کمپرسور روتاری و نحوه عملکرد آن

کمپرسور روتاری جزو کمپرسورهایی است که در سیستم‌ سرمایشی و تهویه هوا استفاده می‌شود. این کمپرسورها توانسته‌اند تا حدودی جایگزین کمپرسورهای پیستونی شوند. کمپرسورهای مذکور در صنعت تهویه و سرمایشی با نام کمپرسور دورانی _ پیستونی شناخته می‌شوند. در ادامه این مقاله از دماباما خواهیم گفت که کمپرسور روتاری چیست؟ نحوه عملکرد آن چگونه است؟ از چه اجزایی تشکیل شده است؟ و کلی سوال دیگر. پس همراه ما باشید تا اطلاعات بیشتری در ای زمینه کسب کنید.

فهرست عناوین بررسی شده :

1. کمپرسور روتاری چیست؟
2. طرز کار کمپرسورهای روتاری
3. انواع کمپرسور روتاری
4. اجزای تشکیل دهنده کمپرسور روتاری
5. مزایای استفاده از کمپرسورهای روتاری
6. معایب کمپرسورهای روتاری 
7. فشار کمپرسورهای روتاری
8. برند های تولید کننده کمپرسور روتاری

کمپرسور روتاری چیست؟

کمپرسور روتاری یک دستگاه مکانیکی است که در صنایع کوچک و حتی بزرگ کابرد بالایی دارد. در واقع وظیفه‌ای که این کمپرسور انجام می‌دهد؛

1. ایجاد کردن نیروی مکش برای مکیدن گاز مبرد از اپراتور دستگاه
2. متراکم کردن گاز و ارسال آن به کندانسور است.

که در این روش گاز به حالت مایع تغییر می‌کند. با گسترش یافتن صنعت وسایل سرمایشی، از نیمه دوم قرن نوزدهم شروع شد و به سرعت قرن بیستم را پشت سر گذاشت. این ماشین پرارزش پر رنگ‌ترین نقش خود را در قرن جدید شروع کرد. که باعث ایجاد رفاه بشر، توسعه صنایع شده است. امروزه وجود کمپرسور روتاری در بخش بخش جوامع بشری به چشم می‌خورد. به طوری که بیشترین مصرف در حیطه  وسایل خانگی، تجهیزات پزشكي، صنایع هواپيمائي و … است.

می‌توان گفت کمپرسورهای روتاری به طور کلی از دو بخش تشکیل شده‌اند. شامل یک محفظه مثل سلیندر و یک پیستون دوار که در بخش داخلی محفظه میچرخد. درست است که قطعات دیگری در رخ دادن این فرایند دخیل هستند. اما به طور کلی کار فشرده سازی و خارج کردن گاز از کمپرسور توسط این دو بخش گفته شده انجام می‌شود. همانطور که در ابتدای مقاله اشاره شد به این نوع از کمپرسورها کمپرسور دورانی _ پیستونی نیز گفته می‌شود. حرکت دورانی پیستون در بخش داخلی سلیندر، فضای سیلندر را به دو قسمت تقسیم می‌کند.

د ادامه به شکل دقیق با طرز کار کمپرسور روتاری آشنا خواهید شد. همچنین دو فضای ایجاد شده در داخل سیلندر با حرکت دورانی پیستون، کاهش یا افزایش می‌یابد. این فرایند در یک سمت باعث فشرده سازی بیشتر گاز و خروج آن از سیلندر می‌شود. و در بخش دوم مکش گاز از لوله ورودی امکان پذیر می‌کند.

 

طرز کار کمپرسورهای روتاری

به طور کلی نحوه کار کردن کمپرسورهای روتاری را در پنج مرحله تقسیم می‌کنیم تا به انتهای سیکل برسیم. این مراحل پنج گانه به شرح زیر است :

1. شروع :

با حرکت کردن از نقطه شروع، شیر ورودی باز می‌شود. در نتیجه حرکت دورانی پیستون در بخش داخلی محفظه سیلندر شروع به فعالیت می‌کند.

1. مکش :

هنگامی که پره‌ها در بخش داخلی محفظه به شکل دورانی حرکت می‌کنند؛ در بخش داخلی آن فضای خلاء ایجاد می‌شود. در نتیجه نیروی خلع ایجاد شده باعث مکیدن گاز از شیر ورودی خواهد شد.

