راهنمای کمپرسور اسکرال دانفوس برای تبرید

کمپرسور اسکرال دانفوس موازی

راهنمای کاربرد، ویژگی ها ، طراحی و نکات کاربردی کمپرسورهای اسکرال موازی LLZ در سردخانه ها و کاربردهای دما پائین در این متن توضیح داده شده است. برای این کار از کمپرسورهای استاندارد و اکونومایزر استفاده می کنند.

نصب کمپرسورهای اسکرال موازی با یک خط ساکشن و دیسچارج، یک تکنیک معمول برای موازی کردن کمپرسورها است. هنگامی که دو کمپرسور موازی می شوند، به این ساختار تندوم (tandom ) یا دو کمپرسور موازی می گویند.

هدف از این کار کاهش هزینه کارکرد و کنترل ظرفیت و قدرت مصرفی بهتر است. این کار را می توان با پله ای در مدار آمدن کمپرسورهای موازی براساس ظرفیت مورد نیاز انجام داد.

دومین دلیل برای این کار، بهتر شدن راندمان در حالت کم بار است. در یک کاربرد موازی، کمپرسورهای مجزا می توانند خاموش باشند در حالی که کمپرسورهای دیگر در 100% ظرفیت کار کنند. بنابراین راندمان حالت کم بار خیلی نزدیک به حالت حداکثر ظرفیت است.

گاز ساکشن در کمپرسورهای هرمتیک (بسته) اسکرال از راه کارتر روغن جریان می یابد که تعادل فشار را در کارتر کمپرسورهای موازی سخت می کند. تعادل روغن معمولا وابسته به برابر بودن فشار کارتر کمپرسورها است که نیاز به توجه ویژه دارد. کمپرسورهای اسکرال دانفوس نیاز به بالانس روغن بین کمپرسورها دارند.

سیستم فعال (active system)

یک سیستم فعال می تواند توزیع روغن بهینه و انعطاف پذیری را داشته باشد.

توزیع روغن با رگلاتور سطح روغن و جداکننده (Oil Separator) که روغن مورد نیاز را تامین می کند، بسیار ایمن است. سیستم فعال می تواند خود را با شرایط مختلف روغن همساز کند.

شرکت دانفوس استفاده از دو یا سه یا چهار کمپرسور را در سیستم های فعال بدون اشکال می داند.

برای چند تایی کردن کمپرسورها پیشنهاد می شود از یک هدر ساکشن استفاده کنید که با رگلاتور سطح روغن (oil level regulator) برای بالانس کردن سطح روغن کمپرسورها تجهیز شده است.

برای اجتناب از برگشت جریان مبرد از قسمت فشار بالا، معمولا پیشنهاد می شود که از یک شیر یک طرفه در خط دیسچارج هر کمپرسور استفاده کنید تا از پدیده مایع مبرد در زمان خاموشی کمپرسور جلوگیری کند.

برای اطلاعات بیشتر در مورد جداکننده روغن با رگلاتور سطح روغن لطفا به اطلاعات پیشنهادی طراحی سیستم های تبرید در سایت گروه مهندسی مهراسپند مراجعه کنید.

سیستم های منفعل (passive systems)

یک سیستم منفعل دارای سیستم توزیع روغن بدون اندازه گیری یا تجهیزات کنترل مانند رگلاتورهای سطح روغن یا کنترل کننده های روغن است. به چنین سیستمی بدون تجهیزات کنترل روغن، سیستم منفعل می گویند.

شرکت دانفوس تنها استفاده از دو کمپرسور در یک مدار (Tandem) را برای سیستم منفعل جایز می داند.

توزیع روغن در کمپرسور اسکرال دانفوس بدون توزیع روغن

این یکی از روش های ساده و ارزان برای موازی کردن کمپرسورها است. این روش در کاربردهای چیلر تراکمی بسیار معمول است اما در سردخانه ها نیاز به توجه ویژه برای شرایط کارکرد دارد.

