انواع کمپرسورهای مختلف

مزایایی که موجب شد که کمپرسور پیچی مورد توجه سازندگان چیلرهای تراکمی قرار گیرد، عبارت است از:

بازده بیشتر
عملکرد مطمئن‌تر و پایدارتر
قطعات متحرک کمتر مانند عدم وجود سوپاپ مکش و دهش
ابعاد کوچک‌تر
کاربرد دسترسی به دما هاس پائین تا (۵۰- درجه سلسیوس)
کاهش هزینه
لرزش و ارتعاشات کمتر
کاهش تلفات مبرد

کمپرسور پیچی نیز همچون کمپرسور سیلندر – پیستونی نوعی کمپرسود جابه جایی مثبت محسوب می‌شود و ممکن است از یک یا دو مارپیچ گردان بهره گیرد. درنوع تکی، مارپیچ اصلی به وسیله دو چرخ دنده که در طرفین آن قرار گرفته‌اند به چرخش در می‌آید و در نوع دوتای، دو مارپیج با هم درگیر هستند.
در ولرچیلر‌های تراکمی استفاده از نوع دوتایی به مراتب رایج‌تر است، زیرا بین ۳تا ۴ درصد بازده بیشتری دارد. البته کمپرسورهای پیچی تکی نیز از امتیازاتی مانند استهلاک و صدای کمتر برخوردارند.

دامنه ظرفیت کمپرسورهای پیچی از نوع دو مارپیج بسیارگسارده وبین ۲۰ تا ۱۳۰۰ تن تبرید (۷۰-۴۵۷۰km)

است که البته بیشتر در دامنه ۵۰تا۳۵۰ تن تبرید (km1230- 176) کاربرد دارند. به طور کلی بازده انرژی کمپرسورهای پیچی بیشتر از کمپرسورهای رفت و آمدی و اسکرول و کمتر از کمپرسورهای گریز از مرکز است.
کمپرسور اسکرول نام خود را از دو نوار مارپیچ گرفته است مه در هم فرو رفته و با کم و زیاد شدن فواصل‌شان و حرکت مداری موجب مکش و دهش بخار مبرد می‌شوند. اختراع این نوع کمپرسور اولین بار در سال ۱۹۰۵ در فرانشه به ثبا رسید؛ اما بیش از هشتاد سال طول کشید تا از آن برای تجهیزات سرمایشی استفاده شود. اولین بار در سال ۱۹۸۷ در آمریکا برای تجهیزات خنک کننده کم ظرفیت خانگی یه کار گرفته شد.
در این نوع کمپرسور، نوار مار پیجی که در بالا قرار می‌گیرد ثابت و نقش درگاه دهش را بازی می‌کند. نوار مارپیچ پایینی که در مارپیچ فوقانی فرو رفته متحرک بوده و به کمک محور متصل به الکتروموتور می‌گردد. به هنگام مکش‌، بخار مبرد وارد فصای بین دو نوار مارپیچ می‌شود وطی جرکت پیوسته به مرکز دو نوار رانده و متراکم شده و از نقطه میانی دو نوار خارج می‌شود.
کمپرسورهای اسکرول در سیستم‌های سرمایی انبساط مستقیم در ظرفیت‌های ۱ تا ۲۵ نم تبرید مورد استفاده قرار می‌گیرند و اصولا این نوع کمپرسورها دارای ظرفیت زیادی نیستند و برای استفاده از آن در سیستم‌های پر ظرفیت باید چندین کمپرسور با یکدیگر موازی شوند. معمولا کمپرسورهای اسکرول در چیلرهای تراکمی ۶۰ تن تبرید مورد استفاده قرار می‌گیرند و بیش از این ظرفیت؛ استفاده از آن‌ها معمول نیست. اگرجه استفاده از آن‌ها برای ظرفیت‌های بیشتر میسر است. بازده حجمی کمپرسورهای اسکرول خیلی زیاد و بین ۶/۹۳ و ۹/۹۶ درصد است. این نوع کمپرسورهای اسکرول دارای انواع نیم بسته و باز نیستند و این یکی از عیوب آن محسوب می‌شود.
کمپرسور گریز از مرکز از پر کاربردترین انواع کمپرسورهای دینامیک در چیلرهای تراکمی است که ایجاد تراکم و نولید فشار در آن مبتنی بر سرعت و یا به عبارت دیگد انرژی جنبشی است. همان علتی که در پمپ‌های گریز از مرکز هم برای مایعات رخ می‌دهد، به این صورت که بخار مبرد از مرکز پروانه‌ای که با سرعت زیاد در حال گردش است وارد شده و با زاویه ۹۰ درجه به دهانه دهش پرتاب می‌شود.
اصولا بازده این نوع کمپرسود نسبت مستقینی با سرعت آن دارد. بنابراین برای بازده بیشتر باید سرعت نیز بیشتر باشد. سرعت در این گونه کمپرسورها متناسب با ظرفیت بین ۳۰۰۰تا۱۸۰۰۰ دور در دقیقه است.