1. فشرده سازی :

طرز کار کمپرسور روتاری در بخش فشرده سازی به این صورت است که ابتدا شیر تخلیه بسته می‌شود. سپس حرکت دورانی پره‌ها سبب تراکم گاز وارد شده در پشت شیر تخلیه می‌شود. به انجام رسیدن این کار باعث می‌شود دما و فشار سیال بالا برود.

1. تخلیه :

بعد از این که دما و فشار سیال به اندازه تعیین شده رسید؛ شیر تخلیه باز میشود. سپس گاز با دما و فشار بالایی که دارد به بخش بیرونی سیلندر تخلیه می‌گردد.

1. پایان :

در نقطه پایان فرایند کار کردن کمپرسور حرکت 360 درجه ای پره ها در سیلندر تمام می‌شود. سپس سیکل عملکرد با رسیدن به نقطه پایانی، مجدداً به نقطه شروع روتاری باز می‌گردد.

نکته: امری طبیعی است که مراحل بالا به شکل یک سیکل کامل و با موازات یکدیگر رخ بدهند.

انواع کمپرسور روتاری

 کمپرسورهای روتاری بر اساس سظرفیت، اقلیم، نوع دستگاه دارای انواع مختلف هستند. که بر اساس سرعت دوران و تعداد پره‌های سیلندر تقسیم می‌شوند. همچنین سرعت دوران می‌تواند ثابت یا متغیر باشد، که متناسب با نیاز تعیین می‌شود. انواع کمپرسورهای روتاری در کولرهای گازی شامل :

• کمپرسور پیستونی (Reciprocating) یا رفت و برگشتی :

این کمپرسورها جزو رایج ترین کمپرسورهای صنعتی میان مصرف کنندگان است. این کمپرسورها به شکل تک سیلندر هستند که قابلیت مجهز شدن به چند سیلندر را دارند (بیش از یک عدد سیلندر). کمپرسور پیستونی شامل میل لنگ، میله اتصال، سیلندر، پیستون و سر شیر است. همچنین این مدل از کمپرسور دارای دو کفه جوش خورده به یکدیگر می باشد. در نتیجه شما نمی توانید به فضای داخلی دستگاه دسترسی داشته باشید. مصارف اصلی این کمپرسورها برای مصارف خانگی با ظرفیت‌های پایین یعنی بین ۵ تا ۱۰ تن تبرید است.

• کمپرسور اسکرول (Scroll) فنری یا چرخشی :

یکی دیگر از انواع کمپرسور روتاری، کمپرسور اسکرول است. کمپرسور اسکرول یک دستگاه برای فشرده سازی هوا می‌باشد. به طوری که دو صفحه به کار رفته در آن به شکل ثابت و متحرک است. بازده و عملکردی که این کمپرسور دارد آن را در دسته بهترین قرار می‌دهد. مصارف اصلی این دستگاه در سیستم‌هاب تهویه، هوای خودرو و چیلرهای تجاری است. یکی از مزیت‌هایی که این دستگاه دارد صدای کم و تراکم پذیری بالای آن می‌باشد. همچنین ظرفیت محدود آن جزو عیب این دستگاه شمارده می‌شود؛ که برای ظرفیت بالای ۳ تن مشکل است.

• کمپرسور روتاری (Rotary) یا پیچ دوار :

روتاری یکی از کمپرسورهای مشهوری است که در سیستم های تهویه و مطبوع استفاده می‌شود. اصطلاح دیگری که برای کمپرسورهای روتاری استفاده میکنند کمپرسور پیچ دوار است. کمپرسور بیان شده از روغن تزریقی یا بدون روغن تولید شده و به بازار عرضه می‌شوند. همچنین گاز از دریچه ورودی وارد شده و در اثر برخورد گردشی با تیغه‌ها و پره‌ها، آن را با فشار به سمت لوله‌های خروجی هدایت میکند. کمپرسور‌های روتاری مناسب مکان‌های هوایی پر فشار است. از مزیت‌های این دستگاه که آن را منحصر به فرد کرده میتوان به عدم لرزش و تولید صدای کمتر اشاره کرد.

