آیا کمپرسور اسکرو هرمتیک است؟

هنگامی که مهندسان و خریداران درباره خنک کننده های سنگین بحث می کنند، اصطلاحات اغلب در هم پیچیده می شوند. ممکن است بشنوید که کسی بپرسد که آیا الف کمپرسور اسکرو هرمتیک است. برای پاسخ مستقیم: 'screw' روش فشرده سازی مکانیکی را توصیف می کند، در حالی که 'hermetic' محفظه بیرونی را توصیف می کند. مدل های کاملاً هرمتیک برای چیلرهای فشرده خاص وجود دارد. با این حال، اکثریت قریب به اتفاق نسخه های تجاری و صنعتی بر معماری نیمه هرمتیک یا درایو باز متکی هستند. چرا این تمایز اینقدر اهمیت دارد؟ انتخاب نوع محفظه نامناسب هزینه های تعمیر و نگهداری، قابلیت اطمینان زمان به روز و ریسک مالی بلندمدت شما را دیکته می کند. تهویه مطبوع سنگین و سیستم های خنک کننده صنعتی نیاز به پیکربندی های خاصی برای زنده ماندن از عملکرد مداوم طاقت فرسا دارند. اگر به اشتباه مشخص کنید، با از دست دادن تجهیزات فاجعه بار یا طولانی شدن زمان از کار افتادن تسهیلات مواجه خواهید شد. در این مقاله با تفاوت های دقیق این معماری ها آشنا خواهید شد. ما مبادلات هر طرح را بررسی می کنیم و به شما کمک می کنیم پیکربندی ایده آل را برای نیازهای تجاری خود انتخاب کنید.

خوراکی های کلیدی

• کمپرسورهای اسکرو در پیکربندی های هرمتیک، نیمه هرمتیک و درایو باز موجود هستند، اما نیمه هرمتیک استاندارد تجاری برای بارهای بین 50 تا 1200+ تن است.

• محفظه های هرمتیک خطر نشت صفر و نویز کمتری را ارائه می دهند (معمولاً 50-70 دسی بل) اما کاملاً غیرقابل تعمیر هستند - یک ریسک مالی حیاتی برای تجهیزات با ظرفیت بالا.

• کمپرسورهای اسکرو نیمه هرمتیک از محفظه‌های پیچ‌دار چدنی سنگین استفاده می‌کنند و بر قابلیت بازسازی و TCO طولانی‌مدت نسبت به هزینه خرید اولیه اولویت دارند.

• کاربردهای کمپرسور اسکرو گاز صنعتی (به عنوان مثال، با استفاده از آمونیاک) معماری های درایو باز را برای جلوگیری از تخریب شیمیایی سیم پیچ های داخلی موتور الزامی می کند.

1. ابهام زدایی از اصطلاحات: مکانیزم در مقابل محفظه

مکانیسم (پیچ)

برای درک تجهیزات، ابتدا باید مکانیسم فشرده سازی را جدا کنیم. یک سیستم پیچ دوار بر اساس اصل حجمی کار می کند. این از دو جزء به هم پیوسته استفاده می کند: یک روتور نر و یک روتور ماده. این روتورها در داخل یک محفظه دقیقاً ماشینکاری شده قرار می گیرند. با چرخش، گاز مبرد را در دهانه مکش به دام می اندازند. چرخش گاز را در طول روتورها به سمت پایین می راند. حجم موجود در این مسیر کاهش می یابد. این کاهش حجم گاز را فشرده می کند. در نهایت، سیستم گاز پرفشار را تخلیه می کند.

این طراحی دارای مزیت بزرگی نسبت به فناوری قدیمی است. این کمپرسور تقریباً 70٪ قطعات متحرک کمتری نسبت به کمپرسورهای رفت و برگشتی سنتی دارد. در اینجا هیچ دریچه مکش، شیر تخلیه یا پیستون پیدا نمی کنید. قطعات متحرک کمتر به معنای اصطکاک مکانیکی کمتر است. این کاهش اصطکاک، عملکرد مداوم و سنگین را امکان پذیر می کند. تسهیلات می توانند این واحدها را به طور بی پایان بدون خرابی خستگی فاجعه بار اجرا کنند.

محوطه (هرمتیک / نیمه هرمتیک / باز)

حال باید محفظه را بررسی کنیم. نوع محفظه معماری را مشخص می کند، نه قابلیت خنک کنندگی. نحوه تعامل موتور و کمپرسور را دیکته می کند.

