۱. در مقایسه با کمپرسورهای برودتی پیستونی رفت و برگشتی، کمپرسورهای برودتی اسکرو دارای یک سری مزایا مانند سرعت بالا، وزن سبک، حجم کم، فضای اشغالی کم و ضربان کم اگزوز هستند.
۲. کمپرسور تبرید اسکرو فاقد نیروی اینرسی جرمی رفت و برگشتی، عملکرد بالانس دینامیکی خوب، عملکرد پایدار، لرزش پایه کوچک و فونداسیون کوچک است.
۳. کمپرسور تبرید اسکرو ساختار سادهای دارد و تعداد قطعات آن کم است. هیچ قطعه سایشی مانند شیرهای هوا و حلقههای پیستون وجود ندارد. قطعات اصطکاکی اصلی آن، مانند روتورها و یاتاقانها، استحکام و مقاومت سایشی نسبتاً بالایی دارند و شرایط روانکاری آنها خوب است، بنابراین میزان ماشینکاری کمتر، مصرف مواد کم، چرخه کارکرد طولانی، استفاده نسبتاً قابل اعتماد، نگهداری ساده و تحقق اتوماسیون عملیات مفید است.
۴. در مقایسه با کمپرسور سرعتی، کمپرسور اسکرو دارای ویژگیهای تحویل گاز اجباری است، یعنی جابجایی تقریباً تحت تأثیر فشار تخلیه قرار نمیگیرد و وقتی جابجایی کوچک است، پدیده افزایش فشار وجود ندارد. در محدوده شرایط، راندمان همچنان میتواند بالا نگه داشته شود.
5. از شیر کشویی برای تنظیم استفاده میشود که میتواند تنظیم بیوقفه انرژی را محقق کند.
۶. کمپرسور اسکرو به ورودی مایع حساس نیست و میتواند با تزریق روغن خنک شود، بنابراین تحت نسبت فشار یکسان، دمای اگزوز بسیار پایینتر از نوع پیستونی است، بنابراین نسبت فشار تک مرحلهای بالاتر است.
۷. حجم ترخیص کالا وجود ندارد، بنابراین راندمان حجمی بالا است.
اصول کار و ساختار کمپرسور اسکرو:
۱. فرآیند استنشاق:
دریچه مکش در سمت ورودی نوع اسکرو باید طوری طراحی شود که محفظه تراکم بتواند هوا را به طور کامل استنشاق کند، در حالی که کمپرسور هوای اسکرو فاقد گروه شیر ورودی و خروجی است و هوای ورودی فقط با باز و بسته شدن یک شیر تنظیم کننده تنظیم میشود. هنگامی که روتور میچرخد، فضای شیار دندانه روتورهای اصلی و کمکی هنگام رسیدن به دهانه دیواره انتهایی ورودی بزرگترین است. هوا کاملاً تخلیه میشود و هنگامی که تخلیه تمام میشود، شیار دندانه در حالت خلاء قرار میگیرد. هنگامی که به سمت ورودی هوا میچرخد، هوای بیرون مکیده شده و در امتداد جهت محوری به شیار دندانه روتورهای اصلی و کمکی جریان مییابد. یادآوری نگهداری کمپرسور هوای اسکرو هنگامی که هوا کل شیار دندانه را پر میکند، سطح انتهایی سمت ورودی روتور از ورودی هوای محفظه دور میشود و هوای بین شیارهای دندانه آببندی میشود.
۲. فرآیند بستهبندی و انتقال:
وقتی روتورهای اصلی و کمکی دمیده میشوند، نوک دندانههای روتورهای اصلی و کمکی با محفظه آببندی میشوند و هوا در شیارهای دندانه آببندی میشود و دیگر به بیرون جریان نمییابد، یعنی [فرآیند آببندی]. دو روتور به چرخش خود ادامه میدهند و نوک دندانهها و شیارهای دندانه در انتهای مکش با هم مطابقت دارند و سطوح منطبق به تدریج به سمت انتهای اگزوز حرکت میکنند.
