کمپرسورهای تبرید ( Refrigeration Compressor )
کمپرسورهای تبرید ( Refrigeration Compressor ) اجزاء مختلف يك سيستم تراكمي شامل كمپرسور , كندانسور , اواپراتور و شــير انبســـاط مي باشد كه قلب يك سيستم تراكمي بوده كه ممكن است . 1 ـ در ماشينهاي مبرد تبخيري كمپرسورهاي پيستوني 2 ـ كمپرسوردوراني با پيستون گردنده (رتور) 3 ـ كمپرسورهاي گريز از مركز يا توربو كمپرسورها و 4 ـ كمپرسورهاي مارپيچي بكار روند .
كمپرسور پيستوني : ( Reciprocating Compressor )
امروزه در صنعت تبريد بيشتر از كمپرسورهاي پيستوني استفاده مي شود . در اين نوع كمپرسور ها نيز از حركت رفت و آمدي پيستون سيال را متراكم مي نمائيم .
اين نوع كمپرسور اغلب در سيستم تبريد مورد استفاده قرار مي گيرد و ممكن است قدرت آنها از چند دهم اسب تا چند صدم اسب خواهد بود و مي توان از يك سيلندر ويا چند سيلندر تشكيل شده باشد . سرعت دوراني محور كمپرسور ممكن است از 2 تا 6 ( r . s -1 ) تغيير نمايد . در كمپرسور ها ممكن است موتور و كمپرسور از هم جدا بوده كه كمپرسور هاي باز ناميده مي شوند . ( Hermiticaly Compressor ) خواهيم داشت كه بيشتر در يخچالهاي منزل كه موتور كوچكي دارند از اين نوع كمپرسورها استفاده مي شود .
كمپرسورهاي باز با قدرت هاي بالا غالباً افقي بوده و ممكن است دو عمله نيز باشند . در حالي كه كمپرسورهاي بسته معمولاً عمودي و يك مرحله مي باشند .
تقسيم بندي كمپرسورهاي پيستوني :
الف ) از نظر قدرت برودتي به شرح زير تقسيم بندي مي شوند :
1 ـ ريز ـ تا5/ 3 kw/h ( 300 كيلو كالري در ساعت)
2 ـ كوچك ـ از5 / 3 تا 23 kw/h ( 3 تا 20 هزار كيلو كالري در ساعت )
3 ـ متوسط ـ از 23 تا 105 kw/h ( 20 تا 90 هزار كيلو كالري در ساعت )
4 ـ بزرگ ـ بيش از 105 kw/h ( بيش از 90 هزار كيلو كالري در ساعت)
ب ) از نظر مراحل تراكم به كمپرسورهاي يك مرحله اي وكمپرسورهاي دو يا سه مرحله اي .
ج) از نظر تعداد حفره كارگر به حركت ساده به طوري كه مبرد فقط در يك طرف پيستون متراكم مي شود و حركت دوبل كه مبرد به نوبت در هر دو طرف پيستون متراكم مي شود .
د ) از نظر سيلندر به تك سيلندر و چند سيلندر .
و ) از نظر قرار گرفتن محور سيلندرها به افقي و قائم و زاويه ( V شكل و مايل)
ر ) از نظر ساختمان سيلندر و كارتر به تركيبي و انفرادي .
م ) از نظر مكانيزم ميل لنگ و شاتون به بدون واسطه ( معمولي ) و با واسطه
.
اجزاء كمپرسور پيستوني تناوبي :
كارتر ـ در كمپرسورهاي قائم و V شكل كارتر يك قسمت اساسي براي اتصال قسمتهاي مختلف است و ضمناً نيروي ايجاد شده را تحمل مي كند لذا بايد سخت و مقاوم باشد .
كارتر هاي بسته تحت فشار مكش بوده و مكانيزم ميل لنگ و شاتون و روغن كاري در آن قرار مي گيرد و براي كنترل سطح روغن شيشه روغن نما و براي دسترسي به مكانيزم ميل لنگ و شاتون و پمپ روغن درپوشهاي حفره اي و جنبي وجود دارد . در كمپرسورهاي كوچك معمولاً يك درپوش حفره اي وجود دارد , به فلانژ بالائي كارتر سيلندر متصل مي گــردد . در كمپرسور هاي متوسط بزرگ كارتر و سيلندر با هم ريخته مي شوند .
اين امر باعث كم شدن تعداد برجستگي ها و هرمتيك بودن كمپرسور و درست قرار گرفتن محور سيلندر ها نسبت به محور درز ( سوراخ ) زير ياطاقان ميل لنگ مي شود .
كارتر كمپرسور معمولاً از چدن ريخته شده بوده و در كمپرسور هاي كوچك از آلياژ آلومينيوم مي باشد.
سيلندرها :
در كمپرسورهاي عمود ( قائم ) و V شكل بدون واسطه بصورت مجموعه دو سيلندر يا بصورت مجموع سيلندرها مي سازند . در سيستم كارتر بوش داخلي پرس مي شود كه باعث كم شدن خورندگي و ساده شدن تعميرات مي گردد و در صورت سائيده شدن قابل تعويض هستند . مجموعه سيلندرها داراي كانال مكش و رانش مشترك مي باشند . تحولات در داخل سيلندر عبارت است از مكش و تراكم رانش مبرد است و بدنه سيلندر نيروهاي فشار گاز و فشردگي رينگها و نيروي نرمال مكانيزم ميل لنگ و شاتون را تحمل مي كند .
