هر آنچه در رابطه با کمپرسور اسکرو باید بدانید

سیستم‌های تهویه مطبوع دارای چهار جزء اصلی می‌باشند که در صورت نبود هر کدام از این چهار جزء، عملاً دستگاه به‌طور کلی از کار خواهد افتاد. این چهار جزء عبارتند از کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و شیر انبساط. با اطمینان می‌توان گفت که کمپرسور مهمترین قطعه در بین این چهار مورد است به شکلی که آن را قلب تپنده‌ی سیستم‌های HVAC مانند چیلر، اسپلیت و داکت اسپلیت می‌دانند. در مقاله “کمپرسور چیست؟” به وظیفه اصلی این تجهیز اشاره کردیم که همانا فشرده‌سازی هوا یا گاز و بالا بردن دما و فشار آن می‌باشد. انواع مختلفی از کمپرسور وجود دارد که عملکرد آن‌ها با یکدیگر متفاوت است و هر کدام دارای مزیت‌ها و معایب مربوط به خود است. یکی از انواع محبوب و پرطرفدار کمپرسورها، نوع اسکرو می‌باشد. هنگامی که صحبت از ماشین آلات صنعتی مدرن می‌شود، کمپرسور اسکرو چرخشی، یکی از پرکاربردترین فناوری‌ها است. کمپرسورهای اسکرو که به دلیل قابلیت اطمینان و تطبیق پذیری خود شهرت دارند، نیروی کار بسیاری از فرآیندها و کاربردهای صنعتی هستند. این فناوری بادوام برای مجموعه‌ای از وظایف سخت صنعت مناسب است، بدون آن، کسب‌وکارها در سراسر جهان با چالش‌های عملیاتی و مشکلات کارآیی مواجه خواهند شد. حال که به اهمیت کمپرسور اسکرو پی بردید، در ادامه با تهویه آسمان همراه باشید تا با زبانی ساده و از صفر تا 100 این کمپرسور را برای شما شرح دهیم.

کمپرسور اسکرو چیست؟

کمپرسور اسکرو (Screw Compressor) دارای دو روتور مارپیچ نر و ماده است که درون یکدیگر دوران کرده و باعث فشردن گاز می‌شوند. معمولاً یکی از روتورها به موتور اصلی جهت چرخش متصل است و روتور دوم به وسیله آن دوران می‌کند. با چرخش روتورها حجم موجود در شیارهای آن کاهش یافته و باعث فشرده شدن مبرد می‌گردد. در تصویر زیر نمایی از دو روتور و نحوه قرارگیری آن‌ها در کمپرسور screw را مشاهده می‌نمایید.

همان‌طور که از نام آن پیداست، کمپرسورهای اسکرو دوار، از حرکات چرخشی برای فشرده سازی هوا استفاده می‌کنند. در داخل کمپرسور مجموعه‌ای از روتورهای نر و ماده وجود دارد. آن‌ها به‌گونه‌ای متفاوت طراحی می‌شوند تا وقتی به طور هماهنگ چرخانده شوند، هوا (گاز) بین آن‌ها محبوس شود. روتور نر دارای لوب‌های محدب و روتور ماده دارای حفره‌های مقعر است. به این ترتیب، آن‌ها می‌توانند بدون برخورد با هم، به یکدیگر متصل شوند تا فضا را محدود کرده و گاز را فشرده کنند. روتور نر سریع‌تر از نوع ماده می‌چرخد و به طور موثر روتور ماده را به حرکت در می‌آورد.

