شامل کمپرسورهای پیستونی، دوار، گریز از مرکز،بدون واسطه، مستقیم و غیر مستقیم الجریان،هرمتیک و نیمه هرمتیک، تک مرحله ای،چند مرحله ای ،دستگاه های تراکم و تقطیر , سیستم خنک کننده و...

آشنایی با انواع کمپرسورها در سیستم تبرید: انواع، عملکرد و کنترل ظرفیت (راهنما)

شامل کمپرسورهای پیستونی، دوار، گریز از مرکز،بدون واسطه، مستقیم و غیر مستقیم الجریان،هرمتیک و نیمه هرمتیک، تک مرحله ای،چند مرحله ای ،دستگاه های تراکم و تقطیر , سیستم خنک کننده و…

۱۷ ضفحه تحقیق آماده پرینت

کمپرسورها در سیستم‌های تبرید: انواع، عملکرد و کنترل ظرفیت (راهنمای جامع)

چکیده: کمپرسورها قلب سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع هستند که با ایجاد اختلاف فشار، گاز مبرد را متراکم و به گردش درمی‌آورند. این مقاله به بررسی جامع انواع کمپرسورها (پیستونی، دوار، گریز از مرکز)، نحوه عملکرد، مکانیزم‌های روغن‌کاری و خنک‌کاری، و روش‌های متنوع کنترل ظرفیت کمپرسور می‌پردازد. با شناخت دقیق این اجزا، می‌توان به بهینه‌سازی عملکرد و افزایش کارایی سیستم‌های تبرید دست یافت.

واژه‌های کلیدی: کمپرسور، سیستم تبرید، تهویه مطبوع، کمپرسور پیستونی، کمپرسور دوار، کمپرسور گریز از مرکز، کنترل ظرفیت کمپرسور، مبرد، کندانسور، اواپراتور، روغن‌کاری کمپرسور، خنک‌کاری کمپرسور، کمپرسور هرمتیک.

مقدمه: کمپرسور، قلب تپنده سیستم تبرید

کمپرسورها نقش حیاتی در سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع ایفا می‌کنند. وظیفه اصلی آنها مکیدن گاز مبرد از اواپراتور، متراکم کردن آن و سپس فرستادن گاز پرفشار به کندانسور است تا به مایع تبدیل شود. این فرآیند ایجاد اختلاف فشار بین سمت فشار قوی و ضعیف، جریان مبرد را در سیستم تضمین می‌کند. کمپرسورها در اندازه‌های مختلفی ساخته شده و بر اساس نحوه کارکرد به سه نوع اصلی تقسیم می‌شوند: پیستونی، دوار و گریز از مرکز.

۱. انواع کمپرسورها بر اساس روش تراکم

کمپرسورهای مورد استفاده در تهویه مطبوع و تبرید بر اساس روش تراکم به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

۱.۱. کمپرسورهای پیستونی (رفت و برگشتی)

این کمپرسورها با حرکت رفت و برگشت پیستون در داخل یک سیلندر و باز و بسته شدن سوپاپ‌های مکش و رانش (تخلیه) کار می‌کنند.

• ساختار اصلی: شامل سیلندر، پیستون، شاتون، سوپاپ مکش و سوپاپ رانش.
• عملکرد: الکتروموتور، میل‌لنگ را چرخانده و حرکت دورانی آن توسط شاتون به حرکت رفت و برگشتی پیستون تبدیل می‌شود. پیستون گاز مبرد را مکیده و سپس متراکم کرده و به کندانسور می‌فرستد.
• آرایش سیلندرها: از ۱ تا ۱۶ سیلندر، در آرایش‌های جناغی، جفت جناغی و شعاعی (ستاره‌ای) ساخته می‌شوند.
• انواع تقسیم‌بندی:
  • قدرت برودتی: ریز، کوچک، متوسط، بزرگ.
  • مراحل تراکم: تک مرحله‌ای، دو مرحله‌ای، چند مرحله‌ای.
  • تعداد حفره کارگر: حرکت ساده (مبرد در یک طرف پیستون)، حرکت دوبل (مبرد در هر دو طرف پیستون).
  • حرکت جریان مبرد: مستقیم‌الجریان، غیرمستقیم‌الجریان.
  • تعداد سیلندر: تک سیلندر، چند سیلندر.
  • قرارگیری سیلندرها: افقی، قائم، زاویه‌ای (V و W شکل)، شعاعی.
  • ساختمان سیلندر و کارتر: ترکیبی، انفرادی.
  • مکانیزم میل‌لنگ و شاتون: بدون واسطه (معمولی)، با واسطه.
  • مکانیزم انتقال نیرو: کوپلینگی، تسمه‌ای.
  • ترکیب الکتروموتور و کمپرسور: هرمتیک (بسته)، نیمه هرمتیک (نیمه بسته)، باز (کاسه نمدی).
  • سرعت چرخشی: سرعت پایین، متوسط، بالا.