پيستون :
در كمپرسورهاي عمودي وV و VV شكل بدون واسطه پيستون هاي تخت عبــوري بكــار مي رود . ولي در كمپرسورهاي غير مستقيم الجريان ساده تر و غير عبوري مي باشد . در پيستون هاي عبوري كه فرم كشيده تري دارند و سوپاپ مكش روي آن قرار دارد كانالي وجود دارد كه از طريق اين كانال بخار مبرد از لوله مكش به سوپاپ مكش هدايت شده . در كمپرسورهاي اتصال مستقيم با اتصال پيستون به شاتون به وسيله اشپيل هاي شناور پيستوني (3 گژنپين ) انجام مي گيرد .
پيستون بدون رينگ معمولاً از چدن يا فولاد با كربنيك پائين ساخته مي شود . پيستون كمپرسورهاي افقي از چدن يا فولاد با تسمه هاي بابيتي در قسمت پائين مي باشد . مهره و پيستون از جنس فولاد است . در پيستون هاي تخت لوله اي سوراخ هاي زير گژنپين بايد در يك راستا و عمود بر محور پيستون باشد . ( براي اينكه در جمع كردن پيستون با شاتون پيستون نسبت به محور سيلندر كج نباشد . در پيستون هاي ديسكي سوراخ زير ميله بايد در يك راستاي سطح خارجي پيستون وسطح نگهدارنده لوله عمود بر محور پيستون باشد. شيارهاي رينگ ها بايد موازي هم بوده و سطوح خارجي آنها عمود بر پيستون باشد . مفصل اتصال پيستون و شاتون ( دسته پيستون ) كاملاً شناور و آزاد است و مي تواند در داخل بوش شاتون و بوشهاي بدنه پيستون آزادانه بچرخد .
رينگ هاي پيستون :
براي جلوگيري از نفوذ گاز متراكم شده به كارتر از رينگ هاي فشار( كمپرسي) و همچنين جلوگيري از خروج روغن از آن از رينگ هاي روغن استفاده مي شود كه در شيارهاي مخصوص روي پيستون سوار مي شوند . رينگ ها بايد حتي الامكان كيپ شيار و در عين حال مانع حركت آزاد پيستون در سيلندر نشوند . تعداد رينگهاي آب بندي بستگي به دور كمپرسور دارد .
واسطه ( كريسكف):
واسطه براي اتصال رابط و شاتون بكار مي رود و يك حركت متناوب مستقـــيم الخط را طي مي كند .
شاتون :
شاتون براي اتصال ميل لنگ به پيستون يا به واسطه بكار مي رود و جنس آن فولاد و بعضي اوقات چدن تشكيل شده از ميله با دو سر كه يكي از آنها اتصال ثابت دارد و ديگري مجزا يا جدا شونده است .
ميل لنگ :
اين قسمت كمپرسور يكي از مهم ترين اجزاء مي باشد و بايد خيلي سخت و محكم و در سطح اتصال آن نبايد در شرايط مختلف خورندگي ايجاد شود . ميل لنگ يك محور چرخنده است كه در حركت دوراني الكتروموتور را توسط شاتون به حركت متناوبي پيستون در داخل سيلندر تبديل مي كند .
چرخ طيّار :
چرخ طيار را روي ميل لنگ بر خار نشانده و با مهره محكم مي كنند . در زماني كه براي انتقال انرژي از الكتروموتور به ميل لنگ از تسمه استفاده مي شود .
كاسه نمد :
براي محكم نمودن ميل لنگ و آب بندي خروجي آن از بدنه كارتر در كمپرسورهاي اتصال مستقيم از كاسه نمد استفاده مي شود . درست كاركردن كاسه نمد باعث آب بندي بودن كمپرسور و در نتيجه كار صحيح كمپرسور مي شود .
كاسه نمدها را مي توان به دو گروه تقسيم كرد:
كاسه نمد كمپرسورهاي اتصال مستقيم با حلقه هاي اصطكاك , آب بندي بين حلقه ها در اثر ارتجاع فنر يا سيليفون يا ديافراگم و همچنين به كمك وان روغني كه ايجاد سيفون هيدروليكي مي نمايد مي باشد . به گروه اول مي توان كاسه نمد سيليفوني و فنري را نسبت داد .
كاسه نمد كمپرسورهاي اتصال غيرمستقيم داراي خانه هاي زياد با حلقه هاي برجسته فلزي يا مسطح با قشر فلوئور است . كاسه نمد سيليفوني با گشتاور ( كوپل) اصطحكاك برتري .
فولاد تا سالهاي اخير در كمپرسورهاي كوچك فريوني با ميل لنگ به قطر تا 40 ميلي متر مورد استفاده قرار مي گرفت. كاسه نمد فنري ـ كار كمتر در تهيه ، معتبر در كار ، مونتاژ ساده و كار ساده تر مزاياي كاسه نمدهاي فنري با سيفون روغني است .
بهترين نوع كاسه نمد فنري با كوپل يا چفت هاي حلقه اي مي باشد كه يكي از گرافيت مخصوص و ديگري از فولاد سخت مي شوند .