• هرمتیک: سازندگان موتور و کمپرسور را داخل یک پوسته فولادی کاملاً جوش داده شده قرار می دهند. آنها این پوسته را برای همیشه مهر و موم می کنند. موتور و کمپرسور دقیقاً محیط تحت فشار یکسانی دارند. شما نمی توانید آن را باز کنید.

• نیمه هرمتیک: در این طرح از یک پوسته چدنی سنگین استفاده شده است. مانند نسخه هرمتیک، موتور و کمپرسور یک محیط داخلی واحد دارند. با این حال، سازندگان پوسته را به هم متصل می کنند. تکنسین ها می توانند برای دسترسی به قطعات داخلی برای تشخیص و تعمیر، پیچ و مهره را باز کنند.

• Open-Drive: در اینجا موتور و کمپرسور از هم جدا می مانند. آنها یک محوطه مشترک ندارند. یک محور محرک خارجی، موتور را به مکانیزم تراکم متصل می کند. این به یک مهر و موم مکانیکی شفت برای نگه داشتن مبرد در داخل نیاز دارد.

2. کمپرسورهای پیچی هرمتیک در مقابل نیمه هرمتیک: ارزیابی معاوضه ها

کیس برای کمپرسورهای هرمتیک اسکرو

طرح های هرمتیک کاربردهای خاص و تخصصی دارند. آنها نقاط قوت متمایز را برای محیط های خاص ارائه می دهند.

نقاط قوت: اول، آنها دارای ردپای بسیار فشرده هستند. مهندسان زمانی که فضای اتاق مکانیکی محدود است آنها را ترجیح می دهند. دوم، آنها مهر و موم خارجی شفت را حذف می کنند. مهر و موم شفت نشان دهنده نقطه اصلی نشت مبرد در سیستم های قدیمی است. با استفاده از یک پوسته کاملاً جوش داده شده، واحدهای هرمتیک خطر نشت را نزدیک به صفر می کنند. در نهایت، آنها بی سر و صدا عمل می کنند. فولاد جوش داده شده به طور طبیعی صدای داخلی را کاهش می دهد. آنها معمولا بین 50 تا 70 دسی بل تولید می کنند. این مشخصات صوتی آنها را برای محیط های حساس به نویز مانند بیمارستان ها، کتابخانه ها و ساختمان های اداری ایده آل می کند.

نقاط ضعف (The Replacement Trap): باید ریسک مالی را در نظر بگیرید. یک دستگاه هرمتیک شکست خورده به ضرر کامل تبدیل می شود. از آنجایی که پوسته فولادی جوش داده شده است، مکانیک ها نمی توانند آن را برای تعمیر باز کنند. اگر یک یاتاقان داخلی جزئی از کار بیفتد، نمی توانید به سادگی آن را تعویض کنید. باید کل کمپرسور را دور بریزید. جایگزینی یک واحد با ظرفیت بالا به تجهیزات بالابر سنگین، لوله کشی جدید و زمان توقف طولانی مدت نیاز دارد. این نشان دهنده یک آسیب پذیری عملیاتی شدید برای خنک سازی حیاتی ماموریت است.

مورد برای کمپرسورهای اسکرو نیمه هرمتیک

برای اکثر خنک‌کننده‌های تجاری سنگین، معماری‌های نیمه هرمتیک بر بازار تسلط دارند.

نقاط قوت: آنها قابلیت اطمینان بی نظیری را برای برنامه هایی که به 50 اسب بخار (HP) یا بیشتر نیاز دارند ارائه می دهند. مزیت اصلی آنها در قابلیت بازسازی است. تکنسین های معتبر می توانند پیچ ​​و مهره بدنه چدنی را باز کنند. آنها می توانند یاتاقان های فرسوده را جایگزین کنند، دریچه های کشویی را تعویض کنند یا استاتور موتور سوخته را به عقب برگردانند. این قابلیت طول عمر تجهیزات را به شدت افزایش می دهد. علاوه بر این، این واحدها دارای ارزش باقیمانده بالایی هستند. بازار بازسازی تجاری به شدت به قاب های نیمه هرمتیک استفاده می شود.

نقاط ضعف: این مزایا با معاوضه همراه است. مخارج سرمایه اولیه بیشتر از معادل های هرمتیک است. فرآیند تولید روکش‌های پیچ‌دار چدنی سنگین هزینه بیشتری دارد. علاوه بر این، آنها وزن پایه سنگین تری دارند. آنها به پدهای نصب تقویت شده نیاز دارند و ردپای فیزیکی بزرگتری را در داخل اتاق های کارخانه تأسیسات اشغال می کنند.

