کمپرسورها

کمپرسورها

کمپرسورهای تراکمی

در چیلرها و تا ظرفیت حدود 100 تن بوردتی، بیشتر از کمپرسورهای ضربه ای استفاده می شود. در این نوع کمپرسور، از پیستون و سیلندر برای متراکم کردن گاز مبرد استفاده می شود. گردش میل لنگ توسط موتور الکتریکی صورت می گیرد. این گردش باعث به حرکت درآمدن پیستون ها در سیلندرها شده و باعث تراکم گاز مبرد می شود.

کنترل این کمپرسورها ساده است. یک کنترل کننده، فشار گاز متراکم شده خروجی از کمپرسور را اندازه می گیرد و چنانچه این فشار از حدی معین بیشتر باشد، خالی کننده Unloader روی کمپرسور را باز می کند. خالی کننده، یک شیر است که راه گاز تحت فشار خروجی از کمپرسور را به ورودی آن باز می کند. بدین صورت فشار مکش کمپرسور افزایش می یابد و اختلاف فشار را کاهش می دهد. این امر باعث کاهش ظرفیت کمپرسور می شود. نقطه تنظیم برای مبردهای R-22 و R-410A اغلب روی فشاری منطبق با 105 درجه فارنهایت دمای کندانس تنظیم می شود.

یک حسگر دما که روی خروجی اواپراتور قرار دارد به شیر انبساط فرمان می دهد. بدین صورت چنانچه این دما از دمای تنظیم شده کمتر شود، شیر انبساط قدری بسته می شود و چنانچه از دمای تنظیم بیشتر شود، این شیر قدری باز می شود. بدین ترتیب ظرفیت اواپراتور تنظیم می گردد. دمای تنظیمی حسگر را اغلب در محدوده 40 درجه فارنهایت در نظر می گیرند.

چیلرهای ضربه ای که بزرگتر از 20 تن برودتی هستند، اغلب دارای چند کمپرسور می باشتد. در انتخاب چیلری با چند کمپرسور باید توجه شود که هریک از کمپرسورها مدار مخصوص خود را داشته باشد تا د ر صورت خراب شدن یکی از کمپرسورها، بتوان آن را از مدار خارج کرد.

کمپرسورهای چرخشی (Rotary)

از چیلرهایی با این کمپرسورها در ظرفیت های 100-1000 تن برودتی استفاده می شود. این کمپرسورها به دو نوع تقسیم می شوند: کمپرسورهای پیچی و کمپرسورهای سانتریفیوژ.

در کمپرسورهای پپیچی دو پیچ وجود دارد که گاز مبرد را در بین خود حبس می کنند و به هنگام گردش این دو پیچ حجم گاز کم شده، متراکم می گردد. گاز متراکم شده سپس وارد کندانسور شده، در آنجا سرد می شود و به مایع تبدیل می گردد.

کنترل ظرفیت کمپرسور پیچی توسط شیر کشویی خاصی انجام می شود. با باز و بسته شدن این شیر مقدار گاز ورودی به کمپرسور افزایش و یا کاهش می یابد به قسمی که می توان ظرفیت کمپرسور را در تناسب با تغییرات بار افزایش یا کاهش داد. برای کنترل ظرفیت کمپرسورهای پیچی همچنین می توان از موتورهای دور متغیر استفاده کرد.

کمپرسورهای سانتریفیوژ

این کمپرسورها از سال های بعد از جنگ جهانی دوم در صنعت تهویه مطبوع به کار گرفته شده اند. کمپرسورهای سانتریفیوژ از طریق افزایش انرژی جنبشی فشار گاز مبرد را افزایش می دهد. در واقع زمانیکه گاز مبرد از کمپرسور خارج می شود و در کندانسور به مایع تبدیل می گردد، انرژی جنبشی آن به فشار استاتیک تبدیل می شود.

کمپرسور و موتور آن در یک پوسته قرار گرفته اند. موتور توسط مایع مبرد که از اواپراتور وارد آن می شود خنک می گردد. گاز سرد پس از خروج از اواپراتور وارد کمپرسور می شود. مقدار گاز مبرد ورودی به کمپرسور از طریق پره های ورودی (inlet vanes) در تناسب با بار تغییر می کند. پره ها چگونگی چرخش و ورود گاز به داخل کمپرسور را تغییر می دهند و از این طریق ظرفیت کمپرسور را در تناسب با بار تنظیم می کنند.

