کمپرسور اسکرال کوپلند

تاریخچه کمپرسور کوپلند

        برای بررسی کمپرسور اسکرال کوپلند لازم دانستیم تا ابتدا مختصری از تاریخچه کوپلند را بیان کنیم. شرکت کوپلند توسط ادموند کوپلند در سال 1921 تاسیس شد. اولین سیستم مکانیکی موفق که توسط این شرکت توسعه یافته بود در موسسه Smithsonian در ایالت واشنگتن است. بعد از رکود بزرگ و مشکلات مالی فراوان این شرکت در آن دوره زمانی، ادموند کوپلند وارد تجارت راه آهن شد. یعد از آن دالاس وینسلو دارایی های شرکت را خرید. به دلیل عدم سرمایه گذاری در مهندسی و توسعه شرکت، در سال 1937 دالاس وینسلو به دنبال فروش مجدد دارایی ها بر آمد. در سال 1939 چهار مدیر جوان با سرمایه ی 15000 دلاری توانستند این شرکت را خریداری کرده و رشد و توسعه دهند. در اکتبر 1986 این شرکت به یکی از زیر مجموعه های شرکت امرسون الکتریک تبدیل شد.

امروزه این شرکت محبوب ترین شرکت در زمینه کمپرسور های اسکرال تبرید و تهویه مطبوع می باشد. امرسون با میلیون ها فروش کمپرسور اسکرال، امروزه برای 6000 نفر به صورت مستقیم شغل ایجاد کرده و در 5 ایالت امریکا به تولید می پردازد.

انواع کمپرسور کوپلند

        کمپرسور های کوپلند در انواع هرمتیک، سمی هرمتیک سیلندر پیستونی DWM و اسکرال تولید می شوند. این کمپرسورها در رنج های دمایی مختلف، کاربرد ها و مصارف گوناگون تولید شده و به کار می روند. کمپرسور های سمی هرمتیک بر خلاف کمپرسور های اسکرال و هرمتیک، قابل تعمیر هستند. تمام اجزای این کمپرسورها قابلیت مونتاژ و دمونتاژ را دارند. بر خلاف کمپرسور های اسکرال کوپلند که عمدتا تولید کشور تایلند و چین هستند، کمپرسور های سمی هرمتیک کوپلند تولید جمهوری چک بوده و در ظرفیت های مختلف از 1 تا 8 سیلندر ارائه می شوند. دستگاه های سرد کننده خانگی و تجاری، تونل های انجماد، سردخانه های زیر صفر و بالای صفر، کاربری های کرایژنیک، دستگاه های تصویر برداری پزشکی، پمپ های حرارتی و کاربرد های تهویه مطبوع تنها بخشی از مصارف کمپرسور های کوپلند می باشند. تمرکز اصلی این مطلب بر روی کمپرسور اسکرال کوپلند می باشد. 

کمپرسور اسکرال کوپلند 

        در سال 1987 شرکت کوپلند با معرفی سری ZR1 به نیاز های تولید کنندگان و مصرف کنندگان پاسخ داد. در سال 1991 این شرکت با تولید سری ZR2 راندمان بالاتری را ارائه و توان کمپرسور های اسکرال خود را به 4-5 اسب افزایش داد. در آن زمان کمپرسور های سری ZR2، راندمان های بالا و EER 11.5 را در استاندارد ARI  ارائه می داند. خیلی سریع کمپرسور های اسکرال کوپلند به محبوب ترین کمپرسور در بین تولید کنندگان دستگاه با راندمان های بالا تبدیل شدند. نسل ZR3 این کمپرسور ها با رد کردن مرز CHEER 20.0 دوازده درصد راندمان بیشتری را نسبت به پیشرفته ترین کمپرسور های سیلندر پیستونی بازار ارائه می دهند. هنوز هیچ کمپانی دیگری قابلیت رقابت در دوام و استاندارد های قابلیت اطمینان خاصی که کوپلند در کمپرسور های اسکرال خود ارائه می دهد را ندارد. همین امر محبوبیت کمپانی کوپلند را بیش از پیش کرده است.