سوپاپ هاي مكش و رانش كمپرسور :
در كمپرسورهاي مبرد اين نوع سوپاپ ها خودكار است و بر اثر اختلاف فشار در دو طرفه صفحه سوپاپ بازشده و در اثر ارتجاع فنر صفحه بسته مي شود . مورد استفاده بيشتر را نوع نواري ( صفحه هاي باريك ) ارتجاعي بدون فنر دو طرفه دارد كه يك آب بندي قابل اطمينان را بوجود آورده و مقطع عبور زيادي را ايجاد مي نمايند . صفحات اين نوع سوپاپ ها از صفحات باريك فولادي كه خاصيت ارتجاعي دارند و به ضخامت2/ 0 تا 1 ميــلي متر هستــند تهيــه مي شوند و فرم صفحات مختلف است . اجزاء اساسي هر سوپاپ عبارتند از صفحه سوپاپ , پايه ( نشيمنگاه) كه صفحه روي آن مي نشيند و مقطع عبور و بست را تشكيل مي دهند و محدود كننده صفحات روي پايه . در بعضي از سوپاپ ها صفحه سوپاپ به وسيله فنر به پايه فشرده مي شود . و در كمپرسورهاي فريوني غير مستقيم الجريان سوپاپ هاي مكش و رانش در قسمت فوقاني سيلندر ( تخته سوپاپ ) واقع هستند .
سوپاپ محافظ :
برا ي حفاظت كمپرسور از سانحه در مواقع ازدياد سريع فشار رانش از سوپاپ محافظ استفاده مي شود . ازدياد سريع فشار رانش ممكن است بخاطر نبودن آب در كندانسور يا بسته بودن شير رانش در زمان روشن كردن كمپرسور بوجود بيايد .
در زمان كار كمپرسور سوپاپ محافظ بايد بسته باشد و وقتي فشار از حد مجاز در سيلندر تجاوز كرد آن باز شده و قسمت رانش را با قسمت مكش كمپرسور مرتبط مي كند . فشار باز شدن سوپاپ محافظ بستگي به اختلاف فشار محاسبه اي ( Pk - Po ) دارد كه معمولاً براي آمونياك و فريون 22 حدود2 / 1 مگا پاسكال يا 12 كيلو گرم بر سانتي متر مربع و براي فريون 12 حدود8/ 0 مگا پاسكال مي باشد كه باز شـدن ســـوپاپ محافــظ در اختلاف فــشار6/ 1 ( آمونياك و فريون 22 ) و يك مگا پاسكال براي فريون 12 تنظيم مي شود .
باي پاس (ميان بر) :
دو نوع ميان بر وجود دارد :
براي كم كردن قدرت مصرفي در استارت كمپرسورهاي متوسط و بزرگ از ميان بر استارت استفاده مي شود و قسمت رانش را به قسمت مكش متصل مي كند و در نتيجه در زمان استارت نيروي وارد بر پيستون حذف مي شود يعني كمپرسور در خلاص كار مي كند و قدرت فقط براي حركت كمپرسور و جبران نيروي انرسي و مقاومت مصرف مي گردد .
ميان بر گاز ممكن است دستي يا اتوماتيك باشد كه در اين صورت براي باز شدن از يك شير برقي (سلونوئيد) استفاده مي شود و بسته شدن از طريق ضربان رله زماني وقتي الكتروموتور دور كافي را بدست مي آورد صورت مي پذيرد .
در ميان بر دستي زمان استارت كمپرسور شيرهاي رانش و مكش هر دو بسته هستند در حالي كه در ميان بر اتوماتيك هر دو باز بوده و در لوله برگشت يك سوپاپ برگــشت بكار مي رود. در كمپرسورهاي كوچك و متوسط تا قدرت 20 كيلو وات معمولاً از ميان بر استارت استفاده نمي شود و الكتروموتور آنها با گشتاور استارت بيشتري انتخاب مي گردد . در كمپرسور هاي بزرگ براي تغيير بازده برودتي از ميان بر تنظيم استفاده مي شود و بطور دستي يا اتوماتيك قسمت سيلندر به قسمت مكش متصل مي گردد و بدين ترتيب بازده برودتي حدود 40 الي 60 درصد كاهش مي يابد .
سيستم روغن كاري :
روغن كاري گرم شدن و خورندگي قسمت هاي متحرك كمپرسور را كم كرده و انرژي مصرفي براي مقاومت را تقليل مي دهد . همچنين باعث آب بندي بيشتر كاسه نمد , رينگ ها و سوپاپ ها مي گردد . در كمپرسور هاي مبرد از روغن هاي مخصوص طبيعي و مصنوعي استفاده مي گردد و براي مبردهاي مختلف روغن هاي متفاوتي بكار مي رود .( با عددي كه نشان دهنده غلظت روغن است) روغن كاري كمپرسورها به دو طريق فشاري يك پمپ كوچك روغن را تحت فشار به ياطاقانها ثابت متحرك مي رساند . پمپ هاي مورد استفاده چرخ دنده اي يا پروانه اي و يا پيستوني مي باشند كه يك سوپاپ آزاد كننده فشار در مسير پمپ سوار مي شود تا از تمركز فشار زياد بر روي پمپ جلوگيري بعمل آورد . نيروي لازم براي كار پمپ از گردش ميل لنگ تأمين مي گردد كه در پمپ هاي پيستوني شناور انتهاي ميل لنگ يك بادامك يا برجستگي خارج از مركز خواهد داشت و در پمپ چرخ دنده اي سر ميل لنگ نيز چرخ دنده اي براي چرخش پمپ دارد و در پمپ هاي پروانه اي انتهاي ميل لنگ داراي يك وسيله گرداننده پره اي مي باشد .
