تفاوت کمپرسور اسکرو و اسکرال در چه مواردی است؟

کمپرسورهای هوا در کاربردهای صنعتی بسیار حیاتی هستند؛ زیرا ابزارهای زیادی توسط آنها در خطوط تولید کار می‌کنند.

این ابزارها به ابزارهای بادی معروف هستند.

به دلیل این ‌که هوای فشرده برای تأمین انرژی ابزارهای صنعتی ارزان‌تر، کارآمدتر و همه‌کاره‌تر است، به طور گسترده در صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند.

انواع مختلفی از کمپرسورهای هوا وجود دارد و انتخاب نوع مناسب برای اطمینان از توجه به کاربردهای صنعتی اختصاصی شما بسیار مهم است.

تصمیم‌گیری در مورد نوع کمپرسور هوا برای نصب می‌تواند برای مهندسان، کارشناسان فنی و مدیران نصب پروژه دلهره‌آور باشد.

انتخاب کمپرسور هوای مناسب می‌تواند به طور قابل‌ توجهی بر قابلیت اطمینان طولانی‌ مدت و تعالی عملیاتی تأثیر بگذارد.

در این مقاله با برجسته کردن ویژگی‌های مختلف هر دو کمپرسور، از جمله مزایا و معایب آن‌ها و همچنین عملکرد کلی آن‌ها، تفاوت کمپرسور اسکرو و اسکرال را بررسی خواهیم کرد.

1# کمپرسور اسکرال چیست؟

مکانیسم پشت کمپرسور اسکرال در سال 1905 طراحی شد؛ اما فناوری ریخته‌گری فلز در آن دوره برای توسعه آنها کافی نبود.

این به این دلیل است که طراحی کمپرسور اسکرال به ریخته گری حرفه‌ای و تحمل سخت نیاز دارد.

به طور کامل، توسعه این کمپرسورها پس از جنگ جهانی دوم آغاز شد و در دهه 80 شروع به تولید تجاری به‌عنوان کمپرسورهای مبرد گردید.

تا به امروز، آنها در صنعت تبرید بسیار محبوب هستند.

به‌ خصوص در ده سال گذشته، کمپرسورهای اسکرال به یکی از رقبای اصلی تراکم هوا تبدیل شده‌اند.

به طور معمول، کمپرسور اسکرال نوعی کمپرسور با جابه‌جایی مثبت است که از طریق بر همکنش دو اسکرال مارپیچی شکل به‌هم‌پیوسته کار می‌کند و دیگری به دور آن حرکت می‌کند.

حرکت در اطراف آن نمی‌چرخد؛ بلکه به دور آن می‌چرخد.

در حالی‌ که این اتفاق می‌افتد؛ یک سری محفظه هوا ایجاد می‌شود.

حرکت مداوم اسکرال به‌تدریج حفره‌های هوا را کاهش می‌دهد و فضایی برای فشرده‌سازی ایجاد می‌کند.

طراحی کمپرسورهای اسکرال راندمان بالا، عملکرد صاف و بی‌صدا و حداقل نیازهای تعمیر و نگهداری را ارائه می‌دهد.

آنها اغلب در تهویه‌ مطبوع، تبرید و برخی کاربردهای صنعتی استفاده می‌شوند.

2# کمپرسور اسکرو چیست؟

کمپرسور اسکرو تاریخچه‌ای غنی دارد و به سال 1878 بازمی گردد که اولین کمپرسور اسکرو اختراع شد.

با این حال، در دهه 1950 و 1960 بود که پیشرفت تکنولوژی و دسترسی به مواد با کیفیت، امکان استفاده عملی و گسترده از کمپرسورهای اسکرو را فراهم کرد.

کمپرسورهای اسکرو که در اصل در تبرید استفاده می‌شدند، به دلیل قابلیت اطمینان و کارایی، محبوبیت بیشتری کسب کردند.

طراحی آن‌ها از دو روتور مارپیچ (نر و ماده) تشکیل شده است که بدون تماس با یکدیگر و کاملاً مشبک هستند.