دانفوس استفاده از روش منفعل را تنها برای تندِم (دو کمپرسور همسان) پیشنهاد می کند. کارتر کمپرسورها و قسمت پائین به یکدیگر متصل می شوند. یک لوله در قسمت پائین کمپرسور (در قسمتی که روغن وجود دارد) به دو کمپرسور متصل می گردد تا از بالانس روغن اطمینان پیدا کنیم. هدر ساکشن دارای اهمیت زیادی است تا از بالانس افت فشار و توزیع برابر روغن برگشتی از سیستم در زمان کارکرد هر دو سیستم اطمینان داشته باشیم.

موفقیت این روش به طراحی و سایز زنی لوله ساکشن و بالانس سطح وابسته است. برای یک LLZ تندم، برگشت روغن را حتی می توان با یک جدا کننده روغن که روغن را به لوله اصلی ساکشن برمی گرداند، ایمن کرد. خط متعادل کننده روغن را می توان ازسایدگلس روغن و از طریق یک آداپتور لوله کشی کرد. برای اجتناب از برگشت جریان مبرد از قسمت فشار بالا، معمولا پیشنهاد می شود یک شیر یکطرفه در لوله دیسچارج هر کمپرسور و همچنین در خروجی جداکننده روغن به سمت کندانسور نصب شود تا از پدیده migration (برگشت مایع مبرد) جلوگیری شود.

در ادامه پیشنهادات شرکت دانفوس برای اتصال کمپرسورهای دما پائین که از سیستم لوله متعادل کننده روغن بدون کنترل اکتیو استفاده می کنند را مشاهده خواهیم کرد:

• هدر ساکشن را به اندازه کافی (سخاوتمندانه) سایز زنی کنید تا توزیع برگشت روغن و گاز به تک تک کمپرسورها انجام شود همچنین هدر ساکشن را باید افقی نصب کرد.
• برای اطمینان از برگشت روغن کافی به کمپرسور، شرکت دانفوس پیشنهاد می کند که همانند شکل اندازه H>5D رعایت شود.

هدر ساکشن کمپرسور اسکرال تندم (دو تایی)

• پیشنهاد می شود لوله متعادل کننده روغن دارای قطر خارجی 2/1 اینچ باشد.
• اگر یونیت در هوای خیلی سرد کار کند، بهتر است هر دو کمپرسور بعد از کارکرد یک کمپرسور به ویژه در شرایط بار کم به صورت همزمان کار کنند.
• توجه به نصب هر دو کمپرسور در یک سطح افقی و محافظت از برگشت مایع در این روش صورت گیرد.

قدرت ورودی کمپرسور

کمپرسورهای LLZ می توانند در ولتاژهای طبیعی که در جدول زیر ذکر شده است کار کنند.

ولتاژ پائین و بالا باید در مقادیر فوق باشد. در زمانی که ریسک کارکرد در ولتاژ پائین وجود دارد، باید توجه ویژه ای به آمپر مصرفی شود.

کمپرسورهای اسکرال LLZ با چهار ولتاژ متفاوت موتور وجود دارند.