چیلرهای سانتریفیوژ دو نوع هستند: چیلرهای فشار مثبت و چیلرهای فشار منفی. در چیلرهای فشار مثبت از مبردهای R-22 و R-134A استفاده می شود. در چیلرهای فشار منفی از مبرد R-123 استفاده می گردد.

در نوع اول براساس استاندارد ARI، فشار اواپراتور psig 36.6 و فشار کندانسور psig 118.3 است. به این صورت اختلاف فشار در این نوع چیلر سانتریفیوژ psig 81.7 می باشد. در چیلر سانتریفیوژ فشار منفی، فشار اواپراتور psig 5.81- و فشار کندانسور psig 6.1 می باشد. بدین ترتیب اختلاف فشار در این نوع چیلر psig 11.91 می شود.

مقدار جریان جرمی مبرد عبوری از مدار هر دو چیلر حدودا یکی و برابر با  lb/min.ton 3می باشد. با توجه به فشار نسبتا زیادتر چیلرهای فشار مثبت، چگالی مبرد R-134A زیادتر است که باعث چند برابر شدن آهنگ جریان حجمی CFM/ton آن می شود. بدین ترتیب قطر پروانه های کمپرسور چیلرهای فشار مثبت حدود 5 برابر کوچکتر از قطر پروانه های چیلرهای فشار منفی است که با مبرد R-123 کار می کنند.

کمپرسورهایی که با مبرد R-123 کار می کنند، اغلب پروانه هایی به قطر حدود 40 اینچ دارند. موتورها نیز مستقیما به کمپرسور متصل اند و با دور RPM 3600 دوران می کنند. کمپرسورهایی که از مبرد R-134A استفاده می کنند، پروانه هایی با قطر کمتر دارند (حدود 5 اینچ). کمپرسور توسط جعبه دنده به موتور متصل است، بدین ترتیب دور آن زیاد و در حد RPM 30000 است.

قطر زیاد کمپرسورهای فشار منفی محدودیتی را در ساخت آنها به وجود می آورد. به منظور کاهش قطر، در این کمپرسورها اغلب از دو یا سه پروانه که به صورت سری به هم اتصال داده شده اند استفاده می شود. بدین صورت فشار مورد نظر به وجود می آید. hز آنجا که در چیلرهای فشار مثبت، فشار داخل اواپراتور بیشتر از فشار اتمسفریک است، به هنگام نشت از سیستم، مقداری گاز از سیستم خارج می شود و فشار مبرد در چیلر کاهش می یابد. بدین ترتیب راهبر می تواند پس از آگاهی از کاهش فشار، از نشت بیشتر جلوگیری کند. ولی در چیلرهای فشار منفی، فشار داخل اواپراتور منفی است و هرگونه منفذی باعث نفوذ هوا به داخل چیلر می گردد. این امر راندمان چیلر را کاهش می دهد. از این رو در این نوع چیلرها از حذف کننده گازهای غیرقابل تقطیر (Non-Condensable Gases Purge Unit ) استفاده می شود.

به هنگام ورود هوا به داخل چیلر، کمپرسور از سویی کار اضافی انجام می دهد و این گازها را متراکم می کند و از سوی دیگر وجود این گازها در اواپراتور و کندانسور راندمان کلی چیلر را کاهش می دهد. مشکل دیگر رطوبتی است که همراه با هوا وارد چیلر می شود. در داخل چیلر این رطوبت به اسید تبدیل شده، می تواند باعث خوردگی کویل ها و سطوح فلزی گردد.

به هنگام خاموش شدن چیلرهای فشار منفی، برای جلوگیری از نفوذ هوا به داخل چیلر، هیتر الکتریکی داخل اواپراتور روشن می شود و با افزایش دما فشار مبرد را افزایش داده، از نفوذ هوا به داخل آن جلوگیری می کند.

انرژی مورد نیاز چیلرها وابسته به اختلاف فشار بین اواپراتور و کندانسور آن است. بدین ترتیب هر قدر بتوان این اختلاف فشار را کمتر کرد در مصرف انرژی چیلر به همان اندازه می توان صرفه جویی نمود. برای مثال هرقدر دمای آب خروجی از چیلر کمتر شود، راندمان چیلر کمتر می شود. همچنین هرقدر دمای آب ورودی به کندانسور کاهش یابد، راندمان چیلر افزایش خواهد یافت.

برگرفته از کتاب سیستم های هیدرونیک، سرمایش و گرمایش با آب، بهرام خاکپور

توسط |2019-07-27T09:32:46+03:30می 20th, 2019|مطالب کاربردی|بدون ديدگاه

در باره نویسنده :

ثبت ديدگاه