کمپرسورهای تبرید

اجزاء مختلف یك سیستم تراكمی شامل كمپرسور , كندانسور , اواپراتور و شــیر انبســـاط می باشد كه قلب یك سیستم تراكمی بوده كه ممكن است . 1 ـ در ماشینهای مبرد تبخیری كمپرسورهای پیستونی 2 ـ كمپرسوردورانی با پیستون گردنده (رتور) 3 ـ كمپرسورهای گریز از مركز یا توربو كمپرسورها و 4 ـ كمپرسورهای مارپیچی بكار روند .



كمپرسور پیستونی : ( Reciprocating Compressor )


امروزه در صنعت تبرید بیشتر از كمپرسورهای پیستونی استفاده می شود . در این نوع كمپرسور ها نیز از حركت رفت و آمدی پیستون سیال را متراكم می نمائیم .
این نوع كمپرسور اغلب در سیستم تبرید مورد استفاده قرار می گیرد و ممكن است قدرت آنها از چند دهم اسب تا چند صدم اسب خواهد بود و می توان از یك سیلندر ویا چند سیلندر تشكیل شده باشد . سرعت دورانی محور كمپرسور ممكن است از 2 تا 6 ( r . s -1 ) تغییر نماید . در كمپرسور ها ممكن است موتور و كمپرسور از هم جدا بوده كه كمپرسور های باز نامیده می شوند . ( Hermiticaly Compressor ) خواهیم داشت كه بیشتر در یخچالهای منزل كه موتور كوچكی دارند از این نوع كمپرسورها استفاده می شود .
كمپرسورهای باز با قدرت های بالا غالباً افقی بوده و ممكن است دو عمله نیز باشند . در حالی كه كمپرسورهای بسته معمولاً عمودی و یك مرحله می باشند .



تقسیم بندی كمپرسورهای پیستونی :


الف ) از نظر قدرت برودتی به شرح زیر تقسیم بندی می شوند :
1 ـ ریز ـ تا5/ 3 kw/h ( 300 كیلو كالری در ساعت)
2 ـ كوچك ـ از5 / 3 تا 23 kw/h ( 3 تا 20 هزار كیلو كالری در ساعت )
3 ـ متوسط ـ از 23 تا 105 kw/h ( 20 تا 90 هزار كیلو كالری در ساعت )
4 ـ بزرگ ـ بیش از 105 kw/h ( بیش از 90 هزار كیلو كالری در ساعت)
ب ) از نظر مراحل تراكم به كمپرسورهای یك مرحله ای وكمپرسورهای دو یا سه مرحله ای .
ج) از نظر تعداد حفره كارگر به حركت ساده به طوری كه مبرد فقط در یك طرف پیستون متراكم می شود و حركت دوبل كه مبرد به نوبت در هر دو طرف پیستون متراكم می شود .
د ) از نظر سیلندر به تك سیلندر و چند سیلندر .
و ) از نظر قرار گرفتن محور سیلندرها به افقی و قائم و زاویه ( V شكل و مایل)
ر ) از نظر ساختمان سیلندر و كارتر به تركیبی و انفرادی .
م ) از نظر مكانیزم میل لنگ و شاتون به بدون واسطه ( معمولی ) و با واسطه
.
اجزاء كمپرسور پیستونی تناوبی :


كارتر ـ در كمپرسورهای قائم و V شكل كارتر یك قسمت اساسی برای اتصال قسمتهای مختلف است و ضمناً نیروی ایجاد شده را تحمل می كند لذا باید سخت و مقاوم باشد .
كارتر های بسته تحت فشار مكش بوده و مكانیزم میل لنگ و شاتون و روغن كاری در آن قرار می گیرد و برای كنترل سطح روغن شیشه روغن نما و برای دسترسی به مكانیزم میل لنگ و شاتون و پمپ روغن درپوشهای حفره ای و جنبی وجود دارد . در كمپرسورهای كوچك معمولاً یك درپوش حفره ای وجود دارد , به فلانژ بالائی كارتر سیلندر متصل می گــردد . در كمپرسور های متوسط بزرگ كارتر و سیلندر با هم ریخته می شوند .
این امر باعث كم شدن تعداد برجستگی ها و هرمتیك بودن كمپرسور و درست قرار گرفتن محور سیلندر ها نسبت به محور درز ( سوراخ ) زیر یاطاقان میل لنگ می شود .
كارتر كمپرسور معمولاً از چدن ریخته شده بوده و در كمپرسور های كوچك از آلیاژ آلومینیوم می باشد.


