การเปรียบเทียบคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบและคอมเพรสเซอร์แบบสกรอล

 

 

ตู้เย็น 90% ใช้คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ ตู้เย็นเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่บางรุ่นใช้คอมเพรสเซอร์แบบสกรอล ส่วนเครื่องปรับอากาศเกือบทั้งหมดใช้คอมเพรสเซอร์แบบสกรอล สัดส่วนการใช้งานเหล่านี้สะท้อนให้เห็นถึง...ความแตกต่างระหว่างคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบและคอมเพรสเซอร์แบบสกรอลคอมเพรสเซอร์แบบสกรอลล์เป็นเทคโนโลยีใหม่กว่า มีประสิทธิภาพสูงกว่า และทรงพลังกว่า อย่างไรก็ตาม คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบนั้น...หรือเป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาแล้ว มีการทำงานที่เสถียร และต้นทุนต่ำ ตัวเลขยอดขายในปี 2022 สะท้อนให้เห็นถึงความแตกต่างในการใช้งาน: คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ 230 ล้านเครื่อง; คอมเพรสเซอร์แบบสกรอล 4.7 ล้านเครื่อง (ตลาดจีน ปี 2022)

 บทนำเกี่ยวกับคอมเพรสเซอร์แบบสกรอลล์

เนื่องจากไม่มีวาล์วดูดและวาล์วไอเสีย เส้นสัมผัสทั้งหมดบนแกนหมุนจึงมีรัศมีวงการหมุนเล็ก ความเร็วแรงเสียดทานต่ำ การสูญเสียน้อย และประสิทธิภาพสูง เนื่องจากกระบวนการดูด อัด และไอเสียของคอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องพร้อมกัน ความดันจึงเพิ่มขึ้นช้า ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของแรงบิดจึงน้อยและการสั่นสะเทือนน้อย ที่ความถี่ใดๆ การสั่นสะเทือนและเสียงของคอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนจะต่ำ เนื่องจากกระบวนการอัดของคอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนนั้นยาวนาน การเปลี่ยนแปลงของแรงบิดจึงราบรื่นมาก และสมดุลไดนามิกดีมากผ่านสมดุลรองของแรงเฉื่อย ดังนั้นระดับการสั่นสะเทือนและเสียงจึงต่ำ การดูด อัด และไอเสียของคอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในทิศทางเดียว ก๊าซที่สูดดมเข้าไปจะถูกดูดเข้าไปโดยตรง ความร้อนสูงเกินไปที่เป็นอันตรายของก๊าซที่สูดดมเข้าไปจึงน้อย และไม่มีกระบวนการขยายตัวของก๊าซในปริมาตรช่องว่าง ดังนั้นค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านก๊าซจึงสูง คอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนสามารถเปลี่ยนความสามารถในการส่งอากาศได้โดยวิธีการปรับความเร็วแบบแปรผัน ซึ่งเหมาะสำหรับกรณีที่ความเร็วเปลี่ยนแปลงในช่วงกว้าง คอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนเป็นคอมเพรสเซอร์แบบอัดปริมาตร ซึ่งประกอบด้วยแกนหมุนเคลื่อนที่และแกนหมุนคงที่ คอมเพรสเซอร์แบบสกรอลล์มีข้อดีคือ ขนาดเล็ก เสียงรบกวนต่ำ น้ำหนักเบา การสั่นสะเทือนน้อย การใช้พลังงานต่ำ อายุการใช้งานยาวนาน การส่งผ่านก๊าซต่อเนื่องและเสถียร ด้วยข้อดีของการทำงานที่เชื่อถือได้และแหล่งอากาศที่สะอาด จึงเป็นคอมเพรสเซอร์ประหยัดพลังงานที่ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายในเครื่องปรับอากาศเชิงพาณิชย์ ปั๊มความร้อน และอุปกรณ์ทำความเย็น โดยเฉพาะคอมเพรสเซอร์แบบสกรอลล์นั้น ส่วนประกอบหลักในการทำงานแทบจะไม่สกปรกและไม่มีการสึกหรอ ดังนั้นจึงมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า และได้รับการขนานนามว่าเป็นคอมเพรสเซอร์ที่ไม่ต้องบำรุงรักษา ในขณะเดียวกันก็ได้รับการขนานนามว่าเป็น "คอมเพรสเซอร์แบบอัดแน่นพิเศษ" เนื่องจากมีการทำงานที่เสถียร การสั่นสะเทือนน้อย และสภาพแวดล้อมการทำงานที่เงียบสงบ