کمپرسور اسکرال کوپلند چگونه کار میکند؟

ویژگی کمپرسور های اسکرال کوپلند

        به دلیل نوع فشرده سازی در کمپرسور های اسکرال این نوع از کمپرسورها در ورود مایع به کمپرسور نسبت به سایر کمپرسورها مقاوت بسیار بیشتری دارند. کمپرسور های اسکرال کوپلند در ورود مقداری از حجم مایع، ذرات معلق درون سیکل و یا روغن به درون خود مقاوند. کمپرسور اسکرال کوپلند این ذرات را با حرکت شعاعی و فاصله افتادن بین دو حلزونی بدون آسیب دیدن کمپرسور کنترل می کند.

        فرایند تراکم در این نوع کمپرسورها به هیچ سوپاپی احتیاج ندارد. بنابراین مانند کمپرسور های سیلندر پیستونی اتلافی هر چند ناچیز از طریق سوپاپ ها صورت نمی گیرد. فاصله قابل توجهی بین محل مکش و دیسشارژ کمپرسور وجود دارد. این فاصله باعث کاهش انتقال حرارت بین گاز داغ دیسشارژ و گاز مکش می شود. کاهش انتقال حرارت ،جریان جرمی مبرد در کمپرسور را به دلیل  کاهش پیدا نکردن چگالی در ساکشن، افزایش می دهد.

        در کمپرسور های اسکرال کوپلند فرایند تراکم پیوسته، و قطعات متحرک بسیار کمتر (تا 70 درصد قطعات متحرک کمتر)، صدای این نوع کمپرسور ها را نسبت به کمپرسور های سیلندر پیستونی بسیار کمتر می کند. همچنین نویز و لرزش حاصل از سوپاپ را مانند کمپرسور های سیلندر پیستونی نمی بینیم. این کمپرسور ها لرزش بسیار کمتری را نیز دارند.

        کمپرسور های اسکرال دارای یک سوپاپ ساده در خروجی هستند. با خاموش شدن کمپرسور، این سوپاپ از ورود گاز پر فشار به کمپرسور جلوگیری می کند. این کمپرسور ها برای انجام عمل تراکم خود تنها به 15 قطعه متحرک نیاز دارند . راندمان های بالا، نویز پایین ، دوام قطعات و عمر طولانی، از دیگر ویژگی های این نوع کمپرسور هستند. کمپرسو های اسکرال کوپلند تقریبا هیچ تلفات حجمی ای ندارند و راندمان حجمی نزدیک به 100 درصد را ارائه می دهند.

کاربرد های کمپرسور اسکرال کوپلند

        کمپرسور اسکرال کوپلند در کاربرد های وسیعی به کار می روند. از جمله این کاربرد ها، می توان خنک کننده های خانگی، فروشگاهی و صنعتی، کاربرد های دمای فوق پایین و کرایژنیک، چیلر صنعتی، چیلر لیزر،چیلر MRI، چیلر پزشکی، چیلر تزریق پلاستیک و چیلر دایکست را نام برد. این کمپرسور ها با مدل های مختلف برای مصارف تبرید و سردخانه ها، تهویه مطبوع و پمپ های حرارتی به کار می روند. کمپرسور اسکرال کوپلند در مدل ها و سری های مختلفی عرضه می شود. مدل و سری این نوع کمپرسور ها با یک برچسب بر روی بدنه کمپرسور مشخص شده است. با پلاک خوانی کمپرسور کوپلند می توان مدل و مشخصات آن را تعیین کرد. در ادامه به اختصار به کاربرد برخی از این سری ها می پردازیم.

