کمپرسور چیست؟
کمپرسور ها براساس نیاز و کاربردشان در ابعاد مختلف تولید و به بازار عرضه می شوند و با توجه به نحوه کارکرد به سه نوع کمپرسورهای پیستونی، دوار و گریز از مرکز تقسیم می شوند. کمپرسورهای برای ایجاد نیروی مکش لازم برای مکیدن گاز مبرّد از اواپراتور، متراکم کردن گاز و سپس فرستادن آن به کندانسور کاربرد دارند که در فرایند گاز به مایع تبدیل می شود. مکندگی کمپرسور، گاز را از سمت فشار ضعیف به سمت فشار قوی منتقل می کند، حجم گازی که باید متراکم شود براساس میزان جابه جایی پیستون کمپرسور خواهد بود.
کمپرسور فشار ضعیف چیست؟
کمپرسور فشار ضعیف نوعی از کمپرسورهای پیستونی ست. در صنعت‌های کوچک بیشتر از کمپرسور پیستونی و در صنعت های نسبتا بزرگ تا بزرگ از کمپرسور اسکرو استفاده می‌شود.
اجزای کمپرسور
مهم‌ترین اجزای کمپرسور شامل موارد زیر است:
مخزن (Air Receiver)
میکرو فیلتر (Micro Filter)
درایر جذبی (Adsorption Dryer)
درایر تبریدی یا خشک‌کن (Refrigeration Air Dryer)
تله آبگیر و روغن گیر
میکرو تراپ (Micro Trap)
واتر تراب (water trap)
عملکرد کمپرسور
کمپرسورها در ابعاد متنوع ساخته می‌شوند و برحسب نوع عملکرد به انواع پیستونی(رفت و برگشت)، دوار و گریز از مرکز تقسیم می‌شوند. عملکرد کمپرسورها، به این صورت است که نیروی لازم برای مکیدن گاز سردکننده از اپراتور، متراکم کردن گاز و سپس فرستادن آن به کندانسور را فراهم می‌کنند که در آن گاز به مایع تبدیل می‌شود. کمپرسور حجم مشخصی از گاز را با توجه به میزان جا به جایی، از سمت فشار ضعیف به سمت فشارقوی مکیده و منتقل می‌کند. کمپرسور با ایجاد اختلاف فشار، جریان سردکننده را از یک بخش به سایر بخش‌های سیستم برقرار می‌کند.
در اکثر مشاغل مانند آتش نشانی، دندانپزشکی، صنایع مختلف پتروشیمی، کشتیرانی، مواد غذایی و از این قبیل به هوای متراکم و فشرده نیاز دارند که کمپرسورهای باد وظیفه تأمین این هوای فشرده با فضار خاص را بر عهده دارند.
انواع کمپرسور هوا
1- کمپرسور پیستون
2- کمپرسور دیافراگم
3- کمپرسور پیچ مارپیچ یا اسکرو
4- کمپرسور کشویی یا ون
5- کمپرسور فرفره‌ای یا اسکرول
6- کمپرسور لوب دوار
7- کمپرسور گریز از مرکز
8- کمپرسور محوری
کمپرسور رفت و برگشتی یا کمپرسور پیستونی
کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی یا کمپرسور پیستونی، (Reciprocating Compressor) از انوع قدیمی کمپرسورهای صنعتی است. این کمپرسورها از لحاظ نحوه کار، شبیه به محفظه احتراق خودرو هستند؛ با این تفاوت که در لحظه فشرده‌سازی سیال، جرقه و انفجاری صورت نمی گیرد و گاز فشرده شده، باید از شیر خروجی به بیرون هدایت شود.
اولین کاربرد کمپرسور رفت و برگشتی، در ساخت تهویه‌های هوا و یخچال بوده است. اما امروزه کاربردشان بیشتر شده است.
بیشتر بخوانید: بهترین دوربین غواصی
نحوه کارکرد کمپرسور پیستونی
حرکت رفت و برگشتی پیستون‌ها به‌صورت خطی است، ولی نیروی محرکه‌ای که این حرکت خطی را به‌وجود می‌آید، یک میل‌لنگ است که حرکت دورانی دارد. میل‌لنگ به کمک موتور دستگاه به حرکت درمی آید و به‌صورت پیاپی حرکتی دورانی شکل را انجام می دهد. از طرف دیگر، هر پیستون به کمک شاتون‌ها به میل‌لنگ متصل می‌شود. در این صورت، حرکت دورانی میل‌لنگ به حرکت خطی و رفت‌و برگشتی پیستون‌ها تبدیل شده و عملیات مکش، فشرده‌سازی و تخلیه در کمپرسورهای پیستونی انجام می‌شود.
