کمپرسور چیست؟

 

 

کمپرسور (Chiller Compressor) در چیلرهای تراکمی به عنوان قلب تپنده دستگاه و اصلی‌ترین قسمت چیلر می‌باشد. نوع و ساختمان کمپرسور در راندمان و دمای خروجی چیلر بسیار تعیین کننده است. هر نوع کمپرسور با توجه به ساختار آن دارای محدوده راندمان معین بوده و برای کاربری مشخصی مناسب می‌باشد.

بطور کلی کمپرسورها فارغ از کاربردشان در چیلرهای تراکمی و یا عامل محرکشان در دو گروه عمده جابه‌جایی مثبت و دینامیک (جنبشی) جای می‌گیرند.

کمپرسور نوع جابجایی مثبت

کمپرسورهای سیلندر پیستونی

کمپرسورهای سیلندر پیستونی یا رفتی و برگشتی، از پرکاربردترین نوع کمپرسورهای برودتی هستند که در انواع چیلرهای تهویه مطبوع و صنعتی کاربرد وسیعی دارند.

ساختار ساده و عمر نسبتاً بالای این نوع کمپرسورها باعث محبوبیت و وسعت کاربرد آن‌ها گردیده است.

کمپرسورهای سیلندر پیستونی در سه نوع باز، بسته و نیمه بسته و در توان‌های پایین و متوسط طراحی و تولید می‌گردند.

از شرکت‌های بنام تولید کننده کمپرسورهای سیلندر پیستونی می‌توان به شرکت‌های بیتزر (Bitzer) آلمان، کوپلند (Copeland) چک‌اسلواکی، کریر (Carrier) آمریکا، بوک (Bock) آلمان و دورین (Dorin) ایتالیا اشاره کرد.

کمپرسورهای اسکرو (پیچی)

کمپرسورهای نوع اسکرو یا پیچی در ظرفیت‌های بالای برودتی و جهت کاربری‌های صنعتی و تهویه مطبوع تابستانی کاربرد دارند.

ضریب عملکرد بالا، کنترل ظرفیت و صدا و لرزش کم از مزایای این نوع کمپرسورها می‌باشند.

کمپرسورهای اسکرو در سه نوع باز، بسته و نیمه بسته طراحی و تولید می‌گردند و در توان‌های متوسط و بالا در دسترس می‌باشند.

از شرکت‌های بنام تولید کننده کمپرسورهای اسکرو می‌توان به شرکت‌های بیتزر آلمان، هنبل (Hanbell) تایوان و رفکامپ (Refcomp) ایتالیا اشاره کرد.

کمپرسورهای اسکرال (حلزونی)

کمپرسورهای اسکرال یا حلزونی نسبت به انواع دیگر کمپرسورهای برودتی جدیدتر می‌باشند.

این نوع کمپرسورهای با ترکیب حرکت پیچشی و رفتی برگشتی باعث تراکم مبرد می‌شود.

ضریب عملکرد بالا، صدا و لرزش کم از مزایای این نوع کمپرسورها می‌باشد.

کمپرسورهای اسکرال صرفاً به صورت بسته طراحی و تولید می‌گردند و در توان‌های پایین و متوسط در دسترس می‌باشند.

از شرکت‌های بنام تولید کننده کمپرسورهای اسکرال می‌توان به شرکت‌های کوپلند چک اسلواکی، کمپرسور دانفوس (Danfoss) فرانسه و پاناسونیک (Panasonic) چین اشاره کرد.

کمپرسورهای روتاری

کمپرسورهای روتاری یا دوار دارای ضریب عملکرد مناسب، صدا و لرزش مناسبی هستند و از این رو در تجهیزات تهویه مطبوع تابستانی مانند داکت اسپیلت‌ها و کولرهای گازی کاربرد وسیعی دارند.

در کمپرسورهای روتاری با گردش 360 درجه‌ای تیغه‌ها عمل مکش و تراکم انجام می‌شود.

کمپرسورهای روتاری صرفاً به صورت بسته طراحی و تولید می‌گردند و درتوان‌های پایین در دسترس می‌باشند.