اجزای تشکیل دهنده کمپرسور روتاری

اگر یک دستگاه روتاری را برش بدهید؛ به راحتی می‌توانید اجزای تشکیل دهنده کمپرسور روتاری را مشاهده کنید. همانطور که پیش از این گفتیم فرایندهای مکش، فشرده سازی و تخلیه توسط دوران یک پیستون دوار (پره) انجام می‌شود. این پره‌ها که داخل سیلندر قرار دارند می‌توانند متناسب با ظرفیت کمپرسور یک یا چند عدد باشند. اما برای اینکه این فرآیند به درستی انجام بشود دستگاه کمپرسور به قطعات دیگر نیاز خواهد داشت. این اجزا شامل :

1. آکومولاتور
2. یاتاقان اصلی
3. یاتاقان کف
4. استاتور
5. روتر
6. لوله ورودی و خروجی گاز
7. پیستون متحرک
8. بلبرینگ اصلی و انتهایی
9. مافلر و … است.

هر کدام از اجزای نام برده وظیفه مشخصی بر روی کمپرسور روتاری انجام می‌دهند. به عنوان مثال روتور با کمک میل لنگ به حرکت در می‌آید و باعث دوران پیستون میشود. همچنین پره جدا کننده باعث تقسیم سلیندر به دو بخش مجزا می‌شود. که از نشت دادن گاز فشرده شده در بخش دیگر جلوگیری می‌کند.

مزایای استفاده از کمپرسورهای روتاری

علت اینکه کمپرسورهای روتاری توانسته‌اند جایگزین کمپرسورهای پیستونی شوند؛ داشتن مزیت‌های خاص است. این مزیت‌ها شامل : 

• افزایش بازدهی کمپرسور :

بازده کمپرسورهای روتاری دارد قسمت به کمپرسورهای پیستونی بیشتر است. در نتیجه سبب افزایش بازدهی کمپرسور خواهد شد. این افزایش بازدهی به دلیل کاهش یافتن میزان اتلاف در شیر تخلیه و درگیری بیشتر فضای سیلندر است.

• سر و صدا و لرزش کمتر :

یکی دیگر از مزایای استفاده از کمپرسور روتاری سر و صدا و لرزش کمتر است. همانطور که می دانید کمپرسورهای پیستونی علاوه بر لرزش سر و صدای بالایی نیز دارند. در کمپرسورهای روتاری زمانی میزان لرزش و صدا کمتر می‌شود که از داشتن قطعات اضافه جلوگیری شده باشد. همچنین نیاز این باشد که حرکت آن از دورانی به خطی تغییر کند.

• وزن و اندازه کمتر :

کمپرسورهای روتاری برای این که بهترین عملکرد را داشته باشند به فضای کمتری نیاز دارند. همچنین وزن کم آن به خاطر اضافه نکردن قطعات اضافه هنگام تولید است. به طور کلی می‌توان گفت کمپرسورهای روتاری نزدیک به ۴۰ درصد نسبت به کمپرسور های پیستونی سبک تر و کم حجم تر هستند.

1. نصب آسان
2. طراحی ساده و مخاطب پسند
3. هزینه ابتدایی اندک
4. استفاده از قطعات محرک کمتر
5. و قابلیت اطمینان بالاتر که جزو آخرین مزایای استفاده از کمپرسور روتاری است.

معایب کمپرسورهای روتاری

مسلماً دستگاه‌های تولید شده در صنعت علاوه بر مزایا، معایبی نیز خواهند داشت. هنگام مقایسه کمپرسورهای روتاری با سایر کمپرسورها متوجه محدودیت‌هایی می‌شویم که این محدودیت‌ها شامل :

• ظرفیت پایین :

کمپرسورهای روتاری به خاطر شکل ظاهری خود می‌توانند حداکثر ۱۸ کیلو وات ظرفیت داشته باشند.

• بازدهی پایین :

کمپرسورهای روتاری نسبت به کمپرسور‌های رده بالا دارای بازدهی کمتری هستند. که علت این بازدهی کم، مقاومت شیر تخلیله و همچنین ایجاد شدن فضای کلیرانس می‌باشد.

