کاربرد کمپرسور­های اسکرال موازی کوپلند

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 می_­­شود. 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.

کمپرسور­های اسکرال موازی

4.2. طرح شماتیک خط ساکشن

هدر خط ساکشن باید دارای سایز مناسب برای توزیع مناسب برگشت روغن و گاز به هر کمپرسور به صورت مجزا باشد­. طراحی غیر متقارن مانند شکل زیر مورد قبول است و باعث بوجود آمدن مشکل سطح روغن بین کمپرسور­ها نمی­ شود­.

برگشت روغن به کمپرسور

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.

پیشنهادات لوله کشی کمپرسور اسکرال

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.