همانطور که روتورها می‌چرخند، هوا را بین خود فشرده می‌کنند و فشرده‌سازی مداوم و بدون ضربان را ارائه می‌دهند.

کمپرسورهای اسکرو به دلیل قابلیت اطمینان، نیاز به تعمیر و نگهداری کم، و ظرفیت تحمل حجم زیاد هوا ارزش دارند.

آن‌ها در هر دو طرح تزریق روغن و بدون روغن در دسترس هستند که آن‌ها را در شرایطی مانند صنایع الکترونیک و داروسازی که هوای فشرده بدون روغن مورد نیاز است، قابل‌ استفاده می‌کند.

کمپرسورهای اسکرو به طور گسترده در بسیاری از صنایع مانند تهویه‌ مطبوع، تبرید و سایر فرایندهای شامل هوای فشرده یا گاز استفاده می‌شوند.

3# تفاوت کمپرسور اسکرو و اسکرال

تفاوت این دو سیستم را در ادامه بررسی خواهیم کرد.

1-3# از لحاظ ساختار

طراحی ساختاری این دو نوع کمپروسور نتیجه عوامل اولیه‌ای هستند که بر تفاوت کمپرسور اسکرو و اسکرال تأثیر می‌گذارند.

کمپرسورهای اسکرال معمولاً از دو طومار مارپیچی شکل (ایستا و مداری) تشکیل شده‌اند.

طومارها درون یک پوسته بیرونی با پورت‌هایی روی محفظه برای تسهیل ورود و خروج هوا محصور شده‌اند.

به‌ طورکلی، کمپرسورهای اسکرال طراحی فشرده‌تری را با مارپیچ‌های قابل‌مشاهده نشان می‌دهند که ساختاری اسکرال مانند ایجاد می‌کنند.

کمپرسورهای اسکرو از دو روتور مارپیچ تشکیل شده‌اند که به یکدیگر نزدیک می‌شوند؛ اما با یکدیگر تماس ندارند.

روتورها درون یک محفظه استوانه‌ای با درگاه‌های ورودی و خروجی برای ورود و خروج هوا محصور شده‌اند.

به‌طورکلی، کمپرسورهای اسکرو به‌ صورت ساختارهای استوانه‌ای کشیده با روتورهای مارپیچ در داخل ظاهر می‌شوند.

آنها به دلیل تزریق روغن، سیستم روغن قابل‌ مشاهده‌تری دارند.

2-3# از لحاظ اصول کار

هر دو کمپرسور اسکرال و اسکرو کارکرد یکسانی در تولید هوای فشرده دارند؛ اما اصول کار متفاوتی دارند.

این را می‌توان به تفاوت در طراحی مکانیکی آنها نسبت داد.

در زیر تفاوت کمپرسور اسکرو و اسکرال  از لحاظ کارکرد برجسته شده است:

1) کمپرسور اسکرال

در این نوع، اسکرال ثابت در محفظه کمپرسور ثابت می‌باشد، در حالی‌ که اسکرال مداری به میل‌لنگ متصل است و در اطراف اسکرال ثابت حرکت می‌کند.

کتیبه‌ها به طور سیستماتیک قرار می‌گیرند به‌طوری‌که جیب‌های تشکیل شده بین آنها در ورودی باز هستند.

سپس هوا توسط حجم در حال انبساط وارد این فضاهای باز می‌شود.

با حرکت اسکرال در مدار، حجم حفره‌های هوا کاهش می‌یابد.

کاهش حجم باعث فشرده‌شدن هوا می‌شود که سپس به سمت مرکز طومارها هدایت می‌شود.

هوا از محفظه فشرده‌سازی از طریق یک درگاه تخلیه مرکزی که در وسط اسکرال ثابت قرار دارد، خارج می‌شود.

پس از این، اسکرال در مدار به حرکت خود ادامه می‌دهد و یک فرایند فشرده‌سازی مداوم ایجاد می‌کند و کتیبه‌ها در تماس نزدیک باقی می‌مانند و کارایی بهینه و حداقل نشتی را تضمین می‌کنند.

