آشنایی با انواع مختلف کمپرسورها
کمپرسور ها ابزارهای مکانیکی حیاتی در صنعت هستند که برای افزایش فشار در انواع مایعات یا گازهای قابل تراکم، که رایج ترین آن ها هوا است، استفاده می شوند. این ماشین ها در قلب بسیاری از فرآیندهای صنعتی از تأمین هوای مورد نیاز ابزارهای بادی و رنگ پاش ها گرفته تا سیستم های تهویه مطبوع و انتقال گاز از طریق خطوط لوله، قرار دارند.
کمپرسورها، مانند پمپ ها، به دو دسته اصلی تقسیم می شوند:
- کمپرسورهای جابهجایی مثبت (Positive Displacement)
- کمپرسورهای دینامیک (Dynamic) یا گریز از مرکز (Kinetic/Centrifugal)
اگرچه پمپ ها عمدتاً از نوع گریز از مرکز هستند، اما در کمپرسورها، انواع جابه جایی مثبت (مانند پیستونی و اسکرو) اغلب رایج تر هستند. اندازه آن ها می تواند از واحدهای کوچک قابل حمل برای باد کردن تایرها تا ماشین های غول پیکر توربوکمپرسور در خطوط لوله گاز متغیر باشد.
در این راهنما، با جزئیات کامل، به بررسی انواع کمپرسورهای متداول خواهیم پرداخت.
انواع کمپرسورهای جا به جایی مثبت (Positive Displacement)
این نوع کمپرسورها با به دام انداختن حجم مشخصی از گاز و سپس کاهش فیزیکی آن حجم برای افزایش فشار کار می کنند.
الف) کمپرسورهای پیستونی (Reciprocating/Piston)
کمپرسورهای پیستونی یا رفت و برگشتی، متکی بر حرکت رفت و برگشتی یک یا چند پیستون هستند تا گاز را در داخل یک سیلندر فشرده کرده و از طریق یک سوپاپ به مخزن پرفشار تخلیه کنند.
- کاربرد: این کمپرسورها معمولاً بر اساس فشار مورد نیاز (psi) و دبی (scfm) انتخاب می شوند و می توانند هوای فشرده در محدوده 90 تا 110 psi را برای سیستم های هوای کارخانه فراهم کنند.
- کمپرسور تک مرحله ای و دو مرحله ای: برای دستیابی به فشار هوای بالاتر از یک کمپرسور تک مرحله ای، واحدهای دو مرحله ای استفاده می شوند. در این واحدها، هوا پس از مرحله اول و قبل از ورود به مرحله دوم، از یک اینترکولر عبور می کند تا گرمای تولید شده حذف شود.
- انواع: آن ها به دو صورت روغن کاری شده (Oiled) و بدون روغن (Oil-Free) در دسترس هستند.
ب) کمپرسورهای حلزونی اسکرو (Rotary Screw)
کمپرسورهای اسکرو، ماشین های دوار هستند که با استفاده از دو روتور مارپیچی که در خلاف جهت هم می چرخند و حجم فضای بین خود را کاهش می دهند، گاز را فشرده می کنند.
- مزایا: ظرفیت کارکردن در چرخه کاری ۱۰۰٪ را دارند، لرزش و صدای کمتری نسبت به مدل های پیستونی داشته و هوای تخلیه آن ها بدون ضربان است. این ویژگی ها آن ها را به انتخابی عالی برای کاربردهای ساخت و ساز یا تولیدات مداوم تبدیل می کند.
- انواع: می توانند با روغن یا آب روغن کاری شوند یا به صورت بدون روغن طراحی شوند.
ج) کمپرسورهای اسکرول (Scroll)
کمپرسورهای اسکرول از دو مارپیچ (یکی ثابت و دیگری مداری) استفاده می کنند. با حرکت مارپیچ مداری در مسیر مارپیچ ثابت، حجم فضای بین آن ها کاهش یافته و گاز فشرده می شود.
- ویژگی کلیدی: به دلیل عدم تماس فیزیکی مارپیچ ها، این کمپرسورها ذاتاً بدون روغن هستند و در سیستم های تبرید پایین تر و کمپرسورهای تهویه مطبوع خانگی و همچنین صنایع حساس به هوای تمیز (مانند پزشکی، الکترونیک و داروسازی) بسیار محبوبند.
د) سایر انواع جا به جایی مثبت
- کمپرسورهای دیافراگمی (Diaphragm): یک طراحی رفت و برگشتی تخصصی که از یک دیسک انعطاف پذیر (دیافراگم) برای فشرده سازی استفاده می کند. از آنجایی که دیافراگم سیال فرآیند را کاملاً از روانکار جدا می کند، برای مواقعی که هوای بسیار تمیز (آزمایشگاهی و پزشکی) مورد نیاز است، کاربرد دارند.
