اسکرو کمپرسور

کمپرسور اسکرو بلوئر هوادهی

کمپرسور اسکرو بلوئر هوادهی

  • کمپرسور اسکرو برودتی در سال 1878 توسط شرکت SRM ساخته شد
  • به این منظور که کمپرسور دورانی با سرعت بالاتر از کمپرسور تناوبی که بتوان با توربین گاز راه اندازی نمود و فاقد مشکل کمپرسور گریز از مرکز است باشد . ( پدیده موجدار شدن Surging )
  • اولین کمپرسور ساخته شده توسط این شرکت از نوع خشک Oil free  و دارای دنده زمان بندی کننده بوده
  • تا باعث چرخش روتورها در زمان یکسان بشود
  • آرایش روتور ها به این صورت بود که 3 برجستگی در روتور نری و سه فضای مقعر در روتور مادگی بوده
  • و در فشار حدود 20-30 پاسگال در قسمت دهش کار می کرد
  • این طرح باعث ایجاد فضای گیر انداختن در کمپرسور شده
  • این امر سروصدا را افزایش و راندمان را کاهش می دهد
  • قسمت تحقیق و توسعه شرکت SRM به منظور رفع این مشکل تغییراتی را در کمپرسور اولیه ایجاد کرد
  • و آن طرح این بود که روتور نری با گوشواره و روتور مادگی با 6 محفظه مقعر ساخته شد و فضای گیرانداختن حذف شد و زاویه پیچش حلزونی افزایش یابد
  • که این تغییرات در نهایت نسبت تراکم و راندمان کمپرسور را افزایش می دهد.و با پیشرفت در تولید ماشین تراش حلزونی شرکت های رقیب به ساخت مدل روغن کاری کمپرسور دست یافتند .
  • با استفاده از شیر لغزشی می توان ظرفیت کمپرسور را نیز کنترل کرد و امروزه شیر لغزنده کابرد گسترده ای در کمپرسور حلزونی روغن کاری شونده دارد .
  • استفاده از شیر لغزشی همراه با روغن در کمپرسور برای اولین بار در صنعت تبرید به کار گرفته شد .

عملکرد و طرز کار کمپرسور اسکرو مارپیچی

  • کمپرسور حلزونی جزو جابجایی مثبت می باشد و نحوه عملکرد به این صورت است که گاز بین دو روتور حلزونی Helical قرار می گیرد.روتور نری دارای گوشواره Lobe و روتور مادگی Female شکل مقعر دارد.در حین فرایند تراکم هیچ تماس مکانیکی بین روتور ها وجود ندارد.در کمپرسور حلزونی خشک روتور مادگی به وسیله دنده هایی که تنظیم کننده دوران روتور هستند انجام می شود.Timming Gear. در روتور نری اغلب 4 گوشواره و روتور مادگی 6 محفظه مقعر دارد.در موارد خاص به صورت 3و4 یا 5و7 ساخته می شود .
  • در مرحله مکش ، گاز مورد تراکم در بین فضای مقعر روتور مادگی قرار می گیرد و در مرحله تراکم قسمت محدب روتور نری ، فضای تقعر موجود در روتور مادگی را پر کرده و با کاهش حجم گاز ، فشار آن را افزایش می دهد.و هنگامی که این افزایش فشار به حدی برسد که از فشار دهش بیشتر شود ، گاز متراکم شده به سمت لوله دهش فرستاده می شود و عمل تخلیه یا دهش انجام می شود که به این دلیل که دائما این فرایند در حال تکرار شدن است در نتیجه عمل تراکم به صورت پیوسته انجام می شود .
  • میزان تراکمی که در هر سیکل تراکم صورت می گیرد به طول روتور ، زاویه حلزونی و نسبت تراکم در کمپرسور بستگی دارد .
  • فشار خروجی در کمپرسور مارپیچی Screw حلزونی به جرم مولکولی گاز بستگی ندارد و در نتیجه در مواردی که درصد ترکیبات سازنده گاز مورد تراکم در حال تغییر می باشد این کمپرسور می تواند با راندمان تقریبا ثابتی کار کند. ولی در این موارد کمپرسور گریز از مرکز مشکلات زیادی را می تواند ایجاد کند .

