انواع کمپرسور هوا و تفاوت آنها (پیستونی، اسکرو، سانتریفیوژ و…)
در فعالیت‌های کارگاهی و یا انواع فضاهای صنعتی برای بسیاری از دستگاه‌ها به هوای فشرده نیاز دارید. از راه‌اندازی سیستم اتوماسیون کارخانه تا عملکرد یک دریل یا میخکوب بادی همگی با استفاده از قدرت هوای فشرده کار می‌کنند. کمپرسور هوا ماشین قدرتمند برای متراکم سازی و تولید نیروی کافی پنوماتیکی است. اما کدام نوع کمپرسور برای کارگاه و یا فعالیت صنعتی شما مناسب است؟
انواع کمپرسور در مدل‌های پیستونی، دورانی، اسکرو و یا کمپرسورهای دینامیکی از نوع گریز از مرکز هستند. همگی این کمپرسورها قدرت کافی برای متراکم سازی هوا را دارند. ولی برای کار در شرایط خاص و برخی از صنایع یا کارگاه‌ها طراحی شده‌اند. اگر قصد خرید کمپرسور هوا دارید، برای مشاوره جهت بررسی مدل‌های مختلف مناسب می‌توانید با کارشناسان فنی پارس وکیوم تماس بگیرید. اما قطعاً در این لحظه به اطلاعات کامل و مقایسه جامع انواع کمپرسور نیاز دارید.
دسته‌بندی انواع کمپرسور هوا
در یک دسته‌بندی کلی انواع کمپرسور در دو گروه از کمپرسورهای جابجایی مثبت و کمپرسورهای دینامیکی قرار می‌گیرند. در مدل‌های جابجایی مثبت هوا به داخل محفظه مکیده شده و سپس حجم آن متراکم می‌شود. این نوع کمپرسورها برای ایجاد فشار ثابت در طولانی مدت ایده‌آل هستند. اما در کمپرسورهای دینامیکی، هوا از طریق پره‌های پرسرعت به حرکت درآمده و متراکم می‌شود. مدل‌های دینامیکی برای تهیه هوای متراکم با حجم بسیار بالا کارایی دارند. ولی هر کدام از این دو گروه کمپرسور نیز شامل چندین زیر شاخه هستند. دسته‌بندی انواع کمپرسور هوا به قرار زیر است:
1. کمپرسورهای جابجایی مثبت
- کمپرسور پیستونی (رفت و برگشتی)
- کمپرسور دورانی اسکرو
- کمپرسور اسکرول
2. کمپرسورهای دینامیکی ( گریز از مرکز )
هر کدام از این کمپرسورها عملکرد تخصصی و زمینه فعالیت گسترده‌ای دارند. اما شرایط کار آنها برای استفاده در اهدافی خاص مناسب است. در ادامه تمام این کمپرسورها را معرفی کرده و در پایان همگی آنها را با یکدیگر مقایسه می‌کنیم.
کمپرسورهای پیستونی (Piston Compressor)
کمپرسورهای پیستونی رایج‌ترین و از قدیمی‌ترین انواع کمپرسورهای جابجایی مثبت هستند که مکانیزم کار آنها کاملاً شبیه به موتور خودروها بر پایه یک یا چند پیستون و حرکت رفت و برگشتی است. عملکرد کمپرسورهای پیستونی در سه مرحله مکش برای افزایش حجم داخل سیلندر، مرحله تراکم برای حرکت رو به بالای پیستون و مرحله هوای متراکم شده تحت فشار بالا انجام می‌شود. کمپرسورهای پیستونی در مدل‌های تک یا دو سیلندر تولید شده و از لحاظ مکانیزم کار در دو گروه تک یا دو مرحله‌ای قرار می‌گیرند. یک کمپرسور پیستونی نهایتاً می‌تواند فشاری تا حدود ۲۰۰ پاسکال تولید نماید.