2) کمپرسور اسکرو

اصل کار یک کمپرسور اسکرو شامل استفاده از دو روتور مارپیچ درهم‌تنیده است.

این روتورها دقیقاً ماشین‌کاری شده و طوری طراحی شده‌اند که بدون تماس با همدیگر به هم متصل شوند.

همانطور که آنها می‌چرخند، کمپرسور، هوا را از طریق ورودی جذب می‌کند.

روتورها به چرخش خود ادامه می‌دهند و باعث می‌شوند که پیچ‌های مارپیچ درهم‌تنیده شده، حجم بین آن‌ها را کاهش دهند.

با کاهش فضای بین روتورها، هوا در داخل محفظه فشرده می‌شود و هوای فشرده به سمت مرکز روتورها رانده می‌شود.

سپس از طریق یک پورت تخلیه مرکزی که در انتهای روتورها قرار دارد از کمپرسور خارج می‌شود.

در برخی از کمپرسورهای اسکرو، به‌ویژه آنهایی که دارای تزریق روغن هستند، روغن روان کننده به محفظه تراکم وارد می‌شود.

روغن نه تنها به‌عنوان روان کننده عمل می‌کند؛ بلکه به آب بندی و خنک کردن هوای فشرده نیز کمک می‌کند.

پس از این، روتورها چرخش مداوم را حفظ می‌کنند و جریان ثابت هوای فشرده را تضمین می‌کنند.

کمپرسورهای اسکرو به دلیل کارایی خود، به‌ویژه در حمل حجم زیاد هوا، مورد علاقه هستند.

3-3# از لحاظ مکانیسم

به دلیل تفاوت کمپرسور اسکرو و اسکرال در طراحی، مکانیسم عملکرد آن‌ها متفاوت است.

این تفاوت‌های از لحاظ، مکانیسم قابل توجه است:

• کمپرسورهای اسکرو دارای دو روتور درهم تنیده هستند که در جهت مخالف می‌چرخند و محفظه‌های مارپیچی ایجاد می‌کنند.
  در حالی که کمپرسورهای اسکرال دارای دو روتور مارپیچی شکل درهم تنیده هستند که یکی به‌صورت چرخشی دور دیگری می‌چرخد.
• برخی از انواع کمپرسورهای اسکرو دارای سیستم تزریق روغن برای روانکاری، آب بندی و خنک کننده هستند.
  این کمپرسورها همچنین حاوی یک مخزن روغن به‌عنوان بخشی از سیستم روانکاری هستند.
  از طرف دیگر، کمپرسورهای اسکرال از روان کننده استفاده نمی‌کنند.
• کمپرسورهای اسکرو برای کاربردهایی که نیاز به فشرده‌سازی حجم زیادی از هوا دارند، مناسب هستند.
  در واقع، برخی از مدل‌ها، کنترل ظرفیت متغیر را برای افزایش کارایی ارائه می‌دهند.
  در حالی که کمپرسورهای اسکرال برای مدیریت برنامه‌های فشرده‌سازی بالا چندان قابل اعتماد نیستند.
• کمپرسورهای اسکرو در مقایسه با کمپرسورهای اسکرال دارای قطعات متحرک بیشتری هستند که به نیازهای تعمیر و نگهداری سخت آنها کمک می‌کند.
  از طرف دیگر کمپرسورهای اسکرال معمولاً قطعات متحرک کمتری دارند که به سادگی و نگهداری آسان آنها کمک می‌کند.
• به دلیل قطعات متحرک زیاد کمپرسورهای اسکرو، آنها تمایل به ایجاد نویز و لرزش زیاد دارند.
  از سوی دیگر، کمپرسورهای اسکرال دارای قطعات متحرک کمتر و مکانیزم عملکرد بی صدا هستند که نویز و لرزش را کاهش می‌دهد.

4-3# از لحاظ مزایا و معایب

کمپرسور اسکرال و کمپرسور اسکرو را نیز می‌توان بر اساس مزایا و معایب آن‌ها متمایز کرد.

