کمپرسورهای هوا در صنعت برای بیش از ۱۰۰ سال است که دارند استفاده می شوند زیرا هوا منبعی ایمن، منعطف، پاک و مناسب است. این ماشین ها به تجهیزات نسبتا قابل اعتمادی تکامل یافته اند که تقریبا کاربردهای بسیاری یافته اند و وجود آن ها ضروری است کمپرسورها در انواع مختلف و اندازه های گوناگونی هستند.
متداول ترین کمپرسورها که امروزه استفاده می شوند:
کمپرسورهای رفت و برگشتی یا پیستونی
کمپرسورهای اسکروی روتاری
کمپرسورهای تیغه لغزنده
کمپرسورهای گریز از مرکز
گرچه دیگر انواع کمپرسورها نیز در دسترس هستند.
کمپرسورهای پیستونی یا رفت و برگشتی متداول ترین ماشین هایی هستند که در بازار در دسترس اند. آن ها جز کمپرسورهای جابجایی مثبت هستند و دامنه ای از اسب بخارهای کم تا بسیار زیاد را دارند. کمپرسورهای هوای جابجایی مثبت با پرکردن اتاقک با هوا کار می کنند و سپس حجم هوای در اتاقک را کاهش می دهند (رفت و برگشتی، اسکرو روتاری و تیغه لغزنده کمپرسورهای جابجایی مثبت است). کمپرسورهای رفت و برگشتی رفتار بسیار مشابهی دارند که بعنوان موتور احتراق داخلی عمل می کنند اما در اساس فرآیند معکوس است. آن ها سیلندر، پیستون، میل لنگ ها، دریچه های هوا و بلوک های مکانی دارند.
کمپرسورهای اسکرو روتاری بر مفهوم پرشدن هوای خالی بین اسکروهای حلزونی ممزوج و جایگاه آن استوارند. بین دو اسکروی حلزونی چرخانیده می شوند و در نتیجه افزایش فشار هوا حجم کاهش می یابد. در اکثر کمپرسورهای اسکروی روتاری روغن در سطح بلبرینگ و کمپرس تزریق می شوند که علت آن برای سردسازی و روغن کاری است و فضای محکمی بین اسکروها و دیوار مکانی آن ایجاد می کنند که نشت داخلی را کاهش می دهند. بعد از چرخه فشرده سازی، روغن و هوا باید جدا شده باشند پیش از اینکه هوا توسط سیستم هوا استفاده شود.
کمپرسورهای تیغه لغزنده مانند کمپرسورهای اسکروی روتاری و کمپرسورهای پیستونی جز کمپرسورهای جابجایی مثبت هستند. پمپ کمپرسور شامل روتور اولیه، استاتور و هشت تیغه است. روتور چاک دار بطور گریزنده از مرکز درون استاتور تنظیم شده اند که هلالی شکل پیچ خورده بین قسمت های ورودی و خروجی هستند. بعد از اینکه روتور یک چرخش تنها زد، فشرده سازی از نظر حجم انجام می شود که در زمان ورودی حداکثر و در زمان خروجی حداقل است. پره ها به سمت بیرونی در داخل شکاف های روتور فشرده می شوند و در مقابل دیوار استاتور توسط شتاب چرخشی نگاه داشته می شوند. روغن در ورودی هوا و در طول دیواره های استاتور تزریق شده اند و هوا را سرد می کنند، بلبرینگ ها و پره ها را روغن کاری می کنند و فضای محکمی بین پره ها و دیواره استاتور را فراهم می آورند. بعد از چرخه فشرده سازی، روغن و هوا باید جدا شوند پیش از آن که هوا به سیستم هوا انتقال یابد.
کمپرسورهای گریز از مرکز جز کمپرسورهای جابجایی مثبت مانند رفت و برگشتی، اسکرو یا تیغه لغزنده نیستند. آن ها از پروانه های با چرخش با سرعت زیاد استفاده می کنند(بالای ۶۰۰۰۰ rpm) تا هوا را افزایش دهند سپس منتشرکننده از سرعت هوا کم می کند. این فرآیند را کمپرس دینامیک می گویند که از شتاب استفاده می کند که باعث افزایش در فشار می شود. در اکثر کمپرسورهای گریز از مرکز ترکیبی از چندین پیش برنده و پخش کننده هستند. نوعا این ماشین ها اینترکولر بین هر مرحله دارند تا هوا را سرد کرده و ۱۰۰ درصد تغلیظ می کند تا از آسیب به پیش برنده به علت فرسایش جلوگیری می کنند.
مقایسه کوتاه
کمپرسورهای رفت و برگشتی
مزایا
طراحی ساده
هزینه اولیه کمتر
نصب آسان
مدل های دو مرحله ای بیشترین کارایی را ایجاد می کنند
انتقال بدون روغن
دامنه ای وسیع از اسب بخار
ماشین های ویژه ای که فشارهای نسبتا بالایی دارند
معایب
هزینه نگهداری بالاتر
تحرک بیش از حد قطعات
بطور بالقوه دارای مشکلات لرزشی هستند.
پایه و فوندانسیونی ممکن است بسته به اندازه نیاز داشته باشد.
بسیاری طوری طراحی نشده اند که با تمام ظرفیت ۱۰۰ درصد در تمام زمان حرکت کنند.
کمپرسور اسکروی روتاری
مزایا
طراحی ساده
هزینه ابتدایی کم تا متوسط
طراحی دو مرحله ای که کارایی خوبی را فراهم می کند.
نصب آسان
قطعات متحرک کم
محبوب ترین کمپرسور طراحی شده در کارخانجات
معایب
سرعت های چرخشی بالا
احتمال عمر کمتر نسبت به دیگر طراحی ها
نوع طراحی که باعث می شود روغن تزریق شود باعث انتقال روغن در هوا ی خروجی می شود.
طراحی های تک مرحله ای کارایی کمتری دارند.
طراحی های دو مرحله ای و بدون روغن هزینه اولیه بالاتری دارد.
با شرایط کثیف مشکل دارد.
کمپرسورهای تیغه لغزنده
مزایا
طراحی ساده
نصب آسان
هزینه کم تا متوسط
هزینه نگهداری کم
سرعت های چرخشی کمتر
اجزای بسیار کم متحرک
مناسب حتی برای محیط های کثیف
معایب
طراحی هایی با تزریق روغن، روغن را انتقال می دهند
طراحی های تک مرحله ای کارایی کمتری دارند.
سختی با فشار بالا (بالای ۲۰۰psi)
طراحی های بدون روغن غیرقابل دسترس اند.
کمپرسورهای گریز از مرکز
مزایا
کارایی های بالا که آن را از نظر کارایی به حد کمپرسورهای دو مرحله ای رفت و برگشتی می رساند.
می تواند فشار را به ۱۲۰۰psi برساند.
پکیج کامل برای کارخانه یا هوای که تا ۵۰۰ اسب بخار است.
هزینه نسبی اولیه افزایش اندازه را بهبود داده است.
طراحی شده برای اینکه هوای بدون روغن و چربی تحویل بدهد.
فونداسیون های ویژه ای نیاز ندارند.
معایب
هزینه اولیه بالا
سیستم های کنترل و نظارت پیچیده
نوسان کنترل ظرفیت محدود که نیاز به عدم بارگذاری برای ظرفیت های کاهش یافته دارد
سرعت های چرخشی بالا نیاز به بلبرینگ های ویژه ای دارند و لغزش پیچیده و فضای محدود
توجهات ویژه از نظرنگهداری نیاز دارند.
منبع: www.sanat.me