کمپرسور بخشی از تبرید
سیستم های تبرید تراکمی از چهار قسمت عمده: کمپرسور- کندانسور- اوپراتور و وسایل انبساط تشکیل شده اند که هر یک به نوبه خود وظیفه خاصی دارند
کمپرسور بخشی از تبرید
سیستم های تبرید تراکمی از چهار قسمت عمده: کمپرسور- کندانسور- اوپراتور و وسایل انبساط تشکیل شده اند که هر یک به نوبه خود وظیفه خاصی دارند و هر کدام با دریافت محصول از عضو قبلی، و برای تکمیل عملیات در سیستم، همزمان فعالیت می کنند. هر تغییری که در یکی از اعضای سیستم پیش آید ممکن است در وضعیت عضو دیگر موثر باغشد. مثلا تغییر درجه حرارت آب کندانسور باعث تغییر در مقدار ؟؟؟ جریانی، و ایجاد اختلاف در فشار اوپراتور و از جمله تغییر در کار شیر انبساط می نماید. بررسی کمپرسورها به عنوان قلب یک سیستم تراکمی بوده و معمولترین آنها که سرد کننده ها مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:
کمپرسورهای متقارن reciprocafing compressors
کمپرسورهای دوار rofary compressors
کمپرسورهای گریز از مرکز Cenfrifugal compressors
در کمپرسورهای متقارن که گاهی متناوب خوانده می شوند، از حرکت پیستون در داخل سیلندر استفاده کرده و بوسیله سوپاپ های مکش و فشار گاز، مبرد را متراکم می نمایند. کمپرسورهای دوار )چرخشی( و گریز از مرکز )سانتریفوژ( هر دو در اثر گردش دورانی، محورهای عمل تراکم انجام می دهد. در صورتیکه نوع دوار یک ماشین با جابجایی مثبت بوده و کمپرسورهای گریز از مرکز بر اساس نیروی گریز از مرکز کار می کند.
کمپرسور بخشی از تبرید ،کمپرسورهای متقارن
کاربرد کمپرسورهای متقارن شیر در تبرید خانگی و صنعتی است و معمولا با قدرت های متفاوت از چند دهم اسب تا چند صد اسب بخار به بازار عرضه می شوند. کمپرسورهای جدید از یک و یا چندین سیلندر تشکیل شده اند که طور قرار گرفتن سیلندرها ممکن است به شکل v یا w، شعاعی و یا در یک راستا باشند. هنگام مکش پیستون، گاز مبرد از راه سوپاپ مکش وارد سیلندر شده و زمانیکه عمل تراکم را انجام می دهد بوسیله سوپاپ فشار مبرد به خارج فرستاده می شود. سوپاپهای مکش و فشار هر دو جزء قطعات سیلندر هستند. سرعت دورانی کمپرسورهای که اثر مستقیم در مقدار مبرد تراکمی دارد از گذشته بطور مرتب افزایش یافته و از حدود ۱۰۰ دور در دقیقه تا ۳۰۰ دور در دقیقه فزونی یافته است.
۲- ۳- کمپرسورهای نوع بسته Hermetically sealed compressors
کمپرسور بخشی از تبرید ،در کمپرسورهای الکتروموتوری بوسیله محور خود باعث گردش یک کمپرسور می گردد که اگر این موتور جدا از کمپرسور قرار گرفته باشد، کمپرسور از نوع باز و در صورتیکه موتور و کمپرسور هر دو داخل یک محفظه آب 2 شده جای گرفته باشند، کمپرسور نوع بسته نامیده می شوند. شکل مقطع یک کمپرسور نوع بسته با نشان می دهد.
در کمپرسورهای بسته با وجود اینکه موتور در محفظه کمپرسور و همراه با مبرد می باشند، ولی به علت عایق کاری کامل هیچ گونه اشکالی پیش نمی آید. در بعضی از این نوع حتی لوله مکش از جهت موتور وارد محفظه می شود که به علت ورود گاز سرد از لوله مکش موتور نیز خنک می شود. در این نوع کمپرسورها فقط دو لوله اشکالی که در این کمپرسورها ممکن است پیش آید، وجود رطوبت است که بایستی قبل از ورود به موتور کمپرسور برطرف شود. در یک سیستم تبرید معمولا کمپرسور و کندانسور بصورت واحد مرکب کندانسور هر سه بر روی یک شاسی سوار می شوند.
