کمپرسور یا متراکم کننده چیست؟

کمپرسور یا متراکم کننده چیست؟ کمپرسور  یا متراکم کننده می‌توانند برای فشرده کردن گاز یا مایعات به کار رود. البته در حالت دوم به آن پمپ می‌گویند. در برخی دستگاه‌ها و ماشین‌آلات، کمپرسورها وسایلی هستند که توسط آن ها هوا فشرده شده و سپس به سمت قسمت احتراق هدایت می‌شود. انواع گوناگونی از کمپرسور وجود دارد که برای مصارف صنعتی و عمومی طراحی شده‌اند. بد نیست بدانید که حتی پمپ آکواریوم که برای وارد کردن هوا به آکواریوم ماهی‌ها استفاده می‌شود نیز یک نوع کمپرسور است. از کمپرسورها برای فشرده کردن گازها استفاده می‌شود. در حقیقت کمپرسورها وسایلی هستند که با صرف انرژی مکانیکی فراوانی، گاز را با سرعت به درون خود مکیده و سپس آن را فشرده می‌سازند. در اثر این عملیات، دمای گازی که فشرده می‌شود نیز افزایش می‌یابد. معمولاً گاز پر فشار خروجی از کمپرسورها را از یک سیستم خنک‌ کننده عبور می‌دهند تا دمای گاز دوباره به حد معمولی باز گردد.

چه نوع کمپرسوری باید انتخاب کنید؟

کمپرسور پیستونی چیست؟

کمپرسور اسکرو چیست؟

کمپرسور روتاری وین چیست؟

چگونه یک کمپرسور هوای صنعتی مناسب انتخاب کنیم؟

چه سایزی برای کمپرسور باید استفاده کرد؟

قدرت کمپرسور در جریان هوا

کاربرد کمپرسور کمپرسور یا متراکم کننده

خرید کمپرسور یا متراکم کننده آبادیزل

چه نوع کمپرسوری باید انتخاب کنید؟

کمپرسور ها در چند نوع مختلف وجود دارند و هرکدام کاربرد های خاص خود را دارند که ما در ادامه به انواع آن ها و تعریف کمپرسور یا متراکم کننده چیست؟ می پردازیم.
1- کمپرسورهای جابه جایی مثبت (Positive Displacement)
2- کمپرسورهای گریز از مرکز (Centrifugal Compressors) که کمپرسورهای دینامیک (Dynamic Compressors) هم نامیده می شود.

اکثر کمپرسورها از نوع جا به جایی مثبت هستند. یعنی طی مکانیزمی حجم هوا کاهش می یابد تا فشرده شود. این کمپرسورها معمولا با موتورهای الکتریکی تغذیه می شوند.

کمپرسور پیستونی چیست؟

(Piston compressors) این کمپرسورها می توانند تک سیلندری باشند. فشار آنها تا ۱۰ بار است. آن ها ممکن است چند مرحله ای (multi-stage) نیز باشند که قادرند فشار را پله به پله تا ۴۰۰ بار افزایش دهند. این نوع کمپرسور ها معمولا از مابقی قیمت مناسب تری دارند. اگر به دنبال کار متناوب هستید می توانید این نوع کمپرسور را انتخاب کنید: سیکل کار (Duty Cycle) نهایتا ۶۰ درصد است، این یعنی فقط برای ۳۵ دقیقه در ساعت قادر به کار هستند. منبع هوای فشرده باید در رابطه با میزان جریان تخمینی، کافی باشد که لازم نباشد کمپرسور بیشتر از این حد کار کند.
عیب دیگر این نوع کمپرسور این است که ممکن است از آن مقداری روغن همراه با هوای فشرده شده خارج شود. اگر هوای پاک می خواهید باید از سیستم فیلتر کننده و یا کمپرسور فاقد روغن (Oil-free compressor) استفاده کنید. (مثلا برای کاربرد های الکترونیکی، داروسازی، صنایع غذایی و یا اتاق های تمیز (Clean Room)) کمپرسورهای پیستونی نسبتا پر سر و صدا هستند، و این امر باعث ناراحتی افرادی که اطراف آن کار می کنند می شود.