مزایای کمپرسور پیستونی
کمپرسورهای پیستونی از قدیمی‌ترین سیستم‌های مکانیکی متراکم کننده هوا هستند که با وجود ابداع انواع سیستم‌های جدید هنوز کارایی خوبی دارند. زیرا چند ویژگی برجسته این کمپرسورها را غیر قابل جایگزین کرده است:
- قیمت اولیه مقرون به صرفه
- شرایط تعمیر و نگهداری آسان
- مناسب برای مصارف متناوب
- قابلیت استفاده در کارگاه‌های کوچک، گاراژ‌ها و هر نوع کار غیر مداوم
با وجود تمام این مزایا در نظر داشته باشید که کمپرسورهای پیستونی هنگام کار سر صدای زیادی دارند. همچنین جریان هوای متراکم نسبتاً ناپیوسته‌ای تولید کرده و نمی‌توان به راحتی از کنار استهلاک بالای آنها عبور کرد. همچنین به نسبت از تکنولوژی‌های روز بازدهی پایین و حتی غیر قابل قبولی دارند.
از کمپرسور پیستونی کجاها استفاده کنید؟
کمپرسور هوا پیستونی گزینه مناسب صنایع سنگین نیستند، اما برای کارگاه‌های کوچک کاملاً ایده‌آل محسوب می‌شوند. اگر کارگاه کوچکی دارید و یا قرار است گاراژی را مجهز کنید و یا برای تامین هوای فشرده در کارگاه و فضاهای نیمه صنعتی به دنبال دستگاه مناسبی هستید و لازم است تا سیستم پمپ وکیوم طراحی کنید، کمپرسور پیستونی بهترین پیشنهاد است.
کمپرسور دورانی اسکرو (Rotary Screw Compressor)
کمپرسورهای دورانی اسکرو نسل پیشرفته‌ای از کمپرسورهای جابجایی مثبت هستند که انحصاراً برای استفاده در صنایع سنگین با کارکرد مداوم طراحی شده‌اند. برخلاف کمپرسورهای پیستونی که حرکت رفت و برگشتی دارند، این کمپرسور هوا براساس اصل دورانی کار کرده و با استفاده از یک پره روتاری هوا را متراکم می‌کند. کمپرسور هوای اسکرو قادر است تا فشار بسیار بالایی را در مدت زمان طولانی و بدون نوسان تامین نماید. اساس عملکرد کمپرسور هوا اسکرو از دو روتور مارپیچی است که هر کدام دارای تعدادی دنده هستند و زمانی که می‌چرخند، محفظه میان آنها تغییر می‌کند. با تغییر حجم محفظه هوای بیرون مکیده شده و تا فشار بسیار بالایی متراکم می‌شود.
مزایای کمپرسور دورانی اسکرو
کمپرسور هوا اسکرو مخصوص صنایع سنگین و یا مکان‌های بزرگ برای تولید هوای فشرده قوی و دائمی طراحی شده است و قاعدتاً همین نکته مزیت برجسته این نوع کمپرسور است. سیستم‌های متراکم سازی اسکرو قابلیت‌های برجسته‌ای دارند. مانند:
- توانایی کارکرد مداوم و بی‌وقفه
- بازدهی انرژی بسیار بالا حتی در مدت زمان طولانی ۲۴ ساعته
- قابلیت کارکرد آرام و بدون لرزش
- توانایی تولید هوای فشرده یکنواخت و بدون پالس
با وجود تمام این مزایا بهتر است تا درباره برخی محدودیت‌ها و یا چالش‌های کار با سیستم‌های اسکرو نیز مطلع باشید. به هر حال قیمت کمپرسور هوا اسکرو قابل توجه است و در صورت خرابی به تعمیرات تخصصی و گاهاً پرهزینه نیاز دارند. همچنین هوای ورودی این کمپرسورها باید عاری از هر گونه گرد و خاکی باشد.
از کمپرسور اسکرو کجاها استفاده کنید؟
کمپرسورهای دورانی اسکرو ستون فقرات هوای فشرده در صنایع بزرگ هستند. در انواع کارخانه‌های تولیدی و صنعتی، پروژه‌های بزرگ ساختمان سازی، معادن، صنایع فولاد از این نوع کمپرسور هوا استفاده می‌کنند. همچنین از مدل‌های بدون روغن اسکرو در صنایع غذایی، دارویی و طراحی سیستم‌های برودتی و تهویه مطبوع بیمارستانی نیز استفاده می‌کنند.