ویژگی و مزایای کمپرسور اسکرو برودتی Screw Compressor

  • کمپرسور حلزونی هم مثل سایر کمپرسور های دورانی در حد فاصل کاربرد تناوبی و گریز از مرکز قرار دارد.فشار بین 6تا10 بار معمول ترین دامنه استفاده برای کمپرسور های حلزونی می باشد
  • ولی بازه فشار دهش در کمپرسور حلزونی از چند میلی بار تا 40 بار می رسد.
  • از نظر ظرفیت بعد از کمپرسور گریز از مرکز قرار دارد و در ظرفیت های بالا در محدوده این کمپرسور ها قرار می گیرد
  • و به دلیل اینکه راندمان کمپرسور حلزونی بالاتر می باشد در ارجحیت قرار می گیرد.در محدوده 200تا1500 اسب بخار از کمپرسور گریز از مرکز ارزانتر می باشد .
  • در ظرفیت های پایین از کمپرسور اسکرو برودتی برای سیستم تهویه اتوموبیل استفاده می شود .اگرچه کمپرسور پیستونی از لحاظ راندمان نسبت به کمپرسور مارپیچی بالاتر می باشند ولی در یک دبی مشخص ، کمپرسور حلزونی ابعاد کوچکتری دارد و در نتیجه فضای کمتری را برا نصب اشغال می کند و به دلیل حذف نیروهای باالانس نشده فونداسیون سبک تری برای آن به کار می رود .
  • به طور کلی کمپرسور حلزونی دارای سروصدای بیشتری می باشد و در قسمت ورودی و خروجی به صدا خفه کن Silencer مجهز شده اند .
  • در مورد گازهای چسبناک کمپرسور حلزونی گزینه مناسبی می باشد و قادرند گازهای چسبناک را متراکم نمایند
  • و در واقع حضور این ذرات نرم در گاز مورد تراکم باعث کاهش لقی روتور ها شده و درنتیجه نشتی آن کاهش می یابد و راندمان حجمی آن افزایش می یابد.
  • توان مصرفی در کمپرسور حلزونی به منظور تراکم گاز مقدار بیشتری می باشد نسبت به مدل تناوبی

انواع کمپرسور اسکرو حلزونی Screw Compressor

  • کمپرسور حلزونی در دو نوع تک روتور Single و دوتایی Twin قرار می گیرد.البته کمپرسور یک روتور دیگر کاربرد خاصی در صنعت ندارد . کمپرسور های حلزونی هم قابلیت طراحی و ساخت به صورت یک مرحله تا چند مرحله را دارد.به طور مثال کمپرسور حلزونی 4 مرحله ای هم ساخته شده است که گاز را تا فشار 41 بار متراکم می کند.لازم به ذکر هست با توجه به موضوع روانکاری شونده به دو دسته کمپرسور حلزونی روغن کاری شونده Oil Flooded  و کمپرسور حلزونی خشک Dry تقسیم می شوند .
  • راندمان حجمی در کمپرسور پیچی Screw تابعی از لغزش Slip روتور می باشد که برابر می شود با مقدار نشتی از قسمت فشار قوی به قسمت فشار ضعیف می باشد.در کمپرسور دورانی فضای مرده وجود ندارد ولی لغزش روتور میتواند باعث کاهش ظرفیت بشود .

کمپرسور اسکرو بدون روغن خشک Oil free screw compressor

کمپرسور حلزونی خشک هنگام کار کردن ضربانی که ایجاد می کند فرکانس بالایی دارد که انتقال این فرکانس به سیستم لوله کشی باعث ایجاد مشکلاتی در اثر لرزش صوتی بشود. مشابه همین ایراد در کمپرسور تناوبی خشک هم وجود دارد و فرق آن در میزان فرکانس می باشد . این مشکل در کمپرسور رفت و برگشتی خشک با قرار دادن مخزن ذخیره حل می شود و در کمپرسور دورانی خشک این مشکل با قرار دادن خفه کن حل می شود که شرکت سازنده این امر را انجام می دهد .

کمپرسور دورانی خشک می تواند مقدار اندکی از حضور مایع در گاز مورد تراکم را تحمل می کند به همین دلیل گاهی با تزریق مایع خنک کننده مثل آب به مقداری از افزایش دما را کاهش داد که البته این مقدار خیلی کمتر از خنک کردن روغن در کمپرسور روغنی می باشد .