سیلندرها :
در كمپرسورهای عمود ( قائم ) و V شكل بدون واسطه بصورت مجموعه دو سیلندر یا بصورت مجموع سیلندرها می سازند . در سیستم كارتر بوش داخلی پرس می شود كه باعث كم شدن خورندگی و ساده شدن تعمیرات می گردد و در صورت سائیده شدن قابل تعویض هستند . مجموعه سیلندرها دارای كانال مكش و رانش مشترك می باشند . تحولات در داخل سیلندر عبارت است از مكش و تراكم رانش مبرد است و بدنه سیلندر نیروهای فشار گاز و فشردگی رینگها و نیروی نرمال مكانیزم میل لنگ و شاتون را تحمل می كند .



پیستون :
در كمپرسورهای عمودی وV و VV شكل بدون واسطه پیستون های تخت عبــوری بكــار می رود . ولی در كمپرسورهای غیر مستقیم الجریان ساده تر و غیر عبوری می باشد . در پیستون های عبوری كه فرم كشیده تری دارند و سوپاپ مكش روی آن قرار دارد كانالی وجود دارد كه از طریق این كانال بخار مبرد از لوله مكش به سوپاپ مكش هدایت شده . در كمپرسورهای اتصال مستقیم با اتصال پیستون به شاتون به وسیله اشپیل های شناور پیستونی (3 گژنپین ) انجام می گیرد .

پیستون بدون رینگ معمولاً از چدن یا فولاد با كربنیك پائین ساخته می شود . پیستون كمپرسورهای افقی از چدن یا فولاد با تسمه های بابیتی در قسمت پائین می باشد . مهره و پیستون از جنس فولاد است . در پیستون های تخت لوله ای سوراخ های زیر گژنپین باید در یك راستا و عمود بر محور پیستون باشد . ( برای اینكه در جمع كردن پیستون با شاتون پیستون نسبت به محور سیلندر كج نباشد . در پیستون های دیسكی سوراخ زیر میله باید در یك راستای سطح خارجی پیستون وسطح نگهدارنده لوله عمود بر محور پیستون باشد. شیارهای رینگ ها باید موازی هم بوده و سطوح خارجی آنها عمود بر پیستون باشد . مفصل اتصال پیستون و شاتون ( دسته پیستون ) كاملاً شناور و آزاد است و می تواند در داخل بوش شاتون و بوشهای بدنه پیستون آزادانه بچرخد .




رینگ های پیستون :


برای جلوگیری از نفوذ گاز متراكم شده به كارتر از رینگ های فشار( كمپرسی) و همچنین جلوگیری از خروج روغن از آن از رینگ های روغن استفاده می شود كه در شیارهای مخصوص روی پیستون سوار می شوند . رینگ ها باید حتی الامكان كیپ شیار و در عین حال مانع حركت آزاد پیستون در سیلندر نشوند . تعداد رینگهای آب بندی بستگی به دور كمپرسور دارد .


واسطه ( كریسكف):


واسطه برای اتصال رابط و شاتون بكار می رود و یك حركت متناوب مستقـــیم الخط را طی می كند .


شاتون :


شاتون برای اتصال میل لنگ به پیستون یا به واسطه بكار می رود و جنس آن فولاد و بعضی اوقات چدن تشكیل شده از میله با دو سر كه یكی از آنها اتصال ثابت دارد و دیگری مجزا یا جدا شونده است .



میل لنگ :


این قسمت كمپرسور یكی از مهم ترین اجزاء می باشد و باید خیلی سخت و محكم و در سطح اتصال آن نباید در شرایط مختلف خورندگی ایجاد شود . میل لنگ یك محور چرخنده است كه در حركت دورانی الكتروموتور را توسط شاتون به حركت متناوبی پیستون در داخل سیلندر تبدیل می كند .
چرخ طیّار :
چرخ طیار را روی میل لنگ بر خار نشانده و با مهره محكم می كنند . در زمانی كه برای انتقال انرژی از الكتروموتور به میل لنگ از تسمه استفاده می شود .



كاسه نمد :


برای محكم نمودن میل لنگ و آب بندی خروجی آن از بدنه كارتر در كمپرسورهای اتصال مستقیم از كاسه نمد استفاده می شود . درست كاركردن كاسه نمد باعث آب بندی بودن كمپرسور و در نتیجه كار صحیح كمپرسور می شود .

