شناخت انواع کمپرسورها و کاربرد آنها به شما در درک عملکرد سیستم‌های تبرید کمک می‌کند. کمپرسورها در سیکل تبرید تراکمی نقشی حیاتی برعهده دارند و در واقع قلب سیستم تبرید هستند.
چرخه ترمودینامیک تبرید بر اساس تبخیر مبرد در یک مدار بسته شکل می‌گیرد. تبخیر مبرد در یک مبدل حرارتی به نام اواپراتور صورت می‌گیرد که گرمای محیط را جذب می‌کند. گاز مبرد باید دوباره به مایع تبدیل شود. کمپرسور فشار و دمای گاز مبرد را افزایش می‌دهد تا برای رفتن به کندانسور و تبدیل شدن به مایع آماده شود. فشار مبرد در کمپرسور ۸ تا ۱۰ برابر فشار آن در اواپراتور افزایش پیدا می‌کند. چگالش و فرایند تبدیل مبرد به مایع در دمای ۳۵ تا ۵۵ درجه در داخل یک مبدل حرارتی دیگر با نام کندانسور انجام می‌شود.
بنابراین وظیفه کمپرسور به جریان انداختن مبرد در داخل سیستم تبرید است. کمپرسور مبرد را به‌صورت گاز از اواپراتور دریافت، آن را فشرده و با فشار بالاتر به کندانسور تحویل می‌دهد. درست است که عملکرد اصلی کمپرسورها در سیستم تبرید یکسان است، ولی انواع مختلفی از آنها وجود دارد که به شیوه‌های متفاوتی ایجاد فشار می‌کنند. در این مقاله به بررسی انواع کمپرسورها و مزایا و معایب آنها می‌پردازیم:
کمپرسور سیلندر پیستونی
کمپرسورهای پیستونی یا رفت و برگشتی را می‌توان در تمام سیستم‌های تبرید دارای ظرفیت سرمایشی بالا نصب کرد. در گذشته از این کمپرسورها برای سیستم‌های ظرفیت پایین هم به خاطر هزینه پایین آنها استفاده می‌شد. ولی به‌‍تدریج با کمپرسورهای روتاری جایگزین شدند.
این نوع از کمپرسورها با استفاده از پیستون، سیستم تراکمی حجمی را به کار می‌گیرند و عملکرد آنها بسیار شبیه به موتورهای احتراق داخلی است. پیستون‌ها در داخل سیلندرهایی بالا و پایین می‌روند و باعث مکش و متراکم شدن گاز مبرد می‌شوند.
هر سیلندر یک شیر مکش یا ساکشن برای گاز مبرد و یک شیر دهش یا دیسشارژ برای تحویل این گاز به کندانسور پس از متراکم کردن آن دارد.
در کل، این کمپرسورها پر سر و صدا هستند و لرزش قابل توجهی در سراسر سیستم ایجاد می‌کنند. به علاوه، در برابر بازگشت مایع بسیار آسیب‌پذیر هستند.
انواع کمپرسورهای پیستونی
- کمپرسور پیستونی باز
اگر یک طرف میل‌لنگ از کارتر خارج شده و قابل باز شدن باشد، به کمپرسور، کمپرسور باز می‌گویند. - کمپرسور پیستونی سمی هرمتیک
در این نوع کمپرسور، موتور و خود کمپرسور در یک محفظه قرار دارند. این محفظه طوری طراحی شده که می‌توان آن را برای سرویس و تعمیرات باز کرد. در این نوع کمپرسور، محور موتور و میل‌لنگ کمپرسور یک تکه واحد هستند. هوا و گرد و خاک امکان ورود به این کمپرسور را ندارند. - کمپرسور پیستونی هرمتیک
اگر محفظه کمپرسور جوش خورده و مهر و موم شده باشد و سیلندرها برای بررسی و سرویس قابل دستیابی نباشند، به آن هرمتیک می‌گویند.
نکته: کارتر محفظه‌ای است که پیستون‌ها و مکانیسم‌های داخل کمپرسور را در خود جای داده است.
کمپرسورهای روتاری
کمپرسورهای روتاری از یک محفظه سیلندری، دو دریچه مکش و دهش و روتور یا پیستون دایره‌ای تشکیل شده‌اند. مبرد وارد محفظه این کمپرسورها شده و با چرخش روتور فشرده می‌شود و حجم آن کاهش پیدا می‌کند.
مزیت کمپرسورهای روتاری هزینه پایین و اندازه کوچک آنهاست. بنابراین این کمپرسورها گزینه مناسبی برای یخچال‌ها و کولرهای گازی خانگی و کم‌ظرفیت هستند.
