یکی از انواع مختلف کمپرسورهایی که در سیستم‌های تهویه هوا و سرماساز مورد استفاده قرار می‌گیرد، کمپرسور روتاری است. نام دیگر کمپرسور روتاری کمپرسور پیستونی و دورانی می‌باشد. البته باید گفت که کمپرسورهای روتاری امروزه جای کمپرسورهای پیستونی را گرفته اند.
نحوه عملکرد کمپرسورهای روتاری
کمپرسورهای روتاری از نوع کمپرسورهای چرخشی هستند و دارای مکانیزم جابجایی مثبت می‌باشند. در این کمپرسورها تیغه‌ها ۳۶۰ درجه می‌چرخند و در اثر چرخش آنها عمل کمپرس و مکش ماده مبرد انجام می شود. چرخش کمپرسور باعث می شود که گاز موجود در آن، فشار بسیار بالاتری نسبت به فشاری که لحظه ورود داشته است پیدا کند و همین فشار بالا کمک می‌کند که گاز بتواند با سرعت بسیار زیاد و به صورت پرتابی از قسمت خروجی خارج شود. کمپرسورهای روتاری در مناطقی که فشار هوای بالایی دارند، عملکرد بهینه دارند. ظرفیتی که این کمپرسورها دارند حدود هفت هزار تا ۳۶ هزار بی تی یو می‌باشد.
کمپرسورهای روتاری کار خود را در ۵ مرحله انجام می دهند تا یک سیکل کامل کار انجام شود. این مراحل عبارتند از:
- مرحله شروع: در این فاز، شیرورودی باز می‌شود و پیستون در داخل محفظه سیلندر شروع به حرکت دورانی می‌کند.
- مرحله مکش: زمانی که پره‌ها در داخل محفظه شروع به حرکت دورانی می‌کنند؛ در بخشی از فضای آن خلا ایجاد می‌شود. وجود خلا سبب می‌شود که گاز از شیر ورودی مکیده شود.
- مرحله فشرده سازی و تراکم: در این مرحله گازها پشت شیر تخلیه فشرده می‌شوند. به همین دلیل شیر تخلیه باید بسته باشد و دوران پره‌ها باعث فشرده شدن گاز پشت شیر تخلیه می شود. در نتیجه‌ی این فاز، فشار و دمای سیال بالا می رود.
- مرحله تخلیه: همانطور که از نام این مرحله پیداست، در این مرحله گاز با فشار و دمای زیاد تخلیه می‌شود؛ زیرا در مرحله قبلی فشار و دمای سیال به میزان تعیین شده رسیده است.
- مرحله نهایی: این مرحله که مرحله آخر کار است پره‌ها، در داخل سیلندر ۳۶۰ درجه حرکت کرده‌اند و دوباره به نقطه شروع بازگشته‌اند.
بیشتر بخوانید قدرت مناسب کمپرسور یخچال صنعتی
آشنایی با اجزای کمپرسور روتاری
بخش عمده در ساخت کمپرسور روتاری عبارتند از یک محفظه که مانند سیلندر است و یک پیستون که دوار می‌باشد و درون این محفظه گردش می‌کند. البته قطعات دیگری نیز در کمپرسورهای روتاری وجود دارد ولی مهمترین کارها که کار مکش گاز و فشرده سازی و خروج گاز است را این دو بخش انجام می‌دهند. به همین دلیل است که کمپرسورهای روتاری را کمپرسورهای دورانی پیستونی نیز می‌نامند. فضای داخل سیلندر به دلیل حرکت دورانی پیستون درون آن، به دو بخش تقسیم می‌شود و حرکت دورانی پیستون آن باعث می‌شود که این فضا به صورت پی در پی کاهش و افزایش پیدا کند. در نتیجه این عمل، گاز وارده شده به پیستون به وسیله آن خارج می‌شود. از طرف دیگر از لوله ورودی مکش گاز انجام می شود.
سرعت دوران و تعداد پره‌های سیلندر مولفه‌های هستند که کمپرسورهای روتاری بر اساس آن دسته بندی می‌شوند. سرعت دوران می‌تواند به صورت ثابت یا متغیر در کمپرسورهای روتاری تعریف شود که نوع آن با توجه به نیاز فرایند مشخص می شود.