۳. فرآیند فشردهسازی و تزریق سوخت:
در طول فرآیند انتقال، سطح مشبک به تدریج به سمت انتهای اگزوز حرکت میکند، یعنی شیار دندانه بین سطح مشبک و دریچه اگزوز به تدریج کاهش مییابد، گاز موجود در شیار دندانه به تدریج فشرده میشود و فشار افزایش مییابد که همان فرآیند فشردهسازی است. در حین فشردهسازی، روغن روانکننده نیز به دلیل اختلاف فشار به داخل محفظه فشردهسازی پاشیده میشود تا با هوای محفظه مخلوط شود.
۴. فرآیند اگزوز:
وقتی سطح انتهایی درگیر روتور برای ارتباط با اگزوز محفظه میچرخد (فشار گاز فشرده در این زمان بالاترین است)، گاز فشرده شروع به تخلیه میکند تا سطح درگیر تاج دندانه و شیار دندانه به سمت اگزوز حرکت کنند. در این زمان، فضای بین سطح درگیر دو روتور و دریچه اگزوز محفظه صفر است، یعنی فرآیند اگزوز تکمیل شده است. در همان زمان، طول شیار دندانه بین سطح درگیر روتورها و ورودی هوای محفظه به حداکثر میرسد. در مدت زمان طولانی، فرآیند استنشاق آن دوباره ادامه مییابد.
۱. کمپرسور اسکرو کاملاً محصور
بدنه از یک ساختار چدنی با کیفیت بالا و تخلخل کم با تغییر شکل حرارتی کم استفاده میکند؛ بدنه از یک ساختار دو جداره با کانالهای اگزوز در داخل بهره میبرد که استحکام بالا و اثر کاهش نویز خوبی دارد؛ نیروهای داخلی و خارجی بدنه اساساً متعادل هستند، بدون باز یا نیمه بسته بودن. در برابر خطر فشار بالا مقاومت میکند. پوسته یک سازه فولادی با استحکام بالا، ظاهر زیبا و وزن سبک است. با اتخاذ ساختار عمودی، کمپرسور مساحت کمی را اشغال میکند که برای چیدمان چند سر چیلر مفید است. یاتاقان پایینی در مخزن روغن غوطهور است و یاتاقان به خوبی روغنکاری میشود. نیروی محوری روتور در مقایسه با نوع نیمه بسته و باز (شفت موتور در سمت اگزوز) 50٪ کاهش مییابد. هیچ خطری از جانب کنسول موتور افقی وجود ندارد، قابلیت اطمینان بالا؛ از تأثیر روتور پیچی، شیر کشویی، وزن خود روتور موتور بر دقت تطبیق جلوگیری میشود و قابلیت اطمینان بهبود مییابد. فرآیند مونتاژ خوب. طراحی عمودی پیچ پمپ بدون روغن، به طوری که هنگام کار یا خاموش شدن کمپرسور، کمبود روغن وجود نخواهد داشت. یاتاقان پایینی به طور کامل در مخزن روغن غوطهور است و یاتاقان بالایی از منبع روغن با فشار دیفرانسیلی استفاده میکند؛ نیاز به فشار دیفرانسیلی سیستم کم است و در مواقع اضطراری عملکرد محافظت از روغنکاری یاتاقان را دارد و از عدم روغنکاری یاتاقان جلوگیری میکند که برای راهاندازی دستگاه در فصول گذار مفید است.
معایب: خنککننده اگزوز به کار گرفته شده است و موتور در دریچه اگزوز قرار دارد که ممکن است به راحتی باعث سوختن سیمپیچ موتور شود؛ علاوه بر این، در صورت بروز خطا نمیتوان آن را به موقع برطرف کرد.
۲. کمپرسور اسکرو نیمه بسته
موتور با اسپری مایع خنک میشود، دمای کار موتور پایین است و عمر مفید آن طولانی است. کمپرسور باز از موتور خنکشونده با هوا استفاده میکند، دمای کار موتور بالا است که بر عمر موتور تأثیر میگذارد و محیط کار موتورخانه نامناسب است. موتور توسط گاز خروجی خنک میشود، دمای کار موتور بسیار بالا است و عمر موتور کوتاه است. به طور کلی، جداکننده روغن خارجی حجم زیادی دارد، اما راندمان آن بسیار بالا است. جداکننده روغن داخلی با کمپرسور ترکیب شده و حجم آن کم است، بنابراین اثر آن نسبتاً ضعیف است. اثر جداسازی روغن در جداسازی روغن ثانویه میتواند به 99.999٪ برسد که میتواند روغنکاری خوب کمپرسور را در شرایط کاری مختلف تضمین کند.
