کمپرسورهای برودتی چگونه کار میکنند؟

کمپرسور: قلب سیستم تبرید و نحوه عملکرد انواع آن

کمپرسور قلب سیستم تبرید است. کمپرسور به عنوان پمپی عمل می‌کند که مبرد را در سراسر سیستم به گردش درمی‌آورد. حسگرهای دما عملکرد کمپرسور را آغاز می‌کنند. سیستم‌های تبرید از طریق چرخه‌های تبرید مکرر، اجسام را خنک می‌کنند.

پیش از ادامه، در اینجا برخی از اصطلاحاتی که باید با آن‌ها آشنا شوید آورده شده است:

1. کمپرسور: کمپرسور پمپی است که جریان مبرد را امکان‌پذیر می‌سازد. کمپرسور با افزایش فشار و دمای مبرد بخار شده کار می‌کند. انواع مختلفی از کمپرسورها برای کاربردهای تبرید وجود دارد. کمپرسورهای رفت و برگشتی، دورانی و سانتریفیوژ از رایج‌ترین انواع مورد استفاده در واحدهای تبرید هستند.
2. کندانسور (متقطرساز): کندانسور مجموعه‌ای از لوله‌های پیچیده است. در یخچال‌های خانگی، کمپرسور را در قسمت پشتی دستگاه خواهید یافت. کندانسور مبرد بخار شده را خنک کرده و آن را دوباره به مایع تبدیل می‌کند.
3. اواپراتور (تبخیرکننده): اواپراتور جزء خنک‌کننده سیستم تبرید است. این قطعه گرما را از محتویات داخل دستگاه خنک‌کننده جذب می‌کند. در یخچال‌های خانگی، اواپراتور در محفظه انجماد قرار دارد.
4. شیر انبساط: این دستگاه جریان مبرد مایع را کنترل می‌کند. شیر انبساط ترموستاتیک است و به دمایی که شما تنظیم می‌کنید واکنش نشان می‌دهد.

چرخه تبرید

مبرد از کویل اواپراتور به کمپرسور جریان می‌یابد. این جریان فشار خنک‌کننده را افزایش می‌دهد. سپس مبرد بخار شده به کندانسور جریان می‌یابد و در آنجا به مایع تبدیل می‌شود. هنگامی که مبرد به مایع متراکم می‌شود، گرما آزاد می‌کند. این موضوع توضیح می‌دهد که چرا هنگام لمس کندانسور نسبتاً داغ است.

از کندانسور، مبرد به شیر انبساط جریان می‌یابد. در شیر انبساط افت فشار رخ می‌دهد. از شیر انبساط، مبرد به اواپراتور جریان می‌یابد. مبرد مایع گرما را از محیط اواپراتور جذب می‌کند. این گرما باعث تبخیر مبرد مایع می‌شود.

مبرد بخار شده به کمپرسور بازمی‌گردد و چرخه ادامه می‌یابد.

نحوه عملکرد کمپرسورهای مختلف

1. کمپرسور رفت و برگشتی: این کمپرسور از حرکت رفت و برگشتی پیستون برای فشرده‌سازی مبرد بخار شده استفاده می‌کند. نام دیگر کمپرسور رفت و برگشتی، کمپرسور پیستونی است. این کمپرسور شامل یک موتور، یک میل لنگ و تعدادی پیستون است.

   موتور میل لنگ را می‌چرخاند، که سپس پیستون‌ها را به حرکت درمی‌آورد. هر چرخش میل لنگ سه عمل مکش، تراکم و تخلیه را به صورت متوالی انجام می‌دهد. در نتیجه، جابجایی گاز ناپیوسته است و باعث ایجاد لرزش می‌شود.

   کمپرسورهای رفت و برگشتی یک طرفه کمپرسورهایی هستند که مبرد فقط از یک طرف به پیستون نیرو وارد می‌کند. کمپرسورهای دو طرفه از نیروی مبرد در هر دو طرف پیستون بهره می‌برند.