عمل فشرده‌سازی در کمپرسورهای رفت و برگشتی (پیستونی) در سه مرحله انجام می گیرد:
مرحله مکش (suction)
زمانی که در این مرحله سوپاپ کمپرسور باز شود، پیستون به سمت پایین حرکت می‌کند. پس از پایین رفتن پیستون، گاز کم فشار وارد سیلندر می‌شود. این مرحله تا جایی د که پیستون دیگر فضایی برای پایین رفتن نداشته باشد، ادامه پیدا می‌کنئ. به این نقطه، نقطه مرگ کمپرسور رفت و برگشتی گفته می شود.
مرحله تراکم (compression)
پس از این‌که حرکت پیستون کامل شد و به پایین‌ترین حد ممکن رسید، حرکت به سمت بالا را شروع می‌کند. در این حالت شیر ورود و خروج سیلندر بسته است و با حرکت پیستون دما و فشار گاز افزایش پیدا می‌یابد. بالا رفتن پیستون تا جایی ادامه خواهد یافت که دیگر فضایی برای بالا رفتن پیستون نباشد و مجدداً مرگ پیستون اتفاق می افتد.
مرحله تخلیه (discharge)
وقتی دما و فشار گاز به میزان تعیین شده برسد، شیر خروجی سیلندر باز می شود و گاز با فشار بالا به بیرون تخلیه می‌شود. زمانی‌که پیستون به انتهای مسیر سیلندر برسد، سیکل حرکت تکمیل شده است و مجدداً به نقطۀ آغازین باز خواهد گشت.
در کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی فشار تولیدی، تابع نیاز سیستم است و می‌تواند متغیر و قابل تنظیم باشد.
اگر نسبت فشار کمپرسور رفت‌و برگشتی، به گونه ای باشد که دمای خروجی از کمپرسور از حد مجاز عبور کند، در این صورت باید از کمپرسورهای دو یا چند مرحله‌ای استفاده کرد. در زمانی که کمپرسور دارای چند مرحله است، بین مراحل مختلف کمپرسور از خنک‌کن‌های میانی ( آب خنک یا هوای خنک) استفاده می‌شود.
این مدل از کمپرسورها، برای فشار بالا و دبی کم مناسب هستند. ( فشار تا 6000 بار و دبی تا 2000 مترمکعب)
از کمپرسورهای پیستونی می‌توان برای انتقال چند نوع گاز استفاده نمود. به این شکل که از یک سیلندر برای کمپرس کردن یک نوع گاز و از سیلندرهای دیگر برای کمپرس کردن گازهای دیگر استفاده گردد.
دسته‌بندی انواع کمپرسور پیستونی
کمپرسورهای پیستونی با توجه به عملکرد و یا ظرفیت تولید به چند دسته مختلف قابل دسته بندی هستند:
1- براساس ساختار:
کمپرسورهای باز
کمپرسورهای بسته
کمپرسورهای نیمه‌باز
2- براساس ظرفیت:
کمپرسورهای ریز : ظرفیت کمتر از 3.5 کیلووات
کمپرسورهای متوسط :ظرفیت از 23 تا 105 کیلووات
کمپرسورهای بزرگ :ظرفیت بالاتر از 105 کیلووات
3- براساس عملکرد:
دمای بالا
دمای متوسط
دمای پایین
بیشتر بخوانید: تجهیزات هوای فشرده تنفسی آتش نشانی
دسته‌بندی های دیگر كمپرسورهای
كمپرسورها را می‌توان به دو دسته تنه‌ای (مستقیم Trunk) و یا با شافت هادی (Cross head) تقسیم كرد.
كمپرسورهای پیستونی می‌توانند به‌صورت یک طرفه (Single Acting) و یا دو طرفه (Double Acting) ساخته شوند.
بر حسب حضور یا عدم حضور روغن در محفظه تراكم، این كمپرسورها به دو دسته روغن‌كاری شونده (Lubricated) و یا فاقد روغن (Oil Free) تقسیم‌بندی می‌شوند.