چکیده: در این مقاله به بررسی طرز کار کمپرسور اسکرو پرداخته‌ایم. ابتدا مقدمه ای در مورد کمپرسور اسکرو و نحوه عملکرد آن آورده‌ایم و در ادامه کاربردها و موارد استفاده از کمپرسوراسکرو را بیان کرده‌ایم. سپس مزایا و معایب استفاده از کمپرسور اسکرو را بررسی نموده و در پایان به سوالات متداول پاسخ داده‌ایم. همچنین، برای درک بهتر مطالب توسط خواننده، چند شکل مرتبط با موضوع نیز آورده شده است.

طرزکار کمپرسور اسکرو:

کمپرسور اسکرو یک نوع کمپرسور دوار است که در آن از دو قطعه مارپیچ برای فشرده سازی هوا استفاده می شود.

کمپرسور اسکرو چیست ؟

کمپرسور اسکرو از نظر طراحی و ساختار از نوع کمپرسور دورانی بوده و در دسته بندی کمپرسور «جابجایی مثبت» قرار می گیرد. از این نوع کمپرسور معمولاً در صنایعی که نیاز به حجم زیاد هوای متراکم وجود داشته باشد استفاده می‌شود. در کمپرسور اسکرو عمل مکش و دهش بصورت پیوسته انجام می شود؛ لذا جریان هوای خروجی در این نوع کمپرسور بصورت پایدار بوده و همین مزیت، این نوع کمپرسور را به انتخابی ایده ال در بسیاری از شاخه های صنعت تبدیل نموده است. کمپرسور اسکرو همچنین به دلیل دوام و قابلیت اطمینان مشهور است. این نوع کمپرسور برای مقاومت در برابر عملکرد مداوم در دمای محیطی بالا (بطور معمول تا 46 درجه سانتیگراد) ساخته شده است که آن را برای کار در محیط های صنعتی ایده آل می کند. طراحی پیشرفته و در عین حال ساده کمپرسور اسکرو خطر خرابی آن را به حداقل می رساند و عملکرد ماندگار آن را تضمین می کند. در ادامه به بررسی طرزکار کمپرسور اسکرو پرداخته شده است.

نحوه عملکرد کمپرسور اسکرو :

برای آشنایی با طرز کار کمپرسور اسکرو، ابتدا به بررسی ساختار آن می پردازیم. در کمپرسور اسکرو، از مکانیزم دورانی برای تولید هوای فشرده استفاده می شود. قلب کمپرسور اسکرو از دو قطعه مارپیچ تشکیل شده است که در حالت درگیر در یک محفظه قرار دارند. یکی از این دو قطعه به موتور الکتریکی متصل بوده و قطعه دوم از طریق یک چرخدنده به مارپیچ اول متصل و درگیر می باشد و چرخش مارپیچ اول منجر به چرخش مارپیچ دوم در خلاف جهت می گردد. بر اثر گردش همزمان و خلاف جهت این دو قطعه، هوا از مجرای ورودی به داخل محفظه مکش گردیده و بین تیغه های دو مارپیچ محبوس شده و همراه با گردش تیغه ها به سمت جلو رانده می شود. کاهش فضای بین تیغه مارپیچ ها در مسیر حرکت هوا، باعث فشرده شدن هوای محبوس شده گردیده و هوای متراکم شده در انتهای مسیر از مجرای خروجی کمپرسور خارج می گردد. از آنجا که فشرده‌سازی هوا باعث افزایش دما و رطوبت می‌شود، هوای خروجی از کمپرسور به ایر درایر هدایت می‌شود. ایر درایر وظیفه دارد رطوبت و بخار آب موجود در هوای فشرده را از بین ببرد تا از بروز مشکلاتی مانند زنگ‌زدگی تجهیزات، افت کیفیت محصول و آسیب به سیستم‌های پنوماتیک جلوگیری شود. این فرآیند باعث می‌شود هوای فشرده‌ای خشک، خنک و آماده استفاده در صنایع مختلف به دست آید. در شکل 1 «کمپرسور اسکرو» و جزئیات ساختار داخلی آن بطور شماتیک نشان داده شده است.

کاربردها و موارد استفاده کمپرسور اسکرو: :

حال که با طرزکار کمپرسور اسکرو آشنا شدیم، به بررسی کاربردهای کمپرسور اسکرو می پردازیم. کمپرسور اسکرو یک وسیله فوق العاده و همه کاره است و می تواند با طیف گسترده ای از نیازها سازگار شود. موارد ذیل کاربردهای مهم کمپرسور اسکرو می باشند:

