چهار مدل اصلی کمپرسور هوا برای مصارف صنعتی
یا به بیان بازاری تر، چهار مدل اصلی کمپرسور باد صنعتی
در ادامه‌ی چهار مدل اصلی کمپرسور هوای صنعتی و مزایا و معایب هرکدام را خواهیم شناخت. همچنین می آموزیم که چطور انتخاب درستی مطابق با نیاز و مصرف خود داشته باشیم.
انواع کمپرسور هوا و چرایی استفاده از آنها
فناوری تراکم یا فشرده سازی هوا قدمتی به بلندای تاریخ متالورژی و حدود ۱۵۰۰ تا ۳۰۰۰ سال دارد. مدلهای نخستین دستی بودند، چندصدسال بعد این مدلها با سیستم‌های مکانیکی جایگزین شده و مقداری اتوماسیون به فرآیند افزوده شد. تقریبا ۲۵۰ سال پیش سیستم‌های هوای فشرده الکتریکی شده و برای تولید انرژی بادی یا اصطلاحا پنوماتیک کاربرد داشتند. در طول دو قرن اخیر پیشرفتهایی در حوزه‌ی طراحی کمپرسور هوا رخ داده و تنوع خوبی از انواع راه‌های تراکم هوا داریم. دو شاخه‌ی اصلی این سیستم‌ها که همگی کمپرسورهای هوای موجود در بازار از آنها تبعیت میکنند کدام است؟
تراکم دینامیکی و تراکم جابجایی مثبت
و از این دو شاخه چهار مدل اصلی کمپرسور هوا عبارتند از:
- کمپرسور جریان محوری (دینامیکی)
- کمپرسور سانتریفیوژ (دینامیکی)
- کمپرسور رفت و برگشتی (جابجایی مثبت)
- کمپرسور روتاری (جابجایی مثبت)
کمپرسورهای تراکم دینامیکی
کمپرسورهای این خانواده متکی بر پدیده‌ی از دینامیک سیالات با نام قاعده‌ی برنولی است (در علوم فنی مهندسی، برنولی و اویلر همه جا هستند). در نتیجه‌ی این قاعده و قانون، هرچه سرعت سیالی افزایش یابد، فشار حاصل از آن سیال کاهش می یابد. به بیان عملی، سیالاتی که یواش‌تر حرکت میکنند، فشاری بیشتر از سیالات سریعتر وارد میکنند. فشار و سرعت سیال رابطه معکوس دارد.
چرا بال هواپیما به شکلی که میشناسیم طراحی میشود؟ به دلیل همین قاعده. بال هوا را مثل شمشیری برش میزند و انحنای بال باعث میشود که هوای بالای بال سریعتر از هوای زیر بال حرکت کند: هوای سریعتر فشار کمتر بالای بال را به همراه دارد. تفاوت فشار هوای بالا و پایین بال هواپیما عامل ارتفاع گیری هواپیماست، عامل نیروی بالابرنده. گازها همیشه از نقاط با فشار بیشتر به نواحی با فشار کمتر حرکت میکنند و این نیروی بالابرنده را شکل داده است.
سیستم فشرده سازی جریان محوری مثل توربین موتور جت کار میکند، تا حد زیادی. هوا از ورودی وارد سیستم شده و با گذر از چندین ردیف از تیغه‌های دورانی که به طور محوری چیده شده اند فشرده شده و در جوار شافت حرکت میکند. شافت هم که یعنی محور! نهایتا جریان هوای محوری از سوی دیگر شافت تخلیه میشود. مزیت کمپرسور محوری، دبی بالاتر هوای فشرده خروجی در قیاس با کمپرسور سانتریفیوژ یا طراحی رادیال است.
