-
کمپرسور نیروی محرکه در تبرید - قسمت دوم
تاریخ انتشار : سه شنبه، ۲۸ فروردین ۱۳۹۷
تبرید و تهویه مطبوع : کمپرسورهای رفت و برگشتی: برای جابه جا کردن مواد سرمازایی که چگالی بخار آنها بسیار زیاد است و همچنین مواد سرما زایی که فشار چگالش آنها نسبتا بالاست، کمپرسور رفت و برگشتی (پیستونی) مناسب ترین دستگاه محسوب می شود. آمونیاک، 12ــ R، a134ــ R، 410ــ R، 407ــ R، 22ــ R، 500 ــ R و 502 ــ R جزء مواد سرمازایی هستند که برای تراکم آنها کمپرسور رفت و برگشتی بهترین راندمان را خواهند داشت. این کمپرسورها بر اساس متغیرهای زیر طبقه بندی می شوند:
1ــ نوع محرک (وسیله چرخاننده یا گرداننده)
2ــ آرایش سیلندر و پیستون
3ــ سیستم های خنک کننده و روغن کارینوع محرک: کمپرسورها به کمک الکتروموتور کار می کنند اما در سیستم های تهویه مطبوع وسایل حمل و نقل عمومی مانند اتومبیل ها، قطارها، هواپیماها و کشتی ها نیرو یا توان محرک، به وسیله موتورهای درون سوز تامین می شود.کمپرسورهای مجهز به ماشین بخار نیز موجود است ولی این نوع کمپرسورها فقط در جاهایی به کار می رود که از بخار آب برای مصارف دیگر نیز استفاده می شود. کمپرسور را می توان به وسیله موتور هم محور (کوپلینگ مستقیم) یا موتوری که محور آن جداست (با استفاده از فلکه وتسمه) چرخاند. این نوع کمپرسورها را نوع باز می نامند. ممکن است موتور محرک مستقیما کمپرسور را بگرداند و موتور درون کمپرسور قرار گیرد و با آن یکپارچه شده است.این نوع کمپرسورها از نوع بسته و نیمه بسته می باشند. کمپرسورهای بسته از لحاظ جاگیری بسیار مناسب اند و فضای اندکی را اشغال می کنند و در صورت خراب شدن اجزای داخل کمپرسور قابل تعمیر نمی باشند اما کمپرسورهای نیمه بسته قابل تعمیر می باشند. امتیاز مشخص کمپرسورهای بسته و نیمه بسته مصونیت از نشت ماده سرمازا و فراغت از درد سرهای مربوط به فلکه و تسمه است.
کاستی های کمپرسورهای بسته:
1ــ محدودیت ظرفیت
2ــ لزوم چرخیدن کمپرسور با همان سرعت گردش موتور
3ــ عدم دسترسی برای تعمیر و نگهداری
4ــ انتقال گرمای حاصل از کار موتور به سیکل تبری
آرایش سیلندر و پیستونبیشتر کمپرسورهای رفت و برگشتی که امروزه در سیستم های تهویه مطبوع به کار می روند از نوع یک طرفه اند یعنی فقط با یک بار حرکت پیستون به طرف بالا گاز متراکم می شود. ممکن است سیلندر عمود قرار گیرد یا به شکل V (خورجینی) یا v/w باشد سرعت چرخشی 600 تا 1800RPM متداول است و گاهی از ماشین های با سرعت 3600RPM نیز استفاده می شود.
خنک کردن و روغن کاری
سیلندر و سرسیلندر کمپرسور را می توان با آب یا هوا خنک کرد. معمولا واحدهای خیلی بزرگ را با آب خنک می کنند. آب در بدنه دو جداره سیلندر و سرسیلندر جریان دارد و بیشتر کمپرسورهای متداول در سیستم های تهویه مطبوع با هوا خنک می شوند. جدار سیلندر و سرسیلندر را پره دار می سازند تا سطح زیادی داشته باشند و گرما را به خوبی منتقل کنند. کمپرسورهای بسته به وسیله بخار مکش خنک می شوند. کمپرسورها را با استفاده از سیستم پاشش ساده و سیستم های تغذیه اجباری به کمک پمپ روغن کاری می کنند. در کمپرسورهای کوچک منحصرا از سیستم روغن کاری پاششی استفاده می شود اما در کمپرسورهای نیمه بسته و باز روغن کاری توسط پمپ روغن انجام می گیرد. بدلیل اهمیت روغن کاری می بایستی از وجود روغن کافی در کمپرسور مطمعن شد به همین منظور بر روی بدنه کمپرسور شیشه ای قرار دارد تا بتوان سطح روغن داخل کمپرسور را کنترل نمود و در صورت پایین آمدن سطح روغن از اندازه تعیین شده نسبت به شارژ روغن اقدام نمود. همچنین برای اطمینان از کار صحیح پمپ روغن از کلید کنترل فشار استفاده می شود تا در صورت خراب شدن پمپ روغن و نبودن فشار مناسب جهت روغن کاری اجزا کمپرسور، توسط کنترل فشار روغن کمپرسور خاموش می شود.
