کمپرسور دو مرحله ای
کمپرسور دو مرحلهای در سیستمهای برودتی و صنعتی
کمپرسور دو مرحلهای (Two-Stage Compressor) نوعی کمپرسور است که فرآیند تراکم گاز را در دو مرحله انجام میدهد. این طراحی باعث میشود فشار نهایی بالاتر، راندمان بهتر و دمای تخلیه کمتر نسبت به کمپرسورهای تکمرحلهای حاصل شود. کمپرسورهای دو مرحلهای در چیلرهای صنعتی، سردخانههای زیرصفر، سیستمهای تبرید دمای پایین و همچنین در برخی کاربردهای هوای فشرده و گازهای صنعتی استفاده میشوند.
عملکرد کمپرسور دو مرحلهای
در یک کمپرسور دو مرحلهای، گاز ابتدا در مرحله اول تا فشار میانی فشرده میشود، سپس از طریق یک خنککننده میانی (Intercooler) یا مبدل حرارتی، دمای آن کاهش یافته و بعد وارد مرحله دوم تراکم میگردد تا به فشار نهایی مورد نیاز برسد. این روش باعث کاهش دمای تخلیه، کاهش تنش حرارتی روی قطعات و افزایش راندمان کلی سیستم میشود. در کمپرسورهای پیستونی، این دو مرحله معمولاً در دو سیلندر با سایز متفاوت انجام میشود و در کمپرسورهای اسکرو یا سانتریفیوژ نیز طراحی دو مرحلهای با روتور یا ایمپلرهای چندگانه پیادهسازی میشود.
مزایا
- راندمان بالاتر نسبت به کمپرسورهای تکمرحلهای در فشارهای نهایی بالا
- کاهش دمای تخلیه و افزایش طول عمر قطعات
- امکان دستیابی به فشار نهایی بیشتر در سیستم
- کاهش مصرف انرژی در کاربردهای فشار بالا یا دمای پایین
- کارکرد مطمئنتر در سیستمهای برودتی دمای پایین و زیرصفر عمیق
ویژگیها
- طراحی شامل دو مرحله تراکم مجزا (Stage 1 و Stage 2)
- وجود خنککننده میانی (Intercooler) بین دو مرحله برای کاهش دما
- امکان استفاده با مبردهایی مانند R22، R404A، R507A و سایر گازهای صنعتی
- قابلیت دستیابی به نسبت تراکم بالاتر با تنش کمتر روی هر مرحله
- مناسب برای سیستمهای دمای پایین مانند تونل انجماد و سردخانههای زیرصفر
- قابلیت استفاده در کمپرسورهای پیستونی، اسکرو و برخی سانتریفیوژی
- کاهش ریسک سوختن روغن و تخریب سوپاپها به دلیل دمای تخلیه کمتر
- راندمان بهتر در سیستمهایی با اختلاف فشار زیاد بین مکش و دهش
- امکان طراحی به صورت یک واحد مجتمع یا دو کمپرسور مجزا در یک مدار
- مناسب برای کارکرد مداوم در صنایع غذایی، پتروشیمی و سردخانهای
کاربردها
کمپرسورهای دو مرحلهای در موارد زیر استفاده میشوند:
- چیلرهای صنعتی دمای پایین - سردخانههای زیرصفر و انجماد عمیق - تونلهای انجماد مواد غذایی - سیستمهای تبرید چند مرحلهای و Cascade - سیستمهای هوای فشرده با فشار نهایی بالا - برخی کاربردهای فرآیندی در صنایع شیمیایی و پتروشیمی
جمعبندی
کمپرسور دو مرحلهای، انتخابی ایدهآل برای سیستمهایی است که به فشار نهایی بالا، دمای تخلیه کنترلشده و راندمان انرژی بهتر نیاز دارند. استفاده از این نوع کمپرسور در چیلرها و سیستمهای تبرید دمای پایین، علاوه بر افزایش طول عمر قطعات، باعث کاهش هزینههای انرژی و سرویس در بلندمدت میشود. انتخاب صحیح ظرفیت، نوع مبرد و طراحی مدار در کنار سرویس و نگهداری اصولی، نقش مهمی در عملکرد بهینه کمپرسورهای دو مرحلهای دارد.