۱.۲. کمپرسورهای دوار (روتاری)

• کاربرد: بیشتر در ظرفیت‌های کمتر از یک تن (یخچال‌های خانگی، کولرهای گازی).
• ساختار: موتور و کمپرسور در یک محفظه بسته قرار دارند و محور موتور و میل‌لنگ کمپرسور یکپارچه است (هرمتیک).
• عملکرد: تراکم گاز در اثر حرکت دورانی روتور نسبت به اتاقک تراکم (سیلندر) انجام می‌گیرد.
• انواع ساختار: تیغه ثابت، تیغه گردان.

۱.۳. کمپرسورهای گریز از مرکز (سانتریفیوژ)

• ویژگی‌ها: ماشین‌های پر دور هستند، بهترین گرداننده آنها توربین بخار است (یا موتورهای برقی با جعبه دنده افزاینده).
• کاربرد: ایده‌آل برای تراکم مقادیر زیاد گاز مبرد و اختلاف فشارهای کم. در سیستم‌های تبرید با دمای پایین (مخصوصاً با مبردهای هیدروکربنی یا هالوژنه) سازگاری بیشتری دارند.
• ظرفیت: در ظرفیت‌های ۱۰۰ تا ۲۵۰۰ تن تولید می‌شوند.
• عملکرد: تراکم گاز با نیروی گریز از مرکز انجام می‌گیرد.

۲. دستگاه‌های تراکم و تقطیر (کمپرسور و کندانسور)

کندانسورها پس از کمپرسور قرار گرفته و وظیفه تقطیر گاز مبرد (تبدیل گاز پرفشار به مایع) را بر عهده دارند. گرمای جذب شده از اواپراتور به اضافه گرمای ناشی از کار کمپرسور، در کندانسور دفع می‌شود.

• انواع کندانسور: واحد تقطیر هوایی، واحد تقطیر آبی، تبخیری، و ترکیبی. (بیشتر از کندانسورهای آبی و هوایی استفاده می‌شود).

۳. سیستم روغن‌کاری کمپرسور

روغن‌کاری در کمپرسورها برای اهداف زیر حیاتی است:

• کاهش گرمای تولیدی
• کاهش خوردگی قطعات
• کاهش مصرف انرژی
• آب‌بندی بهتر رینگ‌ها و سوپاپ‌ها
• روش‌ها:
  • روغن‌کاری فشاری: یک پمپ کوچک (چرخ دنده‌ای، پروانه‌ای یا پیستونی) روغن را تحت فشار به یاتاقان‌های ثابت و متحرک می‌رساند. معمولاً دارای فیلتر و کلید اطمینان فشار روغن است.
  • روغن‌کاری پاششی: کارتر تا نیمه با روغن پر شده و با چرخش میل‌لنگ، روغن به قطعات پاشیده می‌شود. (در کمپرسورهای هرمتیک از روغن‌کاری فشاری استفاده می‌شود).

۴. سیستم خنک‌کاری کمپرسور

خنک‌کاری کمپرسور به دو دلیل (اصطکاک و تراکم بخار) ضروری است تا کارایی سیستم حفظ شده و کیفیت روغن ثابت بماند.

• روش‌ها:
  • خنک‌کاری توسط روغن (استفاده از خنک‌کننده مخصوص روغن).
  • افزایش سطح تبادل حرارتی (پره‌ها روی سطح خارجی سیلندر).
  • استفاده از فن برای عبور هوا.
  • توسط آب خنک‌کننده برج (در سیستم‌هایی که کندانسور آبی دارند).
  • با عبور بخار مبرد مکش از اطراف موتور و کمپرسور (در کمپرسورهای هرمتیک).

۵. کنترل ظرفیت کمپرسور

کاهش بار برودتی در سیستم، نیاز به کنترل ظرفیت کمپرسور دارد تا از مشکلاتی مانند یخ‌زدگی اواپراتور یا آسیب به محصولات جلوگیری شود. روش‌های رایج کنترل ظرفیت عبارتند از:

• خاموش و روشن کردن کمپرسور: مناسب برای سیستم‌های کوچک (دستی یا اتوماتیک).
• بای‌پس گاز داغ: انتقال حرارت به گاز مکش با دور زدن گاز داغ خروجی از کمپرسور به ورودی یا خروجی اواپراتور.
• استفاده از شیرهای مکش تحمل‌کننده حالت بی‌باری: عدم استقرار شیرهای مکش روی سیلندرهای خاص، که باعث عدم تراکم می‌شود و کارایی بالایی دارد.
• میان‌بر (بای‌پس) سرسیلندر: بی‌اثر کردن یک یا چند سیلندر با دور زدن گاز از تخلیه به ورودی همان سیلندر (در کمپرسورهای چند سیلندر).
• کنترل سرعت: تغییر سرعت چرخش کمپرسور (با موتور چند سرعته یا موتور احتراق داخلی). باید دقت شود که سرعت کمتر از حد لازم برای روغن‌کاری نشود.
• استفاده از چندین کمپرسور: خارج کردن یک یا چند کمپرسور از مدار در صورت کاهش بار برودتی. این روش مزایایی مانند کارکرد موتور با بهترین بازده، وجود تجهیزات پشتیبان و راه‌اندازی تدریجی برای کاهش جریان اولیه را دارد.

متن خلاصه شده کامل است ولی با خرید فایل ۱۷ صفحه ای می توانید اطلاعات بیشتر و کاملتری از این مبحث داشته باشید.