در قسمت مكش پمپ يك ..... قرار مي گيرد . توري در ارتفاع 10 تا 15 ميلي متر از كف كارتر قرار گرفته و تعداد خانه هاي ( شبكه هاي توري) ..... بين 150 تا 300 عدد در يك سانتي متر مربع مي باشد . در قسمت رانش پمپ روغن كمپرسورهاي متوسط و بزرگ يك ..... صفحه اي شكافدار توري ريز قرار مي گيرد كه با كمك آنها وقتي محور بطور دستي مي گردد متناوباً تميز مي شود . فاصله بين صفحات03/ 0 تا1/ 0 ميلي متر است . فشار روغن از طريق سوپاپ مخصوص كنترل مي شود و در صورت افزايش فشار باز شده و روغن از قسمت رانش پمپ به كارتر مي ريزد . معمولاً فشار روغن بين6/ 0 تا 2 اتمسفر بيش از فشار در كارتر است و هر چقدر فشار روغن زياد باشد مقدار روغن خروجي از كمپرسور نيز زيادتر مي گردد . وقتي از ياطاقانهاي لغزنده استفاده مي شود معمولاً تمام روغن از پمپ به ياطاقان فرستاده شده و از طريق كانال هاي مخصوص در ميل لنگ به ياطاقان شاتون و همچنين كاســه نمد مي رود . وقتي ميل لنگ با ياطاقان نوساني استفاده مي شود , روغن به كاسه نمد داده شده و از شيار ميل لنگ به قسمت هاي ديگر روانه مي گردد . كمپرسور ها معمولاً داراي كليد اطمينان روغن هستند كه به فشار روغن كار مي كند و هر زمان كه فشار روغن به دليل خرابي سيستم افت كند موتور را از كار مي اندازد و كمپرسور خاموش مي شود . در سيستم روغن كاري به طريق پاشش كارتر تا نيمه هاي ياطاقان اصلي پر از روغن مي شود و زماني كه ميل لنگ مي چرخد ته شاتون ( قسمت خميده ) وارد روغن شده و با گردش ميل لنگ روغن را به قسمت انتهاي سيلندر و پيستون مي پاشد . گاهي قسمت انتهاي شاتون در اتصال به ميل لنگ داراي محفظه اي است كه در ورود به روغن پر شده و وارد ياطاقان مي شود . سيستم روغن كاري پاششي معمولاً در كمپرسور هاي كوچك مورد استفاده قرار مي گيرد .
در بعضي از كمپرسور ها براي سيستم روغن كاري خنك كننده آبي يا هوائي بصورت كوئل در نظر مي گيرند . در كمپرسور هاي معمولي مخزن روغن همان كارتر كمپرسور است ولي در كمپرسورهاي واسطه اي مخزن روغن مخصوصي در نظر گرفته مي شود .
در كمپرسور هرمتيك از روغن كاري فشاري استفاده مي شود .
سيستم خنك كنندة كمپرسور :
كمپرسورها به دو علت اساسي خنك مي شوند كه يكي اصطكاك بين قطعات متحرك و ديگري افزايش درجه حرارت ناشي از تراكم بخار است . خنك كردن كمپرسور به منظور جلوگيري از كاهش كارآيي كمپرسور و همچنين نگهداري كيفيت روغن و روغن كاري است .
روغني كه براي روغن كاري به گردش در مي آيد وسيله خوبي براي جـــذب و دفع گرمــا مي باشد و به همين جهت در بعضي از كمپرسورها خنك كننده مخصوص بــراي روغن بكار مي رود و در بعضي از كمپرسورها سطح خارجي را پره دار مي سازند تا سطح تبادل حرارتي آنرا با هوا زياد كنند و در بعضي انواع نيز از يك موتور و پنكه جهت عبور هوا بر روي كمپرسور و خنك كردن آن استفاده مي شود .
در سيستم هائي كه تقطير مبرد به وسيله آب خنك كننده برج است , كمپرسور نيز با آب خنك مي شود . براي گردش آب لوله با محفظه اي در قسمت مجاور بالاي سيلندر در نظر گرفته مي شود كه به كيسه خنك كننده معروف است . كمپرسور هاي هرمتيك ( بسته ) كه موتور و كمپرسور در يك پوسته قرار دارند بيشتر در معرض داغي قرار دارند و معمولاً با عبور دادن بخار قسمت مكش كمپرسور با اطراف موتور گرماي آنرا مي گيرند .
كمپرسورهاي پيستوني تراكم يك مرحله اي :
الف) كمپرسورهاي خرد و كوچك:
اين كمپرسورها , معمولاً غيرمستقيم الجريان و با فريون 12 ، 22 ، 142 ، 502 كار مي كنند . و بصورت باز با آب بندي ميل لنگ بوسيله كاسه نمد و يا بدون كاسه نمد و هرمتيك ســاخته مي شوند . موارد استفاده اين نوع كمپرسورها در يخچا لهاي مغازه اي و خانگي و كانتينرها و تهويه مطبوع مي باشد .