جدول ولتاژ کمپرسورهای اسکرال دانفوس LLZ

1. کمپرسورهای اسکرال LLZ می توانند در دمای 35- سانتیگراد تا 50 درجه به کار روند. این کمپرسورها 100% و تنها با گاز ساکشن خنک می شوند و نیاز به خنک کنندگی اضافی توسط فن ندارند.
2. دمای محیط تاثیر خیلی کمی بر راندمان کمپرسور دارد.
3. طرح ارائه شده توسط شرکت دانفوس برای موازی کردن کمپرسورها باعث اطمینان از کارکرد درست کمپرسور می شود.
4. در راهنمای کمپرسورهای LLZ می توانید اطلاعات بیشتری را مشاهده کنید.
5. مبردها و روغن های مورد تائید برای کمپرسورهای تکی LLZ را می توان برای کمپرسورهای موازی نیز به کار برد.
6. برای اطلاعات بیشتر می توانید به راهنمای کمپرسورهای LLZ  مراجعه کنید.
7. دمای گاز دیسچارج کمپرسور نباید از 135 درجه سانتی گراد تجاوز کند. در صورت عدم استفاده از محافظ کنترل فشار پائین و بالا باید محافظ DGT استفاده شود.
8. اطلاعات بیشتر را می توانید در راهنمای کمپرسورهای اسکرال LLZ مشاهده کنید.
9. سوئیچ فشار پمپ دان باید کمی بالاتر از حداقل فشار ایمن کمپرسور تنظیم شود. سوئیچ کمپرسور نباید به هیچ وجه جامپ (پل زده) شود و سوئیچ کنترل ایمنی فشار بالا باید باعث قطع کمپرسور شود.
10.  استفاده از کنترل PLC پیشنهاد می شود تا از راه اندازی مجدد اتوماتیک ناشی از کنترل فشار پائین LP و دیگر کنترلرها جلوگیری کند.
11. سیستم کنترل و بار سیستم باید به گونه ای طراحی و در نظر گرفته شود که حداقل دو دقیقه کارکرد کمپرسور را تضمین کند تا موتور بعد از راه اندازی خنک شده و روغن نیز به کمپرسور بازگردد. توجه کنید که برگشت روغن به شدت به طراحی سیستم وابسته است.
12. کمپرسور نباید بیش از 12 بار در ساعت راه اندازی گردد. راه اندازی بیشتر از 12 بار باعث کاهش عمر موتور کمپرسور می شود. در صورت نیاز از یک تایمر ضداستارت کوتاه مدت در مدار کنترل استفاده کنید. یک تایمر 3 دقیقه ای پیشنهاد می شود.

نکات ضروری طراحی لوله کشی

سایز زنی کافی و درست برای برگشت روغن حتی در شرایط حداقل بار باید مد نظر قرار گیرد و همچنین شیب نیز دارای اهمیت است. لوله کشی برگشت از اواپراتور باید به صورتی طراحی گردد که از تله روغن و مبرد و مخلوط شدن آن و برگشت به کمپرسور در زمان خاموشی کمپرسور جلوگیری کند.

اگر اواپراتور بالای کمپرسور قرار دارد، سیکل پمپ دان اتوماتیک به شدت توصیه می شود. اگر سیستم پمپ دان اتوماتیک وجود ندارد، پیشنهاد می شود یک لوپ همانند شکل در خروجی اواپراتور نصب شود تا از درین مبرد به کمپرسور در حین خاموشی جلوگیری کند.

اگر اواپراتور زیر کمپرسور قرار داشته باشد، باید در رایزر ساکشن تله روغن مانند شکل نصب شود تا از برگشت روغن به کمپرسور اطمینان داشته باشیم.

این طرح لوله کشی پیشنهاد شرکت دانفوس برای کمپرسورهای اسکرال LLZ است و نمی توان آن را به تمام شرایط تعمیم داد. برای اطلاعات بیشتر در مورد لوله کشی تبرید می توانید به سایت گروه مهندسی مهراسپند مراجعه کنید.

زمانی که کندانسور در محلی بالاتر از کمپرسور قرار داشته باشد، نصب یک تله روغن U شکل نزدیک به کمپرسور ضروری است تا از درین مبرد و برگشت به کمپرسور در زمان خاموشی کمپرسور جلوگیری کند. یک لوپ رو به بالا همچنین به جلوگیری از کندانس مبرد و درین به کمپرسور در زمان خاموشی کمک کننده است. حداکثر اختلاف ارتفاع بین قسمت داخلی و خارجی نمی تواند از 8 متر تجاوز کند. اطلاعات سازنده برای قابلیت اطمینان باید مدنظر قرار گیرد.

لوله کشی مبدل حرارتی اکونومایزر به صورت جریان معکوس (counter flow) گاز و مایع باید برای انتقال حرارت بهینه و سابکول مناسب در نظر گرفته شود.