کمپرسور دورانی خشک تا حدی در برابر مواد رسوب کننده مقاوم می باشد. که اگر این مواد رسوب شده فاقد قابلیت فرسایش باشند می تواند باعث آب بندی کردن روتور ها و افزایش راندمان حجمی بشود .

کمپرسور خشک برای تراکم گازهای با جرم مولکولی کم مثل گاز فرایندی غنی از هیدروژن مناسب می باشد و می تواند ارتفاع Head یا فشار نسبت بالاتری را تامین کند .

کمپرسور اسکرو روغن کاری شونده Oil injected screw compressor

  • در کمپرسور اسکرو روغنی ، وظیفه روغن کاهش اصطکاک قطعات ثابت و متحرک با تزریق روغن به گاز ورودی به کمپرسور باعث می شود همواره لایه ای از روغن مانع اصطکاک بین روتور و استاتور کاهش یافته و با قرار دادن فیلتر در خروجی کمپرسور این روغن تزریق شده از طریق جداکننده روغن یا اویل سپراتور به کارتل کمپرسور باز می گردد . همین امر موجب افزایش طول عمر و کارایی این مدل نسبت به بدون روغن آن می شود البته هزینه اولیه آن بیشتر است زیرا سیستم تزریق و جداکردن روغن این مدل هزینه هایی را در بر دارد .

مزایای کمپرسور روغن کاری شونده نسبت به بدون روغن

  • در کمپرسور بدون روغن ، گاز مورد تراکم عاری از آلودگی می باشد و در مواردی که نیاز به گاز عاری از هرگونه آلودگی می باشد مورد استفاده قرار می گیرد . سرعت روتور بالاتر می باشد ، احتمال آب گرفتگی به دلیل نداشتن آشفتگی روغن در محفظه روتور .برای گرم نشدن بیش از حد ، خنک کننده مورد نیاز است .

کمپرسور اسکرو سردخانه سیستم برودت

  • در کمپرسور اسکرو سیستم جداسازی و خنک کن روغن نیز به کار می رود که می تواند در داخل پوسته کمپرسور یا بیرون از آن باشد و روغن جداشده پس از کاهش دما به کارتل کمپرسور بر میگردد .
  • کمپرسور اسکرو سردخانه نیاز به سوپاپ مکش یا رانش نیازی ندارد . روغن کاری کمپرسوراسکرو خنک کاری و آب بندی قطعات متحرک آن با پاشش روغن در طول روتور ها صورت می گیرد .
  • کنترل ظرفیت کمپرسور های اسکرو معمولا با وسیله ای به نام شیر لغزشی صورت می گیرد . به منظور کنترل ظرفیت کمپرسور ، قسمت متحرک این شیر از قسمت ثابت آن فاصله پیدا می کند . برخلاف سیستم بی باری سیلندر که که در کمپرسور های تراکمی به کار می رود ، در این روش کنترل ظرفیت به صورت پیوسته است و می تواند از ظرفیت کامل تا 10 درصد آن کاهش پیدا کند .

مقایسه مزایا و معایب کمپرسور اسکرو برودتی با کمپرسور پیستونی برودتی

  • با اینکه در کمپرسور اسکرو برودتی حجم مرده وجود ندارد ولی این به معنای راندمان حجمی صد در صد نمی باشد زیرا بخشی از گاز پر فشار در اثر نشتی به بخش کم فشار بای پس می شود . در نتیجه راندمان حجمی کمپرسور اسکرو بیشتر از پیستونی می باشد .
  • کنترل ظرفیت کمپرسور اسکرو برودتی نیز مانند کمپرسور سیلندر پیستونی می توان با تغییر دور کمپرسور انجام داد و این روش شرایط به گونه ای است که باعث کاهش راندمان کمپرسور اسکرو نمی شود . روش دیگر برای کنترل ظرفیت استفاده از کمپرسور با نسبت حجمی متغیر است .