تفاوت کمپروسور اسکرو و اسکرال از این لحاظ به شرح زیر است:

1) جوانب مثبت کمپرسور اسکرال

• بهره وری انرژی: کمپرسورهای اسکرال با تکنولوژی پیشرفته طراحی شده‌اند.
  این فناوری به طور خودکار پمپ‌های کمپرسور را که استفاده نمی‌شوند خاموش می‌کند و تنظیمات فشار را به مناسب‌ترین حالت تغییر می‌دهد.
  این امر در مصرف برق صرفه جویی می‌کند که باعث افزایش طول عمر دستگاه می‌شود.
• عملکرد فوق‌العاده بی صدا: اگر به دنبال کمپرسوری هستید که نه تنها بی صدا؛ بلکه فوق‌العاده بی صدا باشد، کمپرسور اسکرال قطعاً بهترین گزینه شما است.
• طراحی فشرده: کمپرسورهای اسکرال طراحی کوچک و فشرده‌ای دارند که به صرفه جویی در فضای کف که می‌تواند برای اهداف دیگر استفاده شود کمک می‌کند.
• نیازهای تعمیر و نگهداری کم: کمپرسورهای اسکرو دارای قطعات متحرک کمتری هستند که اصطکاک بین قطعات را محدود می‌کند که به صرفه جویی در هزینه‌های تعمیر و نگهداری کمک می‌کند.
  همچنین، سیستم کار کمپرسور صاف است و هر زمان که به حجم هوای کمتری نیاز باشد، به طور خودکار تنظیمات فشار را تغییر می‌دهد و در نتیجه سایش و پارگی را کاهش می‌دهد.

2) جوانب منفی

• هزینه اولیه بالا: کمپرسورهای اسکرال با هزینه‌های اولیه نسبتاً بالاتری همراه هستند.
  این به دلیل دقت ساخت مورد نیاز برای طومارهای مارپیچی شکل پیچیده و همچنین فناوری مورد استفاده برای حرکت صاف مداری است.
• برای حجم هوای زیاد مناسب نیست: این کمپرسورها بهترین انتخاب برای فشرده‌سازی حجم زیاد هوا نیستند.
  آنها در کاربردهایی که حجم هوای زیادی را که مورد نیاز فرایندهای صنعتی بزرگ‌تر است، مدیریت می‌کنند، قابل اعتماد نیستند.
• حساسیت به آلاینده‌ها: کمپرسورهای اسکرو به انواع ناخالصی‌ها از جمله کثیفی، زباله و رطوبت حساس هستند.
  فیلتراسیون و نگهداری مناسب برای عملکرد و دوام بهینه آنها ضروری است.

3) جوانب مثبت کمپرسور اسکرو

• محدوده ظرفیت وسیع: کمپرسورهای اسکرو طیف وسیعی از ظرفیت را نشان می‌دهند که آنها را برای کاربردهای مختلف همه کاره می‌کند.
• مصرف انرژی: کمپرسورهای اسکرو مدرن با کنترل ظرفیت متغیر عرضه می‌شوند که نسبت تراکم را بر اساس تقاضا تغییر می‌دهد.
  این قابلیت باعث افزایش بهره وری انرژی، کاهش هزینه‌های عملیاتی و اثرات زیست محیطی می‌شود.
• مقرون به‌صرفه‌بودن: آنها در مقایسه با کمپرسورهای اسکرال مقرون به‌صرفه‌تر هستند.
  بنابراین، افرادی که بودجه کمی دارند، تمایل بیشتری به خرید آنها دارند.
• عملکرد مداوم: عملکرد مداوم آنها بدون مکش یا دریچه تخلیه امکان فشرده‌سازی بی وقفه را فراهم می‌کند.
  این در کاربردهایی که به یک منبع هوای فشرده ثابت و قابل اعتماد نیاز است سودمندتر است.

