عملکرد کمپرسور در سیکل تبرید تراکمی و انواع آن ها :
قلب سامانه تراکمی کمپرسور است . کمپرسور یا متراکم کننده (Compressor) می‌تواند برای فشرده کردن گاز یا مایعات به کار رود. البته در حالت دوم به آن پمپ می‌گویند. در برخی دستگاه‌ها و ماشین‌آلات ، کمپرسورها وسایلی هستند که توسط آنها هوا فشرده شده و سپس به سمت قسمت احتراق فرستاده می‌شود. فایل pdf این مقاله به مرور اضافه خواهد شد .
از کمپرسورها برای فشرده کردن گازها استفاده می‌شود. در حقیقت کمپرسورها وسایلی هستند که با مصرف انرژی مکانیکی زیاد، گاز را با سرعت به درون خود مکیده و سپس آنرا فشرده می‌سازند. در اثر این عملیات، دمای گازی که فشرده می‌شود نیز افزایش می‌یابد. معمولاً گاز پر فشار خروجی از کمپرسور را از یک سیستم تبرید عبور می‌دهند تا دمای گاز دوباره به حالت معمولی باز گردد. انواع گوناگونی از کمپرسور وجود دارد که برای مصارف صنعتی و عمومی طراحی شده‌اند.
انواع کمپرسور تبرید
کمپرسور ها در یک دسته بندی کلی براساس نوع انتقال انرژی به سیال، به دو دسته تقسیم می گردند :
1-کمپرسور های جابجایی مثبت (Positive Displacement):
این نوع کمپرسورها به صورت پریودیک یا متناوب ، عملکرد سینوسی دارند و جابجایی آن ها به صورتی است که در پالس های بعد از ساکشن یا مکش، عمل فشرده سازی گاز یا مبرد را انجام می دهند. این کمپرسور ها خود عموماً به دو دسته تقسیم می شوند؛ دسته اول کمپرسورهای رفت و برگشتی (Reciprocating) و دسته دوم کمپرسورهای دوار ( Rotary).
قدرت تراکم این کمپرسورها نسبت به نوع دینامیکی بیشتر است ولی دبی آن ها به مراتب کمتر از نوع دینامیکی می‌باشد.
2-کمپرسورهای دینامیکی ( Dynamic Compressor ):
در این نوع کمپرسور ها انتقال انرژی به سیال یا گاز به صورت دائمی صورت می پذیرد و تفاوت اصلی این نوع کمپرسورها با نوع جابجایی مثبت در همین نمودار توزیع انرژی دائمی و پریودیک آن ها است. این کمپرسورها عموماً با توجه به نوع انتقال قدرت به دو نوع محوری (Axial ) و شعاعی (Centrifugal) تقسیم بندی می شوند.
از کمپرسورهای دینامیکی در فشارهای پایین و دبی‌های بالا استفاده می‌شود. منبع تامین نیروی محرکه کمپرسورها بسته به قدرت آن ها می‌تواند الکتروموتور (برقی) یا موتوردیزلی (Diesel Engine) باشد.
در یک فایل PDF توضیحات کامل تر و دقیق تر برای مهندسی بیشتر آماده و برای دانلود به زودی در این صفحه از سایت قرار خواهیم داد .
تفاوت اصلی بین کمپرسورهای دسته دینامیکی و دسته جابجایی مثبت
منحنی مشخصه که در زیر مشاهده می شود در اصل منحنی های عملکرد حجم-فشار کمپرسورهای محوری، شعاعی یا سانتریفیوژی در مقابل کمپرسورهای جابجایی مثبت می باشد .
در بهترین تحلیل ممکن می توان به این نکته اشاره نمود که کمپرسورهای تبرید جابجایی مثبت تقریباً دارای حجم ثابت و فشار متغیر است. به عبارتی در طراحی این نوع کمپرسورها، طراح باید در نظر داشته باشد که کمپرسورهای جابجایی مثبت در دبی بسیار پایین و تغییرات ناچیز حجم مبرد در فشار های بسیار بالا کاربرد دارند. به عبارت ساده تر اگر در شرایط طراحی در خروجی کمپرسور، فشار بالا مورد نیاز باشد، عموماً از این مدل کمپرسورها استفاده می شود. از طرف دیگر، بررسی منحنی مشخصه کمپرسورهای شعاعی یا سانتریفیوژی بیانگر آن است که تغییرات فشار بسیار کم ولی تغییرات حجمی سیال و دبی جریان مبرد یا گاز ورودی به کمپرسور، دامنه گسترده تری نسبت به مدل های جابجایی مثبت دارد و همانطور که مشخص است هرچه به ظرفیت کمپرسورهای شعاعی افزوده می شود دامنه تغییرات فشار در این کمپرسورها نیز بیشتر می شود .
کمپرسورهای محوری تبرید از نظر عملکرد مابین کمپرسورهای جابجایی مثبت و کمپرسورهای شعاعی می باشند و عموماً این کمپرسورها دارای تغییرات فشاری بیشتری نسبت به نوع سانتریفیوژی می باشند. کمپرسورهای سانتریفیوژی سرعت بالا، عملکردی مشابه کمپرسورهای محوری دارند.
کمپرسورها در دسته بندی های متنوع دیگری نیز قرار می گیرند که مختصراً انواع هر یک تحلیل و بررسی می گردد.
کمپرسورها براساس عملکرد مرحله ای خود و بسته به اینکه مبرد یا گاز مورد نظر را طی چند مرحله به نقاط طراحی شده در سیکل تبرید تراکمی هدایت کنند، به سه نوع تقسیم می شوند:
الف) تک مرحله ای (Single Stage)
ب) دو مرحله ای (Two-Stage)
ج) چند مرحله ای (Multi- Stage)
کمپرسورها بر اساس نوع سیال خنک کننده به سه دسته اصلی تقسیم می گردند:
الف) آب خنک : در این نوع کمپرسورها عمدتاً از آب جهت خنک کاری کمپرسور استفاده می شود.
ب) روغن خنک : در این مدل کمپرسورها عموماً روغن، سیال اصلی خنک کننده کمپرسور محسوب می شود. به دلیل مزایای روغن جهت خنک کاری تجهیزات پیشرفته و حساس، عمدتاً در کمپرسورهای صنعتی از این نوع سیال جهت خنک کاری کمپرسور استفاده می شود .
ج) هواخنک : در کمپرسورهای ظرفیت پایین به منظور بهره برداری بهتر و مصرف بهینه انرژی، از هوا جهت خنک کاری کمپرسور استفاده می شود.
کمپرسور ها در نهایی ترین نوع دسته بندی بر اساس نوع سیستم روغن کاری به سه دسته تقسیم می گردند:
الف) روغنکاری پاششی (Splash lubricated )
ب) روغنکاری اجباری ( Force lubricated)
ج) بدون روغنکاری (Oil-Free Compressor)
مطالب کاربردی :
برج خنک کننده
پکینگ اسپلش
مبدل حرارتی
هواساز