3. چه زمانی یک کمپرسور اسکرو گاز با درایو باز مشخص کنید

گاز صنعتی و محیط های خشن

برخی از بخش های صنعتی نمی توانند از محفظه های مهر و موم شده استفاده کنند. تولید سنگین و خنک کننده پتروشیمی با واقعیت های عملیاتی شدید مواجه است. این محیط ها اغلب با گازهای خورنده، فشارهای شدید یا خنک کننده های تخصصی سروکار دارند. در این سناریوها، جداسازی موتور الکتریکی از گاز تراکمی اجباری می شود. شما نمی توانید یک استاتور الکتریکی حساس را در یک جریان شیمیایی غیرقابل پیش بینی غوطه ور کنید.

محدودیت آمونیاک

فرآوری مواد غذایی صنعتی و تاسیسات سردخانه به شدت به تبرید آمونیاکی متکی هستند. آمونیاک بازده ترمودینامیکی باورنکردنی را ارائه می دهد. همچنین دارای پتانسیل صفر گرمایش جهانی است. با این حال، یک قانون مهندسی سخت ارائه می دهد.

آمونیاک به طور تهاجمی مس را تجزیه می کند. موتورهای الکتریکی استاندارد از سیم پیچ های مسی استفاده می کنند. اگر یک موتور استاندارد را داخل یک جریان آمونیاک قرار دهید، این ماده شیمیایی فورا مس را از بین می برد. بنابراین، یک آمونیاک کمپرسور اسکرو گاز باید از پیکربندی درایو باز استفاده کند. با جداسازی فیزیکی موتور، سیم پیچ های مسی را از مسیر مبرد در امان نگه می دارید. موتور به طور ایمن در هوای محیط کار می کند در حالی که شفت خارجی روتورهای داخلی را به حرکت در می آورد.

پیش نیازهای کنترل محیطی

معماری های درایو باز پیچیدگی های مکانیکی را معرفی می کنند. از آنجایی که محور محرک به داخل محفظه کمپرسور نفوذ می کند، باید از مهر و موم شفت استفاده کنید. این مهر و موم از خروج گاز تحت فشار به جو جلوگیری می کند. مهر و موم شفت نیاز به فواصل نگهداری دقیق دارد. مهمتر از آن، آنها محیط های کاملاً کنترل شده را می طلبند. اگر گرد و غبار، شن یا مواد شیمیایی موجود در هوا روی شفت بنشیند، آب بندی را خراب می کند. اپراتورهای کارخانه باید اطمینان حاصل کنند که اتاق مکانیکی تمیز و تهویه مناسب باقی می ماند تا از این نقاط آسیب پذیر محافظت شود.

4. معیارهای اصلی ارزیابی برای تدارکات B2B

انتخاب تجهیزات مناسب مستلزم ایجاد تعادل بین مشخصات فنی در مقابل نیازهای تاسیسات است. خریداران باید قبل از نهایی کردن سفارش خرید، سه معیار اصلی را ارزیابی کنند.

ظرفیت خنک کننده و هزینه های برق همپوشانی

آستانه ظرفیت انتخاب های فناوری شما را دیکته می کند. برای بارهای تجاری سبک کمتر از 50 اسب بخار، طرح های اسکرول هرمتیک اغلب در نبرد بازدهی پیروز می شوند. یک واحد اسکرول خوب می تواند تا 95 درصد راندمان حجمی را در این محدوده کوچکتر به دست آورد. آنها ارزان، قابل اعتماد هستند و برای کاربردهای 10 تا 30 HP کاملاً مناسب هستند.

با این حال، فیزیک بالای 50 اسب بخار تغییر می کند. از آنجایی که بارها به 200+ اسب بخار (یا تا 1200 تن خنک کننده) می رسند، فناوری اسکرول غیرعملی می شود. واحدهای پیچ نیمه هرمتیک در اینجا به انتخاب قطعی تبدیل می شوند. آنها خروجی پایدار و پیوسته را تحت بارهای حرارتی عظیم ارائه می دهند. در حالی که قیمت آنها در محدوده 40 تا 50 اسب بخار همپوشانی دارند، دوام آنها آنها را به سرمایه گذاری صنعتی هوشمندتر تبدیل می کند.

