجود دارد که سطح روغن را می توان 10 ثانیه پس از خاموشی کمپرسور چک کرد. این روش در بسیاری از کمپرسورها از جمله کمپرسورهای شرکت امرسون و بیترز وجود دارد. پیشنهاد می شود در کمپرسورهای اسکرال از دو روغن RL32-3MAF و mobil EAL Arctic 22 cc استفاده شود.
3.1 فشار پائین روغن ریسیور
فشار روغن ریسیور اندکی بالاتر از فشار کارتر کمپرسور است. و این امر باعث محدودیت مخلوط شدن روغن و مبرد در ریسیور می شود. افت فشار زمانی که روغن وارد کمپرسور می شود، پائین بوده و حجم گاز فلاش یا مخلوط گاز و روغن در کارتر پائین است. در بعضی از رگولاتورها از فلوتر استفاده می شود. و بعضی دیگر دارای کنترل سطح الکترونیکی هستند. که در صورت پائین بودن سطح روغن، کمپرسور خاموش شده و بعد از 2 دقیقه از تنظیم شدن سطح روغن، مدار فرمان بسته می شود. این کنترلر به صورت مجزا سطح روغن کمپرسورها را کنترل می کند.
زمانی که از رگولاتور سطح روغن کمپرسور استفاده می کنید، باید دقت کنید که سطح روغن بالاتر از وسط روغن کمپرسور باشد.
زمانی که از این سیستم استفاده می کنید، باید زمانی را برای متعادل شدن سطح روغن در نظر بگیرید. به دلیل فرار روغن کم در کمپرسورهای اسکرال، زمان متعادل شدن روغن طولانی تر است.
کنترل سطح روغن کمپرسور آلکو ALCO
4. خطوط متعادل کننده روغن
سیستم های ساده که کارتر کمپرسورها توسط لوله به یکدیگر متصل می شوند، دارای محبوبیت بالایی است. و در کاربردهای تهویه مطبوع و چیلر تراکمی کاربرد زیادی دارند. اما در موارد استفاده در سرد خانه با ساکشن مشترک هستند.
اگر میزان روغن در سیستم دارای تغییرات زیادی باشد ناشی از تغییرات شرایط و یا دیفراست است. این پدیده باعث زیاد شدن یا خیلی کم شدن زیاد روغن در کمپرسور می شود. معمولأ تنها روش کنترل سطح روغن از طریق سایدگلس است. در صورتی که سطح روغن در سایدگلس بالاتر از سایدگلس باشد، تشخیص حداکثر سطح روغن غیرممکن است. و در صورتیکه روغن در سایدگلس مشاهده نشود، کمپرسور در خطر خواهدبود.
لوله متعادل کننده و متصل شونده به سایدگلس کمپرسورها کافی نیست. زیرا زمانی که کمپرسور خاموش می شود، فشار کارتر افزایش می یابد. و روغن به کمپرسور در حال کار فرار می کند.
به دلیل شرایط کارکرد و طراحی متفاوت، شرکت امرسون این روش متعادل کردن روغن را پیشنهاد نمی کند. و در ادامه چند روش ممکن پیشنهاد می دهد.
4.1. لوله متعادل کننده گاز و روغن در سایدگلس کمپرسور
شرکت امرسون تست های زیادی برای امکان سنجی کارکرد 3 کمپرسور در حالت موازی با استفاده از لوله متعادل کننده گاز و روغن انجام داده است.
این روش را می توان برای کمپرسورهای زیر انجام داد:
- دو و یا سه کمپرسور تبرید ZB و ZS و ZF
- تمام کمپرسورها نه تنها باید از یک سایز بوده بلکه باید از یک مدل باشند.
- همگی یا یک ولتاژ کار کنند.
- با گازهای فریونی R-22وR_507 و R404A کار کنند.
- شرایط کارکرد همانند کمپرسورهای تکی است و در صورت نیاز سیستم تزریق نیز تغییر نمی کند.
- باید محافظت اضافه برای جلوگیری از برگشت مایع صورت گیرد.
- هرگونه توالی برای روشن شدن کمپرسورها مجاز است.
طرح خط ساکشن کمپرسورهای موازی
4.3. خط متعادل کننده روغن
خط متعادل کننده روغن بین 2 یا 3 کمپرسور، حداقل باید 7/8 اینچ (22 mm) با حداقل قطر داخلی 19mm بوده و در هیچ موردی نباید سایز خط کمتر از 19mm باشد. شدیدا پیشنهاد می شود اتصال سایدگلس از طریق آداپتوری که در تصویر زیر می بینید، متصل شود. خط متعادل کننده روغن باید تراز باشد. و کمپرسورها باید تراز نصب شوند. تست ها نشان داده اند که قطرهای کوچکتر لوله نمی توانند بالانس روغن بین کمپرسورها را تامین کنند. ممکن است از یک جدا کننده روغن و برگشت روغن از جداکننده به خط متعادل کننده روغن استفاده شود.
اگرجداکننده روغن استفاده نشود، روغن به خط ساکشن برمی گردد. و توسط هر کمپرسور به صورت مجزا از خط ساکشن برداشت می شود.
5. برگشت روغن به کمپرسورهای در حال کار
در صورتیکه روغن برگشتی به کمپرسورها با همان نرخ ترک کمپرسور به کمپرسور باز گردد، باعث ثابت بودن سطح روغن کمپرسور می شود. بهتر است لوله ساکشن به صورت منیفولد به صورتی اجرا شود. که روغن همراه با گاز برگشتی بتواند وارد کمپرسورهای در حال کار شود. این کار به چندین روش انجام می شود. شاید بهینه ترین روش برای ساخت ساکشن، برداشت هر کمپرسور به صورت عمودی است. که باعث سرعت مناسب گاز برای برداشت روغن توسط کمپرسور می شود.