کمپرسور اسکرول (Scroll Compressor)
کمپرسور هوا اسکرول که گاهاً با عنوان حلزونی شناخته می‌شود، نوع خاصی از کمپرسورهای جابجایی مثبت است که به دلیل طراحی منحصر به فرد با سر و صدای خیلی کمی کار کرده و لرزش ناچیزی دارد. از طرفی با راندمان خوبی کار می‌کند. عملکرد کمپرسور هوا اسکرول بر پایه دو قطعه مارپیچی (حلزونی) است. مارپیچ اول یا همان اسکرول ثابت به بدنه کمپرسور متصل است و مارپیچ متحرک با حرکت دورانی در مدار بیضی داخل محفظه‌های ثابت می‌چرخد. به این ترتیب یک سری حفره‌های گازی بین دو اسکرول ایجاد شده که در نهایت به تراکم پیوسته، تحت فشار اما آرام و کم صدای هوا می‌انجامد.
مزایای کمپرسور اسکرول
برای تدارک هوای فشرده در یک محیط آرام و کم صدا هیچ گزینه‌ای را بهتر از کمپرسور هوا اسکرول پیدا نمی‌کنید. سیستم‌های اسکرول شاید قدرت مدل‌های اسکرو را نداشته باشند، اما قطعاً به مراتب آرام‌تر و با راندمان بهتری کار می‌کنند. سیستم‌های متراکم کننده اسکرول مزایای قابل توجهی نیز دارند. مانند:
- بازدهی بالا به علت قطعات متحرک کم و اصطکاک ناچیز قطعات متحرک
- عملکرد آرام با لرزش و سر صدای ناچیز
- قابلیت اطمینان بالا برای کارکردهای طولانی مدت
- قابلیت ایجاد هوای کاملاً تمیز به علت طراحی بدون روغن
اگر چه استهلاک کمپرسورهای اسکرول خیلی کم است، اما در صورت خراب شدن مسیر تعمیر پیچیده و بسیار پرهزینه‌ای دارند. در عین حال کمپرسورهایی با ظرفیت محدود و نهایتاً ۴۰ اسب بخار هستند. همچنین حتماً باید هوای وارد شده به این دستگاه‌ها یک مرحله فیلتراسیون را سپری کرده و بدون هر نوع گرد و غباری باشند.
از کمپرسور اسکرول کجاها استفاده کنیم؟
کمپرسورهای اسکرول برای کار در فضاهای حساس و نیازمند به سکوت و خلوص هوا مناسب هستند. از این کمپرسورها معمولاً برای طراحی سیستم‌های تهویه مطبوع، سیستم‌های تبرید و مراکز حساس از قبیل بیمارستان‌ها و یا صنایع غذایی و دارویی استفاده می‌کنند.
کمپرسور گریز از مرکز (Centrifugal Compressor)
کمپرسور گریز از مرکز با تکیه بر قابلیت‌های دینامیکی طراحی شده و برای مصارف صنعتی بسیار بزرگ با دبی هوای بالا مناسب است. برخلاف انواع کمپرسورهای جابجایی مثبت که هوا را با کاهش حجم فشرده می‌کنند، این سیستم با اعمال سرعت بسیار بالا فشار استاتیکی مناسب هوای فشرده را تامین خواهد کرد. در واقع کمپرسور گریز از مرکز اصلاً هوا را متراکم نمی‌کند، بلکه سرعت جابجایی آن را افزایش می‌دهد. عملکرد این کمپرسورها بر پایه قطعه دوار به نام ایمپلر است. این قطعه در واقع نوعی پروانه هدایت هوا است که با سرعت بسیار بالایی نزدیک به چند هزار دور در دقیقه می‌چرخد که مولکول‌های هوای اطراف را به سمت پیرامون ایمپلر پرتاب می‌کند.
مزایای کمپرسور گریز از مرکز
برای تولید هوای فشرده بسیار غلیظ در صنایع سنگین چاره‌ای جز استفاده از کمپرسور هوا گریز از مرکز ندارید. البته فراتر از قابلیت‌های فنی برای کار در صنایع بزرگ، این سیستم‌ها مزایای دیگری نیز دارند:
- توانایی تولید هوای فشرده پرفشار با دبی زیاد
- قابلیت تولید هوای فشرده کاملاً تمیز و بدون روغن
- ایجاد جریان هوای یکنواخت و بدون پالس
- راندمان بسیار بالا
- استهلاک کم و شرایط نگهداری نسبتا ساده
اگرچه مزایای کمپرسور هوا گریز از مرکز قابل توجه است؛ اما در نظر داشته باشید که این سیستم‌ها بسیار گران قیمت هستند و فرایند کنترل کاملاً پیچیده‌ای دارند. همچنین برای استفاده در مکان‌های کوچک و بارهای جزئی اصلاً مناسب نیستند. زیرا راندمان آنها در عملکرد سبک به شدت کاهش پیدا می‌کند. بنابراین به هیچ حالت گزینه ایده‌آل کارگاهی، ساختمانی و مصارف کوچک نیستند.
