کمپرسور اسکرو به اسم کمپرسور پیچی یا (screw) شناخته می‌شود؛ که از دو محور مارپیچ برای عمل فشرده‌سازی استفاده می‌کند. میزان نسبت تراکمی این نوع کمپرسور به طول روتور و زاویه حلزونی بستگی دارد. در این مقاله قصد معرفی کمپرسور اسکرو و نحوه کارکرد آن را به شما داریم.
کمپرسور اسکرو ساخت شرکت SRM
کمپرسور اسکرو برودتی ساخت شرکت SRM است که برای اولین باردر سال 1878 طراحی و تولید شد. کمپرسورهایی که در شرکت SRM ساخته می‌شوند دارای دنده زمان‌بندی‌کننده بوده و از نوع کمپرسور خشک می‌باشند. وجود دنده زمان بندی کننده سبب شده که چرخش دنده‌ها در یک زمان واحد صورت گیرد.
در ساختار قبلی این کمپرسور آرایش دنده‌های مارپیچی به شکل سه برجستگی است که در در فشار حدود 20-30 پاسکال در تخلیه کار می‌کنند. دراین حالت به سبب ایجاد فشرده‌سازی، عملکرد کمپرسور کاهش یافته بود و دارای سر وصدای زیادی بود.
برای رفع این مشکل و جهت کاهش صدا و افزایش راندمان واحد تحقیق و توسعه شرکت SRM تغییراتی را در طرح اولیه ایجاد کردند.
عملکرد کمپرسور اسکرو چگونه است؟
نحوه عملکرد این کمپرسور به این صورت است که دندانه‌های این دو مارپیچ نر و ماده، طوری در لابه‌لای یکدیگر دوران می‌کنند. در طول مسیر مارپیچی گاز از یک سمت وارد شده و از سمت دیگر دندانه‌ها خارج می‌شود. گاز از سمتی که بیرون می‌رود به دلیل کوچکتر شدن فضای دندانه‌ها فشرده می‌شود.
کم شدن فاصله بین دندانه‌ها دو مزیت دارد؛ یکی باعث فشرده شدن گاز سرد کننده می‌شود و دیگری از بروز نشتی جلوگیری می‌کند. چنانچه فاصله فضای بین دندانه‌ها زیاد باشد، به سسب بروز نشتی باعث کاهش کارایی و عملکرد کمپرسور می‌شود، همچنین تولید حرارت را افزایش داده و مصرف انرژی بالا می‌رود.
کمپرسور اسکرو در چند مدل تولید می‌شود؟
کمپرسورهای اسکرو در سه مدل بسته (هرمتیک)، نیمه‌بسته (سمی هرمتیک) و باز طراحی و تولید می‌شوند. همچنین این کمپرسورها کاربرد زیادی در سردخانه‌ها و سیستم‌های تهویه مطبوع دارند.
ساختار کمپرسور اسکرو چگونه است؟
در ساختار جدید کمپرسور اسکرو، مارپیچ نری با گوشواره یا Lobe و مارپیچ مادگی با 6 محفظه مقعر ساخته شد، همچنین فضای فشرده‌سازی حذف و زاویه پیچش حلزونی نیز زیاد در نظر گرفته شد. در نتیجه این تغییرات باعث افزایش نسبت تراکم و بازدهی کمپرسور را فراهم نمود.
برای کنترل ظرفیت در ساختار کمپرسور اسکرو یک پیستون و یک اسلاید والو به کار رفته است. در نتیجه به حرکت درآمدن پیستون و جلو و عقب رفتن اسلاید میزان ظرفیت کمپرسور تغییرکرده و کنترل می‌شود.
نحوه کنترل ظرفیت کمپرسور به این صورت است که؛ روی بدنه کمپرسور اسکرو چهار شیر برقی نصب شده است. که این شیرها، فشار روغن پیستون و نیروی فنر جهت بازگشت پیستون را تامین می‌کنند. همچنین حرکت پیستون توسط فشار روغن انجام می‌شود. و در نهایت انرژی لازم حرکت اسلاید والو از پیستون تامین می‌شود.
در سیستم‌های برودتی که در آنها از نوع کمپرسور اسکرو استفاده شده، باید از شیرهای انبساط الکترونیکی جهت بالا بردن کارایی و کاهش ضریب خطای سیستم استفاده شود.
چرا نوع روغن در کمپرسور اسکرو اهمیت دارد؟
در کمپرسورهای اسکرو روغن مورد استفاده اهمیت زیادی دارد؛ و درصورتی که از روغن استاندارد و توصیه شده توسط کمپانی استفاده نشود، موجب خسارات شدیدی به کمپرسور می‌شود. با توجه به نوع سیال سرد کننده و جایگاه روغن، دراین نوع کمپرسورها روغن‌های متفاوتی استفاده می‌شود.
جایگاه روغن در کمپرسور در دو قسمت مکش و تخلیه قرار دارد؛ که عموما جایگاه روغن در کمپرسورهای اسکرو در قسمت تخلیه وجود دارد. بنابراین روغنی که در این نوع کمپرسور استفاده می‌شود باید ویسکوزیته یا گرانروی مناسبی داشته باشد و دارای استانداردهای مدنظر نظر کمپانی باشد. برای آگاهی از اطلاعات روغن مورد تایید کمپانی باید مدارک کمپرسور را مطالعه کنید.
