آشنایی با کمپرسورهای اسکرال (حلزونی)

اولین مورد استفاده از این کمپرسورها در تهویه مطبوع و تبرید به سال 1987 در آمریکا بر می‌گردد که از آن برای تجهیزات سرمایشی سبک خانگی استفاده شد. با توجه به مزیت‌هایی که این کمپرسورها ارائه می‌دادند بعد از اولین استفاده، کمپرسورهای اسکرال به شدت مورد توجه قرار گرفته و استفاده از آن افزایش یافت...

این کمپرسورها اولین بار در سال 1905 در فرانسه ابداع شدند. هر چند ایده این کمپرسورها از همان ابتدا مورد توجه قرار گرفت اما با توجه به پایین بودن سطح تکنولوژی بیش از 80 سال طول کشید که تا از آن برای تجهیزات سرمایشی به طور تجاری استفاده شود. اولین مورد استفاده از این کمپرسورها در تهویه مطبوع و تبرید به سال 1987 در آمریکا بر می‌گردد که از آن برای تجهیزات سرمایشی سبک خانگی استفاده شد. با توجه به مزیت‌هایی که این کمپرسورها ارائه می‌دادند بعد از اولین استفاده، کمپرسورهای اسکرال به شدت مورد توجه قرار گرفته و استفاده از آن افزایش یافت به طوری که امروزه تقریبا در تمام سیستم‌های VRF (به جز مینی VRFها) و بسیاری از چیلرهای هواخنک از آن استفاده می‌شود. البته در رشد قابل توجه استفاده از این نوع کمپرسورها نباید از توافق‌نامه «سازمان استانداردهای انرژی آمریکا» که در سال 1992 صورت گرفته و الزام استفاده از تجهیزات با بازده انرژی بالا را ابلاغ کرد هم، چشم‌پوشی کرد.

کمپرسورهای اسکرال اصولا دارای ظرفیت زیادی نبوده و در سیستم‌های با ظرفیت باید باید از چندین کمپرسور به صورت موازی استفاده کرد. بازده حجمی کمپرسورهای اسکرال بالا و بین 93.6 تا 96.9 درصد می‌باشد. این نوع کمپرسور کم ­صدا و کم ­ارتعاش بوده و تراکم در آن به صورت پیوسته و از طریق دو حلزونی که یکی از آن‌ها ثابت و دیگر متحرک است انجام می‌شود. در زیر تصویری از حلزونی‌های ثابت و متحرک کمپرسور اسکرال ارائه شده است.

           

                                       نمونه‌ای از حلزونی‌های ثابت و متحرک کمپرسورهای اسکرال

                                   
                              کمپرسور اسکرال- سمت راست نمای برش خورده، سمت چپ تصویر کامل
فرآیند تراکم در کمپرسور اسکرال

در شکل زیر چگونگی اتصال دو حلزونی ثابت و متحرک نشان داده شده است. با حرکت حلزونی متحرک دو حلزونی با یکدیگردر تماس قرار گرفته و یک فضای هلالی شکل را تشکیل می‌دهند که گاز در آن محبوس می‌شود. این عمل باعث خلاء و مکش گاز به درون فضای هلالی ایجاد شده بین دو نقطه حلزونی شکل و مسدود شدن مسیر عبور می­ گردد. با ادامه حرکت مارپیچی، مبرد به مرکز مسیر حلزونی حرکتی داده می­ شود. در واقع همان‌طور که در شکل نشان داده شده است مبرد (در حالت گازی) از بیرونی‌ترین قسمت وارد فضای بین دو حلزونی می‌شود، فضای بین دو حلزونی که که الان پر از مبرد است مسدود شده و در واقع به صورت یک فضای بسته هلالی پر از گاز در می‌آید. با ادامه حرکت حلزونی همان‌طور که در شکل هم مشخص است این فضای هلالی کوچک و کوچک‌تر می‌شود. با کاهش حجم فضای بین دو قطعه حلزونی شکل، فشار گاز و در نتیجه دما افزایش می یابد. در نهایت گاز محبوس شده به مرکز مسیر مارپیچی می‌رسد. در این قسمت گاز به فشار مورد نظر رسیده و از مرکز قسمت مارپیچی از دریچه حلزونی ثابت خارج می­ شود. فرآیند تشریح شده تنها برای یک بسته گاز است در صورتی که این فرآیند به صورت پیوسته در حال انجام می‌باشد. همواره گاز کم فشار از بیرونی‌ترین قسمت محیطی به فضای بین دو حلزونی کشیده شده و با پیش روی آن به صورت مستمر، گاز بیش‌تری به داخل این فضای کشیده می‌شود. در واقع در این سیکل، حجم­ های متعددی از گاز به صورت هم­زمان متراکم می­ شوند، بدین ترتیب، سیکل تراکم یکنواخت و نسبتا پیوسته خواهد بود.