1 ـ كمپرسورهاي فريوني كاسه نمدي :
اين نوع كمپرسورها دو سيلندر يا چهار سيلندر بصورت عمودي ياV شكل با قطر 40 تا 70 ميلي متر ساخته مي شوند . سرد كردن سيلندرها با هوا بوده و ميل لنگ كمپرســور با دو تكيه گاه و سرعت آن 24 دور در ثانيه است . انتقال نيرو از الكتروموتور به كمپرسور بوسيله تسمه با كوپلينگ مي باشد . دو طرف ميل لنگ بوسيله كاسه نمد سيفوني با فنري آب بندي شده و سطح اصطحكاك گرافيت ـ فولادي و برتري يا فولاد است . روغن كاري پاشش فشاري است .
2 ـ كمپرسورهاي فريوني بدون كاسه نمد :
اين كمپرسورها با الكتروموتور در يك پوسته قرار داشته و رتور الكتروموتور مستقيماً به ميل لنگ كمپرسور بطور طره اي ( كنسولي ) متصل مي باشد . براي دسترسي به الكتروموتور و كمپرسور دريچه قابل باز شدن در نظر گرفته مي شود . اين نوع كمپرسورها مي توانند با دور بيشتر نسبت به نوع كاسه نمدي كاركنند و ابعاد آنها كوچكتر بوده و سرو صداي كمتري دارند و نسبت به نوع اول با دوام تر هستند .
3 ـ كمپرسورهاي فريوني هرمتيك :
قدرت برودتي اين نوع كمپرسور ها تا5/ 3 كيلو وات ( 3000 كيلو كالري در ساعت ) بوده و در يخچال هاي مغازه اي تهويه مطبوع اتومبيل ها مورد استفاده قرار مي گيرند . مبرد اين نوع كمپرسور فريون 12 يا 22 يا 142 است . كمپرسور با الكتروموتور در يك پوسته بسته كيپ قرار دارند و تفاوت آنها با كمپرسورهاي بدون كاسه نمد در اين است كه اين نوع كمپرسور در بدنه فاقد دريچه مي باشند .
ب) كمپرسور با قدرت برودتي متوسط :
قطعات اين نوع كمپرسور ها معمولاً استاندارد شده و با كورس پيستون 70 ميلي متر و قطر سيلندر 81 ( مستقيم الجريان ) تا 102 ( غيرمستقيم الجريان ) ميلي متر ساخته مي شوند و تعداد سيلندرها 2 تا 8 مي باشد . كمپرسورهاي مستقيم الجريان هم با فريون 12 و 22 و هم با آمونياك كار مي كند ولي مبرد در كمپرسورهاي غير مستقيم الجريان و فريون 12 و 142 است و خنك شدن سيلندر با هوا انجام مي گيرد .
ج ) كمپرسور با قدرت برودتي زياد :
اين كمپرسورها همگي مستقيم الجريان و داراي قدرت برودتي 100000 و 400000 كيلو كالري در ساعت بوده و در دو گروه ساخته مي شوند :
گروه اول با آمونياك و فريون 22 و گروه دوم فقط با فريون 22 كار مي كنند . تعداد سيلندرها 2 تا 8 و كورس پيستون تا 130 ميلي متر است و قطر سيلندر ها براي آمونياك و فريون 22 تا 150 ميلي متر و براي فريون 12 تا 190 ميلي متر است . قرار گرفتن سيلندرها عمودي يا V شكل يا VV شكل است
.
كمپرسورهاي بزرگ واسطه اي :
كمپرسورهاي بزرگ با قدرت برودتي بيش از 400 هزار كيلوكالري در ساعت بصورت افقي دو عمل ساخته مي شوند . تراكم بترتيب در دو طرف سيلندر انجام مي گيرد و جهت حركت مبرد در داخل سيلندر عوض مي شود . كمپرسورهاي يك مرحله اي براي نسبت فشار كمتر از 9 و اختلاف فشار رانش و مكش در روي پيستون حداكثر 8/ 0 مگا پاسكال يا 8 كيلو گرم نيرو بر متر مربع براي فريون 12 و 22 كيلو گرم بر سانتي متر مربع براي فريون 22 و آمونياك محاسبه مي شوند .
كمپرسورهاي پيستوني تراكم دو مرحله اي :
كمپرسورهاي دو مرحله اي معمولاً براي سيستم هاي برودتي با درجه حرارت پائين و قتي اختلاف فشاررانش و مكش بيش از 8 تا 12 كيلو متر بر سانتي متر مربع ونسبت فشارها بيش از 9 باشد مورد استفاده قرار مي گيرند .
يك نمونه از اين كمپرسورهاي دو مرحله اي 4 سيلندرV شكل دارند كه با آمونياك و فريون 22 كار مي كنند . قدرت برودتي اين نوع كمپر سور ها در دماي جوش 40- درجه سانتي گراد و دماي تقطير 35 درجه سانتي گراد حدود 80 هزار كيلو كالري در ساعت بوده و كليه سيلندرها داراي قطر 200 ميلي متر و كورس 150 ميلي متر و دور ميل لنگ 12 دور در ثانيه است كه سه سيلندر براي فشار ضعيف و يك سيلندر براي فشار بالا منظور مي شود .