از شرکت‌های بنام تولید کننده کمپرسورهای روتاری می‌توان به شرکت‌های پاناسونیک، ال‌جی (LG) و گری (Gree) اشاره کرد.

کمپرسور نوع دینامیک (جنبشی)

کمپرسورهای سانتریفیوژ

این نوع کمپرسورها در چیلر تراکمی نوع آب خنک استفاده می‌شوند و در ظرفیت‌های برودتی بالا جهت تهویه مطبوع تابستانی کاربرد دارند.

در این نوع کمپرسورها، گردش پر سرعت پروانه حول یک محور باعث مکش و تراکم گاز در قسمت دهش می‌گردد.

کمپرسورهای سانتریفیوژ در دو نوع معمولی و بدون روغن تولید می‌شوند که نوع بدون روغن به نام کمپرسور هوشمند نیز شناخته می‌شود.

از شرکت‌های بنام تولید کننده کمپرسورهای سانتریفیوژ، می‌توان به شرکت کریر، یورک (York)، ترین (Trane)، هنبل و دانفوس اشاره کرد.

نیروی محرکه کمپرسور

همه انواع کمپرسورهای تبریدی با انرژی برق کار می‌کنند. بدین صورت که قطعات مکانیکی کمپرسور به کمک سیم پیچ داخلی یا الکتروموتور خارجی به حرکت درآمده و فرآیند تراکم گاز را انجام می‌دهند.

به کمپرسورهایی که سیم پیچ آن‌ها در داخل پوسته خود کمپرسور تعبیه می‌شود، کمپرسور نوع بسته و نیمه بسته گفته می‌شود و به کمپرسورهایی که به کمک الکتروموتور خارجی کوپل شده به کمپرسور کار می‌کنند، کمپرسور نوع باز گفته می‌شود.

در کمپرسورهای بسته و نیمه بسته، وظیفه خنک کردن سیم پیچ بر عهده مبرد ورودی به کمپرسور می‌باشد و در صورتی که دمای مبرد ورودی به کمپرسور بالا باشد خطر آسیب دیدن سیم پیچ وجود دارد.

در کمپرسورهای نوع باز به دلیل جدا بودن الکتروموتور از کمپرسور، دمای گاز و مقدار روغن؛ تأثیری در بالا رفتن دمای سیم پیچ ندارد در نتیجه سیم پیچ الکتروموتور در کمپرسورهای نوع باز کمتر در معرض آسیب هستند.

در کمپرسورهای نوع بسته و نیمه بسته دور گردش روتور در واحد زمان ثابت است در نتیجه توان کمپرسور نیز ثابت خواهد بود البته نوعی از کمپرسورهای مجهز به اینورتر تولید می‌شوند که می‌توان دور چرخش روتور را در آن‌ها تغییر داد اما در کمپرسورهای نوع باز بسته به توان الکتروموتور و قطر پولی‌ها می‌توان توان خروجی کمپرسور را تغییر داد.

ضریب عملکرد

به نسبت مقدار برودت تولید شده توسط کمپرسور به توان الکتریکی ورودی به کمپرسور ضریب عملکرد (COP) اطلاق می‌شود.

مقدار ضریب عملکرد یک کمپرسور به موارد مختلفی بستگی دارد این موارد می‌تواند شامل شرایط عملکردی دستگاه و حتی شرایط محیطی باشد.

در جدول زیر به موارد عمده مؤثر در تغییرات ضریب عملکرد کمپرسورها اشاره شده است.

ردیف	عوامل مؤثر در ضریب عملکرد کمپرسور
1	دمای مبرد ورودی به کمپرسور
2	دمای مبرد خروجی از کمپرسور
3	دمای هوای محیط
4	دمای سابکول
5	دمای سوپرهیت
6	سطح تبادل حرارتی اواپراتور
7	سطح تبادل حرارتی کندانسور
8	نوع اکسپنشن ولو (شیر انبساط)
9	نوع کندانسور (هوا خنک یا آب خنک)
10	نوع کمپرسور

در جدول زیر کمپرسورها بر اساس ضریب عملکرد از زیاد به کم تقسیم‌بندی شده‌اند.