از کمپرسور گریز از مرکز کجاها استفاده کنیم؟
کمپرسور هوا گریز از مرکز انحصاراً برای صنایع بزرگ و فرایندهای خاص کارایی دارد. از این نوع کمپرسورها در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی برای تزریق گاز و تقویت خط لوله استفاده می‌کنند. همچنین در پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها، صنایع فولاد، صنایع هوافضا و تاسیسات بزرگ تصفیه آب و فاضلاب کارایی دارند.
جدول مقایسه جامع انواع کمپرسور
حالا که با انواع کمپرسور هوا آشنا شده‌اید، وقت آن است که تمامی مدل‌ها را از فاکتورهای گوناگون مانند مکانیزم طراحی، قابلیت‌های کاربردی، عملکرد و هزینه اجرا تا شرایط تعمیر و نگهداری مقایسه کنیم. برای مقایسه انواع کمپرسور هوا اطلاعات جدول زیر را بررسی نمایید:
| معیار مقایسه | کمپرسور پیستونی | کمپرسور اسکرو | کمپرسور اسکرول | کمپرسور گریز از مرکز |
| نوع | جابجایی مثبت | جابجایی مثبت | جابجایی مثبت | دینامیکی |
| جریان هوا | ناپیوسته و پالسی | پیوسته و یکنواخت | پیوسته و یکنواخت | پیوسته و یکنواخت |
| محدوده ظرفیت | کم حداکثر ۳۰ اسب بخار | متوسط تا بسیار بالا | کم تا متوسط | بسیار بالا |
| فشار کاری متداول | بسیار بالا تا ۲۰۰ بار | متوسط تا حداکثر ۱۵ بار | کم تا متوسط حداکثر ۱۰ بار | متوسط در حدود ۴۰ بار |
| راندمان | کم | عالی | عالی | خوب در بار کامل |
| کارکرد در بار جزئی | بازدهی کم | خوب | متوسط | بازدهی بسیار کم |
| سر و صدا | بسیار زیاد | کم | بسیار کم | متوسط |
| هزینه اولیه | ارزان | متوسط | گران | بسیار گران |
| هزینه نگهداری | متوسط | متوسط | هزینه تعمیرات بسیار بالا | هزینه تعمیرات بسیار بالا |
| خلوص هوا | ضعیف | متوسط | عالی | عالی |
| مزیت اصلی | قیمت کم و فشار بسیار بالا | کارکرد طولانی مدت | عملکرد آرام و کم صدا با هوای تمیز | ظرفیت فوق‌العاده بالا |
نتیجه‌گیری:
کدام کمپرسور هوا مناسب شما است؟ کمپرسور هوا باید کاملاً با نیازهای کارگاهی و یا صنعتی و ساختمانی شما سازگار باشد. لذا توصیه می‌کنیم که:
- کمپرسور پیستونی را برای گاراژ‌های شخصی، کارگاه کوچک و یا زمانی که بودجه کمی دارید، تهیه کنید.
- کمپرسور اسکرو را برای مصارف سنگین صنعتی عموماً کارخانه‌ها و برای کارهای مداوم تهیه کنید.
- کمپرسور اسکرول را برای مکان‌های حساس به صدا از قبیل طراحی سیستم تهویه مطبوع ساختمانی، بیمارستانی و… تهیه کنید.
- کمپرسور گریز از مرکز فقط برای صنایع فوق سنگین مناسب هستند.
با اطلاعات جامع اما کلی این مقاله قطعاً دیدگاه کافی درباره انواع کمپرسور هوا و تفاوت آنها کسب کرده‌اید. اما برای اطلاعات فنی بیشتر، آشنایی با انواع محصولات از برندهای مطرح و تهیه کمپرسور تخصصی با بهترین قیمت می‌توانید از مشاوره تخصصی در پارس وکیوم بهره‌مند شوید.