كاسه نمدها را می توان به دو گروه تقسیم كرد:

كاسه نمد كمپرسورهای اتصال مستقیم با حلقه های اصطكاك , آب بندی بین حلقه ها در اثر ارتجاع فنر یا سیلیفون یا دیافراگم و همچنین به كمك وان روغنی كه ایجاد سیفون هیدرولیكی می نماید می باشد . به گروه اول می توان كاسه نمد سیلیفونی و فنری را نسبت داد .
كاسه نمد كمپرسورهای اتصال غیرمستقیم دارای خانه های زیاد با حلقه های برجسته فلزی یا مسطح با قشر فلوئور است . كاسه نمد سیلیفونی با گشتاور ( كوپل) اصطحكاك برتری .
فولاد تا سالهای اخیر در كمپرسورهای كوچك فریونی با میل لنگ به قطر تا 40 میلی متر مورد استفاده قرار می گرفت. كاسه نمد فنری ـ كار كمتر در تهیه ، معتبر در كار ، مونتاژ ساده و كار ساده تر مزایای كاسه نمدهای فنری با سیفون روغنی است .
بهترین نوع كاسه نمد فنری با كوپل یا چفت های حلقه ای می باشد كه یكی از گرافیت مخصوص و دیگری از فولاد سخت می شوند .


سوپاپ های مكش و رانش كمپرسور :


در كمپرسورهای مبرد این نوع سوپاپ ها خودكار است و بر اثر اختلاف فشار در دو طرفه صفحه سوپاپ بازشده و در اثر ارتجاع فنر صفحه بسته می شود . مورد استفاده بیشتر را نوع نواری ( صفحه های باریك ) ارتجاعی بدون فنر دو طرفه دارد كه یك آب بندی قابل اطمینان را بوجود آورده و مقطع عبور زیادی را ایجاد می نمایند . صفحات این نوع سوپاپ ها از صفحات باریك فولادی كه خاصیت ارتجاعی دارند و به ضخامت2/ 0 تا 1 میــلی متر هستــند تهیــه می شوند و فرم صفحات مختلف است . اجزاء اساسی هر سوپاپ عبارتند از صفحه سوپاپ , پایه ( نشیمنگاه) كه صفحه روی آن می نشیند و مقطع عبور و بست را تشكیل می دهند و محدود كننده صفحات روی پایه . در بعضی از سوپاپ ها صفحه سوپاپ به وسیله فنر به پایه فشرده می شود . و در كمپرسورهای فریونی غیر مستقیم الجریان سوپاپ های مكش و رانش در قسمت فوقانی سیلندر ( تخته سوپاپ ) واقع هستند .


سوپاپ محافظ :


برا ی حفاظت كمپرسور از سانحه در مواقع ازدیاد سریع فشار رانش از سوپاپ محافظ استفاده می شود . ازدیاد سریع فشار رانش ممكن است بخاطر نبودن آب در كندانسور یا بسته بودن شیر رانش در زمان روشن كردن كمپرسور بوجود بیاید .
در زمان كار كمپرسور سوپاپ محافظ باید بسته باشد و وقتی فشار از حد مجاز در سیلندر تجاوز كرد آن باز شده و قسمت رانش را با قسمت مكش كمپرسور مرتبط می كند . فشار باز شدن سوپاپ محافظ بستگی به اختلاف فشار محاسبه ای ( Pk – Po ) دارد كه معمولاً برای آمونیاك و فریون 22 حدود2 / 1 مگا پاسكال یا 12 كیلو گرم بر سانتی متر مربع و برای فریون 12 حدود8/ 0 مگا پاسكال می باشد كه باز شـدن ســـوپاپ محافــظ در اختلاف فــشار6/ 1 ( آمونیاك و فریون 22 ) و یك مگا پاسكال برای فریون 12 تنظیم می شود .


بای پاس (میان بر) :


دو نوع میان بر وجود دارد :
برای كم كردن قدرت مصرفی در استارت كمپرسورهای متوسط و بزرگ از میان بر استارت استفاده می شود و قسمت رانش را به قسمت مكش متصل می كند و در نتیجه در زمان استارت نیروی وارد بر پیستون حذف می شود یعنی كمپرسور در خلاص كار می كند و قدرت فقط برای حركت كمپرسور و جبران نیروی انرسی و مقاومت مصرف می گردد .
میان بر گاز ممكن است دستی یا اتوماتیك باشد كه در این صورت برای باز شدن از یك شیر برقی (سلونوئید) استفاده می شود و بسته شدن از طریق ضربان رله زمانی وقتی الكتروموتور دور كافی را بدست می آورد صورت می پذیرد .
در میان بر دستی زمان استارت كمپرسور شیرهای رانش و مكش هر دو بسته هستند در حالی كه در میان بر اتوماتیك هر دو باز بوده و در لوله برگشت یك سوپاپ برگــشت بكار می رود. در كمپرسورهای كوچك و متوسط تا قدرت 20 كیلو وات معمولاً از میان بر استارت استفاده نمی شود و الكتروموتور آنها با گشتاور استارت بیشتری انتخاب می گردد . در كمپرسور های بزرگ برای تغییر بازده برودتی از میان بر تنظیم استفاده می شود و بطور دستی یا اتوماتیك قسمت سیلندر به قسمت مكش متصل می گردد و بدین ترتیب بازده برودتی حدود 40 الی 60 درصد كاهش می یابد .