لوله کشی کمپرسور اسکرال دانفوس تندم (دوتایی) 

برای اطمینان از گردش روغن و مبرد، محدودیت های سرعت مطابق زیر پیشنهاد می شود:

• برای لوله های افقی و عمودی دیسچارج: بیشتر از 15 m/s نباشد.
• برای لوله ساکشن رایزر عمودی: کمتر از 7.6 m/s نباشد.
• برای لوله ساکشن افقی: کمتر از  3.6 m/s  نباشد.
• برای لوله مایع افقی و عمودی: در حدود 1.5 m/s.
• برای هدر ساکشن: بیشتر از 4 m/s نباشد.

شیرهای انبساط

زمانی که یک اواپراتور با چند کمپرسور استفاده شود، انتخاب شیر انبساط (ترموستاتیک یا الکترونیک) دارای اهمیت بالایی است. و باید حداقل و حداکثر ظرفیت را پوشش دهد. این کار باعث اطمینان از کنترل سوپرهیت در تمام شرایط می شود تا حداقل سوپرهیت 5k در ساکشن کمپرسور باقی بماند. شیر انبساط باید کنترل جریان مبرد به اواپراتور را به صورت بهینه انجام دهد. یک شیر بزرگ باعث بوجود آمدن مشکلات زیادی می شود. انتخاب سایز مناسب براساس شرایط بار باعث عدم برگشت مبرد مایع به کمپرسور و عدم سوپرهیت بالا و بیش از حد گرم شدن سیم پیچ کمپرسور می شود.

اکومولاتور ساکشن

کمپرسورهای تبرید برای کمپرس کردن بخار (گاز) مبرد طراحی شده اند. نه مایع مبرد. اکومولاتور خط ساکشن از آسیب به کمپرسور و از ورود ناگهانی مایع مبرد و روغن به کمپرسور جلوگیری می کند.

انتخاب اکومولاتور خط ساکشن باید بر اساس سه قابلیت انتخاب شود:

1. اکومولاتور باید ظرفیت نگه داری کافی داشته باشد. به صورت معمول نباید کمتر از 50% شارژ سیستم باشد.
2. اکومولاتور باید بدون اعمال افت فشار اضافی به سیتم کار کند.
3. یک اکومولاتور  باید دارای قابلیت برگشت روغن در نرخ مناسب و تحت نرخ شرایط بار سیستم را دارا باشد.

هدر ساکشن

برای توزیع روغن بهینه در سیستم های پارالل (موازی)، روغن باید به کمپرسور در نرخ مشابه ترک شده از کمپرسور به کمپرسور بازگردد. بنابراین سطح روغن ثابت باقی می ماند.

دانفوس پیشنهاد می کند سایز هدر ساکشن باید کافی باشد. تا توزیع مبرد و روغن برگشتی به هر کمپرسور برابر باشد. خطوط ساکشن از هدر به هر کمپرسور باید به داخل لوله هدر وارد شوند. این کار باعث افزایش سرعت گاز و برگشت روغن در زمانی می شود. که سطح روغن در هدر افزایش می یابد. خطوط ساکشن کمپرسور معمولا باید از قسمت بالایی هدر وارد شوند .طرح هدر ساکشن پیشنهادی در شکل زیر نشان داده شده است.

هدر ساکشن کمپرسور اسکرال دانفوس موازی (تندم)

برای اطمینان از تعادل فشار ایده آل، هدر ساکشن باید متقارن بوده و خطوط از هدر ساکشن به هر کمپرسور کوتاه و برابر باشند. این پیشنهاد در سیستم های فعال اهمیت کمتری دارد.

دانفوس برای اطمینان از نصب مطمئن هدر ساکشن، موارد زیر را پیشنهاد می دهد:

• هدر ساکشن باید به اندازه کافی سایز زنی شود تا توزیع برابر مبرد و روغن برگشتی به هر کمپرسور را داشته باشیم. همچنین هدر ساکشن باید افقی نصب شود.
• سرعت گاز در هدر ساکشن باید حداکثر 4 m/s باشد.
• لوله ساکشن و هدر ساکشن باید عایق شوند تا سوپرهیت افزایش نیابد.