یکی از اجزای موجود در کمپرسورهای روتاری پیستون‌های دوار یا همان پره‌ها هستند که در داخل سیلندر قرار دارند و اعمال مکش و فشرده سازی و تخلیه را سبب می‌شوند. تعداد این کمپرسورها می‌تواند یک یا چند عدد باشد که ظرفیت کمپرسور تعداد آنها را مشخص می کند. اجزای دیگری که در کمپرسور روتاری وجود دارند عبارتند از لوله تخلیه، یاتاقان‌ها که شامل یاتاقان کف و یاتاقان اصلی می‌شود، لوله مکش یا ورودی، آکومولاتور، روتور، استاتور، پره جداکننده، میل لنگ و مافلر. هریک از این اعضا در کمپرسورهای روتاری وظیفه خاصی بر عهده دارند. برای مثال میل لنگ به روتور کمک می‌کند تا به حرکت در بیاید و سبب شود که پیستون دوران کند. یا برای مثال سیلندر توسط پره جدا کننده به دو بخش مجزا تقسیم می‌شود و باعث می‌شود که گاز فشرده به بخش دیگر نشت نکند.
مزایای استفاده از کمپرسورهای روتاری
برای آگاهی از فواید کمپرسورهای روتاری باید آنها را با کمپرسورهای پیستونی مقایسه کنید. زیرا امروزه کمپرسورهای روتاری نسبت به کمپرسورهای پیستونی بیشتر استفاده می‌شوند. مزایای استفاده از کمپرسورهای روتاری عبارتند از:
- بالا بودن بازدهی کمپرسور:کمپرسورهای روتاری نسبت به کمپرسورهای پیستونی دارای بازدهی بالاتری هستند. علت بالا بودن این بازدهی، کم بودن میزان اتلاف در شیر تخلیه و استفاده بیشتر از فضای سیلندر است.
- لرزش و سروصدای کمتر: لرزش و سر و صدا در کمپرسورهای پیستونی بسیار زیاد است اما از آنجایی که کمپرسورهای روتاری دارای قطعات اضافه نیستند و نیاز نیست که حرکت از دورانی به خطی در آنها تغییر پیدا کند، لرزش آنها به حداقل میزان ممکن تقلیل پیدا می‌کند.
- اندازه کوچک و وزن کم کمپرسورهای روتاری: با توجه به نحوه عملکرد، این کمپرسورها فضای کمتری اشغال می‌کند و از آنجایی که تعداد قطعات آن ها کم است، وزن پایینی دارند. این کمپرسورها نسبت به کمپرسورهای پیستونی حدود ۴۰ درصد کم وزن تر و کم حجم تر هستند.
بیشتر بخوانید نگاهی به کمپرسورهای کامپکت اسکرو
معایب کمپرسورهای پیستونی
مطمئنا هر دستگاهی در کنار مزایایی که دارد معایبی را نیز به همراه دارد. کمپرسور روتاری نیز از این اصل مستثنا نیستند. البته باید گفت معایبی که کمپرسور روتاری دارد در مقایسه با کمپرسورهای پیستونی نیست و این عیب‌ها در مقایسه با کمپرسورهای رده بالاتر خود را نشان می دهد. با این وجود در زیر به چند مورد از معایب کمپرسورهای روتاری اشاره می‌کنیم:
این کمپرسورها دارای ظرفیت پایینی هستند. علت ظرفیت پایین آنها شکل ساختاری آنها می‌باشد. حداکثر ظرفیتی که برای این کمپرسورها معین شده است ۱۸ کیلو وات می باشد.
این کمپرسورها دارای بازدهی پایینی هستند. کمپرسورهای روتاری در مقایسه با کمپرسورهای رده بالاتر به دلیل ایجاد فضای کلیرانس و مقاومت شیر تخلیه، بازدهی پایینی دارند.
این کمپرسورها در دستگاه‌های تهویه با محدودیت‌هایی روبرو هستند. برای مثال آنها برای این که عملکردی بهینه داشته باشد به فشار هوای زیادی نیاز دارند به همین دلیل در مناطقی که شرجی است یا هم سطح با دریا است است قابل استفاده نیستند.
بیشتر بخوانید کمپرسور فراسکلد چیست