مقایسه کمپرسورهای کولر گازی و انواع آن

کمپرسور کولر گازی قسمتی از موتور آن بوده و از اجزای اصلی سیستم خنک کاری به حساب می یاید. از این رو، آشنایی با انواع کمپرسورهای کولر گازی، عملکرد و تفاوت های آن ها دارای اهمیت زیادی است.

از این رو، در ادامه این مطلب، به بررسی انواع کمپرسورهای مورد استفاده در کولر گازی و ویژگی های آن ها پرداخته می شود.

انواع کمپرسور کولر گازی

معمولا کمپرسورهای کولر گازی از نظر ساختار و عملکرد به سه دسته رایج تقسیم بندی می شوند. این سه نوع عبارتند از:

• کمپرسور اسکرال
• کمپرسور پیستونی یا رفت و برگشتی
• کمپرسور روتاری یا دوار

کمپرسور اسکرال

کمپرسور اسکرال یکی از زیر مجموعه های کمپرسورهای جابجایی مثبت محسوب شده، و از دو مارپیچ که درون یکدیگر قرار گرفته اند تشکیل می شود. یکی از این مارپیچ ها ثابت، و دیگری به صورت محرک عمل می کند. فرایند فشرده سازی در این کمپرسورها به واسطه حرکت مارپیچ ها درون یکدیگر و انتقال گاز انجام می گیرد.

در واقع مارپیچ محرک درون مارپیچ ثابت چرخش کرده و باعث انتقال و فشرده سازی گاز از قسمت بیرونی حلزونی به سمت مرکز آن می شود. علاوه بر افزایش فشار، دمای گاز نیز افزایش می یابد، که لازم است تا این حرارت از کمپرسور دفع شود. جریان گاز خروجی از این کمپرسور پیوسته بوده و عملکرد کم صدا و کم لرزشی دارد. این موضوع می تواند احتمال آسیب دیدن لوله های متصل به کمپرسور را کاهش دهد.

ظرفیت این نوع کمپرسور برای اکثر کولر گازی ها مناسب بوده و عملکرد مناسبی از خود نشان می دهد. انتخاب کمپرسور اسکرال می تواند مزایایی نسبت به سایر کمپرسورها داشته باشد که در ادامه به آن ها پرداخته شده است.

مزایا و معایب کمپرسور اسکرال

بخش اصلی کمپرسورهای اسکرال شامل دو حلزونی فولادی بوده و از آنجایی که با یکدیگر در تماس مستقیم نیستند، استهلاک کمتر و عمر نسبتا طولانی تری دارند. از جمله مزایای این کمپرسور می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• به دلیل ساختار ساده تر و تعداد قطعات کمتر، دارای قابلیت اطمینان بیشتری هستند.
• بازدهی بالایی داشته و از این رو اتلاف انرژی و هزینه برق کمتری دارند.
• جریان گاز خروجی پیوسته و بدون ضربان است.
• ارتعاش و تولید صدای کمی داشته، که برای کولر گازی ها مزیت مهمی محسوب می شود.
• به دلیل اصطکاک کم بین قطعات محرک دارای استهلاک کمی است.
• دارای ابعاد مناسب و عدم نیاز به فضای زیاد.

اما از طرفی دیگر، می توان نکات منفی زیر را نیز برای این کمپرسورها در نظر گرفت:

• نیاز به سرویس های دوره ای و نگهداری منظم.
• غیر قابل تعمیر بودن و یا هزینه تعمیر بسیار بالا.

کمپرسور پیستونی

کمپرسورهای رفت و برگشتی یا پیستونی، از قطعاتی مانند پیستون، رینگ پیستون، میله پیستون یا گژین پین، میل لنگ، شاتون و سوپاپ ها تشکلی شده اند. عملکرد این کمپرسورها بدین صورت است که پیستون به صورت رفت و برگشتی درون سیلندر حرکت می کند.

بیشتر بخوانید: کمپرسور سیلندر پیستونی چیست

در حرکت رو به پایین، پیستون گاز را از طریق سوپاپ مکش به داخل محفظه سیلندر کشیده و بخشی از حجم سیلندر را پر می کند. سپس با چرخش میل لنگ و حرکت پیستون به سمت بالا، گاز محبوس شده درون سیلندر پس از افزایش فشار، از طریق سوپاپ خروجی خارج می شود.

فشرده سازی و کار انجام گرفته بر روی گاز و همچنین اصطکاک بین رینگ های پیستون و دیواره سیلندر این کمپرسورها، باعث شده تا دمای سیلند تا محدوده 150 تا 200 درجه سانتی گراد بالا رود.

جزء مهم دیگر این نوع کمپرسورها، سوپاپ یا ولوهای ورود و خروج گاز است. سلامت این سوپاپ ها می تواند بر راندمان کمپرسور تاثیر گذار باشد. بنابراین، توصیه می شود تا در زمان های معینی که معمولا توسط سازندگان کمپرسور اعلام می شود، بازدیدهای دوره ای کمپرسور انجام شود.

به طور کلی، این کمپرسورها به دلیل استهلاک به نسبت بالای خود نیازمند بازرسی مداوم بوده و با فرسایش و سایش زیاد قطعاتی مانند رینگ های پیستون روبرو می شوند. با این وجود، به دلیل مکانیزم ساده و تاریخی آن همچنان در کمپرسورهای کولرهای گازی استفاده می شود.

مزایا و معایب کمپرسور پیستونی

کمپرسورهای پیستونی دارای مزایا و معایب متعددی هستند. برخی از این مزایا شامل تنوع ظرفیت، دوام بالا، توانایی کار در فشارهای متوسط و بالا، هزینه تعمیر و نگهداری کم، عملکرد و اجزای ساده و قیمت مناسب می باشد.

با این حال، این کمپرسورها دارای نقاط ضعفی بوده که از جمله آن ها می توان به تولید صدا و لرزش زیاد، راندمان پایین و اشغال فضای زیاد اشاره کرد. بنابریان می توان ویژگی های این کمپرسورها را به صورت خلاصه به صورت زیر بیان کرد:

مزایا:

• قیمت مقرون به صرفه تر نسبت به دیگر کمپرسورهای کولر گازی
• تحمل دمای بالا و قابلیت به کارگیری در مناطق گرم
• مکانیزم و ساختار ساده
• سازگاری کمپرسور با انواع گازهای مبرد
• آسان و کم هزینه بودن عملیات تعمیر و نگهداری

معایب:

• تولید صدای زیاد
• دارای لرزش
• وجود جریان منقطع و ضربانی سیال در خروجی کمپرسور
• بازدهی کمتر و مصرف انرژی بیشتر

کمپرسور روتاری

کمپرسورهای روتاری یا دوار، کمپرسورهایی هستند که یک شفت به عنوان روتور در آن در نظر گرفته شده و یک تیغه به صورت عرضی توانایی حرکت در آن را دارد. هنگامی که روتور درون پوسته قرار گرفته و درون آن به چرخش درآید، حرکت تیغه در شیار مربوطه باعث به دام افتادن گاز و مکش و دهش آن از مجاری مربوطه می شود.

بنابراین، مبرد از طریق کانال مکش وارد فضای کمپرسور شده و توسط تیغه روتور که در حال چرخش است، به سمت کانال خروجی حرکت می کند تا در نهایت با فشار به سمت کندانسور هدایت شود. این کمپرسور با نام کمپرسور تیغه ای نیز شناخته می شود.

نوع دیگری از کمپرسور روتاری وجود داشته که به جای استفاده از تیغه، از یک استوانه کوچک خارج از مرکز استفاده شده است، تا از تعداد قطعات متحرک و از اصطکاک بین پوسته سیلندر و روتور کاسته شود.

