نکات انتخاب کمپرسور در سیستم‌های تبرید


کمپرسور، موتور یک سیستم تبرید است و مصرف کننده‌ی عمده‌ی توان در این سیستم می‌باشد. در مقاله گذشته با عنوان «آشنایی با انواع کمپرسورهای سیستم‌های خنک کننده و تهویه مطبوع» به بررسی و توضیح هرکدام از انواع کمپرسورهای این حوزه پرداختیم. در این مقاله برخی نکات را اشاره خواهیم کرد تا در هنگام انتخاب یک کمپرسور بدان توجه داشته باشید. با لوگرانو همراه باشید.

۱. انتخاب دستگاهی با بالاترین بازده به نفع شماست

در بیشتر سیستم‌های تبرید، گران‌ترین قطعه را چه از لحاظ قیمت اولیه و چه از نظر هزینه‌های نگهداری، کمپرسور تشکیل می‌دهد. با انتخاب کمپرسوری که برای بار مورد نظر بهترین بازده را داشته باشد بسیار اقتصادی به نظر می‌رسد. مزیت دیگری هم در این بین وجود دارد. پیوند محکمی بین اتکاپذیری کمپرسور و بازده سیستم وجود دارد، بنابراین طراحی و نگهداری یک سیستم پربازده، طبیعتا منجر به انتخاب یک سیستم اتکاپذیرتر خواهد شد.

۲. چگونه درست انتخاب کنیم:

کمپرسور می‌تواند به شکلی نه چندان دقیق با موتور خودرو مقایسه شود. موتور خودرو برای حرکت دادن خودرو سوخت مصرف می‌کند و کمپرسور نیز الکتریسیته مصرف می‌کند تا مبرد را متراکم کرده و پمپ کند. در هر دو مورد انرژی مصرفی متاثر از سه شاخص اصلی می‌باشد:

adbanner
  • موتور ماشین: باری که توسط ماشین حمل می‌شود. به عنوان مثال یک کاروان – ارتفاع تپه‌ای که از آن بالا می‌رود-نوع و اندازه‌ی موتور)
  • کمپرسور سیستم تبرید: بار گرمایی. به عنوان مثال یک سردخانه – ارتقای دما – نوع کمپرسور

جور کردن یک کمپرسور که برای بار گرمایی کاملا مناسب بوده و ارتقای دما را به حداقل برساند مهمترین گام در طراحی یک سیستم با بازده انرژی مناسب به شمار می‌آید.

ما با یک انتخاب مهم و در عین حال گمراه کننده در مورد نوع کمپرسور مواجه هستیم. فرآیند انتخاب همیشه با یک آزمایش دقیق اندازه بار و مشخصات آن آغاز می‌شود. انتخاب یک کمپرسور نامناسب به شکل عمده‌ای موجب کاهش بازده و افزایش هزینه‌های کارکرد می‌شود.

۳- موارد اساسی برای بازده کمپرسور

شاخص اصلی که بر بازده کمپرسورها تاثیر می‌گذارد. ارتقای دما (با نسبت تراکم) است. تا حدودی دمای مکش، روان کاری و خنک کردن نیز نقش خود را بازی می‌کنند.

  • ۱-۳- به حداقل رساندن ارتقای دما

هنگامی بازده بالایی دارد که فشار میدان پایین و فشار تبخیر بالا باشد، به عبارت دیگر کمپرسور در حداقل ارتقای دما و نسبت تراکم کار کند. طراحی خوب سیستم باید این اطمینان را بدهد که فشار میعان حداقل ممکن و دمای تبخیر حداکثر ممکن را دارا باشد.

طراحی یک سیستم با چگالنده و اواپراتور کوچک برای کاهش هزینه‌های ساخت، یک دیدگاه غلط اقتصادی به شمار می‌آید. استفاده از اواپراتور و چگالنده بزرگتر اغلب به معنای استفاده از یک کمپرسور کوچکتر بوده و همیشه هزینه‌های کارکرد را کاهش می‌دهد. مزیت دیگر این کار در این است که کمپرسور اتکا‌پذیرتر خواهد بود زیرا دیگر نیازی به کار کردن سخت نخواهد بود و با دمای تخلیه‌ی کمتری کار خواهد کرد.