4) جوانب منفی

• سطح نویز بالا: کمپرسورهای اسکرو در حین کار صدا و ارتعاش بلندتری ایجاد می‌کنند؛ زیرا روتورهای مارپیچ در هم به هم می‌خورند و چرخش مداوم دارند، بنابراین برای محیط‌ های بی صدا مناسب نیستند.
• افزایش نیازهای تعمیر و نگهداری: روتورهای به هم پیوسته کمپرسور اسکرو، به‌ ویژه در انواع با سیستم تزریق روغن می‌توانند پیچیدگی‌هایی را ایجاد کنند که نیاز به تعمیر و نگهداری منظم دارند.
• طراحی پیچیده: کمپرسورهای اسکرو طراحی نسبتاً پیچیده‌ای دارند.
  روتورهای مارپیچ درهم تنیده، به‌ویژه در مدل‌های تزریق روغن، به طراحی پیچیده‌تری نیاز دارند.
  این پیچیدگی می‌تواند منجر به هزینه‌های تولید بالاتر و افزایش احتمالی برخی از مشکلات مکانیکی شود که فقط توسط تکنسین‌های ماهر قابل تعمیر هستند.

4-3# از لحاظ عملکرد

تفاوت کمپرسور اسکرو و اسکرال از لحاظ عملکردی نیز قابل توجه است.

در زیر، ما در مورد عوامل عمده‌ای که باید در هنگام مقایسه عملکرد این دو کمپرسور در نظر بگیرید، صحبت خواهیم کرد.

1) کارایی

یک کمپرسور اسکرال در کاربردهای کوچک تا متوسط، به‌ ویژه برای سیستم‌های تهویه‌مطبوع و تبرید بسیار کارآمد است.

فرایند فشرده‌سازی مداوم و ظرفیت حجمی بالا آن را برای این کاربردها عالی می‌کند.

از سوی دیگر، یک کمپرسور از نوع اسکرو به دلیل کارایی آن در هنگام مدیریت بارهای کاری بالا، مانند حجم زیاد هوا در کاربردهای صنعتی، ارزشمند است.

در حالی که راندمان اولیه ممکن است بر اساس عواملی مانند روش‌های کنترل ظرفیت و طراحی سیستم متفاوت باشد، کمپرسورهای اسکرو معمولاً قادر به حفظ کارایی در طیف وسیعی از شرایط عملیاتی هستند.

2) نویز و لرزش

کمپرسورهای اسکرال به دلیل عملکرد بی صدا و لرزش ملایم خود شناخته شده‌اند.

ماهیت حرکت مداری در اطراف اسکرال ثابت یک فرایند فشرده‌سازی صاف را ایجاد می‌کند و در نتیجه سطوح نویز کاهش می‌یابد.

این ویژگی باعث می‌شود کمپرسورهای اسکرال برای موقعیت‌هایی که کنترل نویز بسیار مهم است، عالی باشند.

همچنین، سادگی طراحی آنها و قطعات متحرک کمتر به کاهش ارتعاشات کمک می‌کند و در نتیجه جذابیت آنها را در محیط‌های حساس به نویز افزایش می‌دهد.

در مقابل، کمپرسورهای اسکرو صدا و ارتعاش بیشتری در حین کار تولید می‌کنند که عمدتاً توسط روتورهای مارپیچ درهم‌تنیده ایجاد می‌شود.

با این حال، پیشرفت تکنولوژی تلاش‌ها را برای مهار این نقص انجام داده است؛ زیرا برخی از مدل‌های اخیر با ویژگی‌هایی برای کاهش سطح نویز و لرزش تولید می‌شوند.

3) عملیات مستمر

کمپرسورهای اسکرال برای کار مداوم عالی هستند. طراحی آنها که با حرکت مداری بدون وقفه و صاف بین طومارها مشخص می‌شود، امکان فشرده‌سازی بی وقفه را فراهم می‌کند.

این کمپرسورها فاقد دریچه مکش و تخلیه هستند که به طراحی ساده‌تر کمک می‌کند که قابلیت اطمینان را تضمین می‌کند.

بنابراین، کمپرسورهای اسکرال مخصوصاً برای کاربردهایی با منبع ثابت و پایدار هوای فشرده، مانند پمپ حرارتی اینورتر DC، تهویه‌ مطبوع و سیستم‌های تبرید مناسب هستند.