كمپرسورهاي دوراني :
اجزاء اساسي اين كمپرسورهاي دوراني سيلندر ثابت , پيستون يا روتور و تيغه (پره ) متحرك است. دو نوع كمپرسور دوار وجود دارد .
غلطكي كه از يك غلطك و يك سيلندر تشكيل شده و محور با همان غلطك ( روتور ) بطور خارج از مركز در داخل سيلندر مي چرخد و يك تيغه به كمك متري قسمت مكش و رانش را جدا مي كند .
نوع تيغه اي كه روتور و تيغه ها هر دو مي چرخند. روتور روي محور خودش مي چرخد ولي سيلندر و غلطك هم محور نمي باشند و تيغه ها به علت خاصيت گريز از مركز در حال چرخش بوده و به بدنه سيلندر فشرده مي شوند . تراكم در كمپرسورهاي دوراني بر اساس كم شدن حجم بين سطح داخلي سيلندر , سطح خارجي روتور و تيغه ها مي باشد . كمپرسور هاي دوراني نوع اول داراي قدرت برودتي كم و معمولاً فريوني بوده و در يخچالها بكار مي رود .
كمپرسورهاي دوراني بزرگ به كمپرسور فشاري ( بوستري ) معروفند و در سيستم هاي آمونياكي دو مرحله اي مورد استفاده قرار مي گيرند با مقايسه با كمپرسورهاي پيستوني داراي ابعاد كمتر و كار آنها متعادل تر است و نبودن سوپاپ ها مكش و رانش باعث كم شدن تلفات هيدروليكي در اين نوع كمپرسور ها مي شود و اين امر بخصوص در سرماي پائين بسيار مشهود است.( 40 تا 70 ) كمپرسورهاي دوراني خيلي كوچك فريــوني بصورت هرمــتيك ( بسته ) ساخته مي شوند
ساختمان اجزاء كمپرسورهاي دوراني
1 ـ ساختمان تيغه :
تيغه ها ممكن است از آهن , فولاد , چدن , آلومينيوم يا زغال ساخته شده باشند لبه آنها صاف و صيقلي بوده و طول آنها بايد اندازة ارتفاع سيلندر باشد .
2 ـ ساختمان سيلندر :
سيلندر كمپرسورهاي دوراني از چدن درست مي شود . سطح داخلي آن بدقت تراش داده شده و صيقلي مي گردد . دريچه ورودي و خروجي روي جدار سيلندر تعبيه مي شوند . بر روي صفحة انتهايي سوار و صفحة سوپاپ در خروجي دريچه تخليه و حتي الامكان نزديك به محفظه فشار سوار مي شود. بوسيله چند پيچ سيلندر به بدنه محكم شده و چند خار سيلندر را در جاي مناسب بر روي صفحه نگه مي دارد .
3 ـ ساختمان قسمت متحرك :
قسمت متحرك در كمپرسورهاي نوع تيغه متحرك جزئي از خود محور است . تيغه ها در شكافهايي كه براي نصب آنها تعبيه شده قرار مي گيرند . امتداد تيغه ها در شعاع محور است .
در كمپرسورهاي نوع تيغه ثابت , قسمت متحرك شامل غلطكي است كه دقيقاً با قسمت خارج از مركز محور كه جزئي از محور است چفت مي شود . در بعضي از اين نوع تيغه ثابت به برشي روي غلطك متصل شده كه اين امر باعث تماس بهتر پره با لنگ خارج از مركز و آب بندي خوب آن بوده و هم وسيلة مؤ ثري جهت حركت پره در شكاف مي شود .
4 ـ ساختمان ميله ( محور) :
ميله معمولاً از فولاد كوبيده شده يا فولاد با كربـن متــوسط ساخــته شده و آب داده مي شود، در كمپرسورهاي باز انتهاي ميلة مخروطي است و در آن شياري جهت نصب خار نگهدارنده چرخ طيار تعبيه شده است . ميله بايد كاملاً صاف و صيقلي باشد و با پوسته ياطاقان فاصله اي در حدود012/ 0 ميلي متر داشته باشد. انتهاي محور بعضي از كمپرسورهاي مستقيم يك قطعه اتصال قابل انعطاف دارد كه غير هم راستايي جزئي محور موتور و كمپرسور را خنثي مي كند .
5 ـ ساختمان سوپاپ :
سوپاپ تخليه بخار از آلياژ فولاد كربن آب داده شده كه خاصيت فنري پيدا كرده ساخته مي شود. پاشنة سوپاپ معمولاً جزئي از يكي از صفحات سر سيلندر است و از همان جنس صفحه و بايد به صفحه چسبيده و يا نزديك باشد تا فضاي مرده سرسيلندر كم باشد . بعضي از سوپاپ ها داراي فنر ظريفي هستند كه بهتر بسته شدن دريچه و بيشتر باز شدن سوپاپ را در مواردي كه كمپرسور روغن را از خود عبور مي دهد امكان پذير مي سازد .
