کمپرسور برودتی چیست؟ معرفی انواع کمپرسورها و کاربرد آن‌ها در صنعت برودت و تهویه

در این مطلب می‌خوانید:

تعریف

کمپرسور تبرید یکی از چهار جزء اصلی یک سیستم تبرید/ تهویه مطبوع می‌باشد که نقشی بسیار مهم در عملکرد یک سیستم تبرید دارد. کمپرسور، گاز مبرد خارج شده از اواپراتور را که در دما و فشار پائین قرار دارد؛ به فشار و دمای بالاتر منتقل کرده و در نتیجه‌ی این امر، امکان تبادل حرارت را در کندانسور فراهم می‌کند. سپس، مبرد با عبور از کندانسور، خط مایع، شیر انبساط و اواپراتور مجدداً وارد خط مکش(ساکشن) کمپرسور می‌شود. با تکرار این چرخه به صورت متوالی، انتقال حرارت و سرمایش فضای مورد نظر امکان‌پذیر خواهد شد.

انواع کمپرسور تبرید

کمپرسورهای تبرید/ تهویه مطبوع را می‌توان بر چند اساس تقسیم‌بندی نمود. اصلی‌ترین معیارهای دسته‌بندی این کمپرسورها به صورتی است که در ادامه شرح داده شده‌اند.

بر اساس ساختار

کمپرسورهای تبرید/ تهویه مطبوع بر اساس نوع ساختار به سه دسته‌ی بسته (Hermetic)، نیمه بسته (Semi-Hermetic) و باز (Open-Type) تقسیم می‌شوند. یکی از پارامترهای مؤثر در انتخاب کمپرسور، نوع ساختار آن‌هاست و اهمیت این موضوع زمانی مشخص می‌شود که صحبت از قابلیت تعمیر و هزینه‌های سرویس و نگهداری در میان باشد.

1. کمپرسورهای بسته(Hermetic):
   کمپرسورهای بسته یکی از انواع کمپرسورها در سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع هستند که در آن‌ها موتور الکتریکی و قطعات به‌صورت یکپارچه و کاملاً بسته در داخل یک پوسته قرار دارند. این شکل از طراحی، از نفوذ هوا و یا هرگونه آلودگی به درون کمپرسور جلوگیری کرده و باعث افزایش ایمنی و کارایی آن می‌شود.

2. کمپرسورهای نیمه- بسته(Semi- Hermetic):
   ساختار کمپرسورهای نیمه‌بسته به گونه‌ای است که در آن، موتور الکتریکی و مابقی قطعات در یک محفظه مشترک قرار دارند، اما این محفظه به صورتی طراحی شده است که امکان باز کردن و دسترسی به اجزا برای انجام عملیات سرویس و نگهداری فراهم باشد. این ویژگی، مزایای متعددی برای کاربر فراهم می‌آورد که در ادامه به آنها اشاره شده است.

3. کمپرسورهای باز(Open- Type):
   کمپرسورهای باز، نوع دیگری از کمپرسورهای تبرید و تهویه مطبوع هستند که موتور الکتریکی یا محرک خارجی آن‌ها به‌صورت جداگانه و خارج از محفظه اصلی آن نصب می‌شود و با استفاده از یک سیستم کوپلینگ به کمپرسور متصل می‌شود. این مدل طراحی به کاربران اجازه می‌دهد تا بسته به نیاز از انواع مختلف موتور برای راه‌اندازی کمپرسور استفاده کنند.

هر کدام از ساختارهای گوناگونی که برای کمپرسورها طراحی شده‌اند دارای خصوصیات، مزایا و معایبی می‌باشند که در ادامه به مقایسه‌ی این موارد پرداخته شده است:

جدول مقایسه ساختار کمپرسورها

بر اساس نوع عملکرد

هرکدام از کمپرسورها اساس کار متفاوتی برای متراکم‌سازی گاز مبرد دارند. از این جهت، می‌توان آن‌ها را بر اساس نوع عملکرد به صورت زیر دسته‌بندی نمود :

1. رفت و برگشتی (Reciprocating Type):
   کمپرسور رفت و برگشتی یا همان سیلندر- پیستونی از رایج‌ترین انواع کمپرسورها است که در آن، فشرده‌سازی گاز توسط حرکت رفت و برگشتی پیستون داخل یک سیلندر صورت می‌گیرد. این کمپرسورها به دلیل طراحی نسبتاً ساده، قابلیت عملکرد در فشارهای بالا و البته تطبیق‌پذیری گسترده با شرایط گوناگون، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

2. اسکرال (Scroll Type):
   یکی دیگر از انواع کمپرسورهای پرکاربرد در سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع، کمپرسورهای اسکرال می‌باشند که از دو صفحه مارپیچ برای فشرده‌سازی گاز استفاده می‌کنند. عملکرد داخلی این کمپرسور به این صورت است که یکی از صفحات اصلی آن ثابت بوده و صفحه‌ی دیگر با حرکات دوار، گاز مبرد را فشرده می‌کند.