  • ۲-۳- پایین آوردن دمای مکش

هرچه دمای گاز هنگام مکش کمتر باشد، ظرفیت سیستم بیشتر خواهد شد بدون اینکه تاثیری در توان ورودی داشته باشد. دماهای تخلیه نیز کمتر شده و در نتیجه اتکاپذیری نیز افزایش خواهد یافت. عایق سازی خط مکش ضروری است.

  • ۳-۳- روان کاری و خنک سازی موثر

کمپرسور نیز همانند موتور خودرو باید به طور موثری روان کاری و خنک شود. روان کاری کم سبب افزایش اصطکاک و دمای یاتاقان‌ها خواهد شد و بازده کمپرسور را کاهش داده و معمولا منجر به خرابی کمپرسور خواهد شد.

۴- ارزیابی انتخاب‌های موجود برای کمپرسور

انواع مختلفی از کمپرسورها، هم به لحاظ نوع محفظه و هم به لحاظ سیستم تراکم در دسترس است. از معمول‌ترین انواع کمپرسور می‌توان به این موارد اشاره کرد:

  • کمپرسورهای رفت و برگشتی یا پیستونی

ماشین‌هایی از نوع جابه جایی مثبت هستند که برای تمام کاربردها موجود می‌باشند. بازده سیستم سوپاپ‌ها در مدل‌های بزرگ بسیار بهبود یافته است. کنترل ظرفیت با حجم خروجی سیلندر انجام می‌شود، روشی که مصرف انرژی را تقریبا به صورت خطی با ظرفیت کاهش می‌دهد.

  • کمپرسورهای اسکرول

ماشین‌هایی چرخشی از نوع جابه جایی مثبت هستند که نسبت حجمی ثابتی دارند. بازده آن ها برای کاربرد در سیستم‌های تهویه مطبوع و تبرید در دمای بالا مناسب است. این نوع کمپرسور فقط برای کاربردهای تجاری در دسترس است و معمولا کنترل ظرفیت درون ساخته ندارند.

  • کمپرسورهای پیچی

درابعاد بزرگ برای کاربردهای تجاری و صنعتی موجودند و عموما ماشین‌هایی با نسبت حجمی ثابت هستند.

adbanner

انتخاب یک کمپرسور با نسبت حجمی نامناسب موجب کاهش عمده در بازده سیستم خواهد شد. کار کردن با بخشی از بار به وسیله تخلیه با یک شیر کشویی و یا شیر بالابند انجام می‌گیرد. در هر دو حالت، بازده سیستم هنگامی که ماشین با تمام بار کار نمی‌کند، نسبت به سیستم کنترل ظرفیت ماشین رفت و برگشتی، پایین می آید.

۱-۴- ارزیابی کمپرسورهای کوچک

برای کمپرسورهایی با توان موتور تا ۵KW کاربردهای بی شماری می‌توان در نظر گرفت از قبیل: سردخانه‌های کوچک نوشیدنی‌ها، سردخانه‌های کوچک، چیلرهای مایع کوچک، کابین‌های دور خنک شونده. کمپرسورهای اسکرول نسبت به کمپرسورهای رفت و برگشتی برای کاربردهای دمای بالا بازدهی بالاتری دارند زیرا آنها به طور عمده برای کاربرد در سیستم تهویه مطبوع طراحی شده‌اند.

کمپرسورهایی با بدنه نیمه بسته معمولا بازده بیشتری نسبت به انواع بسته دارد زیرا نوع نیمه بسته می‌تواند با هوا خنک شده و در نتیجه دمای گاز مکش که باید فشرده شود، کاهش می‌یابد. همچنین موتورهای سه فاز بازده بیشتری نسبت به موتورهای تک فاز مشابه دارند.