با این حال، کمپرسور اسکرو نیمه بسته از نوع پیستونی از طریق گیربکس دندهای سرعت میگیرد، سرعت بالا است (حدود ۱۲۰۰۰ دور در دقیقه)، سایش زیاد است و قابلیت اطمینان ضعیفی دارد.
۳. کمپرسور اسکرو باز
مزایای واحد باز عبارتند از:
۱) کمپرسور از موتور جدا شده است، به طوری که میتوان از کمپرسور در طیف وسیعتری استفاده کرد.
۲) میتوان از یک کمپرسور با مبردهای مختلف استفاده کرد. علاوه بر استفاده از مبردهای هیدروکربنی هالوژنه، میتوان با تغییر مواد برخی از قطعات، از آمونیاک نیز به عنوان مبرد استفاده کرد؛
۳) موتورهایی با ظرفیتهای مختلف میتوانند با توجه به مبردها و شرایط عملیاتی مختلف مجهز شوند.
۴) نوع باز نیز به تک پیچ و دو پیچ تقسیم میشود.
کمپرسور تک پیچ از یک پیچ استوانهای و دو چرخ ستارهای صفحهای متقارن تشکیل شده است که در محفظه نصب شدهاند. شیار پیچ، دیواره داخلی محفظه (سیلندر) و دندانههای چرخدنده ستارهای یک حجم بسته را تشکیل میدهند. نیرو به شفت پیچ منتقل میشود و چرخ ستارهای توسط پیچ به چرخش در میآید. گاز (سیال عامل) از محفظه مکش وارد شیار پیچ میشود و پس از فشرده شدن از طریق دریچه خروجی و محفظه خروجی تخلیه میشود. نقش چرخ ستارهای معادل پیستون کمپرسور پیستونی رفت و برگشتی است. هنگامی که دندانههای چرخ ستارهای به طور نسبی در شیار پیچ حرکت میکنند، حجم بسته به تدریج کاهش مییابد و گاز فشرده میشود.
اصول کار کمپرسور اسکرو و مقایسه انواع کاملاً محصور، نیمه بسته و باز
پیچ کمپرسور تک پیچ دارای ۶ شیار پیچ و چرخ ستارهای دارای ۱۱ دندانه است که معادل ۶ سیلندر است. دو چرخ ستارهای همزمان با شیارهای پیچ درگیر میشوند. بنابراین، هر چرخش پیچ معادل ۱۲ سیلندر در حال کار است.
همانطور که همه ما میدانیم، کمپرسورهای اسکرو (شامل دو اسکرو و تک اسکرو) بیشترین سهم کمپرسورهای دوار را تشکیل میدهند. از دیدگاه بازار بینالمللی، طی 20 سال از 1963 تا 1983، نرخ رشد سالانه فروش کمپرسور اسکرو در جهان 30 درصد بود. در حال حاضر، کمپرسورهای دو اسکرو 80 درصد از کمپرسورهای با ظرفیت متوسط در ژاپن، اروپا و ایالات متحده را تشکیل میدهند. در مقایسه، کمپرسورهای تک اسکرو و دو اسکرو در محدوده کاری یکسانی قرار دارند، در مقایسه، کمپرسورهای دو اسکرو به دلیل فناوری پردازش خوب و قابلیت اطمینان بالا، بیش از 80 درصد از کل بازار کمپرسور اسکرو را تشکیل میدهند. کمپرسورهای اسکرو کمتر از 20 درصد را تشکیل میدهند. در ادامه مقایسه مختصری از این دو کمپرسور ارائه شده است.
۱. ساختار
پیچ و چرخ ستارهای کمپرسور تک پیچ متعلق به یک جفت کرم کروی هستند و شفت پیچ و شفت چرخ ستارهای باید در فضا عمودی نگه داشته شوند؛ روتورهای ماده و نر کمپرسور دو پیچی معادل یک جفت چرخ دنده هستند و شفتهای روتور نر و ماده به صورت موازی نگه داشته میشوند. از نظر ساختاری، تضمین دقت همکاری بین پیچ و چرخ ستارهای کمپرسور تک پیچی دشوار است، بنابراین قابلیت اطمینان کل دستگاه کمتر از دو پیچی است.