- کمپرسورهای پره کشویی (Sliding Vane): دارای پره هایی هستند که در یک روتور خارج از مرکز نصب شدهاند. پره ها با چرخش، در امتداد دیواره داخلی محفظه می لغزند و حجم گاز را کاهش می دهند. این مدل ها بی صدا، قابل اعتماد و مناسب چرخه کاری ۱۰۰٪ هستند، اما معمولاً نیاز به روغن کاری دارند.
- کمپرسورهای لوب روتاری (Rotary Lobe / Roots Blower): دستگاه هایی با حجم بالا و کم فشار هستند که به طور دقیق تر به عنوان دمنده (Blower) طبقه بندی می شوند و بیشتر برای انتقال حجم زیاد گاز در فشار پایین استفاده می شوند.
👇لیست محصولات خازن صنعتی بهنیکو
خازن های صنعتی و تجهیزات جبران توان راکتیو
کمپرسورهای صنعتی، به ویژه مدلهای بزرگ و چرخشی، بارهای سنگینی هستند که مصرف برق بالایی داشته و می توانند توان راکتیو زیادی را به شبکه تحمیل کنند. برای بهینه سازی مصرف انرژی، کاهش جرایم مالی (جریمه های توان راکتیو) و افزایش طول عمر تجهیزات الکتریکی، نصب سیستم های جبران ساز توان راکتیو الزامی است. مجموعه بهنیکو با ارائه انواع خازن صنعتی و تجهیزات جانبی، آماده ارائه مشاوره تخصصی و تأمین قطعات مورد نیاز شماست.
انواع کمپرسورهای دینامیک یا جنبشی (Dynamic/Kinetic)
این کمپرسورها با انتقال سرعت بالا به گاز و سپس تبدیل این انرژی جنبشی به فشار، کار می کنند.
الف) کمپرسورهای گریز از مرکز (Centrifugal) یا سانتریفیوژ (High Potential Search Query)
کمپرسور سانتریفیوژ (گریز از مرکز)، پرکاربردترین نوع از کمپرسورهای دینامیک است که برای مدیریت حجم بسیار زیاد گاز در فشار متوسط تا بالا طراحی شده است.
- عملکرد: این کمپرسورها به پروانه هایی مشابه پمپ های گریز از مرکز متکی هستند. پروانه با چرخش سریع، گاز را به سمت بیرون پرتاب کرده و سرعت آن را به شدت افزایش می دهد (انرژی جنبشی). سپس گاز وارد یک پیچش پوششی (Volute) می شود، جایی که سرعت آن کاهش یافته و بر اساس قانون برنولی، فشار آن به شدت افزایش می یابد.
- چند مرحله ای شدن: به دلیل نسبت تراکم کمتری که نسبت به کمپرسورهای جابه جایی مثبت در یک مرحله دارند، از طرح های چند مرحله ای برای بهبود نسبت تراکم استفاده می شود. معمولاً در این مدل های چندمرحله ای، گاز از اینترکولرها بین مراحل عبور می کند.
- کاربرد: این مدل ها به دلیل توانایی در مدیریت جریان های عظیم، در صنایع نفت و گاز، پتروشیمی و تولید برق بسیار حیاتی هستند.
ب) کمپرسورهای محوری (Axial)
کمپرسورهای محوری برای دستیابی به بالاترین حجم هوای تحویلی (تا ۱۳ میلیون cfm در ماشین های صنعتی) طراحی شده اند و ستون فقرات موتورهای جت و توربین های گازی بزرگ هستند.
- عملکرد: در این کمپرسورها، گاز در راستای محور (محوری) جریان می یابد. ابتدا با پره های دوار، سرعت گاز افزایش می یابد و سپس با گذراندن گاز از پره های ثابت و منحنی (دیفیوزر)، سرعت آن کاهش یافته و فشار آن بالا می رود.
- ویژگی ها: این نوع نیز به دلیل نسبت تراکم پایین در هر مرحله، همواره به صورت چند مرحله ای طراحی می شود و راندمان بسیار بالایی در حجم های بزرگ دارد.
ملاحظات انتخاب کمپرسور در محیط صنعتی
در یک محیط صنعتی، انتخاب عموماً بین کمپرسور پیستونی و مارپیچ اسکرو است.