دو عامل خیلی مهم که در کمپرسورها مورد توجه است عبارتند از:
۱ – ظرفیت کمپرسور
۲ – قدرت مورد نیاز
که این دو عامل در کمپرسورها بطور موثری بوسیله فشار مکش و رانش تغییرمی کنند.
۳ – ابعاد استاندارد: A.S.R.E Rating Conditions
کمپرسور بخشی از تبرید ،سال ها پیش از طرف انجمن مهندسین تبرید آمریکا ) ASRE) (American Socitey of Refrigerating Engineers ( ابعاد استانداردی برای کمپرسورها تعیین گردید تا بدین ترتیب وسیله کارخانجات مختلفی که ساخت انواع کمپرسورها به عهده دارند هماهنگی داشته باشند. مقادیر وضع شده که
دیگر قابل استفاده نمی باشد، در کارخانجات یخ سازی و برای انتخاب ابعاد کندانسورها و اوپراتورها مورد استفاده قرار می گرفت. با افزایش روز افزون کاربرد تبرید، ابعاد انتخابی انجمن فوق بصورت گروههای مختلفی که در جدول زیر گرد آوری شده تنظیم و در دسترسی عموم قرار گرفت.
طرح و ساخت Constroction and Design در طرح کمپرسورهای متناوب برای بدست آوردن قدرت مجاز و با توجه به مسئله اصطکاک حداکثر سرعتی که برای پیستون باید در نظر گرفته شود 780 lt/min می باشد. در کمپرسورهای کوچک روغنکاری قطعات متحرک معمولا بصورت ترشحی است در صورتی که کمپرسورهای بزرگ که قدرتی بین ۱۰ تا ۱۵ اسب بخار دارند، عمل روغنکاری بصورت اجباری )بوسیله پمپ( انجام می گیرد. با توجه به اینکه اغلب مساله جاگیری اهیمت زیادی ندارد، به منظور کاهش افت فشار در شیر آلات که با کاهش سرعت در آنها امکان پذیر می باشد،
مقطع عبور مبرد بزرگتر انتخاب می گردد. سرعت گاز ۱۲ معادل خواهد بود. انتخاب سرعت کمتر برای فریون ۱۲ به این دلیل می باشد که دانسیته این گاز بیشتر بوده و افت فشار بیشتری نیز تولید نماید.
کنترل ظرفیت
کمپرسور بخشی از تبرید ،در یک سیستم تبرید تراکمی اگر کمپرسور بزرگتر از اندازه لازم انتخاب شود و یا اینکه بار کمتر از میزان باشد درجه حرارت و فشار گاز در اوپراتور کاهش یافته و تا زمانیکه بین بار و ظرفیت تعادل برقرار نشده این اثر مشهود است. کاهش بین از حد درجه حرارت گاز در اوپراتور به دلیل چندی نامطلوب است. مثلا در دستگاههای تهویه باعث برفک زدن لوله های اوپراتور ششده و با محدود شدن جریان هوا درون اوپراتور سبب پائین آمدن فشار نیز می گردد. انواع محصولات غذایی انبار شده در سردخانه ها به علت نزول درجه انجماد ممکن است خراب شوند و در صورتیکه اوپراتور مایعی را سرد می کند، کم شدن زیاد درجه حرارت باعث یخ زدن مایع و صدمه دیدن دستگاه می گردد. روشهای مختلفی برای کاهش ظرفیت کمپرسور معمول است که چند نمونه آن را می توان ذیلا ذکر کرد.
۱ – کنترل مدار برقی کمپرسور بوسایل مختلف که در مواقع مورد نیاز آن را قطع و وصل کند. این روش در سیستم های سرد کننده کوچک به خوبی عمل می کند.
۲ – تنظیم فشار گاز ورودی به کمپرسور بوسیله کنترل کننده فشار به منظور ثابت نگه داشتن فشار اوپراتور. با این روش کنترل بخوبی انجام می گیرد ولی چندان مطلوب نیست.
۳ – بازگرداندن گاز خروجی از کمپرسور لوله مکش در این حالت کمپرسور داغ شده و اثر مفیدش کمتر است.
4– در کمپرسورهای چند سیلندری خارج کردن یک سیلندر از مدار )با باز نگه داشتن مکش وارد سیلندر می گردد و به این وسیله مقداری از ظرفیت اصلی کمپرسور افت می کند. در این مرحله برای ایجاد افت فشار بیشتر، می توان دو یا چند سیلندر را به ترتیب فوق از مدار خارج کرد.