۲-۴- ارزیابی کمپرسورهای بزرگ

برای کمپرسورهای بزرگتر انتخاب باید بین کمپرسورهای رفت و برگشتی و پیچی با محفظه‌های باز یا نیمه بسته صورت گیرد. در اینجا، پربازده ترین انتخاب خیلی واضح نیست و برای هر کاربرد، کلیه انتخاب‌ها باید بررسی شوند.

برنامه‌های نرم افزاری تولید کننده‌ها می تواند مقدار ضریب کارآیی را برای انواع مختلف کمپرسور در شرایط کاری متفاوت ارایه دهد. آنها همچنین می‌توانند برای تعیین تاثیر تغییر شرایط کاری روی کارآیی کمپرسور مانند ارتقای دما مفید باشند.

» عواملی که روی کارایی کمپرسور و در نهایت روی انتخاب آن تاثیر می‌گذارند عبارتند از:

  • اندازه کمپرسور: به عنوان مثال معمول‌ترین فشارهای مکش و تخلیه
  • شرایط کاری: به عنوان مثال کمپرسورهای پیچی در نسبت‌های حجمی خاصی، بیشترین بازدهی را دارا هستند.
  • مبرد
  • برای کمپرسورهایی با نسبت حجمی ثابت بسیار مهم است اطمینان حاصل شود که نسبت حجمی انتخاب شده برای رایج ترین شرایط کاری مناسب باشد، اما فشار میعان پایین‌تر همیشه بازده کاری بهتری به دست خواهد داد.

توجه داشته باشید این نوع کمپرسورها در صورتی که به خوبی انتخاب شده باشند برای بارهای شدید مناسب هستند، ولی اگر بار به مقدار زیادی تغییر کند بسیار ضعیف عمل می‌کنند، به عبارت دیگر هنگامی که در ظرفیت‌های پایین تر از شرایط ساخت کار می‌کنند.

این کمپرسورها به سیستم‌های کمکی مانند خنک کننده‌های روغنی و یا پمپ نیاز دارند که مصرف توان این قطعات نیز باید در محاسبات ضریب کارایی در نظر گرفته شود.

۵- تطبیق پیکربندی کمپرسور برای یک بار مشخص

شکل منحی بار باید برای انتخاب بهترین پیکربندی کمپرسور در دسترس باشد. انتخاب‌های متفاوت در عادی ترین شرایط کاری و همچنین در تمام محدوده‌ی بار باید با هم مقایسه شوند. هنگامی که بار سرمایشی زیاد بوده و تغییرات عمده‌ای داشته باشد، انتخاب‌های زیادی برای تطبیق مراحل کمپرسور با بار وجود دارد که شامل موارد زیر است:

  1. یک کمپرسور منفرد بزرگ با امکان کنترل ظرفیت درون ساخته.
  2.  تعدادی کمپرسور کوچک‌تر با اندازه مشابه که برای تطبیق با بار، با هم جمع شده باشند.
  3. تعدادی کمپرسور کوچکتر ولی با اندازه‌های متفاوت که انتخاب شده و جمع آوری شده‌اند تا با بار تطبیق پیدا کنند.
  4. تعدادی کمپرسور کوچکتر که یکی از آنها دارای سیستم درون ساخته‌ی کنترل ظرفیت باشد برای اینکه به شکل دقیق‌تری با تغییرات بار تطبیق پیدا کند.

باید هموار توجه داشت که بازده موارد مختلف به مقدار زیادی متفاوت است و هیچ راه دقیق و سریعی برای انتخاب بهترین حالت وجود ندارد. خاموش کردن یک کمپرسور برای کاهش ظرفیت سیستم مفیدترین راه برای رویارویی با کاهش بار است. بازده کمپرسوری که با سیستم کنترل ظرفیت درون ساخته کار می‌کند همیشه کمتر از زمانی است که با تمام بار عمل می‌نماید.