در کمپرسور سانتریفیوژ جریان هوا به طور دورانی از تیغه‌ها دور میشود و در طول شافت حرکت نمیکند. هوا از ورودی و با زاویه ۹۰ درجه وارد سیستم شده و با دیسکی که به سرعت میچرخد برخورد میکند. دیسک با تیغه‌های خمیده‌ای پوشیده شده که جریان هوا را در روی دیسک و به شکل دورانی به بیرون هدایت میکند. دیسک چرخان سرعت هوا را بالا میبرد (قاعده‌ی برنولی). هوای گیرافتاده در بین تیغه‌های خمیده فشاری کمتر از فشار هوای ورودی دارد. این اختلاف فشار به جریان هوای فشرده می انجامد و هوای فشرده به سوی دالان خروجی هدایت میشود. کمپرسور سانتریفیوژ در مقایسه با کمپرسور محوری فشار خروجی بالاتری تولید میکند، لیکن دبی هوای فشرده خروجی پایینتر است.
کمپرسورهای جابجایی مثبت
کمپرسور جابجایی مثبت بر پدیده‌ای در دینامیک سیالات متکی است که از آن با عنوان قاعده‌ی بویل یاد میشود. بنا بر قاعده و قانون بویل، برای مقدار ثابتی از گاز ایده‌آلی که در دمایی ثابت نگهداری شود، فشار و حجم رابطه‌ی معکوس دارد. در نتیجه در فضایی بسته، هرچه ابعاد فضا کوچکتر شود، فشار ناشی از گاز بیشتر میشود.
قاعده‌ی فوق بخشی از عملکرد ریه‌های ما را توضیح میدهد. قفسه‌ی سینه و ریه‌ها در مرحله‌ی دم بزرگ میشود و با افزایش حجم قفسه‌ی سینه، فشار هوای داخل ریه کاهش می یابد. همانطور که پیشتر گفته شد گاز از سمت فشار قوی به سمت فشار ضعیف جریان می یابد و در نتیجه‌ی افزایش حجم قفسه‌ی سینه نیز تنفس راحتتر و درون کشیدن هوای بیرون بهتر صورت میپذیرد. برعکس آن با کاهش حجم قفسه‌ی سینه به هنگام بازدم رخ میدهد.
قاعده‌ی بویل دو طراحی برای کمپرسور هوا به ارمغان آورده است: کمپرسور رفت و برگشتی و کمپرسور روتاری.
در کمپرسور رفت و برگشتی با بکارگیری شیر ورودی، حجمی از هوا به درون محفظه کشیده میشود. المنت پیستون از شیر عقب‌نشینی کرده و فضای بیشتری ایجاد میکند که باعث کاهش فشار محفظه میشود. هوا از فضای بیرون که فشار بیشتری دارد به درون محفظه که فشار کمتری دارد سرازیر میشود. به محض اتمام عقب‌نشینی پیستون، پیستون بازگشته، پیشروی میکند و فضای موجود و در اختیار هوا را کاهش میدهد. در نتیجه و مطابق با قاعده‌ی بویل، فشار هوا افزایش می یابد. با اتمام پیشروی پیستون، هوای فشرده با فشار بالا از شیر خروجی تخلیه میشود. مزیتی که کمپرسور رفت و برگشتی ساده بر کمپرسور روتاری دارد ارزانی نسبی و نگهداری نسبتا آسان است. برای پروژه‌های کوچک، گاراژها، تعویض لاستیک و صنایع تولیدی انتخاب اول است.
در کمپرسور روتاری، حجمی از هوا از مجرا یا شیر ورودی به درون مکیده میشود. المنتی چرخان همچون اسکروهای روتاری، وین‌ها یا لوب‌ها در داخل محفظه قرار دارد. المنت‌های روتاری یا چرخان به شکلی طراحی شده اند که حرکت آنها فضای موجود برای هوا را در داخل محفظه کم و زیاد کند. برای مثال در کمپرسور روتاری اسکرو، هوا وارد محفظه شده و بعد در میان تیغه‌های مارپیچی المنت اسکرو گرفتار می شود. مطابق با قانون بویل، فضای موجود میان تیغه‌های مارپیچی روتور کاهش یافته و باعث افزایش فشار میگردد. هوا در میان برجستگی‌های المنت اسکرو متراکم و هدایت میشود تا از شیر خروجی تخلیه شود. مزیت کمپرسور روتاری تولید پیوسته‌ی دبی بالایی از هوای فشرده است و این در حالیست که ابعاد بیرونی نسبتا کوچکی دارد. کمپرسورهای روتاری گرانتر، ولی سرمایه‌گذاری بلندمدت بهتری هستند. کمپرسور روتاری امکان کار مداوم (Up-time بیشتر) را فراهم میاورد و بهره‌وری انرژی، کیفیت هوای فشرده و صرفه اقتصادی بهتری دارد. این ماشین آلات همچنین عمر مفید طولانی تری دارند.
