یک سیستم تبرید از چندین جز مکانیکی اصلی و فرعی تشکیل میشود که در این بخش به شرح چهار جز اصلی و چند جز فرعی این سیستمها پرداخته خواهند شد. این اجزا شامل کندانسورها، اواپراتورها، کمپرسورها، شیرهای انبساط، رسیورها، درایرها و فیلترها میباشند.
کمپرسورها
کمپرسور دو نقش اساسی را در یک سیکل تبرید ایفا میکند، اولین نقش، پمپاژ کردن بخار مبرد از اواپراتور به کمپرسور به گونهای است که اواپراتور در فشار و دمای مورد نظر باقی بماند و دومین نقش آن افزایش فشار و دمای بخار مبرد در حین فرآیند تراکم است. با این تغییر فشار بخار مافوق داغ (سوپرهیت) مبرد در سیکل جریان مییابد. کمپرسور به عنوان قلب سیستمهای تبرید تراکمی شناخته میشود که در دو گروه اصلی میتوان آن را طبقه بندی نمود:
۱- کمپرسورهای جابهجایی مثبت
۲- کمپرسورهای دینامیکی
باید به این نکته توجه نمود که هر دو نوع کمپرسور در انواع بسته (Hermetic) نیمه بسته (Semi-Hermetic) و باز(open) وجود دارند. کمپرسور علاوه بر افزایش فشار مبرد، باعث چرخش آن در سیکل نیز میشود. مبرد مورد استفاده در یک سیستم تبرید باید با توجه به محدودهی دمای کاری آن انتخاب گردد. هنگامی که اختلاف فشار لازم در سیستم زیاد باشد، غالبا کمپرسورهای جابهجایی مثبت مانند کمپرسورهای رفت و برگشتی(Reciprocating)، اسکرو(Screw) یا اسکرال (Scroll) مورد استفاده قرار میگیرند. این در حالی است که در اکثر کاربردهای بزرگتر از کمپرسورهای گریز از مرکز(Centrifugal) یا کمپرسورهای توربینی استفاده میشود که در گروه کمپرسورهای دینامیکی قرار دارند و با شتاب دادن به بخار مبرد در بدنه کمپرسور باعث افزایش فشار آن میشوند. نمای شماتیک این کمپرسورها در شکل (1) نشان داده شدهاند:
در بازار انواع مختلفی از کمپرسورها وجود دارند. در ادامه آیتمهایی برای انتخاب انواع متداول کمپرسورها بیان شده است.
کمپرسورهای رفت و برگشتی ماشینهای جابهجایی مثبت بوده و برای هر کاربردی قابل استفاده هستند. کارایی این سیستمها در ابعاد بزرگتر به مقدار قابل ملاحظهای بهبود مییابد. کنترل ظرفیت در این کمپرسورها با تخلیه سیلندر انجام میگیرد. (این روش باعث کاهش مصرف انرژی کمپرسور به صورت خطی با ظرفیت سیستم میشود).
کمپرسورهای اسکرال ماشینهای جابهجایی مثبت دورانی با نسبت حجمی ثابت هستند و دارای بازده خوبی در کاربردهای تهویه مطبوع و تبرید دما بالا میباشند. این نوع کمپرسورها تنها برای کاربردهای تجاری موجود بوده و معمولا فاقد سیستم کنترل ظرفیت هستند.
کمپرسورهای اسکرو در اندازههای تجاری بزرگ و صنعتی در دسترس میباشند و به طور کلی دارای نسبت حجمی ثابت هستند. انتخاب یک کمپرسور با نسبت حجمی نادرست میتواند به اندازه قابل ملاحظهای باعث کاهش بازده شود. در این نوع کمپرسورها بهره برداری در حالت بار جزیی با استفاده از شیر متحرک(Slide Valve) یا سوپاپ تخلیه(Lift Valve) امکان پذیر است. هر دو روش کاهش بازده بیشتری را نسبت به بهره برداری در حالت بار جزیی با سیستمهای کنترل ظرفیت کمپرسورهای رفت و برگشتی در پی خواهند داشت.
کمپرسورهای بسته
در این نوع کمپرسورها موتور الکتریکی و کمپرسور با هم در یک محفظه بسته قرار میگیرند و بیشتر در سیستمهای تبرید با ظرفیتهای پایین یا محدوده دمای کاری کوچکتر کاربرد دارند، مانند یخچال و فریزرهای خانگی یا سیستمهای تهویه مطبوع. هزینه اولیه پایین و همچنین فضای اشغال شده کم از فاکتورهای مهم انتخاب کمپرسورهای بسته به خصوص در تجهیزات تبرید کوچک هستند. در شکل (۲) نمای برش خورده از یک کمپرسور رفت و برگشتی بسته نشان داده شده که موتور الکتریکی آن در قسمت بالا و کمپرسور آن در قسمت پایین جاسازی شده است. این مجموعه در یخچالها و کولرهای گازی قابل رویت است. یکی دیگر از مزایای کمپرسورهای بسته این است که محفظه آن در کارخانه سازنده جوش داده میشود تا احتمال دست کاری یا صدمه دیدن اجزای داخلی آن به شدت کاهش یابد. مبرد و روغن موتور در این محفظه وجود دارند.
ظرفیت یک کمپرسور بسته با توجه به ظرفیت موتور آن مشخص میشود. به عنوان مثال محدوده ظرفیت کمپرسور در یخچالهای خانگی30HP-1/2 از و سرعت دورانی آنها 1450-2800rpm است. کمپرسورهای بسته میتوانند مدت زمان زیادی در سیستمهای تبرید ظرفیت پایین کار کنند بدون اینکه نیازی به تعمیر و نگهداری داشته باشند یا دچار نشت مبرد شوند. اما این کمپرسورها نسبت به نوسانات ولتاژ برق حساس بوده و ممکن است سیم پیچ مسی آن بسوزد.
کمپرسورهای نیمه بسته
کمپرسورها در سیستمهای تبرید بزرگتر اغلب نیمه بسته هستند. یعنی با اینکه موتور و کمپرسور در یک محفظه بسته قرار دارند، اما محفظهی آن جوش داده نبوده و همچنین مبرد نیز بین سیم پیچهای موتور جریان ندارد. در این کمپرسورها برای تعمیر موتور و کمپرسور دسترسی مستقیم وجود دارد. نیاز به خنک کاری خارجی برای بالاتر بردن کارایی و همچنین گرانتر بودن آن نسبت به کمپرسورهای بسته از نقاط ضعف کمپرسورهای نیمه بسته است.
از چهار جز اصلی و چند جز فرعی تشکیل شده است که این اجزا شامل کندانسورها، اواپراتورها، کمپرسورها، شیرهای انبساط، رسیورها، درایرها و فیلترها میباشند.
خیر با توجه به ظرفیت موتور مشخص می شوند.
کمپرسور به عنوان قلب سیستمهای تبرید تراکمی شناخته میشود که در دو گروه اصلی میتوان آن را طبقه بندی نمود
1- کمپرسورهای جابه جایی مثبت
2- کمپرسورهای دینامیکی