سیستم روغن كاری :
روغن كاری گرم شدن و خورندگی قسمت های متحرك كمپرسور را كم كرده و انرژی مصرفی برای مقاومت را تقلیل می دهد . همچنین باعث آب بندی بیشتر كاسه نمد , رینگ ها و سوپاپ ها می گردد . در كمپرسور های مبرد از روغن های مخصوص طبیعی و مصنوعی استفاده می گردد و برای مبردهای مختلف روغن های متفاوتی بكار می رود .( با عددی كه نشان دهنده غلظت روغن است) روغن كاری كمپرسورها به دو طریق فشاری یك پمپ كوچك روغن را تحت فشار به یاطاقانها ثابت متحرك می رساند . پمپ های مورد استفاده چرخ دنده ای یا پروانه ای و یا پیستونی می باشند كه یك سوپاپ آزاد كننده فشار در مسیر پمپ سوار می شود تا از تمركز فشار زیاد بر روی پمپ جلوگیری بعمل آورد . نیروی لازم برای كار پمپ از گردش میل لنگ تأمین می گردد كه در پمپ های پیستونی شناور انتهای میل لنگ یك بادامك یا برجستگی خارج از مركز خواهد داشت و در پمپ چرخ دنده ای سر میل لنگ نیز چرخ دنده ای برای چرخش پمپ دارد و در پمپ های پروانه ای انتهای میل لنگ دارای یك وسیله گرداننده پره ای می باشد .


در قسمت مكش پمپ یك فیلتر قرار می گیرد . توری در ارتفاع 10 تا 15 میلی متر از كف كارتر قرار گرفته و تعداد خانه های ( شبكه های توری) فیلتر بین 150 تا 300 عدد در یك سانتی متر مربع می باشد . در قسمت رانش پمپ روغن كمپرسورهای متوسط و بزرگ یك فیلتر صفحه ای شكافدار توری ریز قرار می گیرد كه با كمك آنها وقتی محور بطور دستی می گردد متناوباً تمیز می شود . فاصله بین صفحات03/ 0 تا1/ 0 میلی متر است . فشار روغن از طریق سوپاپ مخصوص كنترل می شود و در صورت افزایش فشار باز شده و روغن از قسمت رانش پمپ به كارتر می ریزد . معمولاً فشار روغن بین6/ 0 تا 2 اتمسفر بیش از فشار در كارتر است و هر چقدر فشار روغن زیاد باشد مقدار روغن خروجی از كمپرسور نیز زیادتر می گردد . وقتی از یاطاقانهای لغزنده استفاده می شود معمولاً تمام روغن از پمپ به یاطاقان فرستاده شده و از طریق كانال های مخصوص در میل لنگ به یاطاقان شاتون و همچنین كاســه نمد می رود . وقتی میل لنگ با یاطاقان نوسانی استفاده می شود , روغن به كاسه نمد داده شده و از شیار میل لنگ به قسمت های دیگر روانه می گردد . كمپرسور ها معمولاً دارای كلید اطمینان روغن هستند كه به فشار روغن كار می كند و هر زمان كه فشار روغن به دلیل خرابی سیستم افت كند موتور را از كار می اندازد و كمپرسور خاموش می شود . در سیستم روغن كاری به طریق پاشش كارتر تا نیمه های یاطاقان اصلی پر از روغن می شود و زمانی كه میل لنگ می چرخد ته شاتون ( قسمت خمیده ) وارد روغن شده و با گردش میل لنگ روغن را به قسمت انتهای سیلندر و پیستون می پاشد . گاهی قسمت انتهای شاتون در اتصال به میل لنگ دارای محفظه ای است كه در ورود به روغن پر شده و وارد یاطاقان می شود . سیستم روغن كاری پاششی معمولاً در كمپرسور های كوچك مورد استفاده قرار می گیرد .
در بعضی از كمپرسور ها برای سیستم روغن كاری خنك كننده آبی یا هوائی بصورت كوئل در نظر می گیرند . در كمپرسور های معمولی مخزن روغن همان كارتر كمپرسور است ولی در كمپرسورهای واسطه ای مخزن روغن مخصوصی در نظر گرفته می شود .
در كمپرسور هرمتیك از روغن كاری فشاری استفاده می شود .