کمپرسور اسکرو چیست؟

(Screw compressors) این نوع کمپرسور در صنعت رایج ترین هستند. این کمپرسور به جای پیستون از پیچ حلزونی (مارپیچ) استفاده می کند. فشار به دست آمده بین ۵ بار برای مدل تک سیلندر و ۱۳ بار برای مدل های multi-stage می باشد. این نوع کمپرسور معمولا جریان چشمگیر و سطح کمپرس بالایی با یک single stage ارائه می دهد. این امر تولیدکننده را قادر می سازد که در مقایسه با کمپرسورهای پیستونی ابعاد کمتری عرضه نماید. در حالی که کمپرسورهای پیستونی برای ارائه همان میزان فشار باید multi-stage باشند.

سطح کار این کمپرسورها ۱۰۰ درصد است. به همین خاطر قادرند به صورت مستمر کار کنند. برخی کمپرسورهای اسکرو سرعت های مختلفی دارند. می توان سرعت چرخش آنها را با توجه به هوای فشرده مورد نیاز تطبیق داد تا انرژی را بهینه کرد.

برای کسب اطلاعات بیشتر راجع کم کردن صدای کمپرسور باد به مقاله مراجعه کنید.

کمپرسور روتاری وین چیست؟

(Rotary vane compressors) وین صفحه ای است که در روتور خارج از مرکز سرازیر می شود و باعث فشردگی هوا می شود. بهینگی مصرف این کمپرسورها تقریبا خوب است. این کمپرسورها در مقایسه با سایر کمپرسورها که تکنولوژی دیگری دارند، تقریبا فشرده هستند. برای فشار و میزان جریان مشابه، این کمپرسورها سرعت گردش کمتری از کمپرسورهای اسکرو دارند و این باعث می شود فرسایش و پارگی (آسیب) قطعات و همین طور نیاز به نگهداری کاهش یابد. این امر منجر به عمر بیشتر کمپرسور می شود.
این کمپرسورها در زمینه های مختلفی مثل چاپ، کار با چوب، و یا بسته بندی کاربرد دارند. در صنایعی مثل بخش انرژی یا پزشکی که هوای پاک لازم است، مدل های فاقد روغن زیادی موجود می باشند.
نوع دوم، کمپرسور سانترفیوژ (دینامیک) است. در این کمپرسورها با چرخش پروانه جریان شعاعی هوا به داخل دستگاه کشیده می شود. این روش مثل روش توربوشارژرهای استفاده شده در صنعت اتومبیل سازی، می باشد.
این کمپرسورها معمولا وقتی استفاده می شوند که میزان جریان بالا و نیز فشار بالا به صورت مستمر مورد نیاز باشد. به ویژه در صنایع مربوط به تولید نیرو و نیز صنایع شیمیایی این حالت وجود دارد. این کمپرسورها معمولا مجهز به کاهش دهنده ای هستند که کمک می کند موتور در سرعت بهینه کار کند. این کمپرسورها قادرند جریان m3/h 500000 را برای فشارهای تا ۲۰۰ بار ارائه دهند.

معمولا کمپرسور ها به چند دسته تقسیم می شوند. که انواع آن ها شامل :

کمپرسور ثابت

(Stationary compressors) این دستگاه برای حرکت کردن طراحی نشده است. معمولا خیلی قدرتمند هستند و سطح جریان و فشار بالایی را ارائه می دهند.

کمپرسورهای قابل جابه جایی یا نیمه ثابت

(Transportable compressors) این کمپرسورها معمولا مشابه کمپرسور های ثابت مونوبلاک هستند اما می توان آنها را در محیط های مختلف جابه جا کرد (مثلا محل ساخت و ساز). اساسا این کمپرسورها معمولا برای حرکت چنگال های پالت تراک طراحی می شوند. می توان آنها را به موتور سوخت نیز تجهیز کرد.

کمپرسورهای پرتابل

(Portable compressors) این کمپرسورها اصولا برای استفاده فشرده به کار نمی روند اما این مزیت را دارند که به راحتی جابه جا شوند.

چگونه یک کمپرسور هوای صنعتی مناسب انتخاب کنیم؟

برای انتخاب بهترین کمپرسور هوا باید میزان استفاده با توجه به میزان هوای فشرده مورد نیاز خود را مشخص کنید.