ویژگی | کمپرسور پیستونی | کمپرسور اسکرو (Rotary Screw) |
چرخه کاری | محدود (Duty Cycle): معمولاً ۷۵٪ کارکرد و ۲۵٪ استراحت (به دلیل تولید گرمای زیاد) | ۱۰۰٪ مداوم (Continuous): برای کار مداوم مناسب است. |
تعمیر و نگهداری | ساده تر، اما مکررتر | کمتر، اما تخصصی تر |
تغییر اندازه | قابلیت بزرگ کردن اندازه (oversize) بدون نگرانی عملکردی | بزرگ کردن بیش از حد می تواند مشکل ساز باشد، زیرا برای راه اندازی و توقف مکرر مناسب نیست (باید در دمای کارکرد بماند). |
گزینههای قدرت و سوخت
کمپرسورهای هوا ممکن است از منابع مختلفی انرژی بگیرند:
- الکتریکی: رایج ترین نوع، شامل مدل های AC (مانند ۱۲۰، ۲۲۰، یا ۴۴۰ ولت) و DC (مانند ۱۲ یا ۲۴ ولت). کمپرسورهای برقی به دلیل سطح نویز صوتی کمتر و حذف دود اگزوز در محیط های بسته ارجح هستند.
- سوخت قابل احتراق: کمپرسورهایی که از موتورهای بنزینی یا دیزلی برای کاربردهای سیار (مانند ساخت و ساز) یا محیطهایی که دسترسی به برق مشکل است، استفاده می کنند.
- هیدرولیکی: برخی واحدها به صورت هیدرولیکی تغذیه می شوند تا از مشکلات مربوط به سوخت های قابل احتراق جلوگیری شود.
️ نصب بانک خازنی و خازن گذاری حرفه ای
نصب و راه اندازی بانک های خازنی یک کار تخصصی است که نیازمند طراحی دقیق متناسب با بار و نوع کمپرسورهای شماست. یک نصب غیر اصولی می تواند منجر به نوسانات ولتاژ و آسیب جدی به تجهیزات صنعتی شود. [برای درخواست خدمات نصب بانک خازنی و خازن گذاری توسط تیم متخصص بهنیکو، با ما تماس بگیرید. 01144443988 - 01144443979]
پرسش های متداول (FAQ) در مورد کمپرسورها
۱. تفاوت اصلی بین کمپرسورهای جا به جایی مثبت و دینامیک چیست؟
کمپرسورهای جا به جایی مثبت (مانند پیستونی و اسکرو) با کاهش حجم ثابت گاز برای افزایش فشار کار می کنند و معمولاً برای دبی های کمتر و فشارهای بالاتر استفاده می شوند. در حالی که کمپرسورهای دینامیک (مانند گریز از مرکز و محوری) با افزایش سرعت گاز و سپس تبدیل انرژی جنبشی به فشار کار می کنند و برای دبیهای بسیار زیاد (حجم بالا) در فشار متوسط تا پایین ارجح هستند.
۲. چرا کمپرسور اسکرو نسبت به کمپرسور پیستونی برای کاربردهای صنعتی ارجحیت دارد؟
مزیت کلیدی کمپرسور اسکرو، توانایی کار در چرخه کاری ۱۰۰٪ است؛ به این معنی که می تواند ۲۴ ساعته و ۷ روز هفته بدون نیاز به استراحت (مانند مدل پیستونی) کار کند. علاوه بر این، ارتعاش کمتر و هوای تخلیه بدون ضربان، برای محیط های تولیدی صنعتی مناسب تر است.
۳. منظور از کمپرسورهای "بدون روغن" چیست و در کجا کاربرد دارند؟
کمپرسورهای بدون روغن، گازی (مانند هوا) را تولید می کنند که فاقد هرگونه ذرات روغن روان کننده است. این امر معمولاً از طریق طراحی های خاص (مانند مدل اسکرول یا استفاده از رینگ های خود روان کننده) به دست می آید. این کمپرسورها برای صنایعی که کوچک ترین آلودگی روغنی غیرقابل قبول است، مانند داروسازی، صنایع غذایی، الکترونیک و تجهیزات دندانپزشکی و پزشکی، ضروری هستند.
۴. اینترکولر (Intercooler) در کمپرسورهای چند مرحله ای چه نقشی دارد؟
فشرده سازی گاز حرارت زیادی تولید می کند. اینترکولرها در کمپرسورهای چند مرحله ای (مانند پیستونی یا گریز از مرکز) بین مراحل فشرده سازی قرار می گیرند تا دمای گاز را کاهش دهند. این کار راندمان کلی فشرده سازی را به طور قابل توجهی افزایش می دهد، زیرا گاز سردتر چگالی بالاتری داشته و فشرده سازی آن در مرحله بعدی آسان تر است.