1. محدودیت های بهره‌وری : یکی دیگر از معایب کمپرسور روتاری داشتن محدودیت در بهره‌پری می‌باشد. یعنی استفاده از کمپرسورهای روتاری در دستگاه‌های تهویه با محدودیت مواجه می‌شود. به طوری که این دستگاه کمپرسور برای داشتن یک عملکرد بهینه نیازمند فشار هوای بالا است. به همین خاطر در مناطقی که با سطح دریا موازی هستند (منطق شرجی) قابل استفاده نیستند
2. داشتن عمر پایین‌تر نسبت به طراحی‌های دیگر
3. داشتن قطعات بیشتر و طول عمر کمتر
4. به خاطر طراحی تک مرحله‌ای کارایی آن کاهش یافته است.
5. قابلیت اطمینان کمتر به دلیل بالا بودن تعداد قطعات
6. طراحی دو مرحله‌ای بدون روغن هزینه اولیه بالاتری دارد.
7. طراحی که به آن روغن تزریق می‌شود سبب انتقال روغن در هوای خروجی خواهد شد.

معایب کمپرسور روتاری که در قسمت بالا گفته شد در مقایسه با کمپرسورهای پیستونی نیست. این مقایسه با کمپرسورهای رده بالاتر از روتاری بیان شده است.

فشار کمپرسورهای روتاری

یکی از دلایلی که باعث خراب شدن کمپرسور‌های کولر گازی می‌شود؛ فشار ایجاد شده در آن است. افت فشار یکی از رایج‌ترین مشکلات ایجاد شده برای اغلب کاربران هنگام استفاده از کولر گازی می ‌باشد. بهترین روش که میتوان با استفاده از آن، مسئله را حل کرد تعویض کردن کمپرسور برودتی است. که البته به خاطر هزینه بالایی که هنگام تعویض برای کاربر ایجاد می‌شود مقرون به صرفه نیست. رعایت کردن نکات ایمنی هنگام کار امری کاملا ضروری محسوب می‌شود که از به خطر افتادن سلامتی انسان جلوگیری می‌کند. هنگام انجام دادن تست فشار کمپرسور روتاری باید به نکات ایمنی توجه کرد تا سلامتی تعمیرکار به خطر نیفتد.

برند های تولید کننده کمپرسور روتاری

 از معتبر ترین برندهای که در بازار ایران وجود دارند که اغلب در سیستم‌های تهویه مطبوع، سرمایشی و گرمایشی مورد استفاده قرار می‌گیرند. که تحت عنوان کمپرسور کولر گازی شناخته می‌شوند می‌توان به برندهایی مثل :

1. شرکت سیام کمپرسور
2. شرکت میتسوبیشی
3. شرکت پاناسونیک
4. شرکت سامسونگ
5. شرکت هایلی
6. شرکت LG

اشاره کرد که در ظرفیت‌های مختلف بین ۷۰۰۰ تا ۳۰۰۰۰ بی تیم بر ساعت موجودند. شرکت‌های معرفی شده جزو معروف ترین برندهای تولید کننده کمپرسور روتاری در جهان می‌باشد. که محصولات خود را برای شرکت‌های تولید کننده کولر گازی طراحی و به بازار عرضه می‌کنند.

در پایان …

متوجه شدیم که کمپرسورهای روتاری یک جایگزین مناسب برای کمپرسورهای پیستونی هستند. که فرایند فشرده سازی و مکش گاز در کمپرسورها به کمک پیستون و سلیندر انجام می‌شود. امروزه کمپرسورهای روتاری به خاطر بازدهی بالا و سروصدای کمتر توجه کاربران را به خود جلب کرده‌اند. همان طور که در مطالب بالا ذکر شد کمپرسور یک دستگاه جهت متراکم کردن سیالات به کار میرود. تمامی کمپرسورها دارای مزایا و معایبی هستند که هنگام خرید باید آنها را بررسی کنید. کمپرسورهای روتاری برای منطق شمال و غرب کشور کاملا مناسب هستند چه که دارای راندمان بالایی هستند.

پیش از خرید کولر گازی حتما تحقیقات رام را انجام دهید. تا اطلاعات کافی درباره ویژگی‌های کمپرسور روتاری بدست آورید. در نتیجه با توجه به نیاز خود بهترین کمپرسور روتاری را خریداری نمایید. امیدوار هستیم مقاله کمپرسورهای روتاری و نحوه عملکرد آن توانسته باشد پاسخگوی بخشی از سوالات شما باشد. در صورت نیاز میتوانید با کارشناسان مجموعه دماباما تماس حاصل فرمایید.