• سری ZR مناسب گاز R22    
• سری ZPمناسب گاز R410    
• سری ZB مناسب کاربرد های دمای متوسط  
• سری ZW مناسب هیت پمپ ها    
• سری ZF  مناسب دماهای پایین

البته مدل های کمپرسور اسکرال کوپلند بسیار گسترده بوده که اشاره به تمام آن ها در قالب این مطلب نمی گنجد. 

 کمپرسور اسکرال دیجیتال کوپلند 

         کمپرسور اسکرال دیجیتال کوپلند قادر است ظرفیت خود را از 10 تا 100 درصد کنترل کند. این کمپرسور ها با یک شیر برقی عرضه می شوند. کنترل ظرفیت در این کمپرسور ها  با عملکرد یک شیر برقی معمولا بسته (NC ) انجام شده است. کنترل ظرفیت به این صورت است که با باز شدن شیر برقی، به واسطه گاز، یک فاصله ی حدود 1 میلیمتری بین دو حلزونی ایجاد می شود. این فاصله موجب کارکرد بی بار کمپرسور و با ظرفیت 0 درصد می شود. بعد از آن، کنترل کمپرسور های دیجیتال یا برد کنترلی دستگاه، موجب کنترل ظرفیت دستگاه در طول کارکرد کمپرسور می شود. زمان باز بودن شیربرقی (بی بار بودن کمپرسور) و زمان بسته بودن آن یک سیکل زمانی را ایجاد می کند.

          برای مثال و قابل فهم تر شدن این موضوع یک مثال می زنیم. مثلا در یک سیکل زمانی 20 ثانیه ای را در نظر بگیرید. فرض کنیم شیر برقی کمپرسور 15 ثانیه باز باشد و زمان بسته بودن آن 5 ثانیه باشد (به عبارتی کمپرسور 15 ثانیه در حالت بی بار و 5 ثانیه با ظرفیت 100 درصد کار کند). این سیکل کاری موجب کارکرد کمپرسور با ظرفیت حدود 75 درصد می شود. 

        برای محاسبه ظرفیت کمپرسور در سیکل های مختلف باید زمان باز بودن شیر برقی را تقسیم بر زمان کل سیکل کنیم. عدد به دست آمده، ظرفیت کاری کمپرسور می باشد. شرکت امرسون با این روش کنترل ظرفیت، کنترل دمای نیم درجه فارنهایتی را به ارمغان می آورد. کمپرسور با گاز برگشتیالکتروموتور کمپرسور اسکرال کوپلند را خنک می کند. بنابراین تنظیم کنترل ظرفیت در کمپرسور های کوپلند اگر توسط کنترل و به صورت دستی صورت گیرد نباید زیر 10 درصد باشد. تنظیم ظرفیت زیر 10 درصد ممکن است موجب آسیب به موتور شود. 

محافظت های کمپرسور اسکرال کوپلند

         در کمپرسور اسکرال کوپلندمحافظت های مختلفی در بخش های مختلف کمپرسور نصب شده است. برخی از این محافظت ها در تصویر زیر نشان داده شده اند. در ادامه به معرفی این حفاظت ها همچنین معرفی حفاظت های پیشنهادی کمپانی امرسون برای کمپرسور های اسکرال کوپلند می پردازیم. در ابتدا حفاظت های داخلی کمپرسور های اسکرال کوپلند را بررسی می کنیم.

•     
• شیر فشار شکن داخلی: در مدل های ZR18K تا ZR81 و ZP24K تا ZP91K یک محافظ اختلاف فشار داخلی وجود دارد. این محافظ اگر اختلاف فشار بین بخش دیسشارژ و ساکشن در مدل های ZR بیش از 28 بار گیج باشد عمل می کند.همچنین در مدل های ZP در اختلاف فشار بیشتر از 40 بار گیج، عمل خواهد کرد. این محافظ برای حفاظت مدام و قطع و وصل زیاد طراحی نشده است. در حقیقت امرسون پیشنهاد می کند با وجود حفاظت های داخلی فراوان در مدل های اسکرال، باید حفاظت های خارجی را نیز نصب کنیم. امرسون به طور جدی عمل این محافظ را محدود می داند. لازم به ذکر است این نوع حفاظت در مدل های ZR94K تا ZR190K و ZP90K تا ZP128K وجود ندارد. همچنین مدل های ZP235K تا ZP485K و در سری ZR نیز مدل های ZR250K تا ZR380K با فشار شکن داخلی، محفاظت نشده اند.