یکی از نکات مهم در تشریح عملکرد کمپرسوهای گریز از مرکز و تاثیر عوامل مختلف در بازده آن مربوط به سرعت دوران با دور در دقیقه سنجیده می‌شود؛ اما سرعت نوک که مربوط به سرعت لبه خارجی پروانه و جابه جایی سیال در آن است با واحد طول بر واحد زمان مانند فوت بر ثانیه یا متر بر ثانیه بیان می‌شود. برای مثال اتومبیل‌های مختلف با قطر چرخ های مختلف می‌توانند سرعت‌های یکسانی داشته باشند؛ اما به طور قطع برای ثابت بودن سرعت خطی و یا برابر بودن سرعت دو اتومبیل با قطر چرخ‌های متفاوت، تعداد دوران چرخ‌های هریک متفاوت خواهد بود. در کمپرسورها نیز برای رسیدن به سرعت مشخصی قطر کوچک‌تر نیازمند دور در دقیقه بیشتری نسبت به قطر پروانه بزرگ‌تر است.

ظرفیت این گونه کمپرسورها نسبت مستقیمی هم با قطر پروانه دارد و نوع مبرد نیز در انتخاب قطر پروانه موثر است. به عنوان مثال مبرد R123 که در فشار منفی عمل می‌کند نسبت به R134a که در فشار مثبت عمل می‌کند با ظرفیت برابر نیازمند قطر بیشتری برای پروانه است.

منطور از مبردهای فشار منفی، مبرهایی هستند که به دلیل نقطه جوش بالا، تبخیر آن‌ها در نمای اواپراتور مستلزم ایجاد خلاء نسبی توسط کمپرسور است.
در ظرفیت بابر دبی گاز (فوت مکعب در دقبقه به ازای هر تن یا متر مکعب در ساعت به ازای هر کیلو وات) R123 تقریبا شش برابر بیشتر از R134a است.
مطابق استاندارد ARI به ازای هر تن تبرید، دبی R123 باید ۱۸.۱ cfm(8.54 1/sc) باشد. در حالی که این مقدار برای R134a تنها ۳.۲ cfm(1.51 1/sec) است و این به معنای این است که با افت فشار برابر، قطر چشمی پروانه (مرکز پروانه) وخط دهش کمپرسوری که با R123 کار می‌کند باید شش برابر بزرگ‌تر از پروانه کمپرسوری لاشد که با R134a کار کند.

در این نوع کمپرسورها برای افزایس فشار از چند پروانه سری استفاده می‌شود تا فشار در مراحل متعدد زیاد شود، کیفیت اجزاء مختلف کمپرسور در عملکرد آن‌ها تاثیر به سزایی دارد. این نوع کمپرسور هم مانند کمپرسورهای پیچی سوپاپی نداشته و قطعات متحدک آن بسیار کمتر از کمپرسورهای سیلندر- پیستونی است و در جایی که نیاز به تامین بار سرمایشی و دبی بسیار زیاد با اختلاف فشار کم باشد، چیلرهای گریز از مرکز گزینه مناسبی هستند. تنها قطعه یا قطعات متحرک در کمپرسورهای گرریز از مرکز، پروانه یا پروانه‌های متصل به شفت اصلی هستند. بنابراین اتلاف توان کمپرسور تنها ناشی از اغتشاش و اصطکاک سیال مبرد است.

در چیلر‌های مجهز به کمپرسور گریز از مرکز تغییر دمای تقطیر تاثیر سریع و بسیار زیادی بر خنک کننده دارد. البته در کمپرسورهای رفت و آمدی نیز تغییر ظرفیت خنک کنندگی متناسب با افزایش یا کاهش دمای تقطیر زیاد یا کم می‌شود؛ اما این تغییرات در کمپرسورهای گریز از مرکز بسیار بیشتر و سریع‌تر است.