سیستم خنك كنندة كمپرسور :
كمپرسورها به دو علت اساسی خنك می شوند كه یكی اصطكاك بین قطعات متحرك و دیگری افزایش درجه حرارت ناشی از تراكم بخار است . خنك كردن كمپرسور به منظور جلوگیری از كاهش كارآیی كمپرسور و همچنین نگهداری كیفیت روغن و روغن كاری است .
روغنی كه برای روغن كاری به گردش در می آید وسیله خوبی برای جـــذب و دفع گرمــا می باشد و به همین جهت در بعضی از كمپرسورها خنك كننده مخصوص بــرای روغن بكار می رود و در بعضی از كمپرسورها سطح خارجی را پره دار می سازند تا سطح تبادل حرارتی آنرا با هوا زیاد كنند و در بعضی انواع نیز از یك موتور و پنكه جهت عبور هوا بر روی كمپرسور و خنك كردن آن استفاده می شود .
در سیستم هائی كه تقطیر مبرد به وسیله آب خنك كننده برج است , كمپرسور نیز با آب خنك می شود . برای گردش آب لوله با محفظه ای در قسمت مجاور بالای سیلندر در نظر گرفته می شود كه به كیسه خنك كننده معروف است . كمپرسور های هرمتیك ( بسته ) كه موتور و كمپرسور در یك پوسته قرار دارند بیشتر در معرض داغی قرار دارند و معمولاً با عبور دادن بخار قسمت مكش كمپرسور با اطراف موتور گرمای آنرا می گیرند .


كمپرسورهای پیستونی تراكم یك مرحله ای :


الف) كمپرسورهای خرد و كوچك:
این كمپرسورها , معمولاً غیرمستقیم الجریان و با فریون 12 ، 22 ، 142 ، 502 كار می كنند . و بصورت باز با آب بندی میل لنگ بوسیله كاسه نمد و یا بدون كاسه نمد و هرمتیك ســاخته می شوند . موارد استفاده این نوع كمپرسورها در یخچا لهای مغازه ای و خانگی و كانتینرها و تهویه مطبوع می باشد .
1 ـ كمپرسورهای فریونی كاسه نمدی :
این نوع كمپرسورها دو سیلندر یا چهار سیلندر بصورت عمودی یاV شكل با قطر 40 تا 70 میلی متر ساخته می شوند . سرد كردن سیلندرها با هوا بوده و میل لنگ كمپرســور با دو تكیه گاه و سرعت آن 24 دور در ثانیه است . انتقال نیرو از الكتروموتور به كمپرسور بوسیله تسمه با كوپلینگ می باشد . دو طرف میل لنگ بوسیله كاسه نمد سیفونی با فنری آب بندی شده و سطح اصطحكاك گرافیت ـ فولادی و برتری یا فولاد است . روغن كاری پاشش فشاری است .
2 ـ كمپرسورهای فریونی بدون كاسه نمد :
این كمپرسورها با الكتروموتور در یك پوسته قرار داشته و رتور الكتروموتور مستقیماً به میل لنگ كمپرسور بطور طره ای ( كنسولی ) متصل می باشد . برای دسترسی به الكتروموتور و كمپرسور دریچه قابل باز شدن در نظر گرفته می شود . این نوع كمپرسورها می توانند با دور بیشتر نسبت به نوع كاسه نمدی كاركنند و ابعاد آنها كوچكتر بوده و سرو صدای كمتری دارند و نسبت به نوع اول با دوام تر هستند .



3 ـ كمپرسورهای فریونی هرمتیك :
قدرت برودتی این نوع كمپرسور ها تا5/ 3 كیلو وات ( 3000 كیلو كالری در ساعت ) بوده و در یخچال های مغازه ای تهویه مطبوع اتومبیل ها مورد استفاده قرار می گیرند . مبرد این نوع كمپرسور فریون 12 یا 22 یا 142 است . كمپرسور با الكتروموتور در یك پوسته بسته كیپ قرار دارند و تفاوت آنها با كمپرسورهای بدون كاسه نمد در این است كه این نوع كمپرسور در بدنه فاقد دریچه می باشند .
ب) كمپرسور با قدرت برودتی متوسط :
قطعات این نوع كمپرسور ها معمولاً استاندارد شده و با كورس پیستون 70 میلی متر و قطر سیلندر 81 ( مستقیم الجریان ) تا 102 ( غیرمستقیم الجریان ) میلی متر ساخته می شوند و تعداد سیلندرها 2 تا 8 می باشد . كمپرسورهای مستقیم الجریان هم با فریون 12 و 22 و هم با آمونیاك كار می كند ولی مبرد در كمپرسورهای غیر مستقیم الجریان و فریون 12 و 142 است و خنك شدن سیلندر با هوا انجام می گیرد .