•     
• محافظ دمای دیسشارژ: کمپرسور های ZR18K تا ZR81 و ZP24K تا ZP91K یک ترمو دیسک محافظ دمای گاز دیسشارژ دارند. اگز دمای گاز عبوری از دیسشارژ به حد بحرانی و خطر آفرین برای کمپرسور برسد، این ترمودیسک با باز کردن مسیر گاز از دیسشارژ به ساکشن، موجب تریپ کردن کمپرسور نیز می شود.
•     
• در مدل های ZR94K تا ZR190K و ZP103K تا ZP182K، مکانیزم محافظت در برابر دمای بالای دیسشارژ متفاوت است. بعد از رسیدن دمای دیسشارژ به دمای بحرانی، این کمپرسور ها با فاصله دادن حلزونی ها نسبت به هم، کمپرسور را بی بار می کنند. بعد از مدتی، محافظ موتور باز می شود. این نوع محافظت در کمپرسور های اسکرال کوپلند اختصارا ASTP خوانده می شوند. این عبارت مخفف Advanced Scroll Temperature Protector است. کمپرسور های دارای محافظ ASTP با یک برچسب در روی بدنه ی کمپرسور قابل تشخیص اند. در مدل های ZP235K تا ZP485K و در سری ZR نیز در مدل های ZR250K تا ZR380K برای این محافظت از یک ترمیستور استفاده می شود. دمای بالای دیسشارژ موجب تریپ ماژول محافظت الکترونیکی کمپرسور می شود.
•     
• محافظت موتور:  برای مدل های ZR18K تا ZR81 و ZP24K تا ZP91K یک محافظ داخلی مرسوم دمای سیم پیچ در نظر گرفته شده است. در مدل های ZR250K تا ZR380K و ZP235K تا ZP485K یک زنجیره از 4 ترمیستور در سیم پیچ موتور قرار گرفته که توسط یک ماژول الکترونیکی از کارکرد موتور در دمای بالای سیم پیچ محافظت می کنند. این ترمیستور های ptc به صورت سری به هم متصل اند. 

•     
• محافظت در مقابل وکیوم: یکی از مواردی که به خرابی کمپرسور منجر میشود، کارکرد کمپرسور در شرایط وکیوم شدید است. لازم به ذکر است برای پمپ داون کردن سیستم کمپرسور با مشکل مواجه نخواهد شد اما در شرایط کارکرد مداوم در وکیوم، کمپرسور آسیب دیده و ممکن است یاتاقان های کمپرسور دچار آسیب های جدی شوند. سری های ZR و ZP یک حفاظت در قبال وکیوم دارند که اگر نسبت تراکم از حدود 1:10 تجاوز کند، این محافظ عمل می کند.

        همانطور که گفته شد شرکت امرسون برای محافظت بیشتر کمپرسور های خود، حفاظت های خارجی را نیز پیشنهاد می کند. یک محافظ فشار بالا با حداکثر فشار 28.8 بار گیج برای گاز R22 و همچنین یک محافظ فشار بالا با حداکثر تنظیم 43 بار گیج برای گاز R410A پیشنهاد شده است. این محافظ ها باید از نوع ریست دار دستی باشند.