—————————————————————–
در این راهنمای پیش رو، به شما خواهم گفت که در هنگام خرید یک کمپرسور باد جدید دقیقا به دنبال چه چیزهایی باشید. توضیحات و ویژگی‌های مقدماتی را پوشش داده و به شما کمک خواهم کرد که کمپرسور هوای مناسب برای خود را انتخاب کنید.
آیا موارد زیردر مورد شما صدق می کند؟
- قصد خرید کمپرسور باد صنعتی دارید اما با انتخاب ها و انواع متعدد کمپرسورهای هوا سردرگم شده اید؟
- قصد خرید کمپرسور باد صنعتی دارید اما مطمئن نیستید از کجا؟
- از خرید نوع اشتباه، سایز اشتباه و مدل کمپرسور باد اشتباه هراسانید؟
- نمیدانید که کمپرسور باد صنعتی تک مرحله ای، دو مرحله ای و یا اسکرو نیاز دارید؟
در این راهنما شما می آموزید که:
- نوع مناسب کمپرسور برای شما چیست.
- سایز مناسب کمپرسور برای شما چیست.
- چگونه در هنگام خرید کمپرسور هوا در هزینه مالی صرفه جویی کنید.
- چگونه در بلند مدت در هزینه مالی صرفه جویی کنید: هزینه های انرژی و نگهداری.
- به کدام آپشن‌ها نیاز دارید و به کدام نیاز ندارید.
- خطاهای رایج در هنگام خرید کمپرسور هوا چیست.
کمپرسور باد صنعتی مناسب برای شما
با توجه به اقسام گوناگون و مدلهای متعدد کمپرسورهای هوا سردرگمی طبیعی است. علاوه بر مدلها و سایزهای متعدد، آپشن‌های اضافه‌ای مانند درایرها و فیلترها نیز هستند.
نگران نباشید. هنگامی که شما بدانید به دنبال چه هستید، خرید کمپرسور هوای مناسب تقریبا ساده و فرآیندی سرراست می باشد.
مطالعه‌ی مقاله پیشنهادی: من به چه نوع کمپرسور هوایی نیاز دارم؟
فشار و ظرفیت
نوع، مدل و سایز کمپرسور هوای مناسب شما عمدتا به فشار و ظرفیت هوادهی موردنیاز شما بستگی دارد.
ضروری است که تفاوت فشار و هوا، و نحوه‌ی ارتباط آن ها را بدانید.
مطالعه مقالات پیشنهادی: فشار و ظرفیت
مروری بر برندها و سری‌های کمپرسور هوای فشرده اسکرو
تولیدکنندگان کمپرسور بسیار محدودی هستند که مورد نظر ما می باشند. همهی این تولیدکننده ها سری ها (یا خطوط) گوناگونی از کمپرسور اسکرو دارند.
این سری‌ها در ظرفیت، فشار و یا آپشن ها متمایزند (اما همگی کمپرسور اسکرو می باشند).
ادامه مطالعه: مروری بر تولیدکنندگان، برندها
تگ کمپرسور اسکرو بر روی وبسایت جهان کمپرسور
در ادامه راهنمای خرید کمپرسورهای هوای اسکرو و پیستونی برای شما بر روی سایت قرار خواهد گرفت.
راهنمای خرید کمپرسور هوای فشرده اسکرو
زمانی به سراغ کمپرسور اسکرو میرویم که به موارد زیر برخورده باشیم:
۱. نیاز به ظرفیت هوادهی هوای فشرده بالاتر، در ضمن فشار عملیاتی متوسط
کمپرسور سانتریفیوژ و کمپرسور اسکرول ظرفیت هوادهی (متر مکعب بر دقیقه) بالاتری در اختیار شما قرار میدهد؛ اما این دسته از کمپرسورها امکان کار با فشار عملیاتی بیش از چند بار را ندارد. در سوی دیگر کمپرسور پیستونی امکان کار با ظرفیت هوادهی هوای فشرده یا دبی حجمی بالاتر را ندارد. کمپرسور هوای فشرده اسکرو گزینه‌ای میانه و بهینه برای بسیاری از مصارف تولیدی و غیرتولیدی است.