ج ) كمپرسور با قدرت برودتی زیاد :


این كمپرسورها همگی مستقیم الجریان و دارای قدرت برودتی 100000 و 400000 كیلو كالری در ساعت بوده و در دو گروه ساخته می شوند :
گروه اول با آمونیاك و فریون 22 و گروه دوم فقط با فریون 22 كار می كنند . تعداد سیلندرها 2 تا 8 و كورس پیستون تا 130 میلی متر است و قطر سیلندر ها برای آمونیاك و فریون 22 تا 150 میلی متر و برای فریون 12 تا 190 میلی متر است . قرار گرفتن سیلندرها عمودی یا V شكل یا VV شكل است


.
كمپرسورهای بزرگ واسطه ای :
كمپرسورهای بزرگ با قدرت برودتی بیش از 400 هزار كیلوكالری در ساعت بصورت افقی دو عمل ساخته می شوند . تراكم بترتیب در دو طرف سیلندر انجام می گیرد و جهت حركت مبرد در داخل سیلندر عوض می شود . كمپرسورهای یك مرحله ای برای نسبت فشار كمتر از 9 و اختلاف فشار رانش و مكش در روی پیستون حداكثر 8/ 0 مگا پاسكال یا 8 كیلو گرم نیرو بر متر مربع برای فریون 12 و 22 كیلو گرم بر سانتی متر مربع برای فریون 22 و آمونیاك محاسبه می شوند .
كمپرسورهای پیستونی تراكم دو مرحله ای :
كمپرسورهای دو مرحله ای معمولاً برای سیستم های برودتی با درجه حرارت پائین و قتی اختلاف فشاررانش و مكش بیش از 8 تا 12 كیلو متر بر سانتی متر مربع ونسبت فشارها بیش از 9 باشد مورد استفاده قرار می گیرند .
یك نمونه از این كمپرسورهای دو مرحله ای 4 سیلندرV شكل دارند كه با آمونیاك و فریون 22 كار می كنند . قدرت برودتی این نوع كمپر سور ها در دمای جوش 40- درجه سانتی گراد و دمای تقطیر 35 درجه سانتی گراد حدود 80 هزار كیلو كالری در ساعت بوده و كلیه سیلندرها دارای قطر 200 میلی متر و كورس 150 میلی متر و دور میل لنگ 12 دور در ثانیه است كه سه سیلندر برای فشار ضعیف و یك سیلندر برای فشار بالا منظور می شود .



كمپرسورهای دورانی :
اجزاء اساسی این كمپرسورهای دورانی سیلندر ثابت , پیستون یا روتور و تیغه (پره ) متحرك است. دو نوع كمپرسور دوار وجود دارد .
غلطكی كه از یك غلطك و یك سیلندر تشكیل شده و محور با همان غلطك ( روتور ) بطور خارج از مركز در داخل سیلندر می چرخد و یك تیغه به كمك متری قسمت مكش و رانش را جدا می كند .
نوع تیغه ای كه روتور و تیغه ها هر دو می چرخند. روتور روی محور خودش می چرخد ولی سیلندر و غلطك هم محور نمی باشند و تیغه ها به علت خاصیت گریز از مركز در حال چرخش بوده و به بدنه سیلندر فشرده می شوند . تراكم در كمپرسورهای دورانی بر اساس كم شدن حجم بین سطح داخلی سیلندر , سطح خارجی روتور و تیغه ها می باشد . كمپرسور های دورانی نوع اول دارای قدرت برودتی كم و معمولاً فریونی بوده و در یخچالها بكار می رود .
كمپرسورهای دورانی بزرگ به كمپرسور فشاری ( بوستری ) معروفند و در سیستم های آمونیاكی دو مرحله ای مورد استفاده قرار می گیرند با مقایسه با كمپرسورهای پیستونی دارای ابعاد كمتر و كار آنها متعادل تر است و نبودن سوپاپ ها مكش و رانش باعث كم شدن تلفات هیدرولیكی در این نوع كمپرسور ها می شود و این امر بخصوص در سرمای پائین بسیار مشهود است.( 40 تا 70 ) كمپرسورهای دورانی خیلی كوچك فریــونی بصورت هرمــتیك ( بسته ) ساخته می شوند



ساختمان اجزاء كمپرسورهای دورانی


1 ـ ساختمان تیغه :
تیغه ها ممكن است از آهن , فولاد , چدن , آلومینیوم یا زغال ساخته شده باشند لبه آنها صاف و صیقلی بوده و طول آنها باید اندازة ارتفاع سیلندر باشد .


2 ـ ساختمان سیلندر :
سیلندر كمپرسورهای دورانی از چدن درست می شود . سطح داخلی آن بدقت تراش داده شده و صیقلی می گردد . دریچه ورودی و خروجی روی جدار سیلندر تعبیه می شوند . بر روی صفحة انتهایی سوار و صفحة سوپاپ در خروجی دریچه تخلیه و حتی الامكان نزدیك به محفظه فشار سوار می شود. بوسیله چند پیچ سیلندر به بدنه محكم شده و چند خار سیلندر را در جای مناسب بر روی صفحه نگه می دارد .