پیشنهاد لوله کشی ساکشن به کمپرسور ها
6. نکات نصب و لوله کشی
6.1. پالس راه اندازی
روش استاندارد قرارگیری کمپرسوراسکورال، نصب بر روی پایه لاستیکی است. این روش نصب برای به حداقل رساندن ارتعاشات و انتقال آن به بدنه چیلر به کار می رود. به دلیل انعطاف پذیری لرزه گیرها، ضروری است که لوله کشی هر کمپرسور همسان باشد. تا حرکت ایجاد شده به ویژه در زمان راه اندازی تعدیل شود.
موتورهای 3 فاز به کار رفته در کمپرسورهای اسکرال در هنگام راه اندازی، ترک زیادی تولید می کنند. عکس العمل استاتور مستقیما بر روی پوسته کمپرسور تاثیر می گذارد. زیرا فنر نگه دارنده داخلی ندارد. این عکس العمل باعث جذب حرکت پوسته کمپرسور توسط لرزه گیرها می شود. هر چند لوله کشی از حرکت کمپرسور جلوگیری می کند. و در نتیجه تنش بیشتری به اتصالات لوله کشی وارد می شود.
6.2. ارتعاش کمپرسور
پالس تولید شده توسط گاز فریونی در خط دیسچارج باعث ارتعاش لوله ها خواهد شد. پیشنهاد می شود فرکانس بین 45~55 Hz برای لوله کشی در اولین اتصال باشد. معمولا اندازه گیری این مقدار امکان پذیر نیست. اما در صورت بوجود آمدن مشکل می توان با تغییر ترکیب لوله کشی مشکل را بر طرف کرد.
6.3. پیشنهادات لوله کشی و نصب
سعی کنید از لرزه گیر در اتصال ساکشن و دیسچارج استفاده کنید. باید از دو زانو مطابق شکل و رایزری عمودی قبل از اتصال به کلکتور استفاده شود. در صورت انعطاف پذیری لوله کشی، استفاده از لرزه گیر حصیری ضرورتی ندارد. و در صورت استفاده باید به صورت عمودی نصب شود.
لرزه گیر پایه کمپرسور
7. نکات طراحی
7.1 هدر (header) خط ساکشن
خطوط ساکشن از اواپراتورها به کمپرسورها باید به یک هدر وارد شود. و از هدر ساکشن اصلی به کمپرسورها باید تا حد امکان کوتاه و متقارن باشد. این روش باعث متعادل کردن فشار می شود. لوله ورودی و خروجی به هدر نباید دقیقا روبروی یکدیگر باشند. بنابراین متعادل کردن روغن برگشتی به کمپرسورها بهتر صورت می گیرد.
بر اساس ظرفیت مورد نیاز سیستم، کمپرسورها روشن و خاموش می شوند. هر چند گهگاه ممکن است مبرد مایع به کمپرسورهای در حال کار جریان یابد. بنابراین هدر خط ساکشن باید به گونه ای طراحی شود. که به صورت همزمان به عنوان جداکننده مایع نیز عمل کند.
تا زمانیکه لوله ساکشن در کمپرسورهای موازی دارای طول لوله بلند باشد، بهتر است از فیلتر ساکشن استفاده شود. پوسته این فیلترها همانند فیلترهای کور درایر است و در آن از فیلترهای ساکشن استفاده می شود. همچنین در صورت نیاز از فیلتر درایرهای ضد اسید استفاده کنید.
7.2. هدر خط دیسچارج
خط دیسچارج باید رو به پائین ترین سطح هدر دیسچارج شیب داشته باشد. این روش لوله کشی باعث جلوگیری از ورود مایع مبرد در زمان خاموشی از کندانسور و لوله کشی به کمپرسور می شود.
7.3. جداکننده روغن
یکی از خصیصه های نصب کمپرسورهای موازی، افزایش تغییرات ظرفیت سیستم است. بعضی اوقات زیاد بودن سایز برای کارکرد حداقل کمپرسورهای در حال کار، باعث سخت شدن برگشت روغن به کمپرسور می شود، به همین دلیل پیشنهاد می شود از جداکننده روغن (Oil separator) استفاده شود.
7.4. تغذیه روغن
پیچیده کردن لوله کشی سیستم باعث ثاثیر بر عدم برگشت روغن می شود. تغییر ظرفیت زیاد باعث تغییرات سرعت گاز در خط ساکشن و سختی برگشت روغن می شود. باید توجه ویژه ای به مشکلاتی که ناشی از عدم روغنکاری درست است، بشود. می توان سطح روغن در کارترها را با استفاده از کنترل سطح روغن کنترل کرد.
7.5. نصب
تمام کمپرسورها باید تا حد ممکن نزدیک به یکدیگر نصب شوند و لوله کشی تا حد ممکن کوتاه باشد. با کنترل زمان روشن بودن هر کمپرسور، می توان سطح روغن کمپرسورها و مخلوط شدن گاز و روغن را در آنها کنترل کرد. به دلیل نصب هدر زیر کمپرسورها امکان برگشت مبرد به کمپرسور در زمان خاموشی کمپرسور وجود ندارد.
7.6. کمپرسورها با سیستم تزریق بخار مبرد ترکیبی
کمپرسورهای ترکیبی می توانند از یک سابکولر (HX) و شیر انبساط الکترونیکی (EXV) به صورت مجزا برای سیستم تزریق استفاده کنند. برای اطلاعات بیشتر می توانید به سایت گروه مهندسی مهر اسپند مراجعه کنید.