ضمنا باید بدانید که آیا لازم است کمپرسور شما قابل جابه جایی باشد یا اینکه باید در یک مکان ثابت نصب شود؟ در این صورت برای اطمینان از خنک کنندگی بهینه، لازم است مطمئن شوید که آیا کمپرسور به خوبی تهویه می شود یا خیر.

 عنصر مهم دیگری که باید در نظر گرفت زمان مستمر کارکرد کمپرسور شماست. تولیدکننده ها معمولا برای محصولات خود سهم (مقدار) کارکرد مشخص می کنند. مقدار کارکرد مشخص می کند که در هر یک ساعت کمپرسور چه مدت قادر به کار می باشد. کمپرسوری که سیکل کار (Duty Cycle) آن ۳۰ درصد باشد، می تواند فقط ۱۸ دقیقه کار کند و باید به مدت ۴۲ دقیقه خنک شود. اگر چنین کمپرسوری انتخاب کنید باید مطمئن شوید که ۱۸ دقیقه عملیات برای پر کردن تانک هوا با فشاری که مدنظر شماست کافی است.

کمپرسورهای هوا شما را قادر به استفاده از ابزار مختلف پنوماتیک قابل جابه جایی (پرتابل) می سازند، مانند:

Hammers  چکش ها
Nail guns  میخ کوب ها
Air screwdrivers    پیچ گوشتی های بادی
Breakers  بریکر ها
Air blow guns   تفنگ های بادی
Paint sprayers  رنگ پاش ها
Sandblasters  سندبلاست ها

کمپرسورهای هوا ثابت یا قابل حمل، قادرند در صنعت و کشاورزی نیز نقش مهمی ایفا کنند مثلا:

• استفاده ابزار پنوماتیک در خطوط تولید
• بیرون کشیدن قطعات از قالب های تولید
• دمیدن برای شکل دادن به بطری یا carboy ها
• تغذیه سیلندرهای پنوماتیک
• سندبلاست کردن برای آماده سازی نهایی قطعات فلزی
• سم پاشی مصحولات
• تغذیه ماشین های لبنیات
• تهویه گلخانه ها و غیره ..

برای کسب اطلاعات بیشتر راجع کمپرسور باد فندکی چیست و چه کاربردی دارد به مقاله مراجعه کنید.

چه سایزی برای کمپرسور باید استفاده کرد؟

قبل از انتخاب سایز کمپرسور باید حداکثر فشاری که برای تغذیه ابزار یا مدار پنوماتیک خود مدنظر دارید را بدانید. این فشار را می توان آن را با واحد psi، bar یا Pascal مشخص کرد.
بسته به فشار، ممکن است به یک کمپرسور تک مرحله ای (single stage) (حداکثر ۱۳۵ psi یا ۹ bar) یا یک کمپرسور چند مرحله ای (multi-stage) نیاز داشته باشید که فشار را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد (حداکثر ۵۸۰۰ psi یا ۴۰۰ بار).
ضمنا لازم است حداکثر جریان مورد نیاز خود را بدانید.

میزان جریان، نشان دهنده مقدار هوای در دسترس داخل کمپرسور برای تغذیه دستگاه های مختلف که باید به یکدیگر متصل شود، می باشد. که می توان آن را با cfm ، لیتر بر ثانیه (l/s) و مترمکعب بر ساعت (m3/h) نشان داد.
بهتر است حاشیه امنی حدود ۳۰ درصد نیاز تخمین زده شده برای جلوگیری از اتفاقات غیرمنتظره ناخوشایند فراهم کنید و اندازه کمپرسور نیز بیشتر از حد استاندارد نشود.

برای کسب اطلاعات بیشتر راجع تفاوت کمپرسور باد روغنی و بدون روغن چیست؟ به مقاله مراجعه کنید.