۲. حالت رانندگی
هر دو نوع کمپرسور را میتوان مستقیماً به موتور متصل کرد یا توسط یک پولی تسمه به حرکت درآورد. وقتی سرعت کمپرسور دو پیچی زیاد است، چرخ دنده افزایش سرعت باید افزایش یابد.
۳. روش تنظیم ظرفیت سرمایش
روشهای تنظیم حجم هوای دو کمپرسور اساساً یکسان است، هر دو میتوانند تنظیم پیوسته شیر کشویی یا تنظیم گام به گام پیستون را اتخاذ کنند. وقتی از شیر کشویی برای تنظیم استفاده میشود، کمپرسور دو پیچی به یک شیر کشویی نیاز دارد، در حالی که کمپرسور تک پیچی به دو شیر کشویی همزمان نیاز دارد، بنابراین ساختار پیچیده میشود و قابلیت اطمینان کاهش مییابد.
۴. هزینه تولید
کمپرسور تک پیچ: یاتاقانهای معمولی را میتوان برای یاتاقانهای چرخ پیچی و ستارهای استفاده کرد و هزینه ساخت آن نسبتاً پایین است.
کمپرسور دو پیچه: به دلیل بار نسبتاً زیاد روی روتورهای دو پیچه، استفاده از یاتاقانهای با دقت بالا ضروری است و هزینه تولید نسبتاً بالایی دارد.
۵. قابلیت اطمینان
کمپرسور تک اسکرو: چرخ ستارهای کمپرسور تک اسکرو یک قطعه آسیبپذیر است. علاوه بر الزامات بالای جنس چرخ ستارهای، چرخ ستارهای باید مرتباً تعویض شود.
کمپرسور دو پیچه: هیچ قطعهی سایشی در کمپرسور دو پیچه وجود ندارد و زمان کارکرد بدون مشکل میتواند به ۴۰،۰۰۰ تا ۸۰،۰۰۰ ساعت برسد.
۶. مونتاژ و نگهداری
از آنجایی که شفت اسکرو و شفت چرخ ستارهای کمپرسور تک اسکرو باید در فضا به صورت عمودی نگه داشته شوند، الزامات دقت موقعیت محوری و شعاعی بسیار بالا است، بنابراین راحتی مونتاژ و نگهداری کمپرسور تک اسکرو کمتر از کمپرسور دو اسکرو است.
معایب اصلی واحد باز عبارتند از:
(1) آببندی شفت به راحتی نشت میکند، که این نیز موضوع نگهداری مکرر توسط کاربران است.
(2) موتور مجهز با سرعت بالا میچرخد، صدای جریان هوا زیاد است و صدای خود کمپرسور نیز نسبتاً زیاد است که بر محیط زیست تأثیر میگذارد.
(3) اجزای پیچیده سیستم روغن مانند جداکنندههای روغن جداگانه و خنککنندههای روغن نیاز به پیکربندی دارند و این واحد حجیم و استفاده و نگهداری آن دشوار است.
کمپرسور چهار و سه پیچی
ساختار هندسی منحصر به فرد کمپرسور سه روتوره، میزان نشتی کمتری نسبت به کمپرسور دو روتوره دارد؛ کمپرسور اسکرو سه روتوره میتواند بار روی یاتاقان را تا حد زیادی کاهش دهد؛ کاهش بار یاتاقان، سطح اگزوز را افزایش میدهد و در نتیجه راندمان را بهبود میبخشد؛ کاهش نشتی واحد تحت هر شرایط باری بسیار مهم است، به خصوص هنگام کار تحت شرایط بار جزئی، تأثیر آن حتی بیشتر است.
خودتنظیمی بار: هنگامی که سیستم تغییر میکند، سنسور به سرعت پاسخ میدهد و کنترلر محاسبات مربوطه را انجام میدهد تا به سرعت و به درستی خودتنظیمی انجام شود؛ خودتنظیمی توسط محرکها، پرههای راهنما، شیرهای برقی و شیرهای کشویی محدود نمیشود و میتواند به طور مستقیم، سریع و قابل اعتماد انجام شود.
زمان ارسال: ۱۰ فوریه ۲۰۲۳