   انواع کمپرسورهای یک طرفه عبارتند از:

   • کمپرسورهای باز
   • کمپرسورهای نیمه‌هرمتیک قابل تعمیر
   • کمپرسورهای نیمه‌هرمتیک پیچی قابل تعمیر
   • کمپرسورهای هرمتیک جوشی

   این کمپرسورهای رفت و برگشتی در دماهای کاری پایین، متوسط و بالا موجود هستند. کمپرسورهای رفت و برگشتی در یخچال‌ها و فریزرهای خانگی (کمپرسورهای هرمتیک جوشی) یافت می‌شوند. در سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع تجاری، از کمپرسورهای نیمه‌هرمتیک و هرمتیک جوشی استفاده می‌شود.

2. کمپرسور روتاری پره‌ای: پره، سیلندر را به بخش‌های مکش و تخلیه تقسیم می‌کند. پیستون‌ها می‌چرخند تا حجم این بخش‌ها را افزایش و کاهش دهند. چرخش مداوم باعث مکش، تراکم و تخلیه گاز می‌شود.

   عملکرد یک کمپرسور روتاری پره‌ای شامل پنج مرحله است: شروع، مکش، تراکم، تخلیه و پایان. هر چرخش میل لنگ تمام این پنج مرحله را انجام می‌دهد.

   کمپرسورهای روتاری پره‌ای در واحدهای تبرید و تهویه مطبوع خانگی و همچنین در پمپ‌های حرارتی یافت می‌شوند.

3. کمپرسور روتاری اسکرو (مارپیچی): این کمپرسور از روتورهای مارپیچی برای فشرده‌سازی حجم‌های بزرگتر مبرد استفاده می‌کند. تراکم توسط موتور و روتورهای نر و ماده انجام می‌شود.

   موتور روتور نر را از طریق میل لنگ می‌چرخاند. روتور نر، روتور ماده را به حرکت درمی‌آورد زیرا روتورها در هم فرو می‌روند.

   روتورهای در هم فرو رونده، مبرد را از طریق درگاه مکش کمپرسور به داخل می‌رانند. مبرد فشرده شده از طریق درگاه تخلیه با فشار بالاتر خارج می‌شود.

   کمپرسور اسکرو با کمپرسورهای رفت و برگشتی بزرگ و کمپرسورهای سانتریفیوژ کوچک رقابت می‌کند. کمپرسورهای روتاری اسکرو در سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع تجاری و صنعتی یافت می‌شوند.

4. کمپرسور سانتریفیوژ: نام دیگر کمپرسور سانتریفیوژ، کمپرسور توربو یا شعاعی است. این دستگاه مبرد را از طریق انرژی جنبشی ناشی از پروانه‌های چرخان فشرده می‌کند. با چرخش پروانه‌ها، آن‌ها مبرد را از طریق پره ورودی به داخل می‌رانند. هرچه سرعت پروانه بیشتر باشد، فشار نیز بیشتر خواهد بود.

   سپس مبرد با فشار بالا از طریق دیفیوزر عبور می‌کند. در دیفیوزر، حجم گاز مبرد با کاهش سرعت آن افزایش می‌یابد. کمپرسورهای سانتریفیوژ انرژی جنبشی مبرد کم فشار با سرعت بالا را تبدیل می‌کنند. نتیجه، گاز پرفشار با سرعت پایین است.

   کمپرسورهای سانتریفیوژ برای کاربردهای خنک‌کاری بزرگ مناسب هستند. کمپرسور سانتریفیوژ یکی از محبوب‌ترین انواع در سیستم‌های تبرید تجاری و صنعتی است.

نحوه عملکرد کمپرسورهای مختلف آن‌ها را برای کاربردهای خاصی مناسب می‌سازد. طراحی همچنین می‌تواند یک کمپرسور را برای کاربردهای دیگر نامناسب کند. ویژگی‌هایی مانند ظرفیت خنک‌کنندگی، قیمت، راندمان و قابلیت اطمینان عوامل کلیدی برای در نظر گرفتن هستند.

کمپرسور نقش محوری در تبرید دارد و شما باید نحوه عملکرد آن را بدانید و درک کنید.