انواع کمپرسورهای دوار Types of Rolary Compressors
کمپرسورهای دوار معملا با قدرتهای کمتر از یک اسب بخار ساخته می شوند و در صورتی که برای ایجاد فشار کم مورد نیاز باشد. با قدرتهای چند اسب نیز ساخته می شوند. مثل کمپرسورهای مرحله اول در سیستم های چند مرحله ای این کمپرسورها ممکن است در دو نوع غلطکی ) roller ( و یا تیغه ای Vence( ( ساخته شوند که نوع غلطکی در شکل زیر نشان داده شده است و از یک غلطک و یک سیلندر تشکیل شده که محور یا همان غلطک بطور خارج از در داخل سیلندر می چرخد و یک تیغه به کمک فنر قسمت مکش را از قسمت رانش جدا می کند.
در کمپرسورهای دوار از تیغ ای که در اشکال زیر نشان داده شده اند غلطک روی محور خودش می چرخد ولی سیلندر و غلطک هم محور نمی باشند. این غلطک دارای چند تیغه می باشد که به علت خاصیت گریز از مرکز در حال چرخش محور تیغه های به بدنه سیلندر فشرده می شوند. در کمپرسورهای دو تیغه بوده و ذدر نوع چهار تیغه این حجم با چهار برابر سطح هاشور خورده در شکل مربوط متناسب خواهد بود. به این ترتیب ملاحظه می شود که هر چه تعداد تیغه ها بیشتر می گردد حجم جابجایی نیز افزایش می یابد. در هیچ یک از انواع کمپرسورهای تیغه ای فوق سوپاپ مکش وجود ندارد و به این ترتیب ضربه گاز به حداقل می رسد در صورتیکه کمپرسورهای جدید اغلب دارای این سوپاپ نیز هستند.
کمپرسورهای سانتریفوژ )گریز از مرکز( Centrifugal Compressors
کمپرسورهای سانتریفوژ از جدید ترین نوع کمپرسورهای سیستم های تبرید می باشند. اولین بار که این کمپرسورها در صنایع تبرید بکار برده شد، در سال ۱۹۲۰ توسط Dr.willis-Carrier بود و امروزه بیش از نصفی از کارخانجات سازنده برای سیستم های تبرید از این نوع کمپرسورها تولید می نمایند.
طرز کار Operition
کمپرسورهای سانتریفوژ از نظر ساختمان کاملا مشابه پمپ های سانتریفوژ بوده و بر اساس نیروی گریز از مرکز کار می کنند. به این ترتیب که از طرف پره ها سرعتی به ذرات گاز داده شده و فشار آنرا افزایش می دهد. گازی که با سرعت از پره ها خارج می شود وارد محفظه حلزونی شده مقداری از انرژی سنتیک آن به فشار تبدیل می گردد. کمپرسورهای سانتریفوژ از نوع ماشینهای با ظرفیت زیاد بوده ۹ و از حدود ۵۰ تا ۳۰۰۰ تن ظرفیت ساخته می شوند. این کمپرسورها با وجود اینکه معمولا چند طبقه )چند چرخی( ساخته می شوند، ولی برای فشارهای کم می توان از نوع یک طبقه نیز استفاده کرد. در سیستمهایی با کمپرسورهای چند طبقه درجه حرارت اوپراتور تا حدود می تواند کاهش یابد. ولی معمولا بیشترین کاربرد این کمپرسورهای در سیستمهای تهویه مطبوع بوده و برای تهیه آبسرد با درجه حرارت معادل می باشد شکل زیر برش قطعاتی یک سیستم کامل تبرید را که کمپرسور آن از نوع سانتریفوژ می باشد، نشان می دهد. این کمپرسورها با تراکم آدیاباتیک و راندمان ۷۰ ٪ تا ۸۰ ٪ هستند. یکی از محاسن مخزن جدا کم گاز در سیستم دو مرحله ای که افزایش راندمان سیکل ذکر شده است دو سیستم با کمپرسور چند طبقه نیز صدق می کند.
وجود این مخازن بین مراحل مختلف تراکم ضروری است.
کندانسورهای هوائی و آبی – Water- cooled and Aircooled Compressors
بخار داغ رانده شده از کمپرسور حرارت خود را در کندانسور به وسیله هوا یا آب از دست داده و تبدیل به مایع می شود. کندانسورها را با عامل خنک کنندگیث آنها که هوا یا آب باشد طبقه بندی کرده و به نام کندانسور هوایی یا کندانسور آبی می نامند. گاهی اوقات از هوا و آب مشترکا برای خنک کردن استفاده می نمایند که در این صورت کندانسور تبخیری نامیده می شود.
