کمپرسور اینورتر چیست؟

کمپرسورها در دو نوع معمولی و کمپرسور اینورتر تولید می‌­شوند؛ قبل از پرداختن به بررسی کمپرسور اینورتر و این­که کمپرسور اینورتر چیست و چگونه کار می­‌کند، توضیحاتی را در مورد کمپرسور (کمپرسور معمولی) و اینورتر به عنوان دو دستگاه مجزا خواهیم داد و سپس به بررسی و آشنایی با انواع کمپرسور اینورتر می­پردازیم.

کمپرسور چیست؟

کمپرسور (Compressor) یا متراکم کننده یک دستگاه مکانیکی است که از آن برای فشرده کردن گازها استفاده می­‌شود. به عبارتی، کمپرسورها با استفاده از انرژی مکانیکی، سیال را با سرعت به داخل خود مکیده و باعث فشردگی آن می­‌شوند. دمای گازی که به این روش فشرده می‌­شود افزایش پیدا خواهد کرد؛ در نتیجه گاز اولیه تبدیل به گاز پرفشار و متراکمی شده که در صنایع مختلف کاربردهای زیادی دارد.

برای بهره‌­برداری از این گاز متراکم که دمای بالایی دارد، باید دمای آن را به حدی که قابل استفاده باشد، پایین آورد. برای این کار در دستگاه­‌های کمپرسور، لوله­‌های خنک کننده­ای را در مسیر خروجی گاز تعبیه می­‌کنند.

کاربرد کمپرسورها:

کمپرسورها هم در صنعت و هم در مصارف عمومی و خانگی کاربرد گسترده­ای دارند. از جمله کاربردهای این وسیله در مصارف خانگی می­توان از کمپروسرهای هوا برای رنگ پاشی و تنظیم باد لاستیک­‌ها را نام برد. همچنین از شاخص‌­ترین کاربردهای کمپرسورهای برودتی می­توان به استفاده از آن در ساخت انواع یخچال­‌ها و فریزرها اشاره کرد.

به علاوه در صنایع گوناگون هم استفاده از این وسیله مشهود است، از جمله:

• خنک کردن قطعات در مدت زمان ساخت و تولید، به عنوان مثال خنک کردن لوله­های انتقال مواد دارویی و غذایی در کارخانه.
• تأمین هوای متراکم و پرفشار جهت پر کردن سیلندرهای گاز.
• استفاده از کمپرسور در صنایع هواپیمایی جهت تغذیه هوای فشرده موتور توربین.
• استفاده از کمپرسور در علم پزشکی مانند کاربرد آن در دریل‌­های جراحی و دستگاه‌­های برش پزشکی.
• استفاده از کمپرسورها در انواع سیستم‌ها و دستگاه‌های تهویه مطبوع

انواع کمپرسور:

کمپرسورها جهت مصارف گوناگون صنعتی و عمومی طراحی می­‌شوند و بنابراین شامل انواع متنوعی هستند که از نظر ابعاد دستگاه و اجزای داخلی مانند تعداد سیلندر به کار برده شده در آن، نحوه­ی انتقال انرژی و استفاده کوتاه مدت یا طولانی از آن­ها، نیاز به استفاده از روغن یا غیر روغنی و … با هم متفاوت هستند. جنبه­‌ی دیگر تفاوت در کمپرسورها از نظر ظرفیت و قدرت است.

بر اساس معیار انتقال انرژی از دستگاه به سیال، کمپرسورها در دو گروه جای می‌گیرند:کمپرسورهای دینامیک و کمپرسورهای جابجایی مثبت.

• انواع دینامیکی، برای فشارهای پایین مناسب هستند و در آن­ها انرژی دائماً به سیال تزریق می­‌شود. کمپرسورهای دینامیکی خود به دو دسته کمپرسور گریز از مرکز و کمپرسور جریان محوری تقسیم می‌­شوند. در این گروه از کمپرسورها به دلیل این­که فشار ثابت برقرار است، هر تغییری در فشار، بر عملکرد و ظرفیت آن به شدت تأثیر می­گذارد بنابراین به شدت تحت تأثیر محیط بیرون هستند.
• انواع جابجایی مثبت، انتقال انرژی دائمی نیست بلکه به صورت متناوب است و با جریان ثابت کار می­‌کنند. کمپرسورهای جابجایی مثبت شامل دو دسته کلی است، انواع رفت­و­برگشتی (پیستونی) و انواع دورانی.

بر اساس سیستم روان­کاری، کمپرسورها به دو نوع تقسیم می­شوند: کمپرسورهای با روغن و کمپرسورهای بدون روغن.

1. در انواع با روغن: باید به صورت دوره­ای روغن موجود بررسی و تعویض گردد. این انواع دارای وزن بیش­تر و عمر طولانی­‌تر هستند.
2. در تولید کمپرسورهای بدون روغن: از آلیاژهای مخصوصی استفاده می­شود که نیازی به روغنکاری ندارد. وزن این انواع سبک­تر است و در هوای سرد بازدهی بهتری خواهند داشت و هم­چنین برای کارهای سنگین مناسب­تر هستند.