رگلاتور سطح روغن

رگلاتور، سطح روغن را بررسی می کند. و تزریق روغن را از طریق off/ on یک شیر برقی انجام می دهد. تا سطح روغن در کارتر کمپرسور در میزان قابل قبول ثابت بماند.  زمانی که سطح روغن برای زمان مشخصی (قابل تنظیم) پائین بماند، یک خطا ارسال می شود تا کمپرسور متوقف شود. و آسیب به کمپرسور نرسد.

مطابق با نوع کارکرد، سه نوع رگلاتور روغن وجود دارد: الکترونیک، الکترومکانیک و مکانیکی. برای یک سیستم با ریسیور روغن با فشار بالا، شرکت دانفوس استفاده از رگلاتورهای کنترل روغن مجزای الکترونیکی را پیشنهاد می کند. برای سیستم فشار پائین، تمام رگلاتورها را می توان استفاده کرد.

شرکت دانفوس رگلاتور های سطح روغن زیر را برای انواع سیستم های تبرید توصیه می کند:

• TEKLAB

TK3-DANF-R01: دانفوس پیشنهاد می دهد که این نوع از رگلاتور سطح روغن می تواند سطح دقیق روغن را حتی در زمان وجود کف (foam) تشخیص دهد. زمان کل قبل از خطا 4 دقیقه است که برای کمپرسورهای اسکرال LLZ مناسب است. آداپتور TEKLAB به خوبی با سایدگلس کمپرسورهای اسکرال LLZ همخوان است. نصب یک فیلتر نیز قبل از رگلاتور مورد نیاز خواهدبود.

• Henry AC&R

OP-02: کارکرد و منطق کنترل این نوع از رگلاتور با کمپرسورهای LLZ به خوبی کار می کند و آداپتور آن به خوبی و نه عالی بر روی کمپرسور نصب می شود. یک فیلتر نیز قبل از رگلاتور مورد نیاز است.

جداکننده روغن/مخزن ذخیره روغن (oil separator/oil reservoir)

جداکننده روغن برای سیستم های منفعل

هدف جداکننده روغن جدا کردن مخلوط روغن و گاز مبرد و برگشت روغن به کمپرسور برای اطمینان روغنکاری مناسب قطعات متحرک است و این کار باعث بهبود راندمان مبدل حرارتی می شود. جداکننده روغن در خروجی کمپرسور و در خط دیسچارج نصب می شود که در شکل زیر نشان داده شده است.

نصب جداکننده روغن در خط دیسچارج کمپرسور 

جداکننده روغن/ مخزن ذخیره روغن برای سیستم اکتیو

زمانی که یک سیستم اکتیو داشته باشیم، جداکننده روغن و مخزن ذخیره روغن با یکدیگر است.

به دلیل طراحی، بارها، سیکل های دیفراست و … مقدار روغن برگشتی متفاوت بوده که نیاز به در نظر گرفتن ذخیره روغن است.

جداکننده روغن در کمپرسور اسکرال دانفوس موازی

ریسیور روغن فشار بالا (ترکیب جداکننده روغن و ریسیور روغن)

دانفوس پیشنهاد می دهد که در سیستم با فشار بالای اکتیو از شکل زیر پیروی کنید. این سیستم ها روغن را در یک جداکننده روغن/ ریسیور روغن در خط دیسچارج کمپرسور نگهداری می کنند. امتیاز این سیستم عدم نیاز به ریسیور روغن است.

در سیستم های با فشار بالا حساسیت نسبت به سیستم های با فشار پائین سنتی بیشتر است و باید در سایز زنی و مقدار روغن نگهداری شده دقت شده و از ورود گاز دیسچارج به کارتر کمپرسور نیز جلوگیری شود که باعث تاثیر منفی دمای روغن و فشار روغن می شود و توانایی روغنکاری را کاهش می دهد بنابراین نقص در راندمان به دلیل بای پس شدن گاز داغ بوجود می آید.