تذکر: همان‌طور که گفته شده فرآیند تراکم در کمپرسورهای اسکرال به صورت پیوسته صورت می‌گیرد و ذکر کردن شماره برای فرآیند (1 تا 4) مانند آن چه در شکل زیر انجام شده است درست نمی‌باشد. شماره‌های اختصاص داده شده صرفا برای نشان دادن توالی حرکت بوده و بیانگر چهار مرحله مجزا نمی‌باشد.

 

                                            

                                                  شکل شماتیک فرآیند تراکم گاز در کمپرسور اسکرال

راندمان کمپرسورهای اسکرال به طور معمول 10 تا 15 درصد بیش ­تر از کمپرسورهای پیستونی است. یکنواخت و پیوسته بودن فرآیند متراکم­ سازی باعث کاهش تلفات جریان می ­شود. این کمپرسورها نیازی به سوپاپ ندارند به همین دلیل تلفات سوپاپ در آن‌ها وجود نداشته و عملکردی یکنواخت و بدون صدا دارند. مکان قرارگیری لوله مکش و لوله رانش جدا از یکدیگر است، بنابراین انتقال حرارت بین گاز مکشی و گاز خروجی که یکی از مشکلات رایج در کمپرسورها مخصوصا در نسبت‌ فشارهای بالا است به مقدار زیادی کاهش می یابد. در فصل تابستان و در دمای متوسط، سیکل تراکم کوتاه ­تر خواهد بود و همچنین عملیات رطوبت­ گیری به طور موثرتری انجام خواهد شد. در فصل زمستان، پمپ­ های حرارتی که دارای کمپرسورهای حلزونی هستند در مقایسه با مدل­ های دیگر، میزان بیش­ تری از هوای گرم را وارد محیط می­ کنند.

اجزای متحرک این کمپرسورها کم ­تر بوده (این کمپرسورها تنها دارای دو قطعه متراکم کننده گاز هستند در حالی که کمپرسورهای پیستونی دارای 15 قطعه متراکم­کننده گاز هستند) و نیازی به قطعات راه ­انداز کمپرسور ندارند. ساختار شعاعی و متقارن کمپرسورهای اسکرال، ظرفیت جابه ­جایی مایع را افزایش می­دهد. بدین ترتیب، مقادیر کمی از مایع و آلودگی می­ توانند بدون آسیب به کمپرسور از سیستم عبور کنند. همچنین تنش اعمالی به موتور کاهش یافته و ضریب اطمینان موتور افزایش می یابد. تقارن محوری باعث می ­گردد حلزونی­ ها همواره در تماس با یک دیگر باشند و امکان نشتی را به حداقل برسانند. با گذشت زمان، عملکرد این کمپرسورها افت نمی‌کند زیرا به علت عدم استفاده از آب­ بندی، امکان سایش و آسیب ­دیدگی آن­ ها و نشت گاز وجود ندارد.

Device rotate

لطفاً برای تجربه کاربری بهتر دستگاه خود را ۹۰ درجه بچرخانید.