3 ـ ساختمان قسمت متحرك :
قسمت متحرك در كمپرسورهای نوع تیغه متحرك جزئی از خود محور است . تیغه ها در شكافهایی كه برای نصب آنها تعبیه شده قرار می گیرند . امتداد تیغه ها در شعاع محور است .
در كمپرسورهای نوع تیغه ثابت , قسمت متحرك شامل غلطكی است كه دقیقاً با قسمت خارج از مركز محور كه جزئی از محور است چفت می شود . در بعضی از این نوع تیغه ثابت به برشی روی غلطك متصل شده كه این امر باعث تماس بهتر پره با لنگ خارج از مركز و آب بندی خوب آن بوده و هم وسیلة مؤ ثری جهت حركت پره در شكاف می شود .


4 ـ ساختمان میله ( محور) :
میله معمولاً از فولاد كوبیده شده یا فولاد با كربـن متــوسط ساخــته شده و آب داده می شود، در كمپرسورهای باز انتهای میلة مخروطی است و در آن شیاری جهت نصب خار نگهدارنده چرخ طیار تعبیه شده است . میله باید كاملاً صاف و صیقلی باشد و با پوسته یاطاقان فاصله ای در حدود012/ 0 میلی متر داشته باشد. انتهای محور بعضی از كمپرسورهای مستقیم یك قطعه اتصال قابل انعطاف دارد كه غیر هم راستایی جزئی محور موتور و كمپرسور را خنثی می كند .


5 ـ ساختمان سوپاپ :
سوپاپ تخلیه بخار از آلیاژ فولاد كربن آب داده شده كه خاصیت فنری پیدا كرده ساخته می شود. پاشنة سوپاپ معمولاً جزئی از یكی از صفحات سر سیلندر است و از همان جنس صفحه و باید به صفحه چسبیده و یا نزدیك باشد تا فضای مرده سرسیلندر كم باشد . بعضی از سوپاپ ها دارای فنر ظریفی هستند كه بهتر بسته شدن دریچه و بیشتر باز شدن سوپاپ را در مواردی كه كمپرسور روغن را از خود عبور می دهد امكان پذیر می سازد .


6 ـ كاسه نمد :
كاسه نمد میل لنگ كمپرسورهای دورانی شبیه كمپرسورهای تناوبی بوده و معمولاً در طرف پرفشار بسته می شود. میله دارای برجستگی است كه یك واشر حلقه ای شیاردار لاستیكی به آن تكیه می كند و یك فنر حلقه ای در شیار واشر قرار دارد كه آنرا بطرف خارج می فشارد تا از چرخش آن با میله جلوگیری كند. در بعضی از انواع یك كاسه نمد فانوسی با یك واشر زغالی یا لاستیكی در داخل فانوس به میل لنگ متصل می شود. این واشر زغالی یا لاستیكی به همراه میله می چرخد .


7 ـ روغن كاری :
در كمپرسورهای دورانی یك لایه نازك روغن در روی سیلندر در غلطك گردان و سطوح تیغه ها باید باشد. روغن تحت تأثیر مكش از طریق یاطاقان اصلی بداخــل سیلنـــدر وارد می شود و سطح روغن تا نیمه یاطاقان را می گیرد. در بیشتركمپرسورهای دورانی روغنكاری تحت فشار انجام می پذیرد و برای این منظور از پمپ جداگانه ای استفاده می شود و در بعضی دیگر از حركت جلو عقب رفتن تیغه در شكافشان به عنـوان پمــپ روغن استــفاده می شود .



كمپر سورهای مارپیچی :
( كمپرسورهای پیستونی در سال 1930 تولید ودر سالهای 1950 و 1960 در اروپا رایج گردید)
كمپرسورهای مارپیچی تشكیل شده از بدنه , دارای شیارهائی اســت كه در دو رتــور با تیغه های دنده ای مار پیچی قرار گرفته اند . رتور هادی با الكتروموتور متصل است و دارای دندانه برآمده پهن می باشد . رتور گردانده شده بوسیله فشار بخار متراكم شــده بحركــت درمی آید و دارای دندانه گرد و نازك می باشد.‌میله گردنده ( رتور) در یك فاصله معینی از چرخ دنده های 7 و 8 نگهداشته می شود . تكیه گاه میله ها یاطاقان های لغزنده یا نوسانی 5 و 6 و یاطاقان اتكائی 4 می باشند . در نزدیك مارپیچ ها آب بندی 9 منظور شده است . مقطع دندانه رتورها را طوری می سازند كه همدیگر را بپوشانند و نه با هم برخورد نمایند. و می نیمم فاصله 1 /0 درصد است . فاصله پروفیل مارپیچی ها باید می نیمم باشد و برای این منظور باید خیلی دقیق تراش و جمع آوری شوند . بخار در اثر تماس دریچه مكش كه در جدار بدنه قرار گرفته است به گودال ( فرورفتگی ) رتورها وارد می شود و عمل مكش وقتی سطح گودال از دریچه دور می شود خاتمه می یابد .