سیستم اکتیو با ریسیور روغن فشار بالا (ترکیب ریسیور روغن و جداکننده روغن)

ریسیور روغن فشار پائین با جداکننده روغن مجزا

استفاده از یک ریسیور روغن در سیستم های فشار پائین برای کنترل مقدار متفاوت روغن در حین کارکرد بسیار معمول است. در این حالت، ریسیور روغن در فشار کمی بالاتر از فشار ساکشن باقی می ماند و بنابراین مقدار مبرد حل شده در روغن کاهش می یابد.

افت فشار زمانی که روغن وارد کمپرسور می شود کم بوده همچنین مقدار گاز فلش شکل گرفته در کارتر کم است. فشار اختلافی مورد نیاز برای جریان بهینه روغن از ریسیور روغن به کمپرسور، وابسته به کاربرد و اجزای انتخابی و ویژگی های سیستم است .

سیستم اکتیو با مخزن ذخیره روغن فشار پائین

به صورت خلاصه، جداکننده روغن و ریسیور روغن معمولا با یکدیگر در سیستم های اکتیو مورد استفاده قرار می گیرند.

شرکت دانفوس جداکننده های روغن زیر را تائید می کند.

جداکننده روغن (اویل سپراتور) مورد تائید شرکت دانفوس

اکونومایزر برای کمپرسورهای موازی

یک اکونومایزر تکی (مبدل حرارتی) را می توان برای کمپرسورهای موازی به کار برد. یک سیستم ممکن است از یک اکونومایزر در یک مدار تبرید با چند کمپرسور استفاده کند که در شکل زیر نمایش داده شده است.

اکونومایزر مدار تبرید با کمپرسورهای موازی

محدودیتهای شارژ گاز (مبرد)

اگر مبرد از میزان محدودیت تجاوز کند، یک ریسیور مایع و اکونومایزر ساکشن برای اطمینان از قابلیت اطمینان سیستم ضروری است.

طراحی لوله کشی

به دلیل ساختارهای گوناگون موازی LLZ، شرکت دانفوس تنها طرح حالت تندم (دوتائی) را ارائه داده است. برای حالت های دیگر می توانید با در نظر گرفتن سرعت گاز طراحی را انجام دهید.

تغییری نباید در قطر لوله و نوع اتصالات داده شود.

سیم کشی و جهت چرخش کمپرسور اسکرال دانفوس

تمام کمپرسورهای تندوم باید جداگانه سیم کشی شوند. این کار را می توان از طریق توالی هر ترمینال موتور کمپرسور بدست آورد. (L1-T1, L2-T2, L3-T3)

آنالیز خرابی

زمانی که یک کمپرسور در سیستم موازی خراب می شود، احتمال ورود ذرات نامطلوب به کمپرسورهای دیگر بوجود می آید بنابراین آنالیز علت خرابی برای اطمینان از شرایط کارکرد ضروری است.(برای مثال آنالیز روغن)

صدای تولیدی کمپرسورهای اسکرال دانفوس

حالت لوله کشی کمپرسورهای اسکرال LLZ013-024 تندم (دوتایی)

سیستم اکتیو

روش لوله کشی کمپرسورهای اسکرال دانفوس سردخانه ای تندم

سیستم منفعل

روش لوله کشی کمپرسور اسکرال دانفوس سردخانه ای دانفوس سیستم منفعل

نصب کمپرسور اسکرال

روش نصب کمپرسور اسکرال دانفوس 

اتصال ساکشن و دیسچارج

هردو خط ساکشن و دیسچارج کمپرسور از طریق جوشکاری لوله 9 به قطعه 3 و ثابت شدن به کمپرسور از طریق مهره 4 انجام می شود.

اتصال لوله ساکشن و دیسچارج کمپرسور اسکرال دانفوس

اتصال متعادل کننده روغن

خط متعادل کننده روغن 9 به قطعه 3 جوش داده می شود و یک مهره 4 قطعه 3 و آداپتور 5 را ثابت می کند که به پورت 8 ساید گلس روغن متصل می شوند. او رینگ 6 و رینگ تفلون 7 سیل شدن را گارانتی می کند.

نصب خط متعادل کننده روغن کمپرسور اسکرال دانفوس موازی