ردیف	نوع کمپرسور به ترتیب بیشترین ضریب عملکرد
1	سانتریفیوژ بدون روغن
2	سانتریفیوژ
3	اسکرال
4	اسکرو
5	روتاری
6	سیلندر - پیستونی

قیمت کمپرسور

قیمت کمپرسورها بر اساس نوع آن‌ها و ظرفیت آن متفاوت است. عواملی که بر قیمت کمپرسور تبریدی تأثیر می‌گذارند عبارتند از توان کمپرسور، نوع کمپرسور، شرکت سازنده و نوع مبرد.

در جدول زیر کمپرسورها بر اساس قیمت از بالا به پایین تقسیم‌بندی شده‌اند.

ردیف	نوع کمپرسور به ترتیب بیشترین قیمت
1	سانتریفیوژ بدون روغن
2	سانتریفیوژ
3	اسکرو
4	سیلندر - پیستونی
5	اسکرال
6	روتاری

کنترل ظرفیت در کمپرسورهای برودتی

کنترل ظرفیت در کمپرسورهای برودتی در صرفه‌جویی انرژی برق و افزایش طول عمر دستگاه تأثیر بسیار زیادی دارد.

کنترل ظرفیت در کمپرسورهای برودتی به دو صورت زیر می‌باشد:

با کمک درایو اینورتر

در این حالت سرعت حرکت میل لنگ و عمل تراکم توسط یک درایو اینورتر داخلی در کمپرسور کنترل می‌شود.

این شکل از کنترل در همه انواع کمپرسورها بکار گرفته می‌شود اما در کمپرسورهای نوع اسکرال و روتاری بیشتر دیده می‌شود.

اخیراً مدل‌های خاصی از کمپرسور بیتزر نوع پیستونی و اسکرو شرکت نیز مجهز به درایو اینورتر داخلی جهت کنترل ظرفیت شده‌اند.

با کمک کنترل دبی مبرد

در این حالت کنترل ظرفیت برای هر نوع کمپرسور شکل مختص آن را دارد.

در کمپرسورهای پیستونی این کار به دو صورت انجام می‌شود. در حالت اول به کمک یک شیر برقی بخشی از مبرد خروجی از خط دهش کمپرسور مجدداً به خط مکش تزریق شده و اصطلاحاً بای‌پس می‌شود و در حالت دوم به کمک شیر برقی مانع ورود مبرد به داخل یک یا چند سیلندر می‌شویم و پیستون در داخل فضای خالی سیلندر (بدون وجود مبرد) حرکت کرده و اصطلاحاً پیستون خالی کار می‌کند.

در کمپرسورهای اسکرال در گذشته برای کنترل ظرفیت به کمک شیر برقی یا رگولاتور از روش بای‌پس گاز داغ استفاده می‌شد. در این حالت جهت کنترل ظرفیت اندکی از خروجی کمپرسور به خط مکش کمپرسور تزریق می‌شد.

در مدل‌های جدید کمپرسور کوپلند حالت اسکرال در قسمت فوقانی یک شیر برقی قرار گرفته شده است و در مکانیزم داخلی این نوع کمپرسورها در عضو حلزونی بالایی، پیستونی قرار دارد. وقتی که شیر برقی متصل شده به بالای این مدل کمپرسورها باز شود کمی از گاز دهش از بالای کمپرسور خارج شده و باعث حرکت پیستون به سمت بالا و در نتیجه بالا رفتن عضو حلزونی ثابت به سمت بالا به اندازه کسر کوچکی از اینچ می‌شود.

در حالت عادی که شیر برقی بسته است کمپرسور با مکانیزم ظرفیت خود یعنی صد درصد، در حال انجام کار می‌باشد. به محض باز شدن شیر برقی و باز شدن مسیر دهش از بالا، در اثر حرکت کردن عضو فوقانی حلزونی شکل به بالا؛ کمپرسور تراکمی انجام نداده و ظرفیت کمپرسور و خروجی آن به صفر درصد می‌رسد.