بنابراین بازده روش‌های مختلف کنترل ظرفیت متفاوت است. به طور کلی، هر روشی که گاز فشرده را دوباره به خط مکش کمپرسور بر می‌گرداند بسیار ضعیف است. هنگامی که کمپرسورهای دارای کنترل ظرفیت را بررسی می‌کنید، موارد مختلف را به دقت مقایسه کنید. کمپرسورها اغلب بزرگتر از مقدار لازم برای یک کاربرد مشخص هستند زیرا ظرایب اطمینان زیادی هنگام محاسبه‌ی بار در نظر گرفته می‌شود.

البته باید این موارد را به حداقل رساند، زیرا کمپرسورهایی که با اندازه‌ی بزرگ‌تر در نظر گرفته می‌شوند، با شاخص توان کمتری کار می‌کنند – موتور هشت سیلندر خورجینی ۳۵۰۰ سی سی را روی خودروی مینی ماینر نمی گذارند!

۶- ایجاد یک برنامه کنترل موثر

صرف‌نظر از پیکربندی کمپرسور انتخاب شده برای برآورده ساختن نیازهای بار، کنترل کمپرسور بسیار مهم است. راهکار کنترل باید طوری طراحی شود که:

  • پربازده‌ترین ترکیب کمپرسورها برای برآورده سازی بار انتخاب شود.
  • حتی الامکان از کار کردن با کنترل ظرفیت درون ساخته‌ی کمپرسور پرهیز شود.
  • از کار کردن کمپرسور با فشار مکش پایین پرهیز شود.

انتخاب کمپرسورهایی با اندازه‌های مختلف و طراحی یک برنامه کنترل مناسب برای اینکه این کمپرسورها بتوانند به خوبی با هم جمع شده و به دقت با عمومی‌ترین باره جور باشند، اغلب پر بازده‌ترین انتخاب است.

برنامه کنترل به خصوص برای کمپرسورهای پیچی بسیار مهم است. یک برنامه کنترل که توان تعدادی ماشین را به طور موازی بالا یا پایین می‌برد، می‌تواند سبب بازده انرژی ضعیفی شود.

۷- حفظ بازدهی کمپرسورها

نگهداری مناسب برای اتکاپذیری و بازدهی سیستم لازم بوده و هزینه‌های مورد نیاز در طول عمر کمپرسور هم به لحاظ انرژی و هم به لحاظ هزینه‌های تعمیر را کاهش می‌دهد. با این وجود، این کاری است که کمتر انجام می شود. بسیاری از مصرف کننده‌های نهایی که به عملکرد سیستم تبرید برای فعالیت‌های خود تکیه دارند، همیشه خودروهایی آماده به خدمت دسترس دارند، ولی هیچ قراردادی برای نگهداری کمپرسورهای سیستم خنک کننده منعقد نکرده‌اند.

برای نمونه یک شرکت توزیع کننده غذاهای سرد و یخ زده دو سال پیش یک برنامه استاندارد نگهداری ارایه داد. این برنامه اجرا شد و تعداد خرابی کمپرسورها که قبل از اجرا ۸ مورد در سال بود به یک مورد در سال کاهش یافت.

» خلاصه و نتیجه‌گیری

هزینه‌های انرژی بر تمام هزینه‌های دوره کاری یک سیستم تبرید حاکم است و کمپرسور عمده‌ترین مصرف کننده انرژی در این سیستم است. هنگامی که یک کمپرسور را به عنوان نیروی محرک یک سیستم انتخاب می‌کنید، باید:

  • مطمئن شوید که ارتقای دما و دمای مکش در حداقل ممکن هستند.
  • کمپرسور را با اندازه بار و منحنی‌های مربوط به آن تطبیق دهید.
  • کمپرسورها را به دقت در شرایط عادی واقعی کار با هم مقایسه کنید
  • از نرم افزار شرکت سازنده برای مقایسه دقیق استفاده کنید.
  • مطمئن شوید که کمپرسورها به خوبی نگهداری می شوند.

وقتی کمپرسورها به دقت انتخاب شوند، مزیت آن نه تنها بازده بالاتر، بلکه اتکاپذیری بالاتر و کسب رضایت مشتری را به دنبال خواهد داشت.

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

هفت − هفت =

    خانهداکت اسپلیتتماس با ما