دراثرفرورفتن دندانه یكی ازرتورها درگودال رتور دیگرحجم بخاركم شــده و متراكــم می گردد و در انتهای تراكم بخار با دریچه رانش ارتباط یافته وبه وسیله دندانه های رتور بخار رانده می شود . دریچه رانش در طرف دیگر بدنه مقابل دریچه مكش قرار داشته و سوپاپ در این نوع كمپرسور وجود ندارد .
در كمپرسورهای مارپیچی حفره كارگر بدون سیستم روغن كــاری ساخـته می شود (خشك ) زیرا رتور ها بدون تماس با هم گردش می كنند ولی در بعضی از انواع سطح رتور ها روغن كار می شود و چون روغن فاصله بین رتور ها را تا حدی می پوشاند این امر باعث افزایش نسبت تراكم می گردد و در این صورت می تواند ازخنك كردن بدنه به وسیله آب خودداری نمود .


با مقایسه با كمپر سور های پیستونی تناوبی ودورانی این نوع كمپر سور دارای ابعاد و وزن كمتر بوده و راندمان آن بخاطر نبودن سوپاپ و مقاومت در حفره كارگر بیشتر است در عوض سرعت بسیار زیاد و سیستم روغن كاری مخصوص از معایب كمپرسورهای مارپیچی بشمار می رود .



توربو كمپر سور (كمپرسورهای گریز از مركز) :
( در سال 1920 به وسیله دكتر ویلیس كریر طرح ومورد استفاده قرار گرفت).
توربو كمپر سوردر ماشین ها با قدرت برودتی زیاد و فشار انتهای نسبتاً كم مورد استفاده قرار می گیرد .
تعداد پروانه كمپر سور نشان دهنده مراحل تراكم است . تراكم بخار مبرد در اثر نیروی گریز از مركز با حركت سریع حلقه ها چرخ گردان و تبدیل انرژی جنبشی حاصل از پروانه های چرخ گردان به انرژی پتانسیل در دیفوزور می باشد .
در بدنه كمپر سور چرخ گردانها پروانه ای روی میله ( میل لنگ ) سوار می شوند .
روغن كاری یا طا قانهاو كاسه نمد به وسیله دستگاه مخصوصی كه در باك روغن قرار دارد از طریق پمپ فیلتر وسوپاپ كنترل فشار انجام می گیرد .


توربوكمپرسور خیلی خوب تعادل یافته و با سرعت دورانی زیاد كار می كند . بخار مبرد از طرف میله بطرف پروانه های چرخ گردان گشیده می شود و بر اثر حركت در پره ها بخار سرعت زیادی یافته و تحت اثر نیروی گریز از مركز از پـرده به دیفــوزور ( پخش كننده) می رود و در آنجا بخاطر افزایش مقطع ، سرعت كم شده و فشار افزایش می یابد و با عبور بخار از پروانه های متعدد می توان فشار انتهای تراكم را افزایش داد .
راندمان توربو كمپرسورها بوسیله میله از 100 به 50 درصد تغییر می كند و قبل از پروانه دوم میان بخار مبرد در نظر گرفته می شود .



خواص توربو كمپرسورها نسبت به كمپرسور های پیستونی بشرح زیر است :

1ـ تعادل و آب بندی بهتر بخاطر نبودن نیروی انرسی متغیر .
2ـ نبودن سوپاپ ها و در نتیجه حذف مقاومت .
3ـ حذف شدن خطر ضربه هیدرولیكی احتمالی .
4 ـ ابعاد كوچكتر و وزن كمتر در قدرتهای مساوی .
5 ـ حذف روغن كاری درونی كه در نتیجه آن روغــن به وسایــل تبــادل كننــده نمی رود(كندانسور ـ تبخیر كنند). در عوض استفاده از سیستم روغن كاری مخصوص و الكتروموتور سینكرونی از كمبودهای توربو كمپرسور بشمار می رود .
موارد استفاده از توربوكمپرسورها در ماشینهای مبرد بزرگ در صنایع شیمیایی و نفت و در دستگاههای بزرگ تهویه مطبوع می باشد و معمولاً وقتی از این نوع كمپرسور استـفاده می شود كه حجم بخار ورودی به كمپرسور خیلی زیاد باشد .
مبردهای مورد استفاده در توربو كمپرسورها باید دارای راندمان حجمی كم ( زیاد شدن حجم بخار) و وزنی ملكولی زیاد (افزایش انرژی جنبشی وكم شدن تعداد پروانه) باشند كه این خواص در فریون 11 و 142 و 12 مشاهده می شود .

در مكانهای كه احتیاج به سرمایش زیادی 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.