کمپرسور باد اسکرو هوا فشرده

سرعت دورانی در کمپرسور پیچی یا همان اسکرو

  • دو سرعت را باید منظر قرار دهیم ، سرعت دورانی و سرعت لبه ای Tip Speed
  • میزان سرعت لبه ای چه در کمپرسور حلزونی روغنی و چه کمپرسور حلزونی خشک به اندازه ای طراحی می شود که راندمان کمپرسور را به حداکثر مقدار خود برساند.
  • برای دستیابی به این سرعت ، شرکت های تولید کننده کمپرسور های دورانی ، روتور های طراحی شده را در سرعت های دورانی و لبه ای مختلفی تست می کنند .
  • افزایش سرعت لبه ای چه درکمپرسور مارپیچی خشک و چه در کمپرسور مارپیچی روغنی باعث کاهش از دست رفت انرژی می شود .
  • به دلیل نقش آب بندی کردن Sealing روغن در کاهش نشتی داخلی در یک سرعت لبه ای مشخص ، میزان نشتی داخلی کمپرسور روغنی از خشک کمتر است .
  • سرعت لبه ای بهینه Optimum Tip Speed در کمپرسور مارپیچی روانکاری شونده نسبت به نوع خشک کمتر می باشد این به این معناست که کمپرسور دورانی روغنی برای سرعت لبه ای پایین و کمپرسور دورانی خشک برای سرعت لبه ای بالا تر طراحی و تولید می شوند .
  • سرعت لبه ای بهینه به طراحی روتور ها و پوسته بستگی دارد و در کمپرسور دورانی روغنی از 20تا40 متر بر ثانیه می باشد و برای کمپرسور دورانی خشک حدود 60تا90 متر بر ثانیه می باشد.هرچه نسبت تراکم بیشتر باشد برای کم کردن اثر نشتی ، کمپرسور باید با سرعت لبه ای بیشتری طراحی و تولید شود .

کمپرسور اسکرو بلوئر هوادهی

کمپرسور اسکرو بلوئر هوادهی

راهنمای خرید و انتخاب کمپرسور اسکرو

  • راندمان حجمی و راندمان ایزنتروپیک دو مشخصه مهم در انتخاب کمپرسور تبرید می باشد که مهمترین دلیل کاهش راندمان حجمی در مدل سیلندر پیستونی ، فضای مرده سیلندر می باشد
  • برای انتخاب کمپرسور سرد خانه در سیستم تبرید، توجه به ظرفیت یا نرخ برودتی و همچنین توان کمپرسور سردخانه الزامی می باشد
  • مهمترین پارامتر های موثر برای محاسبه کمپرسور سردخانه ، دمای تبخیر یا همان دمای اواپراتور و دمای تقطیر یا همان دمای کندانسور می باشد

هنگام انتخاب کمپرسور باد اسکرو باید چند نکته مهم را در نظر داشت :

1- دبی کمپرسور یا همان ظرفیت هوادهی

2- فشار کاری مورد نظر که بر حسب بار یا psi ، و در نهایت حساس بودن نیاز مصرف کننده به رطوبت ، روغن و گرد و غبار .

1- دبی کمپرسور یا همان ظرفیت هوادهی

2- فشار کاری مورد نظر که بر حسب بار یا psi ، و در نهایت حساس بودن نیاز مصرف کننده به رطوبت ، روغن و گرد و غبار .

نحوه انتخاب کمپرسور به این صورت است که در ابتدا می بایست فشار کاری مجموع دستگاه های مصرف کننده را با دقت محاسبه کرد به طور مثال با توجه به مشخصات فنی دستگاه مصرف کننده یا از تجربیات مشاوران کمک بگیرید زیرا اگر فشار کاری اشتباه محاسبه بشود در عملکرد دستگاه ها اختلال ایجاد می شود و دبی کمپرسور دچار مشکل می شود.

در مورد دبی کمپرسور هم تاکید می شود که میزان دبی انتخابی را 30 درصد بیشتر از میزان مصرف کل در نظر بگیرید . اگر شرایط کاری هم به صورتی است که به روغن ، آب و ذرات دیگ حساس باشد توصیه می شود از میکروفیلتر درایر استفاده کرد .

کاربرد کمپرسور اسکرو در صنایع و سیستم برودت سرمایش

استفاده از کمپرسور اسکرو دامنه وسیعی از نیاز صنایع را در بازه های مختلف از ظرفیت و فشار را شامل می شود که از فشار خلا تا 6000 بار را می توان در نظر گرفت .