قدرت کمپرسور در جریان هوا

قدرت کمپرسور به جریان هوای موردنظر و فشار خروجی بستگی دارد. وقتی کمپرسور سطح نیروی بالا دارد اما سطح جریان آن پایین باشد، استفاده ثابت ندارد و هر چند وقت یک بار (به طور متناوب) استفاده می شود و نیز برای خنک شدن نیاز به توقف های طولانی دارد.
کمپرسورها معمولا شامل مخزن هوای فشرده هم هستند که شما را قادر می سازد با توجه به هوای فشرده ی موردنیاز، استارت موتور را تنظیم کنید. باید به خوبی این مخزن را درجه بندی (کالیبره) کنید که موتور یکسره کار نکند. برخی کمپرسورها مخزن عمودی دارند که باعث می شود در فضاهای کم، جای کمتری گرفته شود.

دما

«قانون چارلز» (Charles’s law) می‌گوید:

وقتی گاز فشرده می‌شود، درجه حرارت آن افزایش می‌یابد.

سه حالت ممکن است بین دما و فشار در یک حجم معین گاز تحت فشرده‌سازی به وجود آید.

«هم‌ دما» (Isothermal) دمای گاز در طول فرایند ثابت نگه داشته می‌شود زیرا انرژی داخلی ثابت است و به همان اندازه که کار مکانیکی جهت فشرده‌سازی به سیستم اضافه می‌شود، به عنوان گرما حذف می‌شود. در فشرده‌سازی ایزوترمال (انبساط) یک سطح بزرگ مبدل حرارتی، یک حجم کوچک گاز یا مقیاس طولانی‌مدت ملاک است. با استفاده از ابزارهای در دسترس واقعی، فشرده‌سازی ایزوترمال معمولا قابل دستیابی نیست. به عنوان مثال، حتی در هنگام پمپ هوا به داخل یک تایر دوچرخه، هوا گرم می‌شود.

«آدیاباتیک» (Adiabatic) در این فرآیند، هیچ گرمایی به سیستم اضافه و یا از آن خارج نمی‌شود، بدین معنا که تمام کار مکانیکی فشرده‌سازی باعث افزایش انرژی داخلی به صورت افزایش دما یا فشار گاز است. فشرده‌سازی یا انبساط آدیاباتیک با استفاده از یک عایق خوب در یک حجم بزرگ گاز یا انجام فرایند در یک مقیاس زمانی کوتاه (یک سطح قدرت بالا) به دست می‌آید. در عمل همیشه یک مقدار مشخصی از جریان گرما به وجود می‌آید، زیرا ساخت یک سیستم آدیاباتیک کامل نیاز به عایق کردن کامل تمام قسمت‌ها دارد.

«پلی تروپیک» (Polytropic) در این مورد فرض می‌شود که گرما ممکن است وارد سیستم یا از آن خارج شود و کار شفت ورودی می‌تواند به صورت افزایش فشار (معمولا کار مفید) و افزایش دمایی بالاتر از دمای آدیاباتیک ظاهر شود. پس بازده چرخه، نسبت افزایش دمای تئوریکی (آدیاباتیک) به واقعی (پلی تروپیک) در نظر گرفته می‌شود.

فشرده‌سازی مرحله به مرحله

از آنجایی که فشرده‌سازی گرما تولید می‌کند، خنک‌سازی گاز فشرده بین مراحل باعث افزایش راندمان و فشرده‌سازی هم‌دما می‌گردد. خنک‌سازی بین مرحله‌ای باعث مقدار کمی تقطیر می‌شود که با استفاده از شیرهای تخلیه مایع به بیرون ارسال می‌گردد. «فلایویل» (flywheel) کمپرسور ممکن است توسط یک فن خنک‌کننده به حرکت درآید. به عنوان مثال در یک کمپرسور معمولی غواصی، هوا در سه مرحله فشرده می‌شود. اگر هر مرحله دارای نسبت فشرده‌سازی 1 به 7 باشد، کمپرسور می‌تواند 343 بار فشار اتمسفری (343=7*7*7) را تولید کند.

محرک‌های اولیه

گزینه‌های زیادی برای محرک‌های اولیه کمپرسور یا موتورهای محرک کمپرسور وجود دارد.