6 ـ كاسه نمد :
كاسه نمد ميل لنگ كمپرسورهاي دوراني شبيه كمپرسورهاي تناوبي بوده و معمولاً در طرف پرفشار بسته مي شود. ميله داراي برجستگي است كه يك واشر حلقه اي شياردار لاستيكي به آن تكيه مي كند و يك فنر حلقه اي در شيار واشر قرار دارد كه آنرا بطرف خارج مي فشارد تا از چرخش آن با ميله جلوگيري كند. در بعضي از انواع يك كاسه نمد فانوسي با يك واشر زغالي يا لاستيكي در داخل فانوس به ميل لنگ متصل مي شود. اين واشر زغالي يا لاستيكي به همراه ميله مي چرخد .
7 ـ روغن كاري :
در كمپرسورهاي دوراني يك لايه نازك روغن در روي سيلندر در غلطك گردان و سطوح تيغه ها بايد باشد. روغن تحت تأثير مكش از طريق ياطاقان اصلي بداخــل سيلنـــدر وارد مي شود و سطح روغن تا نيمه ياطاقان را مي گيرد. در بيشتركمپرسورهاي دوراني روغنكاري تحت فشار انجام مي پذيرد و براي اين منظور از پمپ جداگانه اي استفاده مي شود و در بعضي ديگر از حركت جلو عقب رفتن تيغه در شكافشان به عنـوان پمــپ روغن استــفاده مي شود .
كمپر سورهاي مارپيچي :
( كمپرسورهاي پيستوني در سال 1930 توليد ودر سالهاي 1950 و 1960 در اروپا رايج گرديد)
كمپرسورهاي مارپيچي تشكيل شده از بدنه , داراي شيارهائي اســت كه در دو رتــور با تيغه هاي دنده اي مار پيچي قرار گرفته اند . رتور هادي با الكتروموتور متصل است و داراي دندانه برآمده پهن مي باشد . رتور گردانده شده بوسيله فشار بخار متراكم شــده بحركــت درمي آيد و داراي دندانه گرد و نازك مي باشد..ميله گردنده ( رتور) در يك فاصله معيني از چرخ دنده هاي 7 و 8 نگهداشته مي شود . تكيه گاه ميله ها ياطاقان هاي لغزنده يا نوساني 5 و 6 و ياطاقان اتكائي 4 مي باشند . در نزديك مارپيچ ها آب بندي 9 منظور شده است . مقطع دندانه رتورها را طوري مي سازند كه همديگر را بپوشانند و نه با هم برخورد نمايند. و مي نيمم فاصله 1 /0 درصد است . فاصله پروفيل مارپيچي ها بايد مي نيمم باشد و براي اين منظور بايد خيلي دقيق تراش و جمع آوري شوند . بخار در اثر تماس دريچه مكش كه در جدار بدنه قرار گرفته است به گودال ( فرورفتگي ) رتورها وارد مي شود و عمل مكش وقتي سطح گودال از دريچه دور مي شود خاتمه مي يابد .
دراثرفرورفتن دندانه يكي ازرتورها درگودال رتور ديگرحجم بخاركم شــده و متراكــم مي گردد و در انتهاي تراكم بخار با دريچه رانش ارتباط يافته وبه وسيله دندانه هاي رتور بخار رانده مي شود . دريچه رانش در طرف ديگر بدنه مقابل دريچه مكش قرار داشته و سوپاپ در اين نوع كمپرسور وجود ندارد .
در كمپرسورهاي مارپيچي حفره كارگر بدون سيستم روغن كــاري ساخـته مي شود (خشك ) زيرا رتور ها بدون تماس با هم گردش مي كنند ولي در بعضي از انواع سطح رتور ها روغن كار مي شود و چون روغن فاصله بين رتور ها را تا حدي مي پوشاند اين امر باعث افزايش نسبت تراكم مي گردد و در اين صورت مي تواند ازخنك كردن بدنه به وسيله آب خودداري نمود .
با مقايسه با كمپر سور هاي پيستوني تناوبي ودوراني اين نوع كمپر سور داراي ابعاد و وزن كمتر بوده و راندمان آن بخاطر نبودن سوپاپ و مقاومت در حفره كارگر بيشتر است در عوض سرعت بسيار زياد و سيستم روغن كاري مخصوص از معايب كمپرسورهاي مارپيچي بشمار مي رود .
توربو كمپر سور (كمپرسورهاي گريز از مركز) :
( در سال 1920 به وسيله دكتر ويليس كرير طرح ومورد استفاده قرار گرفت).
توربو كمپر سوردر ماشين ها با قدرت برودتي زياد و فشار انتهاي نسبتاً كم مورد استفاده قرار مي گيرد .
تعداد پروانه كمپر سور نشان دهنده مراحل تراكم است . تراكم بخار مبرد در اثر نيروي گريز از مركز با حركت سريع حلقه ها چرخ گردان و تبديل انرژي جنبشي حاصل از پروانه هاي چرخ گردان به انرژي پتانسيل در ديفوزور مي باشد .
در بدنه كمپر سور چرخ گردانها پروانه اي روي ميله ( ميل لنگ ) سوار مي شوند .
روغن كاري يا طا قانهاو كاسه نمد به وسيله دستگاه مخصوصي كه در باك روغن قرار دارد از طريق پمپ ..... وسوپاپ كنترل فشار انجام مي گيرد .
