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.
- در انواع با روغن: باید به صورت دورهای روغن موجود بررسی و تعویض گردد. این انواع دارای وزن بیشتر و عمر طولانیتر هستند.
- 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:
- صرفهجویی در مصرف انرژی تا ۵۰ درصد.
- افزایش عمر مفید قطعات.
- حذف شوک راهاندازی.
- 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.
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:
کمپرسور معمولی | کمپرسور اینورتر |
مصرف انرژی زیاد به دلیل روشن و خاموش شدن مداوم | مصرف انرژی پایین (حدود ۴۵ درصد صرفهجویی) |
عمر مفید پایین و آسیب به قطعات | عمر بالای قطعات |
صدای زیاد و گاهی آزار دهنده در هنگام شروع به کار | صدای کم |
استفاده از حداکثر توان | کار کردن با توانی متناسب با شرایط |
در آینده اطلاعات بیشتری از نحوه انتخاب یک کمپرسور اینورتر را با شما به اشتراک خواهیم گذاشت.
بدون دیدگاه