روش های کنترل
ظرفیت سیستم های سردسازی 10 تنی و بزرگ تر، اغلب به وسایلی برای کنترل ظرفیت کمپرسور نیاز دارد. امروزه چهار روش برای این کار متداول است:
1ــ استفاده از چند کمپرسور
2ــ بی بار کردن سیلندر
3ــ کنترل جریان ماده سرمازا، مانند هدایت گاز داغ از مسیر کنار گذر یا تنظیم فشار واحد تبخیر
4ــ کنترل سرعت دوران کمپرسور (RPM)استفاده از چند کمپرسور:
در کمپرسورهای چند واحدی باید وسایلی برای کنترل ظرفیت و تغییرات توان نصب کرد. معمولا یک یا چند کمپرسور کار می کنند و یکی از این واحدها در مواقع لازم روشن یا خاموش می شوند تا با نوسان های بار مقابله کنند. برای متوقف کردن یک یا چند واحد معمولا از فشار واحد تبخیر استفاده می شود. هرازگاه واحد در حال کار را تغییر می دهند تا فقط یک واحد فرسوده نشود. در چنین سیستمی باید آرایش مداربندی واحد تبخیر دقیق باشد و ظرفیت کندانسر کنترل شود تا بتوان بین بقیه اجزای سیستم و ظرفیت کاهش یافته کمپرسور موازنه برقرار کرد.
بی بار کردن سیلندر:
در کمپرسورهای چند سیلندر (4 سیلندر یا بیشتر) ظرفیت کمپرسور به جابجایی حجمی گاز مبرد توسط سیلندرها کمپرسور بستگی دارد لذا می توان ظرفیت هر کمپرسور را به آسانی با بای پاس کردن گاز خروجی از هر سیلندر کاهش داد.
یک نمونه از شیر بی بار کننده سیلندر کمپرسور را نشان دهد. همان طور که در شکل دیده می شود کمپرسور در حال کار معمول خود می باشد. گاز خروجی از سیلندر کمپرسور با هل دادن شیر یک طرفه از سمت راست تخلیه می شود. با کاهش ظرفیت سیستم برودتی و به منظور خارج نمودن این سیلندر از چرخه تراکم گاز مطابق شکل شیر برقی مغناطیس می شود. در این حالت مسیر گاز دهش به پشت شیر بی بار کننده باز شده و آن را به سمت راست حرکت می دهد. در این وضعیت مسیر برگشت گاز که در سمت چپ بی بار کننده قرار دارد باز شده و گاز از این مسیر به قسمت مکش کمپرسور برگشت داده می شود. بر روی تمامی سیلندرهای کمپرسور یک نمونه از این شیر بی بار کننده نصب می شود تا در صورت کاهش تدریجی بار به تدریج سیلندرهای کمپرسور از مدار خارج شوند.وظیفه کنترل عملکرد شیرهای بی بارکننده که بر روی هریک از سیلندرها کمپرسور نصب شده بر عهده ترموستات چند مرحله ای می باشد. این ترموستات به گونه ای طراحی شده است که با کاهش دمای سردخانه در هر مرحله یکی از شیرهای بی بارکننده را مغناطیس می کند تا توسط آن سیلندر کمپرسور از مدار تراکم گاز خارج شود.
طرز کار شیر بی بارکننده
وظیفه کنترل عملکرد شیرهای بی بارکننده که بر روی هریک از سیلندرها کمپرسور نصب شده بر عهده ترموستات چند مرحله ای می باشد. این ترموستات به گونه ای طراحی شده است که با کاهش دمای سردخانه در هر مرحله یکی از شیرهای بی بارکننده را مغناطیس می کند تا توسط آن سیلندر کمپرسور از مدار تراکم گاز خارج شود.
کنترل جریان ماده سرمازا : با کنترل جریان ماده سرما زا به دو روش می توان ظرفیت دستگاه را کنترل کرد. در روش اول از رگولاتور تنظیم کننده فشار واحد تبخیر برای کاهش فشار واحد تبخیر به کمترین مقدار ممکن در هنگام کاهش بار واحد تبخیر استفاده می شود.
نمودار نشان دهنده روش نصب رگولاتور فشار واحد تبخیر برای نگه داشتن فشار واحد تبخیر در بالاتر از حداقل لازم برای کار در حالت بار پایین
در روش دوم گاز گرم از سمت تخلیه کمپرسور از طریق کنار گذر به نقطه ای بین ورودی واحد تبخیر ــ واحد توزیع و شیر انبساط جریان پیدا می کند. گاز گرم باری جزیی برای واحد تبخیر است که پمپ می شود شیر انبساط از جریان مایع بکاهد و در نتیجه ظرفیت واحد تبخیر را کم کند. فشار مکش کمپرسور حفظ می شود ولی ظرفیت خالص واحد تبخیر یا سیستم تهویه مطبوع کاهش می یابد.
نمودار نشان دهنده طرز کار شیر کنارگذر گاز گرم برای تامین گاز گرم به صورت «بار کاذب» برای واحد تبخیر، به منظور کنترل ظرفیت کمپرسور در شرایطی که بار پایین است.