مقایسه معماری کمپرسورهای تجاری

معماری	محدوده ظرفیت ایده آل	استراتژی تعمیر و نگهداری	خطر نشت مبرد
طومار هرمتیک	زیر 50 اسب بخار	اجرا تا شکست (جایگزین)	تقریبا صفر
پیچ هرمتیک	50 اسب بخار - 150 اسب بخار	اجرا تا شکست (جایگزین)	تقریبا صفر
پیچ نیمه هرمتیک	50 اسب بخار - 1200+ تن	تعمیرات اساسی برنامه ریزی شده (بازسازی)	کم
پیچ درایو باز	100 اسب بخار - 2000+ تن	تعمیر و نگهداری فشرده (بازسازی)	متوسط ​​(درزگیر شفت)

یکپارچه سازی فناوری اینورتر (VSD).

تدارکات مدرن نیازمند بهره وری انرژی است. فناوری درایو سرعت متغیر (VSD) نشان دهنده یک ارتقاء حیاتی است. کمپرسورهای سنتی با سرعت ثابت کار می کنند. آنها چرخه روشن و خاموش می شوند تا نیازهای خنک کننده را برآورده کنند. این دوچرخه سواری مداوم مقادیر زیادی برق را هدر می دهد.

جفت کردن یک VSD با یک ماشین پیچ دوار این مشکل را حل می کند. اینورتر به صورت دینامیکی سرعت روتور را برای مطابقت با بار حرارتی دقیق ساختمان تنظیم می کند. اگر تاسیسات فقط به 60 درصد ظرفیت خنک کننده نیاز داشته باشد، روتورها با سرعت 60 درصد می چرخند. این ادغام مصرف انرژی چرخه عمر را به شدت کاهش می دهد. همچنین شوک مکانیکی را در هنگام راه اندازی کاهش می دهد و عمر بلبرینگ ها را افزایش می دهد.

تحمل آکوستیک و لرزش

مکان تاسیسات الزامات صوتی را دیکته می کند. شما باید پروفایل های آکوستیک معماری های مختلف را در مقابل هم قرار دهید. واحدهای هرمتیک از طریق پوسته های فولادی جوش داده شده خود، میرایی صدای طبیعی را ارائه می دهند. آنها به راحتی در فضاهای اداری ادغام می شوند.

برعکس، واحدهای چدن نیمه هرمتیک صدا و ارتعاش قابل توجهی منتشر می کنند. روتورهای سنگین هوم با فرکانس پایین تولید می کنند. اگر این واحدها را در نزدیکی فضاهای تجاری اشغال شده نصب می کنید، باید برای کاهش آکوستیک برنامه ریزی کنید. مهندسان معمولاً پوشش صوتی ضخیم، پایه های جداسازی تخصصی و پدهای بتنی شناور را برای کنترل صدا اضافه می کنند.

5. واقعیت های پیاده سازی: مدیریت نفت و عملیات مستمر

نقش روغن در مکانیزم های پیچ

سیستم های روتاری به شدت به مهندسی دقیق متکی هستند. فاصله بین روتورهای نر و ماده از نظر میکروسکوپی نازک است. برای عملکرد صحیح، این مکانیسم ها نیاز به تزریق روغن دقیق دارند. نفت سه کار مهم را به طور همزمان انجام می دهد.

1. آب بندی: روغن شکاف های میکروسکوپی بین روتورها را پر می کند و از لغزش گاز پرفشار به سمت عقب جلوگیری می کند.

2. خنک کننده: فشرده سازی گاز گرمای شدید تولید می کند. روغن این گرما را جذب می کند و از روتورهای فلزی در برابر انبساط حرارتی و گرفتگی محافظت می کند.

3. روانکاری: بلبرینگ های سنگینی را که از محورهای روتور پشتیبانی می کنند، روغن کاری می کند.

پیچیدگی سیستم

مدیریت این روغن باعث پیچیدگی طراحی سیستم می شود. گاز از محفظه تراکم مخلوط با روغن داغ خارج می شود. باید از جداکننده روغن ادغام شونده عبور کند. این جداکننده روغن را از گاز جدا می کند.

جالب اینجاست که سیستم های پیچ نیمه هرمتیک اغلب از استفاده از پمپ های روغن مکانیکی اجتناب می کنند. در عوض، آنها از اختلاف فشار داخلی استفاده می کنند. جداکننده در سمت تخلیه فشار بالا قرار می گیرد. درگاه های تزریق روغن در سمت مکش کم فشار قرار دارند. این اختلاف فشار به طور طبیعی روغن را به داخل محفظه باز می‌گرداند. حذف پمپ روغن مکانیکی یک نقطه بالقوه خرابی عمده را حذف می کند و قابلیت اطمینان کلی سیستم را افزایش می دهد.