در کمپرسورهای اسکرو کنترل ظرفیت به کمک قطعه‌ای بنام اسلایدر انجام می‌شود. اسلایدر به کمک فشار روغن بر روی مارپیچ‌های کمپرسور حرکت کرده و طول مؤثر تراکم آن‌ها را کاهش یا افزایش می‌دهد. تغییرات فشار روغن به کمک شیر برقی‌های موجود روی کمپرسور انجام می‌شود.

حرکت اسلایدر بر روی مارپیچ‌های کمپرسور طول مؤثر آن‌ها را تغییر داده و در نتیجه حجم مبرد متراکم شده و خروجی از کمپرسور کاهش می‌یابد.

رده‌بندی انرژی کمپرسورهای تبریدی

نسبت برودت تولید شده توسط کمپرسور تبریدی در یک سیکل تراکمی به انرژی الکتریکی وارد شده به کمپرسورها را ضریب عملکرد می‌نامیم.

بر اساس تقسیم‌بندی سازمان ملی استاندارد و صرفه‌جویی انرژی، نمودار رده‌بندی مصرف انرژی بر اساس عدد ضریب عملکرد هر نوع کمپرسور تقسیم‌بندی شده است.

به کمک این نمودار می‌توان محدوده ضریب عملکرد هر کمپرسور را در مدار تبرید تراکمی سنجید و بر اساس این اطلاعات کمپرسور مناسب جهت کاربری مورد نظر را انتخاب کرد.

صدا و لرزش کمپرسور

صدا و لرزش یکی از مهم‌ترین مواردی است که در انتخاب چیلر مورد توجه است.

مهم‌ترین قسمت چیلر که عامل اصلی تولید صدا و لرزش نیز محسوب می‌شود کمپرسور است.

بسته به ظرفیت و توان کمپرسور و نوع آن صدا و لرزش می‌تواند متفاوت باشد.

اهمیت کم بودن صدا و لرزش کمپرسور زمانی بیشتر مورد توجه و تأکید قرار می‌گیرد که کاربری چیلر جهت تهویه مطبوع مجتمع‌ها و واحدهای مسکونی باشد.

البته برای کاهش سطح صدا و لرزش کمپرسور از راهکارهایی نظیر استفاده از لرزه‌گیر و جعبه صداگیر نیز استفاده می‌گردد.

در جدول زیر کمپرسورها بر اساس تولید صدا و لرزش از بالا به پایین تقسیم‌بندی شده‌اند.

روغن کمپرسور تبریدی

جهت روان کاری و خنک کاری قطعات متحرک داخل کمپرسور از روغن استفاده می‌شود.

وجود روغن تأثیر مستقیم و مهمی در طول عمر و کیفیت کارکرد کمپرسور دارد.

روغن‌ها بر اساس نوع کمپرسور و مبرد سیستم تقسیم‌بندی می‌شوند.

روغن مناسب هر سیستم می‌بایست با مبرد آن نیز هم‌خوانی داشته باشد. این مطابقت هم شامل ساختار شیمیایی روغن و هم دانسیته آن می‌شود.

در سیستم‌های فریونی به دلیل کمتر بودن چگالی روغن نسبت به چگالی مایع فریون‌ها (در فریون‌ها مایع روغن بالا قرار می‌گیرد) موضوع روغن و گردش آن در طول مدار و بازگشت آن به کمپرسور کمی متفاوت‌تر از سایر سیستم‌ها است.

بطور کلی در یک سیستم سرمایشی کمپرسور به عنوان قلب تپنده سیستم دارای درجه اهمیت بالایی است.

کمپرسور در مدار سرمایشی یکی از چهار عنصر اصلی سیکل تراکمی محسوب می‌شود و انتخاب آن می‌تواند بر روی راندمان، طول عمر و ضریب عملکرد چیلر تأثیر مستقیم بگذارد.

جهت انتخاب کمپرسور مناسب برای چیلر می‌بایست به مواردی متعددی همچون نوع کاربری چیلر، اقلیم محل نصب، نوع مبرد، اهمیت صدا و لرزش در محل نصب و … توجه داشت.

 

پرسش‌های متداول