در سیکل تبرید تراکمی، چهار جزو اصلی با اعمال تغییر فاز بر مبرد عمل سرمایش را انجام می‌دهند یا به عبارت دقیق‌تر، حرارت را به بیرون دفع می‌کنند. این چهار وسیله عبارتند از اواپراتور، کندانسور، شیر انبساط و کمپرسور. در واقع، کمپرسور را می‌توانیم قلب سیستم بنامیم. در هر سیکل انرژی لازم برای حرکت مبرد را کمپرسور تامین می‌کند. کمپرسورها انواع مختلفی دارند، از جمله کمپرسورهای پیستونی، روتاری، اسکرال و اسکرو، که هر کدام از آنها مزایا و معایب خود را دارند. در این مقالۀ شرکت سرماسازان ایران قصد داریم در مورد کمپرسور اسکرو که یکی از پرکاربردترین نوع است اطلاعاتی را فراهم کرده و نیز با نحوه کار و مزایا و معایب آن آشنا شویم، پس تا انتهای این مقاله را بخوانید
هر کمپرسور در سیکل تبرید تراکمی دو وظیفه دارد :
سیکل تبرید تراکمی از قطعات مختلفی تشکیل شده است که لوله‌هایی آنها را به یکدیگر متصل می‌کنند. این لوله‌ها و قطعات اصطکاک دارند، بنابراین، برای حرکت مبرد در طول مسیر نیاز به انرژی وجود دارد که این انرژی را کمپرسور تامین می‌کند.
در کندانسور، گاز مبرد که در فاز بخار است باید به مایع تبدیل شود. دمای میعان برای مبرد از دمای محیط کمتر است که طبعا در چنین شرایطی امکان عمل میعان وجود ندارد. در نتیجه، برای این منظور از کمپرسور استفاده می‌شود، زیرا افزایش فشار باعث افزایش دمای میعان خواهد شد. لذا کمپرسور را قبل از کندانسور نصب می‌کنند. بدین‌ترتیب، هر کمپرسوری می‌تواند عمل فشرده‌سازی را انجام دهد. اما این عمل فشرده‌سازی بر حسب نوع کمپرسور به روش‌های متفاوتی انجام می‌شود. در ادامۀ این مقاله نحوه کار کمپرسور اسکرو را بررسی می‌کنیم.
کمپرسور اسکرو که به نام کمپرسور پیچی (screw) هم خوانده می‌شود، از دو محور مارپیچ برای عمل فشرده‌سازی استفاده می‌کند. دندانه‌های این دو مارپیچ نر و ماده، طوری در لابه‌لای یکدیگر دوران می‌کنند که گاز از یک سمت وارد شده و در طول مسیر به دلیل کوچکتر شدن فضای دندانه‌ها فشرده و سمت دیگر خارج می‌شود. فاصله بین دندانه‌ها باید کم باشد زیرا اگر این فاصله زیاد باشد باعث بروز نشتی می‌شود که در نهایت باعث افت کارایی و عملکرد در کمپرسور اسکرو می‌شود. از طرف دیگر، میزان حرارت آن افزایش می‌یابد. این کمپرسورها در طراحی بسته (هرمتیک)، نیمه‌بسته (سمی هرمتیک) و باز تولید می‌شوند و در سردخانه ها و تهویه مطبوع به طور گسترده‌ای استفاده می‌شوند. میزان نسبت تراکمی به طول روتور، زاویه حلزونی در کمپرسور بستگی دارد.
کمپرسور اسکرو برودتی را اولین بار در سال ۱۸۷۸ شرکت SRM طراحی و تولید کرد. کمپرسور طراحی شده توسط این شرکت از نوع خشک و دارای دنده زمان‌بندی‌کننده بوده تا باعث چرخش دنده‌ها در زمان یکسانی بشود. آرایش دنده‌های مارپیچی به این صورت بود که ۳ برجستگی بوده و در فشار حدود ۲۰-۳۰ پاسکال در تخلیه کار می‌کرد. این طرح باعث ایجاد فضای فشرده‌سازی در کمپرسور شده که سر و صدا را افزایش و راندمان را کاهش می‌داد. به همین جهت واحد تحقیق و توسعه شرکت SRM به منظور رفع این مشکل تغییراتی را در طرح اولیه ایجاد کردند. مارپیچ نری با گوشواره یا Lobe و مارپیچ مادگی با ۶ محفظه مقعر ساخته، فضای فشرده‌سازی حذف و زاویه پیچش حلزونی نیز زیاد شد. این تغییرات در نهایت نسبت تراکم و بازدهی کمپرسور را افزایش می‌داد.