3. اسکرو (Screw Type):
   کمپرسورهای اسکرو نوعی از کمپرسورهای مورد استفاده در سیستم‌های تبرید هستند که از دو روتور مارپیچ (روتور نر و روتور ماده) برای فشرده‌سازی گاز استفاده می‌کنند. حرکت دورانی این روتورها در خلاف جهت یکدیگر، باعث فشرده شدن گاز و افزایش فشار و دمای آن می‌شود. این کمپرسورها به دلیل طراحی خاص و عملکرد پیوسته، در کاربردهای صنعتی و تجاری پرطرفدار هستند.

4. سانتریفیوژ (Centrifugal Type):
   در کمپرسورهای سانتریفیوژ که یکی از انواع کمپرسورهای دینامیکی است، برای فشرده‌سازی گازها از حرکت دورانی و نیروی گریز از مرکز استفاده می‌شود. این نوع کمپرسورها معمولاً در کاربردهای صنعتی و فرآیندهای بزرگ که به حجم بالای گاز در فشار متوسط نیاز دارند، استفاده می‌شوند.

5. روتاری (Rotary Compressor):
   در کمپرسور روتاری نیز که یکی از انواع کمپرسورهای جابجایی مثبت است، گاز مبرد از طریق حرکت دورانی یک روتور فشرده می‌شود. این کمپرسورها به دلیل طراحی ساده و عملکرد مناسب، در سیستم‌های تهویه مطبوع و تبرید خانگی و صنعتی کوچک، بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مختصری از مزایای کلی و کاربری هر کدام از انواع این کمپرسورها در ادامه ارائه شده است.

جدول مزایا و کاربری انواع کمپرسورها

نصب کمپرسور تبرید

کمپرسور در یونیت کندانسور (در نزدیکی کندانسور و اجزای خط مایع سیستم) نصب می‌گردد. از آنجا که نحوه‌ی نصب این دستگاه بر روی عملکرد آن و همچنین عملکرد کلی سیستم تأثیرگذار است، بنابراین رعایت برخی نکات در حین نصب الزامی و اجتناب‌ناپذیر می‌باشد:

1. برای جلوگیری از لرزش، کمپرسور باید بر روی پایه‌های مقاوم نصب گردد.

2. نحوه‌ی اتصال کمپرسور به لوله‌های ورودی و خروجی به درستی انجام گیرد.

3. توصیه می‌گردد که سیستم روغن‌کاری کمپرسور قبل از راه‌اندازی مورد بررسی قرار گیرد.

4. ضروری است که کنترل‌کننده‌های فشار و دمای کمپرسور به طور دقیق تنظیم شوند. 

نکات مهم در حین انتخاب

پس از انجام محاسبات و تعیین ظرفیت برودتی مورد نیاز، در اولین مرحله؛ کمپرسور مناسب برای سیستم مورد نظر انتخاب می‌گردد. با توجه به این موضوع، می‌توان دریافت که نوع و عملکرد کمپرسور انتخابی بر راندمان کلی سیستم نیز تأثیرگذار خواهد بود. پارامترهای تعیین‌کننده برای انتخاب کمپرسور مناسب شامل موارد زیر می‌باشند:

1. ظرفیت موردنیاز: کمپرسور انتخابی باید قابلیت تأمین ظرفیت برودتی مورد نیاز را داشته باشد.

2. نوع مبرد: کمپرسوری که انتخاب می‌گردد باید با مبرد مورد استفاده در سیستم سازگاری کامل داشته باشد.

3. شرایط محیطی: قطعات و بدنه‌ی کمپرسور انتخابی باید در برابر شرایط دمایی و رطوبت محیط مقاوم باشد.

4. سطح صدا: در حین انتخاب کمپرسور، شرایط حساس محیط مانند حساسیت به صدا و لرزش باید در نظر گرفته شوند.

5. شرایط تعمیر و نگهداری: توصیه می‌گردد کمپرسوری انتخاب شود که در صورت امکان به آسانی قابل تعمیر باشد. در غیر این صورت، هزینه‌ی تعمیر و نگهداری آن متناسب با شرایط کاربر باشد.

6. راندمان انرژی: مصرف انرژی بهینه از مهمترین پارامترهایی است که در انتخاب کمپرسور باید مد نظر قرار گیرد. از این جهت، توصیه می‌گردد دستگاهی انتخاب شود که با توجه به ظرفیت برودتی تولیدی، مصرف انرژی آن بهینه‌ترین میزان ممکن باشد.