۲. مصرف غیرتولیدی ما به الکتریسیته مداوم دسترسی نداشته باشد
کمپرسور پیستونی قطعات متحرک فراوانی دارد و چنین دستگاهی را نمیتوان زیاد حرکت داد. در دیگر سو کمپرسور اسکرو قطعات متحرک بسیار اندکی دارد و از تحرک استقبال میکند. کمپرسور اسکرو در اقسام دیزلی و برقی تولید میشود که امکان بکارگیری آن در دسته های متعددی از صنایع را برقرار میسازد.
به هنگام خرید کمپرسور هوای فشرده اسکرو به چندین نکته باید دقت کنید، نخست آنکه طمع نکنید، ضرر میکنید. اگر مصرف کننده‌ی واقعی و بلندمدت هوای فشرده هستید، سر هم کردن کمپرسور بی کیفیت یا استفاده از مدلهای ناشناخته خطرناک است.
این ماشین آلات درشت‌هیکل نقاط ضعف بسیار کوچکی دارند. کافیست کاسه نمد اندکی نشتی پیدا کند. کافیست روغن به مقدار مناسب به موتور نرسد، کافیست المنت یا ایرند کمپرسور به درستی تهویه نشود، کافیست روتورها فقط یک بار بد بچرخند. این لیست ادامه دارد.
اگر در کار حفاری چاه آب، نگهداری خطوط لوله، نگهداری پالایشگاه، حفاری معدن، راهسازی، نیلینگ پی ساختمان و یا سندبلاست هستید، کمپرسور دیزلی که از مکانیسم فشرده سازی جابجایی مثبت بهره میبرد و ساختاری روتاری با دو روتور نامتقارن دارد برای شما گزینه‌ی ایده آلیست، یعنی همان کمپرسور اسکرو.
دسته بندی کمپرسور دیزلی اطلس کوپکو
کمپرسور هوای فشرده اسکرو دستگاهی است که هوای محیط را به درون مکیده و در اختیار سیلندر تراکم قرار میدهد. این سیلندر در اصطلاح واحد فشرده سازی کمپرسور است. اطلس کوپکویی‌ها آن را المنت مینامند و کایزری‌ها ایرِند. استیج یا مرحله‌ای از فشرده سازی در این سیلندر رخ میدهد. روتورهای درهم‌تنیده‌ی نر و ماده که هر کدام تعداد متفاوتی برجستگی دارد هوا را در میان برجستگی‌های خود گرفتار میسازند، حجم در اختیار آن را میکاهند و به مرور به جلو میرانند. این هوا به مرور فشرده شده، دمای آن افزایش می یابد و از شیر خروجی هوای فشرده خارج میشود. البته پس از آن هم نیاز به فرآوری دارد، افترکولر، فیلتر، درایر و سپراتور از سایر قطعات بسیار مهم کمپرسور اسکرو هستند.
از دیگر خطراتی که به هنگام خرید کمپرسور هوا در کمین شماست، فروشنده‌ی ناتوست! وقتی دستگاهی تخصصی و بازار آن گل‌آلود شود، هر بلایی ممکن است سر شما بیاورند. از گرانفروشی، تا فروش دستگاه مشکلدار.
پس تا حد ممکن سفت و سخت تحقیق کنید، از تامین‌کننده‌ی مطمئن بخرید، قرارداد محکم ببندید.
کمپرسور اسکرو بر دو دسته دیزلی و برقی است. کمپرسور اسکرو برقی توان خود را از الکتروموتور تامین میکند و کمپرسور دیزلی از موتور دیزلی که معمولا و در کمپرسورهای ساخت کمپانی‌های معتبر، از برندهای معتبر سازنده موتور دیزلی است: کاترپیلار، مرسدس بنز، کوبوتا، جان دیر و دویتز.