عملکرد کمپرسور اسکرو به ترتیب مراحل زیر انجام می‌شود:

1. مرحله اول: از قسمت مکش کمپرسور اسکرو، یک شیر باز کننده، گاز مبرد را به داخل محفظه کمپرسور وارد می‌کند.
2. مرحله دوم: دو روتور نر و ماده، با روشن شدن کمپرسور، به دوران درآمده و فضای بین دندانه‌ها با چرخش سریع روتورها، کاهش می‌یابد.
3. مرحله سوم: همان‌طور که روتورها می‌چرخند، گاز مبرد در حفره‌های بین آن‌ها به دام افتاده و هوا را به سمت پایین محفظه حرکت می‌دهند. فشردن تا زمانی ادامه می‌یابد که دو روتور نزدیک به درگاه تخلیه کمپرسور باشند. فشار در این مرحله بسیار بالاست.
4. مرحله چهارم: فشار هوا باعث باز شدن دریچه تخلیه کمپرسور می‌شود و مبرد فشرده شده از محل تخلیه خارج می‌شود‌.

انواع کمپرسور اسکرو

کمپرسورهای اسکرو به طور کلی در دو نوع طراحی و ساخته می‌شوند:

1. کمپرسور اسکرو بدون روغن یا خشک (Oil Free Compressor) یا کمپرسور اویل فری
2. کمپرسور اسکرو روغنی (Oil Injected Compressor) یا کمپرسور اسکرو اویل اینجکت

در کمپرسور اسکرو روغنی برای خنک کاری و کم کردن اصطکاک بین قطعات، به همراه هوای وروردی به کمپرسور، روغن تزریق می‌شود تا آن را چرب کنند. این روش باعث می‌شود که همیشه مقداری روغن بین قطعات متحرک کمپرسور وجود داشته باشد و عمل روانکاری را به صورت صحیح به انجام برساند و این روغن در انتها همراه با هوای فشرده شده از خروجی کمپرسور خارج می‌گردد. این روغن خارج شده با استفاده از یک فیلتر، از هوای فشرده جداسازی شده و به مخزن ذخیره روغن باز گردانده می‌شود.

در کمپرسور اسکرو اویل اینجکت بعد از جداسازی روغن، مقدار جزئی روغن همراه هوا وارد سیستم می‌گردد و در صورتی که وجود این مقادیر از روغن برای دستگاه‌های مصرف کننده هوای فشرده به خصوص ابزارهای دقیق و حساس باعث آسیب رساندن و کاهش راندمان نشود استفاده از این کمپرسور نسبت به نوع اویل فری دارای راندمان و طول عمر بالاتری خواهد بود. البته لازم به ذکر است که استفاده از فیلترینگ و جداسازی روغن در کمپرسور اسکرو اویل اینجکت به همان اندازه که دقت بالا مورد نیاز باشد باعث افزایش هزینه نیز می‌گردد.

کمپرسور اویل فری، همان‌طور که از نامش پیداست کاملاً خشک بوده و هیچ روغنی در آن وجود ندارد. در این نوع کمپرسور به دلیل اینکه از روغن استفاده نمی‌شود در صنایع دارویی و غذایی کاربرد فراوانی دارد. این مدل از کمپرسورهای اسکرو نمی‌توانند دماهای بالا را تحمل کنند و همچنین توانایی کار در فشار زیاد وقتی که دور موتور زیاد می‌شود را ندارند.

مزایای کمپرسور اسکرو

کمپرسورهای اسکرو به عنوان فناوری انتخابی در طیف وسیعی از کاربردها، مزیت‌های زیادی برای ارائه به مشتریان دارند که از آن جمله عبارتند از:

1. عملکرد مداوم: قابلیت جریان هوا و فشار مداوم را دارند، نیازی به خاموش و روشن شدن ندارند و به عبارت بهتر چرخه کاری ندارند. این بدان معنی است که آن‌ها می‌توانند به طور مداوم با زمان کم یا بدون توقف کار کنند.
2. نگهداری آسان: با قطعات متحرک و تماس بسیار کم، سایش و پارگی به حداقل می‌رسد. فواصل خدمات طولانی، هزینه‌های تعمیر و نگهداری را کاهش می‌دهد و هرگونه بررسی و تعمیرات معمولی را سریع، آسان و بدون دردسر می‌کند.
3. عملکرد قدرتمند: کمپرسورهای اسکرو می‌توانند در شرایط چالش برانگیز کار کنند زیرا سرعت جریان هوای بالایی دارند و می‌توانند در دماهای بالا کار کنند. این بدان معناست که آن‌ها می‌توانند ابزارهای پنوماتیک و تجهیزات سنگین را به راحتی و کارآمد اجرا کنند.
4. صرفه جویی در مصرف انرژی: این کمپرسورهای بادوام، گرمای کمتری تولید کرده و انرژی بیشتری نسبت به مدل‌های دیگر حفظ می‌کنند. این ویژگی‌های طراحی به این معنی است که ظرفیت کمپرسور را در طول زمان کاهش نمی‌دهند و هزینه طول عمر کمپرسور را پایین نگه می‌دارند.
5. صدای کم: عملکرد بی‌صدا به دلیل کوچک بودن واحدها و عدم وجود قطعات متحرک برخورد کننده با یکدیگر است.

تاریخچه کمپرسور اسکرو

کمپرسور اسکرو برای اولین بار در سال 1878 توسط هاینریش کریگار (Heinrich Krigar) در آلمان ثبت شد. در ادامه کمپرسور مارپیچ لوب مدرن (Modern helical lobe screw compressor) در سوئد توسط Alf Lysholm که مهندس ارشد در Ljungstroms Angturbin بود، ساخته شد. Lysholm در حالی که به دنبال راهی برای غلبه بر موج کمپرسور در توربین‌های گازی بود، کمپرسور اسکرو را توسعه داد. Lysholm ابتدا یک دمنده از نوع ریشه را در نظر گرفت اما دریافت که این دمنده قادر به تولید نسبت فشار کافی بالا نیست. در سال 1935، Ljungstroms یک کمپرسور اسکرو را به ثبت رساند که پس از آن به طور گسترده به سایر سازندگان مجوز داده شد.

در سال 1952، اولین دستگاه برش هولروید توسط شرکت مهندسی اسکاتلندی هاودن برای تولید روتورهای کمپرسور اسکرو استفاده شد که هزینه و زمان ساخت را تا حد زیادی کاهش داد. در سال 1954، هاودن و SRM به طور مشترک اولین کمپرسور مارپیچ روغنی را توسعه دادند. اولین کمپرسور اسکرو تجاری در سال 1957 توسط Atlas Copco معرفی شد. دریچه‌های شکافی توسط SRM در دهه 1950 توسعه یافتند، که امکان بهبود در کنترل ظرفیت را فراهم می‌کرد که یک عامل محدودکننده برای کاربرد کمپرسور اسکرو بود.

روتورهای نامتقارن برای اولین بار توسط SRM ثبت شد و متعاقباً توسط سولر در سال 1969 به صورت تجاری معرفی شد. معرفی روتورهای نامتقارن، آب بندی را بهبود بخشید و کارایی انواع آن را بیشتر افزایش داد.

قیمت و خرید چیلر تراکمی اسکرو

قیمت چیلر تراکمی اسکرو به عوامل مختلفی مانند ظرفیت، برند، نوع کندانسور (هوا خنک یا آب خنک) و آپشن‌های اضافی بستگی دارد. به طور کلی، چیلر تراکمی اسکرو قیمت بالاتری نسبت به چیلر تراکمی اسکرال (مانند چیلر دستگاه تزریق پلاستیک) با ظرفیت مشابه دارد.

جمع‌بندی

کمپرسور روتاری اسکرو نوعی کمپرسور گاز مانند کمپرسور هوا است که از مکانیزم جابجایی مثبت از نوع چرخشی استفاده می کند. این کمپرسورها در کاربردهای صنعتی رایج هستند و جایگزین کمپرسورهای پیستونی سنتی می شوند که در آن حجم بیشتری از گاز فشرده مورد نیاز است. کمپرسورهای اسکرو به دلیل راندمان بالا و تکنولوژی ساخت پیشرفته همواره مورد توجه سازندگان تجهیزات تهویه مطبوع مانند چیلر بوده‌اند.

پرسش و پاسخ