بازدهی سامانه‌­های کمپرسور:

کمپرسورها بعد از پمپ­‌ها، بیش­ترین مصرف انرژی را در صنایع مختلف دارند؛ به طوری که کمپرسورهای هوا ۱۶ درصد و کمپرسورهای سامانه­‌های تبرید ۷ درصد از برق موتورهای صنعتی را مصرف می‌­کنند. از نظر پتانسیل کاهش مصرف انرژی نیز کمپرسورها رتبه دوم را به خود اختصاص داده‌اند که به طور میانگین ۱/۱۷ درصد است.

اینورتر چیست؟

اینورتر یا مبدل برق (Inverter)، یک دستگاه الکترونیکی است که جریان مستقیم (DC) را به جریان متناوب (AC) تبدیل می­‌کند. دلیل این نام­گذاری به خاطر این است که این دستگاه در حقیقت عمل عکس مبدل­‌های برق AC به DC را انجام می­‌دهد.

با کمک اینورترها می­توان بدون آن­که قدرت و گشتاور موتور کاهش پیدا کند، سرعت یک موتور AC سه فاز را کنترل نمود. با توجه به توان موتور، اینورترهایی با ظرفیت­‌های مختلف تولید می­­‌شوند. جریان متناوب تبدیل شده قابلیت این را دارد که بر اساس نیاز در هر ولتاژ و فرکانسی باشد؛ این ویژگی توسط ترانسفورماتورهای مناسب و مدارها کنترل می­‌شود.

خروجی همه­­‌ی اینورترها سه فاز است اما ورودی آن­ها با توجه به توان اینورتر، تک فاز یا سه فاز است.

اینورترها فاقد قطعات متحرک هستند و در گروه گسترده ای از وسیله ها به کار برده می­شوند از جمله منبع تغذیه کامپیوترها، انواع پمپ­‌ها و فن­‌ها و ….

امروزه استفاده از اینورترها بر روی کمپرسورها نیز به دلیل مزایای زیاد آن گسترش بسیار زیادی پیدا کرده است.

مزایای اینورترها:

کاهش جریان راه‌­اندازی: در بیش­تر موارد به این دلیل که انرژی زیادی برای راه­اندازی لازم است، موتوری با توان بالاتر انتخاب می­‌شود که این امر منجر به استفاده­‌ی جریان بیش­تری می­‌شود؛ اما اگر از اینورتر در داخل دستگاه استفاده شود، اینورتر به شکل اتوماتیک این جریان را در حین راه‌­اندازی به میزان لازم افزایش و در حین کار به میزان لازم کاهش می­دهد.

این امر علاوه بر کاهش انرژی مصرفی و هم­چنین صرفه­جویی در هزینه‌­ی برق، باعث افزایش طول عمر مفید موتور خواهد شد.

حفاظت موتور در مقابل اضافه بار: اینورتر به صورت هوشمند میزان بار وارد شده به موتور را تشخیص  داده و متناسب با آن به موتور جریان می­دهد که در اکثر موارد، این جریان از جریان اسمی موتور کم­تر است.

• امکان تغییر سرعت موتور و تغییر جهت حرکت موتور بدون نیاز به کنتاکتور
• قابلیت کنترل از راه دور
• داشتن قابلیت کار موتور در شرایطی که ولتاژ ورودی متغیر است
• جلوگیری از آسیب دیدن موتور در هنگام افزایش ولتاژ
• ایجاد سرعت بیش­تر نسبت به سرعت اسمی موتور
• برنامه­‌ریزی حرکت
• روشن و خاموش کردن موتور بدون نیاز به قطع یا وصل نمودن برق اصلی
• کاهش ضربه­‌های مکانیکی که با افزایش طول عمر مفید قسمت مکانیکی همراه است
• راه­‌اندازی نرم موتور بدون این­که ضربه‌­ای به قسمت­‌های مکانیکی آن مانند گیربکس­‌ها، تسمه­‌ها و … وارد شود
• جلوگیری از گرم شدن و در نهایت سوختن موتور در مواردی که موتور به طور مداوم خاموش و یا راست­گرد و چپ­گرد می‌­شود.

قابلیت اتصال انکدر به اینورتر: این قابلیت باعث می‌­شود که دور یک موتور با دور موتور دیگر یکسان گردد؛ این مسئله در مواردی که لازم است دور موتور با توجه به میزان محصول تولید شده تغییر کند کاربرد دارد.

چرا کمپرسور اینورتر؟

کمپرسور معمولی انرژی لازم جهت حرکت مبرد و افزایش فشار مربوط به آن را با استفاده از جریان برق تأمین می­‌کند، که این قضیه منجر به افزایش مصرف انرژی می­‌شود، اما به هر حال این مصرف انرژی برای این منظور که دما کاهش پیدا کند لازم است.