کمپرسور اسکرو از زاویه‌ی دیگری نیز بر دو دسته است، چه چیزی بهره‌وری آن را فراهم ساخته و سیستم آن را خنک، پاک و روان می سازد؟
البته روغن در قطعات مختلف تمامی کمپرسورهای اسکرو جاریست و امر روانکاری و پاکسازی و خنک‌کنندگی را بر عهده دارد، اما در قلب کمپرسور اسکرو، داخل سیلندر و در میان روتورها، تنها در حالتی جریان دارد که محصول نهایی مصرف کننده به روغن حساس نباشد. در بسیاری از مصارف، چون رنگ‌پاشی خودرو، صنایع غذایی و دارویی و بعضا نفتی، محصول نهایی به حضور روغن در هوای فشرده حساس است. اینجاست که پای کمپرسور اسکرو اویل فری به میان می آید. کمپرسور اسکرو اویل فری با روکش مخصوص روتورهای خود و کاهش کلیرانس روتورها با جداره نیاز به حضور روغن در داخل المنت یا سیلندر را حذف کرده است. دسته‌ی اول که به درون المنت پاشش دارند نیز کمپرسور اسکرو روغن پاششی یا اویل اینجکت هستند. در ویدیوی مطلب زیر میتوانید نمونه‌ای از شماتیک عملکردی آن را ملاحظه کنید:
عملیات فرآیندی کمپرسور هوای فشرده اسکرو روغن پاششی
سازندگان کمپرسور اویل فری از ملاحظات مختلفی برای جلوگیری از ورود روغن به داخل محفظه‌ی تراکم و همچنین جبران مشکلات حاصل از غیاب آن بهره میبرند.
چفت و بست و آب‌بندی کمپرسور اسکرو اویل فری بسیار فراتر از کمپرسور اسکرو اویل اینجکت است. روکش روتورهای آن عموما از جنس پلی تترا فلوئورو اتیلن یا تفلون، برای دماهای معمولی، و از جنس مولیبدنوم دی سولفید برای دماهای بالاست. ژاکتی از مبدل حرارتی به دور پوسته‌ی المنت یا ایرند کمپرسور پیچیده تا تهویه حرارتی به شکل مناسب محقق شود. کلیرانس روتورها با پوسته در حدی اندک است، شاید یک بیستم کمپرسور اویل اینجکت، که تعمیر و اوورهال سیلندر و روتور کمپرسور اویل فری، تا اکنون، در ایران ناممکن بوده است. همهی اینها یعنی قیمت بیشتر، هزینه بیشتر و نگهداری پرریسکتر. در انتخاب کمپرسور و تامین کننده ی خود دقت کنید.
راهنمای خرید کمپرسور هوای فشرده پیستونی
به چند مدل کمپرسور پیستونی معرفی شده بر روی وبسایت سری بزنید، کمپرسور پیستونی دو کاربرد کاملا متفاوت دارد، مصرف کارگاهی و مقیاس کوچک که نیاز به ظرفیت هوادهی بسیار کم و فشار عملیاتی کمی دارد. در سوی دیگر طیف مصرف نیروگاهی و تولیدی که به فشارهای عملیاتی بسیار بالا نیاز دارد که سایر مدلهای کمپرسور هوا، اسکرو، توربوکمپرسور و اسکرول از پس آن برنمیایند.
کمپرسور پیستونی اطلس کوپکو LT20-30
کمپرسور پیستونی اطلس کوپکو P37 تا P275
این مطلب بیشتر در مورد انتخاب کمپرسور اسکروی مناسب بود، خریدار کمپرسور پیستونی یا توربوکمپرسور هستید؟ ما حتی برای تولیدکنندگان توربوکمپرسورها هم مطلب آموزشی داریم، به روی وبسایت جهان کمپرسور به جستجو و تحقیق ادامه دهید. کمپرسور باد صنعتی تخصص ماست و در سایت جهان کمپرسور همهی زوایای این دستگاه‌های نازنین پوشش داده شده است. از تماس با ما هم خجالت نکشید. در خدمتیم.