        برای حفاظت لو پرشر سیکل، سازنده در کاربرد های تهویه مطبوع پرشر سوییچی را پیشنهاد می کند که برای گاز R22 در فشار کمتر از 2 بار گیج و همچنین برای گاز R410Aدر فشار کمتر از 4.4 بار گیج تنظیم نشده باشد. این تنظیم در کابرد های پمپ حرارتی متفاوت است. در پمپ های حرارتی سازنده تنظیم بالای 0.5 بار برای R22 و تنظیم بالای 2 بار را برای R410A پیشنهاد می کند. لو پرشر سوئیچ محافظ نیز، مطابق پیشنهاد امرسون باید از نوع ریست دار دستی باشد.

نکات نصب کمپرسور اسکرال کوپلند

•     
• نصب کمپرسور روی شاسی: در نصب کمپرسور اسکرال بر روی شاسی و بستن پیچ پایه های آن، مهمترین نکته در میزان گشتاور مورد نیاز برای بستن پیچ ها است. در بسته حاوی کمپرسور، ضربه گیرلاستیکی برای دفع لرزش هنگام استارت و کارکرد، واشر و گاید فلزی پیچ وجود دارد. در صورتی که پیچ های پایه های کمپرسور بیش از اندازه سفت شوند، موجب متراکم کردن بیش از حد لرزه گیر و در مواردی دفورمه شدن گاید فلزی داخل لرزه گیر می شود. این عمل باعث می شود که لرزه گیر ها به درستی عمل نکنند. مطابق کاتالوگ سازنده گشتاور بستن پیچ های پایه کمپرسور، 13 نیوتون متر است.

•     
• جلوگیری از اکسید شدن سطوح داخلی مس: در طی جوشکاری اجزای سیکل جهت جلوگیری از اکسید شدن سطوح داخلی باید از نیتروژن خالص (بدون اکسیژن) استفاده کرد. در حین عمکلیات جوشکاری نیتروژن باید در سطوح داخلی لوله با فشار پایین جریان داشته باشد. عدم رعایت این نکته موجب اکسید شدن(اصطلاحا پوسته شدن) سطوح داخلی لوله و در نهایت مسدود کردن اجزای مختلف سیکل (فیلتر درایر، فیلتر شیر انبساط و ... ) و آسیب های بعدی می شود. 

• جلوگیری از ورود رطوبت به کمپرسور: محافظ های ورودی و خروجی کمپرسور اسکرال باید به عنوان آخرین قطعات دقیقا قبل از جوشکاری از روی کمپرسور باز شوند. این عمل به خاطر کاهش ریسک ورود رطوبت به داخل کمپرسور انجام می گیرد. ورود رطوبت به کمپرسور موجب میکس شدن رطوبت با روغن کمپرسور و در نهایت اسیدی کردن روغن کمپرسور و همچنین موجب آسیب به یاتاقان های کمپرسور می شود. جهت اطلاعات بیشتر در این زمنیه می توانید به مقاله روغن برودتی در مجله ایران فریون مراجعه کنید.

• جوشکاری اتصالات کمپرسور: شرکت امرسون برای جوشکاری اتصالات کمپرسور های اسکرال خود چند نکته را حائز اهمیت می داند. جوشکاری کمپرسور بهتر است با سیم جوش نقره 5 درصد انجام شود. عمده تمرکز شعله باید روی لوله ورودی یا خروجی کمپرسرو باشد. در صورت اور هیت شدن اتصالات ورودی و خروجی کمپرسور، ممکن از سیم جوش به داخل کمپرسور جریان پیدا کند. 

• نیاز به آکومولاتور:با وجود مقاوت کمپرسور های اسکرال کوپلند در مقابل ورود مایع مبرد، ورود بیش از حد مایع مبرد منجر به آسیب به یاتاقان ها و دیگر اجزای متجرک سیستم به دلیل کاهش خواص روانکاری در کمپرسور می شود. سیستم های با دمای کاربری زیر -18 درجه سلسیوس نیاز به استفاده از آکومولاتوری دارند که 70 تا 75 درصد مبرد سیستم را در خود جای دهند.