•  صنایع نفت و گاز: در صنایع نفت و گاز، از کمپرسور اسکرو برای فشرده‌سازی گاز طبیعی، انتقال گاز در خطوط لوله و افزایش فشار در فرآیندهای استخراج و پالایش استفاده می‌شود. عملکرد مداوم و بازده بالای این کمپرسورها باعث می‌شود تا در شرایط سخت صنعتی کارایی بالایی داشته باشند.
•  سیستم‌های تهویه مطبوع و تبرید: کمپرسور اسکرو به‌طور گسترده در چیلرها و سیستم‌های سرمایشی بزرگ استفاده می‌شود. این کمپرسور قادر به تأمین حجم بالای هوا یا گاز فشرده برای خنک‌سازی محیط‌های صنعتی، تجاری و مسکونی بزرگ می باشد.
•  صنایع تولید و فرآوری مواد غذایی: در صنایع غذایی، کمپرسور اسکرو برای تأمین هوای فشرده و خنک‌سازی در فرآیندهای تولید، بسته‌بندی، انجماد و ذخیره‌سازی مواد غذایی استفاده می‌شود. در این بخش کمپرسور اسکرو بدون روغن با توجه به کیفیت هوای تولیدی بهتر و جلوگیری از ایجاد آلودگی مواد غذایی کاربرد بیشتری دارد.
•  صنایع خودروسازی: در کارخانجات تولید خودرو، کمپرسور اسکرو به‌عنوان منبع تأمین هوای فشرده برای خطوط مونتاژ، رنگ‌پاشی قطعات، تجهیزات پنوماتیک و تست فشار سیستم‌ها به کار گرفته می‌شود.
•  صنایع دارویی و بهداشتی: در صنایع دارویی و بهداشتی که نیاز به هوای کاملاً پاک و عاری از روغن وجود دارد، معمولا از کمپرسور اسکرو بدون روغن استفاده می‌شود. این نوع کمپرسور در تولید دارو، بسته‌بندی و فرآیندهای حساس پزشکی کاربرد دارد.
•  صنایع تولید انرژی و نیروگاه‌ها: در نیروگاه‌های تولید برق و صنایع انرژی، کمپرسور اسکرو برای فشرده‌سازی هوا جهت راه‌اندازی توربین‌ها و سیستم‌های کنترل پنوماتیک استفاده می‌شوند. توانایی عملکرد مداوم و فشار بالا، این کمپرسورها را برای این کاربرد مناسب کرده است.
•  صنایع پتروشیمی و شیمیایی: در صنایع شیمیایی و پتروشیمی از کمپرسور اسکرو برای انتقال و فشرده‌سازی گازهای مختلف مانند نیتروژن، هیدروژن و سایر گازهای فرآیندی استفاده می‌شود. مدل‌های مقاوم در برابر خوردگی و فشار بالا برای این کاربردها طراحی شده‌اند.
•  صنایع معدنی و حفاری: در حفاری چاه‌های عمیق، استخراج معادن و فرآیندهای مرتبط، کمپرسور اسکرو برای تأمین هوای فشرده و افزایش فشار در ابزارهای حفاری و تجهیزات استفاده می‌شود. این کمپرسور به دلیل توان و ظرفیت بالا، برای کار در شرایط سخت محیطی مناسب.است.
•  صنایع نساجی: در کارخانجات نساجی، کمپرسور اسکرو برای تأمین هوای فشرده جهت تجهیزات پنوماتیکی مانند دستگاه‌های نخ‌ریسی، بافندگی و رنگ‌رزی استفاده می‌شود. عملکرد بی‌وقفه و بازده بالا برای این فرآیندها بسیار مهم است.
•  صنایع چوب و کاغذ: کمپرسور اسکرو در صنایع چوب و کاغذ برای تأمین نیروی پنوماتیکی ماشین‌آلات، خشک‌کن‌ها و سیستم‌های برش مورد استفاده قرار می‌گیرد.
•  یکی از بهترین نوع کمپرسور هوا که برای تامین هوای فشرده مورد نیاز در فرآیندهای تولید و ماشین‌آلات صنعتی استفاده می‌شود کمپرسور اسکرو می باشد. کمپرسور اسکرو همچنین در صنایع فلزی برای تامین هوای فشرده بمنظور استفاده در ماشین‌آلات و ابزارهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مزایا و معایب استفاده از کمپرسور اسکرو:  

پس از آشنایی با طرز کار کمپرسور اسکرو و کاربردهای آن در صنایع مختلف، لازم است مزایا و معایب آن نیز مورد بررسی قرار گیرد. موارد ذیل مزایا و معایب مهم این نوع کمپرسور هوا می باشد:

