فشارشکن و ورودی کاهش فشار کمپرسور
فشارشکن و ورودی کاهش فشار کمپرسور (Pressure Relief with Throttled Inlet)
امروزه روش فشارشکن و ورودی کاهش فشار کمپرسور به یکی از رایج‌ترین تکنیک‌ها برای کنترل و تنظیم جریان هوای کمپرسورها تبدیل شده است. این روش امکان ادغام حداکثر محدوده‌ی تنظیمات (0 تا 100 درصد) را با مصرف انرژی پایین‌تر فراهم می‌کند. به عبارت دیگر، تنها حدود 15 تا 30 درصد نیروی بار کامل توسط کمپرسور off-loaded (جریان صفر) تأمین می‌شود. حتی زمانی که ولو خروجی بسته است، هم‌زمان با استفاده از یک دریچه کوچک، شیر تخلیه باز شده و هوای تخلیه شده از کمپرسور آزاد می‌شود. این مکانیزم باعث می‌شود که واحد هواساز کمپرسور با خلاء در ورودی و فشار مقابل پایین کار کند. در نتیجه، فشارشکن و ورودی کاهش فشار کمپرسور نه‌تنها مصرف انرژی را کاهش می‌دهد، بلکه عملکرد سیستم را در شرایط متغیر بهینه می‌کند.
کنترل سریع فشارشکن و اهمیت مخزن ذخیره هوا
به منظور جلوگیری از اتلافات غیرضروری در طی انتقال از حالت loaded به unloaded، فشارشکن باید به سرعت وارد عمل شود و حجم هوای آزاد شده محدود باشد. این کنترل دقیق باعث می‌شود تا چرخه‌های تکراری و پرهزینه کاهش یابد و راندمان سیستم حفظ شود. برای کارکرد صحیح این سیستم، یک مخزن ذخیره هوا نیاز است که اندازه آن بر اساس تفاوت مدنظر بین محدوده فشار loading و unloading و تعداد چرخه‌های unloading مجاز در هر ساعت تعیین می‌شود. مخزن ذخیره هوا نقش مهمی در کاهش نوسانات فشار و جلوگیری از شوک‌های ناگهانی به کمپرسور ایفا می‌کند.
مزایای سیستم فشارشکن و ورودی کاهش فشار کمپرسور
سیستم فشارشکن و ورودی کاهش فشار کمپرسور مزایای فراوانی دارد، از جمله کاهش استهلاک مکانیکی اجزای کمپرسور، کاهش مصرف انرژی و افزایش طول عمر تجهیزات. با کنترل دقیق جریان خروجی و ورودی کمپرسور، فشارشکن باعث می‌شود که فرآیند تولید هوا به شکل یکنواخت و بدون نوسان انجام شود. این تکنولوژی به ویژه در کمپرسورهای صنعتی که با گازهای حساس یا فرآیندهای دقیق سروکار دارند، اهمیت زیادی دارد.
روشن کردن و خاموش کردن (Start/Stop)
یکی دیگر از روش‌های رایج کنترل کمپرسور، روش روشن کردن و خاموش کردن است. کمپرسورهای با توان کمتر از 5 تا 10 کیلووات اغلب زمانی که فشار به بالاترین حد خود می‌رسد یا زمانی که فشار تا پایین‌ترین حد خود کاهش می‌یابد، به صورت کامل متوقف می‌شوند. این روش نیز به افزایش کارایی سیستم کمک می‌کند و معمولاً با مخزن هوای بزرگ‌تر یا تفاوت فشار بالاتر بین بالاترین و پایین‌ترین حد همراه است تا گرمای موتور الکتریکی کاهش یابد. استفاده از فشارشکن و ورودی کاهش فشار کمپرسور همراه با استراتژی Start/Stop، موجب می‌شود سیستم با مصرف انرژی کمتر و تعداد دفعات روشن و خاموش شدن کمتر کار کند. این امر به ویژه در محیط‌های صنعتی با بارهای متغیر بسیار حائز اهمیت است.
عملکرد عملی فشارشکن و ورودی کاهش فشار کمپرسور
در عمل، عملکرد فشارشکن و ورودی کاهش فشار کمپرسور بر اساس کنترل هوشمند جریان هوا و اختلاف فشار بین ورودی و خروجی کمپرسور تنظیم می‌شود. هنگامی که فشار در ورودی کاهش می‌یابد، شیر فشارشکن به سرعت باز شده و حجم مشخصی از هوا را آزاد می‌کند تا فشار سیستم در محدوده ایمن باقی بماند. این کار باعث می‌شود کمپرسور بتواند با سرعت بهینه و بدون اضافه بار کار کند. در بسیاری از سیستم‌ها، این مکانیزم به شکل خودکار و با استفاده از حسگرهای فشار و کنترلرهای دیجیتال انجام می‌شود.
مزیت دیگر استفاده از فشارشکن و ورودی کاهش فشار کمپرسور، کاهش احتمال آسیب دیدن تجهیزات ناشی از شوک‌های فشار و دمایی است. با کنترل دقیق جریان هوای ورودی و خروجی، از وارد شدن فشار ناگهانی به سیستم جلوگیری شده و طول عمر کمپرسور افزایش می‌یابد. به همین دلیل، این روش در بسیاری از صنایع حساس مانند پتروشیمی، داروسازی و صنایع غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
طراحی مخزن ذخیره هوا
یکی از اجزای مهم در سیستم فشارشکن و ورودی کاهش فشار کمپرسور، مخزن ذخیره هوا است. این مخزن باید ظرفیت کافی برای ذخیره هوای اضافی در هنگام کاهش فشار و کنترل جریان داشته باشد. اندازه مخزن براساس تعداد چرخه‌های unloading، تفاوت فشار بین حالت loaded و unloaded و نیازهای عملیاتی تعیین می‌شود. انتخاب صحیح مخزن ذخیره باعث می‌شود که کمپرسور با فشار ثابت و بدون نوسان کار کند و راندمان سیستم به حداکثر برسد.
نتیجه‌گیری
در نهایت، فشارشکن و ورودی کاهش فشار کمپرسور یکی از تکنیک‌های کلیدی و مؤثر در کنترل کمپرسورهای صنعتی است. این سیستم با کاهش مصرف انرژی، افزایش عمر تجهیزات، کاهش نوسانات فشار و بهبود عملکرد کمپرسور، نقش مهمی در بهینه‌سازی فرآیندها ایفا می‌کند. ترکیب این روش با استراتژی Start/Stop می‌تواند مصرف انرژی را بیشتر کاهش دهد و عملیات کمپرسور را در شرایط مختلف بار بهینه کند. به همین دلیل، استفاده از فشارشکن و ورودی کاهش فشار کمپرسور در طراحی سیستم‌های مدرن فشرده‌سازی هوا به یک استاندارد صنعتی تبدیل شده است.
برای مطالعه بیشتر درباره کمپرسورها می‌توانید به منابع زیر مراجعه کنید: