کمپرسور در صنعت تبرید به عنوان قلب سیستم شناخته می‌شود. وظیفه اصلی آن ایجاد اختلاف فشار و به گردش درآوردن مداوم گاز مبرد در چرخه تبرید تراکمی است. در این فرآیند، گازی که در اواپراتور گرمای محیط را جذب کرده است فشرده شده و دمای آن افزایش می‌یابد. این افزایش دما امکان انتقال حرارت در کندانسور و در نهایت ایجاد فرآیند سرمایش را فراهم می‌کند.
انتخاب نوع مناسب کمپرسور تأثیر مستقیم و چشمگیری بر راندمان سیستم، هزینه‌های سرمایه‌گذاری و ساخت، و همچنین قابلیت اطمینان عملکرد کل مجموعه دارد. پس از مطالعه این مقاله به‌خوبی مشخص می‌شود که چرا در انواع تجهیزات خنک‌کننده تولیدی الیما مبدل از مدل‌های مختلف کمپرسور استفاده می‌شود.
دامنه کاربرد کمپرسورها در صنعت تهویه مطبوع و تبرید بسیار گسترده است. این تجهیزات در انواع چیلرها، پکیج‌های خنک‌کننده مخابراتی، سیستم‌های اینرو (In-row cooling) و کولرهای تابلویی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
دسته‌بندی کلی و اصول کاری کمپرسور های تبرید
کمپرسورهای تبرید را می‌توان از دیدگاه‌های مختلفی دسته‌بندی کرد. یکی از مهم‌ترین این دسته‌بندی‌ها بر اساس روش افزایش فشار گاز مبرد است.
۱. کمپرسورهای جابجایی مثبت (Positive Displacement)
در این نوع کمپرسورها، حجم مشخصی از گاز در یک محفظه محبوس شده و سپس با کاهش حجم آن محفظه، گاز فشرده می‌شود. مهم‌ترین انواع این گروه عبارت‌اند از:
- کمپرسورهای رفت و برگشتی (Reciprocating)
در این کمپرسورها از مکانیزم سیلندر و پیستون استفاده می‌شود و عملکرد آن‌ها تا حدی مشابه موتورهای احتراق داخلی است. گاز مبرد توسط حرکت رفت و برگشتی پیستون به داخل سیلندر مکیده شده و سپس با کاهش حجم سیلندر در اثر حرکت پیستون، فشرده شده و به خط لوله خروجی هدایت می‌شود.
- کمپرسورهای دوار (Rotary)
در این مدل از یک روتور یا پیستون دوار برای فشرده‌سازی گاز استفاده می‌شود. مکانیزم فشرده‌سازی از نظر اصول عملکرد شباهت زیادی به کمپرسورهای رفت و برگشتی دارد، اما به جای حرکت خطی پیستون، فشرده‌سازی از طریق حرکت دورانی اجزا انجام می‌شود. این طراحی باعث یکنواخت‌تر شدن فرآیند تراکم و کاهش لرزش دستگاه می‌گردد.
- کمپرسورهای اسکرو (Screw)
در این کمپرسورها فشرده‌سازی توسط دو روتور مارپیچی نر و ماده که در خلاف جهت یکدیگر می‌چرخند انجام می‌شود. گاز در فضای بین این روتورها محبوس شده و با چرخش تدریجی آن‌ها، حجم فضای بین مارپیچ‌ها کاهش یافته و گاز فشرده می‌شود.
- کمپرسورهای اسکرال (Scroll)
در این نوع کمپرسور، یک مارپیچ متحرک در داخل یک مارپیچ ثابت حرکت می‌کند. با حرکت دورانی اسکرال متحرک، گاز به تدریج به سمت مرکز هدایت شده و همزمان حجم آن کاهش می‌یابد و فرآیند تراکم انجام می‌شود. این کمپرسورها از نظر ساختار تا حدی شبیه کمپرسورهای اسکرو هستند، با این تفاوت که یکی از مارپیچ‌ها ثابت و دیگری متحرک است.
۲. کمپرسورهای دینامیکی (Dynamic)
در این دسته از کمپرسورها، افزایش فشار از طریق افزایش سرعت گاز و تبدیل انرژی جنبشی آن به فشار استاتیک انجام می‌شود. در این فرآیند ابتدا گاز در اثر چرخش پروانه یا ایمپلر کمپرسور شتاب گرفته و سرعت آن به شدت افزایش می‌یابد. سپس با ورود گاز به بخش دیفیوزر و افزایش سطح مقطع مسیر جریان، سرعت گاز کاهش یافته و انرژی جنبشی آن به فشار تبدیل می‌شود. این فرآیند مطابق با اصول قانون برنولی در جریان سیالات انجام می‌گیرد.
دسته‌بندی بر اساس ساختار محفظه کمپرسور
کمپرسورها از نظر ساختار پوسته و نحوه قرارگیری الکتروموتور نیز به سه گروه اصلی تقسیم می‌شوند.
- کمپرسورهای هرمتیک (Hermetic)
در این نوع کمپرسورها الکتروموتور و بخش مکانیکی درون یک پوسته فولادی کاملاً بسته و جوش‌خورده قرار دارند. این پوسته به گونه‌ای طراحی شده است که امکان باز کردن آن وجود ندارد و در صورت خرابی، معمولاً کل کمپرسور تعویض می‌شود. به همین دلیل در بسیاری از موارد از این نوع کمپرسورها به عنوان کمپرسورهای یکبار مصرف یاد می‌شود.
البته در برخی کشورها کارگاه‌هایی وجود دارند که پوسته این کمپرسورها را برش داده و با دسترسی به اجزای داخلی، آن‌ها را تعمیر و بازسازی می‌کنند و مجدداً به بازار عرضه می‌نمایند. یکی از مزایای مهم کمپرسورهای هرمتیک، سطح صدای پایین آن‌ها به دلیل بسته بودن کامل پوسته است.
- کمپرسورهای سمی هرمتیک (Semi-Hermetic)
در این مدل، الکتروموتور و مجموعه مکانیکی در یک محفظه مشترک قرار دارند اما این محفظه به وسیله پیچ و مهره بسته شده و امکان باز کردن آن برای تعمیرات وجود دارد. به همین دلیل این کمپرسورها قابل دمونتاژ، عیب‌یابی و تعمیر هستند و در بسیاری از کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- کمپرسورهای باز (Open)
در این نوع کمپرسورها، الکتروموتور در خارج از بدنه کمپرسور قرار دارد و از طریق کوپلینگ یا تسمه به محور کمپرسور متصل می‌شود. این ساختار امکان تعمیر یا تعویض اجزا را به راحتی فراهم می‌کند. با این حال به دلیل باز بودن سیستم انتقال نیرو، این کمپرسورها نسبت به آلودگی‌های محیطی در محل اتصال شفت حساس‌تر هستند و معمولاً سطح صدای بیشتری نسبت به مدل‌های بسته دارند.