اخیراً فناوری این کمپرسورها با استفاده از کمپرسورهای دوقلو حاوی دو روتور که در جهت‌های مخالف می‌چرخند پیشرفت کرده است. به این ترتیب این کمپرسورها صدا و لرزش کمتری دارند و حتی گاهی جایگزین کمپرسورهای اسکرال که گران‌قیمت‌تر و حجیم‌تر هستند می‌شوند.
کارآمدی این کمپرسورهای دوقلو نسبت به کمپرسورهای روتاری تک روتوری و حتی کمپرسورهای اسکرال بیشتر بوده و آنها را تبدیل به گزینه مناسبی برای بازار اقتصادی و صنعتی کرده است.
کمپرسورهای اسکرال
این نوع کمپرسورها دو مارپیچ حلزونی دارند یکی ثابت و دیگری متحرک و هر دو به موتور وصل شده‌اند. سیال مبرد با گردش مارپیچ متحرک به دور مارپیچ ثابت فشرده شده و از فضای میانی مارپیچ ثابت خارج می‌شود.
کمپرسورهای اسکرال بیشتر در سیستم‌های تهویه مطبوع مورد استفاده قرار می‌گیرند. ظرفیت این کمپرسورها بین 2 تا بیش از ۱۰۰ کیلووات متغیر است و نمی‌توان از آنها در سیستم‌های دارای ظرفیت سرمایش پایین استفاده کرد.
تذکر: کمپرسورهای روتاری و و پیستونی هرمتیک برای سیستم‌های کم ظرفیت و کمپرسورهای اسکرو و سانتریفیوژ برای سیستم‌های دارای ظرفیت بالا ارجحیت دارند.
ابعاد کوچکتر و وزن کمتر این کمپرسورها نسبت به کمپرسورهای پیستونی، از مزایای کمپرسورهای اسکرال است.
نکته: بهترین ویژگی این کمپرسورها کم سر و صدا بودن و لرزش پایین آنهاست.
کمپرسورهای اسکرو
عملکرد این کمپرسورها بر اساس دو مارپیچ متداخل نر و ماده استوار است که به آنها روتور می‌گویند. چرخیدن این روتورها باعث کشیده شدن سیال به داخل فضای بین دو مارپیچ می‌شود. با جریان یافتن مبرد بین دو روتور، فضای بین آنها کمتر و کمتر شده و مبرد متراکم می‌شود.
این کمپرسورها به خاطر در هم رفتن مارپیچ‌ها به روغن‌کاری زیادی نیاز دارند. ظرفیت متراکم‌سازی این کمپرسورها بسیار بیشتر از کمپرسورهای پیستونی است و می‌توان از آنها در سردخانه‌ها و چیلرهای بزرگ با مبرد R410A استفاده کرد.
نکته: کمپرسورهای اسکرو هیچ دریچه‌ای ندارند و از نیروی مکانیکی استفاده می‌کنند. بنابراین می‌توانند با سرعت بالا و میزان بالای مبرد کار کرده و لرزش کمی داشته باشند.
کمپرسورهای سانتریفیوژ
یک محفظه آهنی، محور فولادی و یک محرک با پره‌های دوار آلومینیومی، از ویژگی‌های کمپرسور سانتریفیوژ یا گریز از مرکز است. به این کمپرسورها توربو یا رادیال هم می‌گویند. این کمپرسور مبرد را به داخل یک محرک دوار هدایت می‌کند. این محرک مبرد را با سرعت فزاینده‌ای چرخانده و انرژی جنبشی تولید می‌کند. از این انرژی جنبشی برای پرفشار کردن مبرد با عبور آن از دیفیوزر استفاده می‌شود. سرعت گاز مبرد با گذر از دیفیوزر کاهش می‌یابد. به این ترتیب انرژی جنبشی آن به انرژی پتانسیل در شکل فشار تبدیل می‌شود.
این کمپرسورها بیشترین ظرفیت را دارند و مناسب متراکم کردن مقادیر بالای مبرد هستند.
همانطور که گفتیم و می‌دانید از کمپرسور در سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع استفاده می‌شود و یکی از اجزای اصلی این سیستم‌‌هاست. اگر می‌خواهید اطلاعات بیشتری در مورد یخچال، کولرگازی، سردخانه، سیستم‌های تبرید و چیلر‌ها بدست آورید. فیلم‌های آموزشی سامانه رهجو را از دست ندهید.