این نوع کمپرسورها طول عمر بیشتری داشته، اما برای ظرفیت های پایین و کولرهای کوچکتر مورد استفاده قرار می گیرد. از کمپرسورهای روتاری اغلب در فشارهای متوسط و دبی پایین مبرد استفاده می‌شود.

به طور کلی می توان از کمپرسورهای روتاری برای کولرهای گازی با ظرفیت پایین و در محدوده 7000 تا 36000 بی تی یو بر استفاده کرد. این نوع کمپرسورها در مناطق گرمسیر با افت بازدهی مواجه می شود و برای این مناطق مناسب نیست. این موضوع ناشی از افزایش دمای کمپرسور و توانایی نسبتا پایین آن در دفع این حرارت است.

مزایا و معایب کمپرسور روتاری

مزایا:

• پایین بودن سطح تولید صدا
• بازدهی مکانیکی نسبتا بالا
• کارکرد بدون لرزش
• دارای ابعاد و وزن کم
• دارای قطعات متحرک کم و در نتیجه طول عمر بالا
• قابلیت اطمینان بالا
• کارکرد پیوسته و جریان یکنواخت گاز خروجی

معایب:

• هزینه تعمیرات نسبتا بالا و عدم قابلیت تعمیر برخی قسمت ها
• ظرفیت کاری نسبتا پایین

مقایسه کمپرسورهای کولر گازی

در بخش قبل، هر یک از کمپرسورهای اسکرال، پیستونی، و روتاری معرفی شده و عملکرد و ویژگی های آن ها توضیح داده شد. در این قسمت، تفاوت های آن ها نسبت به یکدیگر بیان می شود.

مقایسه کمپرسور اسکرال و پیستونی

کمپرسورهای اسکرال نسبت به نوع پیستونی دارای بازدهی بیشتری بوده و این موضوع منجر به صرف جویی انرژی آن در حدود 20 درصد شده است.

کمپرسورهای اسکرال به دلیل مکانیزم پیوسته خود دارای لرزش و صدای بسیار کمتری بوده و همچنین فضای کمتری را اشغال می کنند.

از طرفی، به دلیل عدم وجود سوپاپ مکانیکی مکش و دهش در کمپرسورهای اسکرال، مشکلاتی مانند رسوب گیری مجاری سوپاپ ها و خرابی فنر و پولک های صفحه سوپاپ وجود نداشته، و از این رو عملکرد آن در طول زمان افت نمی کند.

از نظر اجزاء مکانیکی نیز به دلیل عدم وجود سیلندر، پیستون و رینگ در کمپرسورهای اسکرال، مشکلاتی مانند شکستن رینگ یا سیلندر و ساییدگی و استهلاک قطعات وجود ندارد.

از سوی دیگر، کمپرسورهای اسکرال نسبت به کمپرسورهای پیستونی قیمت بالاتری داشته، و هزینه نگهداری آن ها نیز خصوصا در ظرفیت های پایین بیشتر است. این کمپرسورها هنگام خرابی به سختی تعمیر شده و معمولا تعویض می شوند، در حالیکه نوع پیستونی را می توان به راحتی تعمیر کرد.

بیشتر بخوانید: مقایسه جامع کمپرسور اسکرو و پیستونی

مقایسه کمپرسور روتاری و اسکرال

از تفاوت های اصلی بین کمپرسور روتاری و اسکرال می توان به میزان ظرفیت آن ها اشاره کرد. در شرایط یکسان، کمپرسورهای روتاری قادرند حجم بیشتری از هوا را فشرده کنند، و از این رو ظرفیت بالاتری دارند. از نظر بازدهی نیز، راندمان کمپرسورهای روتاری بیشتر است.