مزایای کمپرسور اسکرو

•   ظرفیت بالا و عملکرد مداوم: کمپرسورهای اسکرو می‌توانند حجم زیادی از هوا یا گاز را به‌طور پیوسته فشرده کنند و برای کارکرد مداوم در صنایع سنگین مناسب هستند.
•  بازدهی انرژی بالا در فشارهای ثابت: این کمپرسورها در فشارهای ثابت بازده انرژی بالایی دارند و عملکرد بهینه‌ای ارائه می‌دهند.
•  لرزش و صدای کمتر نسبت به کمپرسورهای رفت و برگشتی: به دلیل حرکت یکنواخت روتورها، میزان لرزش و صدای تولیدی کمپرسور اسکرو کمتر است و به عایق‌بندی کمتری نیاز دارد.
•  طول عمر بالا: کمپرسورهای اسکرو به دلیل طراحی مقاوم و وجود قطعات کمتر در مقایسه با برخی انواع کمپرسورهای دیگر، طول عمر بیشتری دارند.
•  تعمیر و نگهداری کمتر در شرایط مناسب: در صورت استفاده صحیح و بهینه، هزینه‌های تعمیر و نگهداری این کمپرسورها پایین‌تر می باشد.
•  مناسب برای کاربردهای صنعتی: کمپرسور اسکرو در صنایع مختلفی مانند نفت و گاز، پتروشیمی، تولید انرژی و کارخانه‌های بزرگ استفاده می‌شود.

معایب کمپرسور اسکرو

•  هزینه اولیه بالا: کمپرسورهای اسکرو در مقایسه با انواع دیگر مانند کمپرسورهای پیستونی هزینه اولیه نسبتا بالاتری دارند.
•  بازده پایین در فشارهای متغیر: در کاربردهایی که فشار هوا یا گاز تغییرات زیادی دارد، بازده کمپرسور اسکرو کاهش می‌یابد.
•  پیچیدگی طراحی و تعمیرات: طراحی پیچیده‌تر کمپرسور اسکرو به معنای نیاز به نیروی متخصص بیشتر برای تعمیرات و عیب‌یابی آن‌ است.
•  حساسیت به نگهداری مناسب: در صورت عدم نگهداری صحیح (مانند تعویض منظم روغن و فیلترها)، استهلاک قطعات افزایش می‌یابد و هزینه‌های تعمیرات بالا می‌رود.
•  مصرف انرژی بیشتر در بارهای جزئی: در شرایطی که نیاز به عملکرد جزئی باشد، مصرف انرژی این کمپرسورها بهینه نخواهد بود.

 جمع بندی:

در این مقاله به بررسی طرز کار کمپرسور اسکرو پرداخته شد. بطور کلی می توان گفت کمپرسور اسکرو یک انتخاب هوشمندانه برای صنایعی است که به مقدار زیاد به هوای فشرده متکی هستند. کارآیی بالا، قابلیت اطمینان مناسب، تطبیق پذیری با نیازهای شما و نگهداری ارزان و راحت آنها را در دراز مدت به یک سرمایه گذاری مقرون به صرفه تبدیل می کند. علاوه بر این، سطح سر و صدای کم و راندمان انرژی به یک محیط کار راحت تر و سازگار با محیط زیست کمک می کند.

اگر پروژه شما به هوای فشرده با کیفیت بالا نیاز دارد، کمپرسور اسکرو می توانند انتخاب خوبی برای شما باشد.این کمپرسور عموما مجهز به سیستم تصفیه هوا می باشد که آلودگی ها و رطوبت های هوای فشرده را از بین می برند و شما می توانید اطمینان حاصل کنید که هوای فشرده تمیز و مناسب برای کاربردهای حساس مانند فرآوری مواد غذایی و دارویی در دسترس شماست. با این‌حال، هزینه اولیه و نیاز به نگهداری دقیق از چالش‌های اصلی این نوع کمپرسورها محسوب می‌شود و انتخاب آن باید بر اساس نیاز فشار، نوع کاربری و میزان بار کاری بصورت بهینه انجام شود. 

سوالات متداول

- طرز کار کمپرسور اسکرو چگونه است؟

کمپرسور اسکرو از دو روتور مارپیچی (نر و ماده) استفاده می‌کند که درون محفظه‌ای قرار دارند. با چرخش مارپیچ ها، هوا یا گاز به داخل کشیده شده و در فضای بین مارپیچ‌ها فشرده می‌شود. در نهایت، گاز فشرده‌ شده از مجرای خروجی کمپرسور به بیرون داده می شود. این فرآیند به دلیل حرکت یکنواخت روتورها، مداوم و بدون وقفه است.

- چرا کمپرسور اسکرو برای کارهای مداوم مناسب است؟

کمپرسورهای اسکرو به دلیل طراحی مکانیکی ساده و بدون قطعات رفت و برگشتی مانند پیستون، می‌توانند به‌طور مداوم و بدون لرزش زیاد کار کنند. این ویژگی باعث کاهش استهلاک و افزایش طول عمر آن‌ها در کاربردهای صنعتی و عملیات‌های مداوم می‌شود.

آیا کمپرسور اسکرو نیاز به روغن‌کاری دارد؟

بله، کمپرسورهای اسکرو در دو نوع روغنی و بدون روغن تولید می‌شوند. در نوع روغنی، از روغن برای روان‌کاری، خنک‌کاری و آب‌بندی بین روتورها استفاده می‌شود. در مدل‌های بدون روغن، از مواد پیشرفته‌تر برای جلوگیری از اصطکاک و عدم نیاز به روغن‌کاری استفاده می شود.