1.  توربین‌های گاز که محرک کمپرسورهای جریان محوری و گریز از مرکز هستند و در واقع قسمتی از «موتور جت» ( jet engines) به حساب می‌آیند.
2. «توربین‌های بخار» (Steam turbines) یا «توربین‌های آب» (water turbines) که می‌توانند برای کمپرسورهای بزرگ استفاده شوند.
3. موتورهای الکتریکی منابع ارزان و کم‌صدایی برای کمپرسورهای ثابت هستند. موتورهای کوچک، مناسب وسایل الکتریکی خانگی جریان متناوب تک فاز در نظر گرفته می‌شوند. موتورهای بزرگ‌تر تنها می‌توانند در جایی استفاده شوند که منبع جریان متناوب سه فازی در دسترس باشد.
4. موتورهای دیزلی یا موتورهای بنزینی برای کمپرسورهای قابل حمل مناسب هستند.

برای کسب اطلاعات بیشتر راجع راندمان سیستم‌های مختلف کمپرسور به مقاله مراجعه کنید.

کاربرد کمپرسور کمپرسور یا متراکم کننده

کمپرسورهای گاز کاربردهای مختلفی دارند که در آن‌ها فشار بالا یا حجم کمتری از گاز همچون موارد زیر مورد نیاز است.

1. در خط لوله حمل‌ونقل گاز طبیعی پالایش یافته برای انتقال گاز از تولید به مصرف

2. در پالایشگاه‌های نفت، پالایشگاه‌های گاز، پتروشیمی‌ها و شرکت‌های شیمیایی و موارد صنعتی بزرگ برای فشرده‌سازی گازهای خروجی
3. در تجهیزات تبریدی و تهویه مطبوع برای انتقال حرارت از مکانی به مکان دیگر در چرخه‌های تبرید
4. در سیستم‌های توربین گاز برای فشرده‌سازی هوای ورودی احتراق
5. در ذخیره‌سازی گازهای تسویه یا تولید شده در حجم کوچک، سیلندرهای فشار بالا برای استفاده در پزشکی، جوشکاری و دیگر موارد
6. در صنایع مختلف، صنایع تولیدی و فرایندهای ساختمانی برای قدرت بخشیدن به هر نوع ابزار پنوماتیکی
7. در هواپیمای تحت فشار، جهت فراهم نمودن فشاری بالاتر از فشار محیط
8. در برخی از موتورهای جت مانند «توربوجت‌ها» (turbojets) و «توربو فن‌ها» (turbofans) برای تهیه هوای مورد نیاز جهت احتراق سوخت موتور. نیروی مورد نیاز کمپرسور هوای احتراق از توربین جت سیستم می‌آید
9. در «غواصی اسکوبا» (SCUBA diving)، «اکسیژن درمانی هیپرباریک» (hyperbaric oxygen therapy) و دیگر دستگاه‌های توان‌بخشی برای ذخیره گاز تنفسی در حجم کم مانند سیلندر غواصی
10. در ذخیره‌سازی هوای زیردریایی برای استفاده‌های بعدی جهت شناوری
11. در توربوشارژرها و سوپر شارژرها برای افزایش عملکرد موتورهای احتراق داخلی با تغلیظ اکسیژن
12. در حمل‌ونقل ریلی و جاده‌ای برای تهیه هوای فشرده جهت استفاده از وسایل ترمزی یا ترمزهای جاده‌ای و سیستم‌های مختلف دیگر (درها، شیشه جلو اتومبیل، کنترل موتور / گیربکس و غیره)
13. در استفاده‌های مختلفی از قبیل تهیه هوای فشرده برای پر کردن تایرهای پنوماتیک

برای کسب اطلاعات بیشتر راجع انواع کمپرسورهای دینامیکی به مقاله مراجعه کنید.

 امروزه کمپرسورهای مختلفی تولید می شوند که در وسایل خانگی به کار می روند و میزان صدای بسیار کمی دارند.

ما در این مقاله یک تحلیل جامع کمپرسور یا متراکم کننده چیست؟ و کاربرد های آن پرداخته ایم.

امیدوارم که این مقاله مورد پسند و استفاده شما عزیزان قرار گرفته باشه شما می توانید برای خرید یا اطلاعات بیشتر با

کارشناسان ما که تجربه بالایی در این زمینه دارند مشورت کنید. تا از بهترین و مناسب ترین نوع کمپرسور برخوردار شوید.

برای اطلاعات بیشتر با شماره های درج شده در بالای سایت تماس بگیرید.