کنترل ظرفیت در کمپرسور اسکرو توسط یک پیستون و یک اسلاید والو انجام می‌شود که با به حرکت درآمدن پیستون و جلو و عقب رفتن اسلاید میزان ظرفیت کمپرسور تغییر می‌کند. اسلاید والو انرژی مورد نیاز خود را از یک پیستون دریافت می‌کند. حرکت پیستون توسط فشار روغن و نیروی فنر جهت بازگشت پیستون و فشار روغن پیستون خود توسط چهار شیر برقی که روی بدنه کمپرسور اسکرو نصب شده تامین می‌شود.
در سیستم‌های برودتی که در آنها از کمپرسور اسکرو استفاده شده است، حتی‌الامکان باید برای بالا بردن کارایی و کاهش ضریب خطای سیستم از شیرهای انبساط الکترونیکی استفاده شود.
توجه داشته باشید که روغن در کمپرسور اسکرو اهمیت بسیار بالایی دارد و استفاده نکردن از روغن استاندارد و توصیه شده توسط کمپانی می‌تواند خسارات شدیدی به کمپرسور وارد کند. روغن کمپرسور اسکرو با توجه به نوع سیال مبرد و همچنین جایگاه روغن در کمپرسور متفاوت است. جایگاه روغن در کمپرسور در دو قسمت مکش و تخلیه است. عموماً روغن در کمپرسورهای اسکرو در قسمت تخلیه قرار دارد. به همین دلیل، روغن باید ویسکوزیته یا گرانروی مناسبی داشته باشد و استاندارد توصیه شده توسط کمپانی تولید را داشته باشد. اطلاعات روغن مورد تایید کمپانی را می‌توانید در مدارک کمپرسور بیابید.
در مقایسه با کمپرسورهای پیستونی، کمپرسور اسکرو از نظر مصرف انرژی ۲۵ الی ۳۰ درصد راندمان بالاتری دارند.
در کمپرسورهای اسکرو جریان مبرد یکنواخت بوده و ارتعاشات و صدای بسیار کمتری دارند و فضای کمتری را اشغال می‌کند.
در کمپرسورهای اسکرو از قطعات متحرک کمتری استفاده شده است و بیشتر قطعات آن استاتیک هستند. به همین دلیل استهلاک بسیار پایینی دارد.
در این نوع کمپرسور سیتم کنترل ظرفیت به شکل خطی است، بر خلاف کمپرسورهای پیستونی که به شکل پله‌ای بوده یا حتی در بعضی موارد فقط حالت روشن خاموش است.
کمپرسور اسکرو می‌تواند با استفاده از تزریق روغن دمای گاز خروجی را کنترل کنند.
کمپرسورهای اسکرو نسبت به کمپرسورهای پیستونی قیمت بالاتری دارند و تعمیرات آنها تخصصی‌تر است و لذا هزینه نگهداری نیز بیشتر است. در ظرفیت‌های برودتی پایین‌تر کمپسورهای پیستونی از اقبال بیشتری برخوردارند؛ زیرا کمپرسور اسکرو برای ظرفیت‌های کمتر از ۲۰ تن تبرید غیر قابل طراحی و ساخت است.
در این مقاله ضمن مرروی بر سیکل تبرید تراکمی و آشنایی با نقش کمپرسور در آن کمپرسورهای اسکرو را معرفی کردیم. کمپرسورهای اسکرو در سیستم‌های برودتی با ظرفیت‌های بالا به علت مزایایی که صحبت شد، محبوبیت بالایی دارند. امیدواریم از این مقاله نهایت استفاده را برده باشید.