ข้อดี

• โครงสร้างเรียบง่าย ไม่มีโครงสร้างแบบลูกสูบ มีชิ้นส่วนน้อย ชิ้นส่วนสึกหรอน้อย ความน่าเชื่อถือสูง
• ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา ติดตั้งสะดวกยิ่งขึ้น
• การเปลี่ยนแปลงแรงบิดเล็กน้อย การเปลี่ยนแปลงที่สมดุล การสั่นสะเทือนเล็กน้อย
• การทำงานราบรื่น ใช้งานง่าย และทำงานร่วมกับระบบอัตโนมัติได้อย่างลงตัว
• ประสิทธิภาพสูงในช่วงความสามารถในการทำความเย็นที่เหมาะสม
• รองรับปริมาตรกระบอกสูบที่ใหญ่ขึ้น ซึ่งเทียบเท่ากับระบบทำความเย็นขนาด 5-15 แรงม้า
• อายุการใช้งานยาวนานถึง 20 ปี
• เสียงรบกวนต่ำ

ข้อเสีย

• การผลิตและการทดสอบชิ้นส่วนเคลื่อนที่ที่มีพื้นผิวโค้งนั้นยากและมีค่าใช้จ่ายสูง
• กลไกการปิดผนึกมีข้อกำหนดที่เข้มงวดและโครงสร้างการปิดผนึกมีความซับซ้อน
• อัตราส่วนการอัดขณะใช้งานไม่สูง เหมาะสำหรับงานปรับอากาศ

 

บทนำเกี่ยวกับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ

ประสิทธิภาพเชิงกลของคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 0.75 ถึง 0.9 เนื่องจากแรงเสียดทานระหว่างลูกสูบ แหวนลูกสูบ และผนังกระบอกสูบ รวมถึงกำลังในการขับเคลื่อนปั๊มน้ำมันหล่อลื่น คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบจะสั่นสะเทือนอย่างมากในระหว่างการทำงาน คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ เช่น ปริมาตรช่องว่าง การสูญเสียแรงดันด้านดูดและด้านจ่าย การแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างก๊าซและผนังกระบอกสูบ และการรั่วไหล ปริมาตรการส่งก๊าซจริงของคอมเพรสเซอร์มักจะน้อยกว่าปริมาตรการส่งก๊าซตามทฤษฎี วิธีที่ง่ายที่สุดในการปรับปริมาณการส่งก๊าซของคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบคือการทำงานของคอมเพรสเซอร์แบบไม่ต่อเนื่อง เมื่อระบบถึงอุณหภูมิต่ำสุดที่ตั้งไว้ คอมเพรสเซอร์จะหยุดทำงาน เมื่ออุณหภูมิของระบบสูงกว่าอุณหภูมิสูงสุดที่ตั้งไว้ คอมเพรสเซอร์จะเริ่มทำงาน วิธีการปรับพลังงานนี้เหมาะสำหรับตู้เย็นขนาดเล็กที่มีกำลังไฟประมาณ 10 กิโลวัตต์เท่านั้น สำหรับคอมเพรสเซอร์ที่มีกำลังการผลิตสูง การเริ่มและหยุดเครื่องบ่อยๆ ไม่เพียงแต่จะทำให้สูญเสียพลังงานจำนวนมากเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่ออายุการใช้งานของเครื่องและความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าในวงจรจ่ายไฟอีกด้วย การทำงานปกติของอุปกรณ์

 ข้อดี

• ระบบอุปกรณ์ค่อนข้างเรียบง่าย เทคโนโลยีมีความพร้อม และต้นทุนต่ำ
• ความต้องการวัสดุน้อย กระบวนการผลิตง่าย และต้นทุนค่อนข้างถูก
• ระบบขับเคลื่อนค่อนข้างเรียบง่าย ส่วนใหญ่ใช้มอเตอร์ไฟฟ้า โดยทั่วไปไม่สามารถปรับความเร็วได้ และบำรุงรักษาง่าย
• ช่วงแรงดันไอเสียกว้าง สามารถปรับให้เข้ากับช่วงแรงดันและความต้องการกำลังการระบายความร้อนที่กว้างขึ้นได้
• มีการใช้งานที่หลากหลาย คอมเพรสเซอร์ตัวเดียวกันสามารถใช้กับก๊าซได้หลายประเภท

 ข้อเสีย

• เนื่องจากแรงเฉื่อยของการเคลื่อนที่แบบไปกลับของลูกสูบ ความเร็วจึงมีจำกัด
• คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบที่มีปริมาตรการส่งก๊าซมากจะมีขนาดใหญ่มาก
• เครื่องจักรนี้มีชิ้นส่วนสึกหรอหลายชิ้น และมีเสียงสั่นสะเทือนค่อนข้างดัง
• การสึกหรอของแหวนลูกสูบ การสึกหรอของกระบอกสูบ ฯลฯ ทำให้ประสิทธิภาพลดลงอย่างรวดเร็ว
• การใช้พลังงานมากกว่าคอมเพรสเซอร์แบบสกรอล
• อายุการใช้งานค่อนข้างสั้น ประมาณ 8,000 ชั่วโมง
• ทำให้เกิดการกระแทกของกระแสลม การสั่นสะเทือน และเสียงดังระหว่างการใช้งาน
• กระแสลมที่พัดอย่างฉับพลันอาจส่งผลกระทบต่อระบบท่อและชิ้นส่วนเครื่องจักร ซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสียหายได้

 

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับประเภทหลักของคอมเพรสเซอร์...