• نکات دیگر نصب: در نصب اصولی و صحیح کمپرسور اسکرال، شرکت سازنده به نکاتی مهم می پردازد. این نکات در مورد مافلر خروجی، شیر چهار راهه، لرزش و صدای لوله های ساکشن، نکات الکتریکال و نکات عمومی دیگر هستند. اشاره به تک تک این نکات از حوصله این بحث و مطلب خارج است و جهت دسترسی به تمام نکات باید به کاتالوگ سازنده مراجعه کنید. جهت دسترسی به کاتالوگ های کمپرسور های اسکرال کوپلند می توانید به صفحه هر محصول در فروشگاه ایران فریون در بخش کمپرسور های کوپلند مراجعه کنید.

بهره برداری، نگهداری و تعمیرات کمپرسور اسکرال کوپلند

        کمپانی امرسون برای کمپرسور های اسکرال کوپلند 10 بار روشن شدن در ساعت را مجاز می داند. مقدار روشن و خاموش شدن بیش از این تعداد ممکن از منجر به آسیب به کمپرسور شود. سطح روغن این کمپرسور ها باید حداقل تا وسط سایت گلاس روغن باشد. در انتخاب روغن باید دقت شود روغن کمپرسور با مبرد موجود در سیکل همخوانی داشته باشد. در مطلب روغن برودتی سازگاری روغن و مبرد را مورد بررسی قرار دادیم. نکات ریز نگهداری و تعمیرات نیز مانند صدای زمان خاموش شدن، میزان صدای حین کار کمپرسور، تعویض مبرد، روانکاری و روغن های مجاز کمپرسور و توضیحات پمپ دان و ... در کاتالوگ های سازنده آمده است. در صورت نیاز به مشاوره تخصصی با کارشناسان ایران فریون در ارتباط باشید. 

انتخاب و خرید کمپرسور اسکرال کوپلند 

          انتخاب کمپرسور در سیکل تبرید یک محاسبه تخصصی است. این محاسبات باید به کارشناس سیستم های تبرید سپرده شود. با توجه به نوع کاربری سیستم، دمای مورد نیاز، مبرد انتخاب شده، ظرفیت سیستم و دمای کندانسر، کمپرسور یک سیکل تبرید انتخاب می شود. شرکت امرسون جهت سهولت انتخاب کمپرسور، یک نرم افزار آنلاین انتخاب اجزا طراحی کرده است. با کلیک روی تصویر زیر، می توانید به این نرم افزار دسترسی پیدا کنید.

  تشخیص کمپرسور اسکرال کوپلند تقلبی

        برای تشخیص کمپرسور اسکرال تقلبی نکات فراوانی وجود دارد. با توجه به حجم نکات و اهمیت موضوع تصمیم گرفتیم یک مقاله مجزا در مجله ایران فریون به نام راه های تشخیص کمپروسور اسکرال کوپلند اصلی و تقلبی و مقایسه یک کمپرسور اصلی و تقلبی بنویسیم. اکنون می توانید با مراجعه به مجله ایران فریون روش های تشخیص و تفاوت های اصلی و یا تقلبی بودن این کمپرسور ها را مشاهده کنید.   

        بعد از طی تمام مراحل انتخاب کمپرسور کوپلند، خرید کمپرسور کوپلند از مهمترین مراحل می باشد. با توجه به حجم اجناس متفرقه در بازار، خرید تجهیزات و کمپرسور های برودتی باید از فروشگاه های معتبر صورت گیرد. فروشگاه ایران فریون با تضمین اصالت کالا انواع کمپرسور های سری  ZR و ZP کوپلند را تامین و در اختیار مصرف کنندگان محترم قرار می دهد. جهت هرگونه مشاوره تخصصی با کارشناسان ایران فریون در ارتباط باشید. لطفا نظرات خود را با ما به اشتراک بگذارید.