تفاوت دیگر این دو کمپرسور، در مصرف انرژی آن ها است. هر چند این کمپرسورها دارای مصرف برق کمی هستند، اما در مقایسه با یکدیگر، کمپرسورهای روتاری نسبت به نوع اسکرال انرژی کمتری مصرف کرده، و از این رو هزینه مصرف برق آن ها نیز کمتر است.

از تفاوت های دیگر آن ها می توان به فرایند تعمیر و نگهداری و هزینه های مربوط به آن اشاره کرد. کمپرسورهای اسکرال هزینه های اولیه کمتری دارند، اما از نظر تعمیرات و نگهداری، غیر قابل تعمیر هستند. در طرف مقابل، کمپرسورهای روتاری به نسبت قابلیت تعمیر بهتری داشته و هزینه تعمیر آن ها کمتر است.

تفاوت دیگر کمپرسورهای روتاری و اسکرال، در سطح تولید صدا است. این موضوع در موتورهای کولر گازی از موارد مهم تلقی شده، چرا که تاثیر زیادی در آسایش افراد و ساکنین دارد.

با توجه به مکانیزم این کمپرسورها، سطح تولید صدا در هر دو کمپرسور پایین بوده، اما در قیاس با یکدیگر، کمپرسورهای اسکرال به نسبت کمپرسورهای روتاری، تولید صدای کمتری دارند.

مقایسه کمپرسور روتاری و پیستونی

کمپرسورهای پیستونی اغلب برای کولرهای با ظرفیت پایین مورد استفاده قرار می گیرد. اما نوع روتاری برای کولرهای بزرگتر مناسب هستند. همچنین، کمپرسورهای روتاری توانایی تولید فشارهای بیشتری نسبت به کمپرسورهای پیستونی داشته و دبی گاز خروجی از آن ها بیشتر است.

از نظر تعمیر و نگهداری نیز می توان هر دو نوع کمپرسور را تعمیر کرد. اما قطعات مکانیکی به کار رفته در نوع روتاری کمتر از نوع پیستونی بوده که این موضوع می تواند منجر به آسانتر شدن فرایند تعمیر آن شود. اما باید توجه داشت که برخی قسمت های آن غیر قابل تعمیر بوده و نیاز به تعویض دارد.

از نظر بازدهی و مصرف انرژی نیز، کمپرسورهای روتاری بازدهی بیشتر و مصرف برق کمتری نسبت به کمپرسورهای پیستونی دارند، و این موضوع باعث می شود تا در بلند مدت به صرفه تر باشند. از نظر تولید صدا و سطح ارتعاشات نیز، به دلیل ماهیت رفت و برگشتی کمپرسور پیستونی، میزان سطح صدا و ارتعاش این کمپرسور بیشتر از نوع روتاری است. کمپرسورهای روتاری می توانند با لرزش بسیار کم و کارکرد بی صدای خود گزینه بهتری محسوب شوند.

جمع بندی

کمپرسورهای کولر گازی قسمت مهمی از موتور کولر را تشکیل داده و عملکرد آن ها تاثیر زیادی در فرایند سردسازی کولر خواهد داشت.

سه نوع متداول کمپرسورهای کولر گازی عبارت است از: کمپرسور پیستونی یا رفت و برگشتی، کمپرسور اسکرال، و کمپرسور روتاری یا دوار. این کمپرسورها را می توان از جهات مختلف مورد بررسی قرار داد.

به طور کلی کمپرسورهای روتاری دارای سطح تولید صدای بسیار کم بوده و برای کولرهای کوچک و متوسط مناسب است. کمپرسورهای اسکرال نیز دارای قطعات دوار کم و طول عمر بالایی بوده، و نوع پیستونی نیز برای کولرهای کوچک مناسب بوده و هزینه تعمیر و نگهداری کمتری دارد.

برای کسب اطلاعات بیشتر و دریافت مشاوره برای خرید انواع کمپرسورهای کولر گازی می توانید با کارشناسان فراسرد تماس حاصل فرمایید.