مزایای کمپرسور اسکرو چیست؟
این نوع کمپرسور دارای سیستم کنترل ظرفیت به شکل خطی است. ولی این سیستم در کمپرسورهای پیستونی به شکل پله‌ای است، و در بعضی موارد فقط حالت روشن یا خاموش می‌باشد. همچنین قطعات این کمپرسور بیشتر استاتیک بوده و کمتر قطعات متحرک به کار رفته است. در ادامه مزایای دیگر کمپرسور اسکرو را بطور خلاصه بیان می‌کنیم.
- کمپرسورهای اسکرو نسبت به کمپرسورهای پیستونی، در مصرف انرژی 25 الی 30 درصد راندمان بالاتری دارند.
- درکمپرسورهای اسکرو جریان سیال سرد کننده یکنواخت است.
- این کمپرسور دارای ارتعاشات و صدای بسیار کمتری می‌باشد.
- به دلیل حجمی که دارد، فضای کمتری را اشغال می‌کند.
- به دلیل داشتن صدا و ارتعاش کم، استهلاک در کمپرسور اسکرو بسیار پایین است.
- این کمپرسور می‌تواند با استفاده از تزریق روغن دمای گاز خروجی را کنترل کنند.
معایب کمپرسور اسکرو چیست؟
به دلیل اینکه کمپرسور اسکرو برای ظرفیت‌های کمتر از 20 تن تبرید غیر قابل طراحی و ساخت هستند؛ در نتیجه در ظرفیت‌های برودتی پایین‌تر کمپرسورهای پیستونی محبوبیت بیشتری دارند. در ادامه چند مورد از معایب کمپرسور اسرو را بیان می‌کنیم.
- کمپرسورهای اسکرو نسبت به کمپرسورهای پیستونی قیمت بالاتری دارند
- تعمیرات کمپرسورهای اسکرو تخصصی‌تر است
- این کمپرسورها به علت تعمیرات تخصصی دارای هزینه نگهداری بیشتری هستند
کاربرد کمپرسورهای اسکرو در چیست؟
کمپرسورهای اسکرو همان پمپ بادهای تعمیرگاهی هستند یا کمپرسورهای تولید هوای فشرده پیستونی می باشند. امروزه انواع مختلف کمپرسورها در ظرفیت های مختلف و از فشار مکش بسیارکم (خلاء) تا فشار دهش بسیار زیاد (بیش از ۶٠٠٠ بار) بکارگرفته می شود. این نوع کمپرسورها در شاخه‌های مختلف مثل صنایع ،پزشکی ،لوازم خانگی کاربرد دارد؛ که شامل موارد زیر است.
- در وسایل خانگی (یخچال،فریزر،کولر گازی،جارو برقی)
- تجهیزات پزشکی(دریل های دندان پزشکی،هوای مورد استفاده در بیمارستان ها )
- صنایع هواپیمایی(تامین هوای فشرده برای موتور توربین)
- صنایع (تامین هوای فشرده برای سیستم های پنوماتیکی،میعان گازها ذخیره سازی گاز و…)
طراحی دو نوع کمپرسور اسکرو
1.کمپرسوربدون روغن یا Oil Free Compressor
2.کمپرسورهای روغنی یا Oil Compressor
در کمپرسورهای روغنی برای کاهش اصطکاک بین قطعات ثابت ومتحرک، تزریق روغن به هوای واردشده به کمپرسور صورت می‌گیرد. این تزریق روغن یا (چرب نمودن هوا) سبب می‌شود، همواره فیلم نازکی ازروغن بین قطعات وجود داشته باشد تا عملیات روانکاری داخلی بین رتور و بدنه انجام شود.
هنگامی که فیلتر در خروجی کمپرسور نصب می‌شود، باعث جدا شدن مجددا روغن هوای خروجی شده و به مخزن اصلی برگشت داده می‌شود. هنگام خروج هوا مقداری روغن نیز خارج می‌شود. اگر روغن روی دستگاه‌های مصرف کننده از لحاظ عملیاتی اثرسوئی نداشته باشد، دارای طول عمر وکارائی بالاتری نسبت به کمپرسور بدون روغن می‌باشد. ولی هزینه‌های آن نسبت به کمپرسورهای قبلی ازلحاظ هزینه‌های اولیه و نیاز به سیستم‌های تزریق وجداکردن روغن بالاتر است.
مزایای کمپرسور بدون روغن در مقایسه با مدل با روغن آن
- فرایند گاز کاملا عاری از روغن است
- آلودگی وجود ندارد، بنابراین هر گاز می تواند استفاده شود.
- دارای فشرده سازی جابجایی مثبت است، بنابراین پلیمر گاز و یا گاز کثیف قابلیت فشرده سازی را دارند.
- سرعت روتور بالاتر در مقایسه با مدل با روغن
- آب گرفتگی به دلیل نداشتن آشفتگی روغن در محفظه روتور
- دمای تخلیه به طور معمول به دلیل گرمای فشرده سازی بالا است.
- برای جلوگیری از تغییر شکل گرمای بیش از حد ، خنک کننده مورد نیاز است.
- محدودیت در درجه حرارت تخلیه
جمع بندی بحث کمپرسور اسکرو
در این مقاله د رمورد نحوه کارکرد کمپرسور اسکرو یا پیچی صحبت کردیم. ساختار این کمپرسور را توضیح دادیم و گفتیم که دارای ساختار مارپیچی است که سبب فشرده شدن سیال مبرد می‌شود. به کاربردهای متنوع این کمپرسوراشاره نمودیم و مزایا و معایب آن را بیان نمودیم. در بخش دیگر مقاله گفتیم که این نوع کمپرسور دارای نوع بدون روغن و با روغن است که هریک مزایا و معایبی دارد. درنهایت مزایای کمپرسور بدون روغن نسبت به نوع روغنی مورد بررسی قرار گرفت.