توربوكمپرسور خيلي خوب تعادل يافته و با سرعت دوراني زياد كار مي كند . بخار مبرد از طرف ميله بطرف پروانه هاي چرخ گردان گشيده مي شود و بر اثر حركت در پره ها بخار سرعت زيادي يافته و تحت اثر نيروي گريز از مركز از پـرده به ديفــوزور ( پخش كننده) مي رود و در آنجا بخاطر افزايش مقطع ، سرعت كم شده و فشار افزايش مي يابد و با عبور بخار از پروانه هاي متعدد مي توان فشار انتهاي تراكم را افزايش داد .
راندمان توربو كمپرسورها بوسيله ميله از 100 به 50 درصد تغيير مي كند و قبل از پروانه دوم ميان بخار مبرد در نظر گرفته مي شود .
خواص توربو كمپرسورها نسبت به كمپرسور هاي پيستوني بشرح زير است :
1ـ تعادل و آب بندي بهتر بخاطر نبودن نيروي انرسي متغير .
2ـ نبودن سوپاپ ها و در نتيجه حذف مقاومت .
3ـ حذف شدن خطر ضربه هيدروليكي احتمالي .
4 ـ ابعاد كوچكتر و وزن كمتر در قدرتهاي مساوي .
5 ـ حذف روغن كاري دروني كه در نتيجه آن روغــن به وسايــل تبــادل كننــده نمي رود(كندانسور ـ تبخير كنند). در عوض استفاده از سيستم روغن كاري مخصوص و الكتروموتور سينكروني از كمبودهاي توربو كمپرسور بشمار مي رود .
موارد استفاده از توربوكمپرسورها در ماشينهاي مبرد بزرگ در صنايع شيميايي و نفت و در دستگاههاي بزرگ تهويه مطبوع مي باشد و معمولاً وقتي از اين نوع كمپرسور استـفاده مي شود كه حجم بخار ورودي به كمپرسور خيلي زياد باشد .
مبردهاي مورد استفاده در توربو كمپرسورها بايد داراي راندمان حجمي كم ( زياد شدن حجم بخار) و وزني ملكولي زياد (افزايش انرژي جنبشي وكم شدن تعداد پروانه) باشند كه اين خواص در فريون 11 و 142 و 12 مشاهده مي شود .
در مكانهاي كه احتياج به سرمايش زيادي دارند از کمپرسورهای بزرگ تبرید مورد استفاده قرار می گیرند و ظرفیت هز یک از آنها ار ۱۰۰ تا ۱۰۰۰۰ تن تبرید است . بر حسب نوع و ظرفیت کمپرسور مبردهای مورد استفاده در چیلرفریون ۱۲ یا ۲۲ یا ۱۱۳ یا یا ۵۰۰ یا ... استفاده می شوند البته در سالهای اخیر به دلیل آشکار شدن اثر مخرب CFC ها بر لایه اوزون جو زمین و ممنوعیت استفاده از آنان مبردهای بی زیان برای لایه اوزون به تدریج جانشین آنان می شوند که از جمله آنان می توانیم به R134a اشاره کرد .
کمپرسورهای تبرید از یک یا تعدادی پره تشکیل می شوند که روی محوری که با سرعت در محفظه می چرخد سوار شده استمبرد که به چشم پره وارد شده است با نیروی گریز از مرکز در سرعت زیادبه نوک پره رانده می شود و از اینجا مبرد به دیفیوزر وارد شده و فشار سرعتی آن به فشار استاتیکی تبدیل می شود . سپس به کندانسور رانده شده تا تقطیر شودو ادامه سیکل انجام می شود .
۱) روانکاری
در کمپرسورهای سانتریفوژ بنا بر دستورالعمل کارخانه سازنده فقط باید از روغن با درجه بالا استفاده شود سطح روغن باید در تمام سیستم روغن کاریمورد بررسی قرار گیرد تا حد صحیح آن همیشه برقرار باشد .
سطح روغن باید به عنوان مرجع روی شیشه رویت یا سایت گلاس علامت گذاری شود و لازم است حین کار و هنگام خاموشی سیستم مورد بازبینی قرار گیرد . سایر کارهایی که باید انجام شود به شرح زیر است :
• بازبینی منظم فشار و دما هنگام کار دستگاه
• بازبینی منظم فشار و دما هنگام خاموشی دستگاه هر ۶ ماه یک بار
• بازرسی سطح روغن هنگام خاموشی دستگاه
• تعویض روغن در صورت کثیف شدن روغن
• تمیز کردن صافی روغن در هنگام تعویض کردن روغن در صورت لزوم
۲) گرمکن روغن
گرمکن روغن باید در هنگام خاموشی دستگاه روشن باشد تا مخلوط روغن و مبرد را از هم جدا کند
۳) مبرد
هر ۲ سال یک مرتبه باید از مبرد نمونه برداری شود تا در صورت کثیف بودن یا نا مناسب بودن تعویض گردد
۴) خاموشی طولانی دستگاه
اگر گرمکن روغن درست کار کند جذب روغن توسط مبرد را می توان به حداقل رساند . اگر دستگاه در محلی با آب و هوای کثیف نصب شده باید آب سیستم خنک کاری روغن را تخلیه کرد کاهی تخلیه روغن مناسب تر است.