  • در وسایل خانگی مثل یخچال ، فریزر ، کولر گازی و جاروبرقی
  • تجهیزات پزشکی مانند دریل های دندان پزشکی ، هوای مورد استفاده در بیمارستان
  • صنایع هواپیمایی جهت تامین هوای فشرده برای موتور توربین
  • تامین هوای فشرده مورد نیاز برای سیستم های پنوماتیکی ، میعان گازها و ذخیره سازی گاز و …

کاربرد کمپرسور اسکرو در سیستم تبرید و سرد خانه

کمپرسور اسکرو توانایی این را دارد که برای مقادیر کم گاز نیز فشارهای بالایی تولید کنند. کمپرسورهای پیچشی به طور معمول مصرف انرژی کمتری نسبت به کمپرسور پیستونی دارند و می‌توانند به طور مداوم کار کنند.

کمپرسور سمی هرمتیک اسکرو مجهز به کنترل مکانیکی ظرفیت می باشد که مناسب برای استفاده در چیلر های ، پمپ های حرارتی ، سردخانه زیر صفری و .. می باشد .

نگهداری و نکات ایمنی کمپرسور مارپیچی

یک سری نکات را می بایست در استارت کمپرسور در نظر داشت :

1- سالم بودن لوله ها و عدم حضور روغن در داخل کمپرسور .

2- چک کردن روغن داخل کارتل از طریق چشمی با سایت گلس 3- باز بودن شیر خروجی و …

یکسری نکات ایمنی که می بایست در هنگام استفاده از کمپرسور اسکرو در نظر گرفت :

هواکش کمپرسور به طور مرتب و به صورت دوره ای تعویض گردد – فشار کاری مناسب کمپرسور تنظیم شود – هنگام تعویض هواکش ، کمپرسور باید خاموش باشد تا اجسام خارجی وارد هواساز نشود .

تعویض قطعات مصرفی توسط افراد متخصص انجام شود . از جوشگاری کردن در نزدیک سیستم روغن خود داری کنید – اجزای کمپرسور می بایست مطابق دستور العمل سازنده سرویس و نگهداری شود .

قطعات جانبی و اجزای کمپرسور اسکرو

1- فیلتر هوای ورودی . 2- آنلودر . 3- واحد هوا ساز . 4- مسیر مخلوط هوا و روغن خروجی از واحد هواساز .

5- رسیور جداکننده روغن و هوا . 6- مینیموم ولو. 7- رادیاتور خنک کننده هوا . 8- رطوبت گیر .

9- رادیاتور خنک کننده روغن . 10- مسیر روغن برگشتی . 11- فیلتر روغن . 12- ورودی روغن برگشتی به واحد هواساز

 

View this post on Instagram

 

A post shared by فرصتی برای مهارت آموزی (@fan_abzar) on

خنک کاری کمپرسور اسکرو

به منظور خنک کردن کمپرسور اسکرو ، محل ورود هوا جهت خنک کردن قسمت تحتانی کابین و رادیاتور برای قسمت فوقانی می باشد . این نوع از طراحی به این علت می باشد که در حین جابجائی هوا در داخل کابین، تمامی اجزای کمپرسور نیز خنک شوند .

اجزای تشکیل دهنده رادیاتور کمپرسور اسکرو

1- رادیاتور روغن : اگر دمای روغن بالاتر از حد مجاز باشد به رادیاتور هدایت می شود که پس از خنک شدن به واحد هواساز تزریق شود.
این عمل باعث می شود دمای واحد هواساز Airend تحت کنترل بوده و عمر آن را افزایش می دهد.

2- رادیاتور هوا : جهت بالا بردن کیفیت هوای تولید شده و جلوگیری از آسیب زدن به دستگاه های پنوماتیک مصرف کننده، هوای فشرده تسویه شده قبل از خروج از کمپرسور توسط این قسمت خنک می شود .

خنک شدن هوای فشرده موجب می گردد رطوبت و ناخالصی های موجود در هوای فشرده دچار میعان شده و به همراه هوای فشرده از کمپرسور خارج نشود .