راه حل های جایگزین

استانداردهای صنعت همچنان در حال تکامل هستند. برخی از کاربردهای مدرن نیاز به عملکرد بدون روغن یا کاهش روغن دارند. مهندسان اکنون از تزریق مبرد مایع به عنوان جایگزینی با تعمیر و نگهداری کم استفاده می کنند. به جای تزریق روغن برای خنک کردن، سیستم یک غبار دقیق از مبرد مایع را مستقیماً به محفظه تراکم تزریق می کند. مایع به بخار تبدیل می شود و مقادیر زیادی گرما را جذب می کند. این تکنیک روتورها را به طور موثر خنک می کند. وابستگی به حلقه های مدیریت روغن پیچیده و بزرگ را کاهش می دهد و ردپای تجهیزات را حتی بیشتر کاهش می دهد.

نتیجه گیری

پیمایش در تبرید تجاری نیاز به درک روشنی از معماری تجهیزات دارد. در حالی که مدل‌های پیچ‌های کاملاً هرمتیک برای کاربردهای بسیار خاص، حساس به نشتی و کم‌صدا وجود دارد، آنها بخشی از بازار کار سنگین را نشان می‌دهند. معماری نیمه هرمتیک مقرون به صرفه ترین انتخاب برای عملیات تجاری مداوم است. طراحی چدنی مستحکم و قابلیت تعمیر کامل آن، طول عمر بی نظیری را ارائه می دهد.

برای تیم‌های مهندسی و تدارکاتی که مشخصات را نهایی می‌کنند، ما مراحل زیر را توصیه می‌کنیم:

• تحمل ریسک عملیاتی تاسیسات خود را حسابرسی کنید. تعیین کنید که آیا عملیات شما می‌تواند در طول زمان طولانی از کار افتادن مورد نیاز برای جایگزینی یک واحد کاملاً جوش داده شده جان سالم به در ببرد.

• بار اولیه خنک کننده دقیق خود را محاسبه کنید. از این داده ها برای توجیه ادغام درایوهای سرعت متغیر (VSD) برای صرفه جویی طولانی مدت انرژی استفاده کنید.

• محیط مکانیکی اتاق خود را ارزیابی کنید. اگر قصد دارید از آمونیاک استفاده کنید یا در هوای بسیار خورنده کار کنید، فوراً به پیکربندی درایو باز بروید.

سوالات متداول

س: تفاوت بین یک کمپرسور هرمتیک و یک کمپرسور پیچی هرمتیک چیست؟

A: طراحی مکانیکی آنها را از هم جدا می کند. کمپرسورهای اسکرول از صفحات ثابت و مداری استفاده می کنند. آنها بی سر و صدا و کارآمد اجرا می کنند. شما معمولاً آنها را در برنامه هایی با قدرت کمتر از 15 اسب بخار پیدا می کنید. کمپرسورهای اسکرو از روتورهای به هم پیوسته استفاده می کنند. آنها آب و هوای شدید را بهتر مدیریت می کنند. آنها بر سرمایش صنعتی مستمر و با ظرفیت بالا غالب هستند.

س: آیا می توان کمپرسور اسکرو نیمه هرمتیک را بازسازی کرد؟

ج: بله. بر خلاف مدل های هرمتیک کاملاً جوش داده شده، محفظه های نیمه هرمتیک پیچ و مهره می شوند. این به تکنسین های معتبر اجازه می دهد تا بدنه را باز کنند. آنها می توانند بلبرینگ ها را جایگزین کنند، روتورها را تعویض کنند و استاتورها را به عقب برگردانند. این قابلیت تعمیر به شدت طول عمر تجهیزات را افزایش می دهد و از سرمایه اولیه شما محافظت می کند.

س: بازده حجمی معمولی یک کمپرسور اسکرو چقدر است؟

پاسخ: این امر به شدت به طراحی داخلی و سیستم مدیریت روغن بستگی دارد. با این حال، واحدهای نیمه هرمتیک تجاری معمولاً با راندمان حجمی بین 75 تا 85 درصد کار می کنند. تزریق روغن مناسب و درایوهای سرعت متغیر می تواند این عملکرد را در بارهای حرارتی مختلف بهینه کند.