زمانی که دمای مبرد به میزان کافی پایین آمد، کمپرسور خاموش می­‌شود، چون اگر هم­چنان به کار خود ادامه دهد، دما بیش از حد کاهش پیدا می­‌کند که این امر به هیچ­‌وجه مطلوب نیست. با خاموش شدن کمپرسور، دما شروع به بالا رفتن می­‌کند تا این­که به حالت اولیه برگردد، این حالت باعث می­‌شود که کمپرسور مجبور باشد که با تمام توان کار کند تا دما را پایین بیاورد.

اگر بتوان با روشی سرعت کمپرسور را کنترل کرد که به طور آهسته و پیوسته کار کند، در مصرف انرژی به طور قابل ملاحظه­‌ای صرفه‌­جویی خواهد شد. با استفاده از یک اینورتر بر روی کمپرسور این مشکل به راحتی حل می­‌شود.

اینورتر از نظر لغوی یعنی معکوس کننده و در سیستم­‌های کمپرسوری به معنی سرعت دوران متغیر است، به این معنی که سرعت و چرخش کمپرسور دورانی متغیر است. در حقیقت در کمپرسور اینورتر، با توجه به دما و رطوبت تنظیم شده توسط کاربر، سرعت دوران کمپرسور کم و زیاد می‌شود و هیچ‌وقت کامل خاموش نمی­‌شود؛ یعنی زمانی که به دمای دلخواه رسید، سرعت آن کم شده اما خاموش نمی­‌شود و در این زمان حداقل مصرف برق را دارد، و هنگامی که نیاز باشد دوباره شروع به کار با سرعت بالا می­‌کند.

این ویژگی باعث می­‌شود که کمپرسور با حداکثر توان خود کار نکند که این امر با کاهش مصرف انژی همراه خواهد بود.

• مزیت کمپرسور اینورتر:

1. صرفه‌جویی در مصرف انرژی تا ۵۰ درصد.
2. افزایش عمر مفید قطعات.
3. حذف شوک راه­‌اندازی.
4. عدم نیاز به دستگاه­‌هایی که برای کنترل دبی مکانیکی استفاده می­‌شدند.

• مزایای کاربرد کمپرسور اینورتر در سیستم‌­های تبرید تراکمی:

تبرید تراکی، سیکلی است که در انواع یخچال­‌ها و فریزرها، کولرهای گازی و اسپیلیت‌ها، داکت اسپیلیت‌­ها  و همین­طور چیلرها وجود دارد. از مزایای کاربرد کمپرسور اینورتر در انواع سیکل‌های تبریدی می­توان به نمونه‌­های زیر اشاره نمود:

تولید دمای ثابت و بدون نوسان: کاربرد کمپرسورهای اینورتر چند دور در کولرهای گازی، منجر به صرفه­‌جویی برق تا ۴۰ درصد می­‌شود. زیرا دستگاه به محض رسیدن به دمای مورد نظر، به جای خاموش شدن، دور خود را کم می­‌کند (کمپرسور قابلیت کار کردن با سه دور را دارد و زمانی که به تمام ظرفیت کمپرسور نیاز نباشد می­تواند به صورت هوشمند از یک سوم یا دو سوم توان خود استفاده نماید)، اما در کولرهای اسپیلت با کمپرسور معمولی این قابلیت وجود ندارد و دستگاه از زمان شروع به کار تا زمان خاموش شدن با صد در صد توان خود کار می­‌کند.

دمای پایین­تر و صدای کم­تر: در کمپرسورهای معمولی با توجه به این­که با ولتاژ بالاتری کار می‌­کنند انرژی زیادی به شکل گرما به هدر می­رود و هم­چنین به دلیل دور زیاد و لرزش، صدای بیش­تری نیز تولید می­‌کنند اما این مسئله در کمپرسور اینورتر به دلیل توانایی کار با دور پایین کم­تر است.

عدم استفاده از خازن در کمپرسورهای اینورتر: از دلایل بالا بودن مصرف انرژی کولرهای گازی، استفاده از خازن است. خازن­‌ها در زمان استارت، ولتاژ زیادی را از شبکه دریافت می­‌کند که این مسئله باعث آسیب رسیدن به سایر وسایل برقی می­‌شود (خازن، مسئول ذخیره و تأمین ولتاژ برای کمپرسور است)؛ در مقابل، در کمپرسور اینورتر، سرعت کمپرسور با استفاده از اینورتر و از طریق کنترل فرکانس تنظیم می­‌شود و دیگر نیازی به خازن برای استارت اولیه و کارکرد نیست.

• خنک سازی کمپرسور با لوله گرمایی
• نکات ایمنی برای یک کمپرسور تبرید

مقایسه معایب و مزایای کمپرسور معمولی و کمپرسور اینورتر:

در جدول زیر به طور خلاصه دو نوع کمپرسور معمولی و اینورتر با هم مقایسه شده‌اند:

در آینده اطلاعات بیشتری از نحوه انتخاب یک کمپرسور اینورتر را با شما به اشتراک خواهیم گذاشت.