کمپرسورهای اسکرو نیز برای کار مداوم طراحی شده‌اند. روتورهای مارپیچ درهم‌تنیده، فرایند فشرده‌سازی بدون درز و مداوم را امکان‌پذیر می‌کنند.

با این حال، نسبت به کمپرسورهای اسکرال در ارائه عملکرد مداوم، به‌ویژه برای کاربردهای پر تقاضا، قابل‌اعتمادتر است.

4) ظرفیت

ظرفیت، با اشاره به محدوده حجم هوا که یک کمپرسور می‌تواند تحمل کند، یک عامل کلیدی است که هنگام بررسی تفاوت کمپرسور اسکرو و اسکرال باید در نظر گرفت.

کمپرسورهای اسکرال در مدیریت ظرفیت‌های کوچک تا متوسط کارآمد هستند.

آن‌ها اغلب در واحدهای تهویه‌ مطبوع مسکونی و تجاری کوچک استفاده می‌شوند.

در حالی که کمپرسورهای اسکرو با طیف وسیعی از ظرفیت طراحی شده‌اند که آنها را برای موقعیت‌های همه کاره مناسب می‌کند.

آنها در مدیریت حجم هوای بیشتر عالی هستند برای فرایندهای صنعتی که به ظرفیت‌های بالاتری نیاز دارند ایده آل می‌باشند.

این تطبیق‌پذیری به آن‌ها اجازه می‌دهد تا با طیف وسیعی از نیازهای صنعتی، از کاربردهای کوچک تا مقیاس بزرگ، سازگار شوند.

برخی از مدل‌های کمپرسور اسکرو مجهز به کنترل ظرفیت متغیر هستند که آنها را برای مطابقت با خروجی با خواسته‌های خاص کاربران انعطاف‌پذیر می‌کند.

5) هزینه

در نظر گرفتن هزینه مربوط به بحث کمپرسور اسکرو در مقابل کمپرسور اسکرال هم سرمایه‌گذاری اولیه و هم هزینه‌های عملیاتی جاری را شامل می‌شود.

کمپرسورهای اسکرو سرمایه‌گذاری اولیه کمی دارند؛ اما مدل‌های با ظرفیت بزرگ‌تر ممکن است هزینه‌های اولیه بیشتری داشته باشند؛ اما اغلب با راندمان و عملکرد بالای آنها در حمل حجم زیاد هوا توجیه می‌شود.

همچنین، کمپرسورهای اسکرو در طول عمر عملیاتی خود مقرون‌به‌صرفه هستند که آنها را از نظر اقتصادی سودمند می‌کند و به صرفه‌جویی در انرژی کمک می‌کند.

از طرف دیگر کمپرسورهای اسکرال سرمایه‌گذاری اولیه بالاتری دارند.

این را می‌توان به‌دقت مورد نیاز در ساخت طومارهای مارپیچی پیچیده و همچنین فناوری پشت حرکت صاف مداری نسبت داد.

با این‌ حال، آن‌ها در درازمدت مقرون‌به‌صرفه هستند.

نتیجه‌گیری

به‌عنوان جمع‌بندی نهایی، یک کمپرسور اسکرال یک گزینه عالی برای تنظیمات داخلی مانند امکانات پزشکی، ساختمان‌های مسکونی و مؤسسات شرکتی است که در آن نویز مشکل‌ساز است.

همچنین این کمپرسور برای عملیات سطح پایین تا متوسط مناسب‌ترین است.

کمپرسور اسکرال زمانی که برای کارهای سنگین استفاده می‌شود 100% کارآمد نیست.

در مقابل، کمپرسور اسکرو برای فعالیت‌های پر تقاضا به‌شدت توصیه می‌شود.

از این‌رو کاربرد آن در صنایع تولیدی و فرایندهای صنعتی، مانند خودروسازی، فراوری مواد غذایی، آب‌جوسازی، ساخت‌وساز و هوافضا است.

در این صنایع، عملیات فشرده‌سازی مداوم هوا مورد نیاز است و این تنها توسط کمپرسور پیچی قابل ارائه است؛ زیرا از عملکرد بدون توقف بدون گرم‌شدن بیش از حد پشتیبانی می‌کند.