معرفی کمپرسورهای اسکرال، پیستونی و سانتریفیوژ در چیلرها
کمپرسور (Compressor) قلب هر چیلر تراکمی است. وظیفه اصلی آن، مکش بخار مبرد با فشار و دمای پایین از اواپراتور و فشردهسازی آن به فشار و دمای بالا است تا مبرد بتواند در کندانسور، گرمای خود را به محیط دفع کند. کمپرسورها بر اساس مکانیزم فشردهسازی به دو دسته اصلی جابجایی مثبت (مانند پیستونی و اسکرال) و جریان دینامیک (مانند سانتریفیوژ) تقسیم میشوند.
۱. کمپرسورهای اسکرال (Scroll Compressors)
کمپرسورهای اسکرال یکی از رایجترین انواع کمپرسورهای جابجایی مثبت در سیستمهای تهویه مطبوع ظرفیت متوسط و کوچک هستند.
مکانیزم عملکرد
-
جابجایی مثبت: فشردهسازی با محصور کردن مبرد در یک فضای در حال کوچک شدن انجام میشود.
-
مارپیچها: از دو صفحه مارپیچی همشکل استفاده میشود: یکی ثابت و دیگری متحرک (مدارگرد).
-
فشردهسازی: صفحه متحرک در داخل صفحه ثابت با حرکت مداری جابجا میشود (بدون چرخش کامل). این حرکت، جیبهای گاز مبرد را از کنارهها به داخل کشانده و به تدریج حجم این جیبها را کاهش میدهد تا گاز در مرکز فشرده شده و خارج شود.
کاربرد و ویژگیها
-
ظرفیت: کوچک تا متوسط (معمولاً تا حدود ۱۵۰ تن تبرید).
-
مزایا: راندمان بالا در ظرفیتهای کوچک، لرزش و صدای بسیار کم (به دلیل حرکت مداری آرام)، قطعات متحرک کمتر و قابلیت اطمینان خوب.
-
معایب: در صورت خرابی، معمولاً باید به طور کامل تعویض شوند و تعمیرات داخلی آنها دشوار است.
۲. کمپرسورهای پیستونی/رفت و برگشتی (Reciprocating/Piston Compressors)
کمپرسورهای پیستونی قدیمیترین و شناختهشدهترین نوع کمپرسورهای جابجایی مثبت هستند.
مکانیزم عملکرد
-
جابجایی مثبت: مشابه عملکرد موتور خودرو، از پیستون و سیلندر برای فشردهسازی استفاده میشود.
-
فشردهسازی: با حرکت پیستون به سمت بالا، بخار مبرد در داخل سیلندر فشرده شده و سپس از طریق سوپاپها خارج میشود.
-
کنترل ظرفیت: با خاموش و روشن کردن بخشی از پیستونها (Unloading) میتوان ظرفیت را کنترل کرد.
کاربرد و ویژگیها
-
ظرفیت: کوچک تا متوسط (امروزه کمتر از اسکرال رایج است).
-
مزایا: سادگی در تعمیر و نگهداری، قابلیت عملکرد در فشارهای بالا و هزینه اولیه نسبتاً پایین.
-
معایب: صدای زیاد، لرزش بالا، وجود قطعات متحرک متعدد (میللنگ، پیستون، سوپاپ) که باعث استهلاک بالا میشود.
۳. کمپرسورهای سانتریفیوژ (Centrifugal Compressors)
کمپرسورهای سانتریفیوژ در دسته جریان دینامیک قرار میگیرند و برای کاربردهای بزرگ ایدهآل هستند.
مکانیزم عملکرد
-
جریان دینامیک: فشردهسازی از طریق تبدیل انرژی جنبشی (سرعت) به انرژی پتانسیل (فشار) صورت میگیرد.
-
پروانه (Impeller): یک پروانه با سرعت بسیار بالا (حدود ۱۰۰۰۰ تا ۳۰۰۰۰ دور در دقیقه) میچرخد و بخار مبرد را از مرکز مکیده و به سمت لبهها پرتاب میکند.
-
دیفیوزر: این افزایش سرعت در لبهها، توسط یک دیفیوزر (Diffuser) که شبیه به یک کانال بازشونده است، به فشار تبدیل میشود.
کاربرد و ویژگیها
-
ظرفیت: بسیار بزرگ (از ۱۵۰ تن تبرید تا چند هزار تن تبرید).
-
مزایا: بالاترین راندمان انرژی (به ویژه با یا درایو سرعت متغیر)، جریان مبرد بدون پالس، عمر طولانی و استهلاک کم (قطعات متحرک کمتر).
-
معایب: هزینه اولیه بسیار بالا، راندمان بسیار پایین در بارهای جزئی (در صورت عدم استفاده از )، بسیار پیچیده و بزرگ.
-
ملاحظه: راندمان این کمپرسورها به شدت به ظرفیت کامل و استفاده از وابسته است.
