بسیاری از تعمیرکاران خودرو از کمپرسورهای هوا استفاده میکنند، اما اینجا از کمپرسور دیگری حرف میزنیم که ستون کولرهای ماشینهای ماست. کولر خودرو سیستمی ساده ولی کارآمد است که هوای گرم داخل کابین یا خیابان را دریافت کرده، خنک ساخته و به اتاق بازمیگرداند. کلید اصلی و کلیدواژهای که جادوی کولر خودرو را میسر میکند گاز مبرد داخل مدار کولر است. ولی این تنها جزء آن نیست.
کمپرسور کولر چیست؟
شاید شما هم بیچارگی به سراغتان آمده و کولر ماشین وسط تابستان از کار افتاده باشد. امیدوارید که گاز کولر تمام شده باشد و با مراجعه به تعمیرکار متوجه میشوید گاز به این راحتیها تمام نمیشود، مگر نشتی در مدار کولر داشته باشید.
چک میشود، نشتی ندارید، عبارتی بعدی ساده و کوتاه است: کمپرسورت خراب شده، باید عوض کنی.
گاز کولر شما چیست؟
گازی که در مدار کولر خودرو استفاده میشود کم و بیش وابسته به سال ساخت خودروست. در ماشینهای قدیمیتر از گاز R134a استفاده میشد. گاز استاندارد گذشته، امروزه به دلیل ملاحظات محیط زیستی جایگزین شده و حال گازی که همهی خودروها از آن استفاده میکنند R1234yf نام دارد و خطرات کمتری برای گرمایش زمین و لایهی اوزون ایجاد میکند. فرمول شیمیایی گاز مبرد کولرهای مدرن C3H2F4 بوده و ۲-۳-۳-۳ تترا فلوئورو پروپن نام دارد.
کمپرسور چه نقشی در فرآیند خنکسازی دارد؟
گاز مبرد کولر ابتدا وارد کمپرسور شده و فشرده میشود. در ادامهی مسیر، گاز فشرده که دمای آن نیز افزایش یافته، وارد کندانسور میشود و همزمان خنک و تبدیل به مایعی پرفشار میشود. فشردهسازی گاز در کمپرسور از چند زاویه حائز اهمیت است.
نخست آنکه با فشردهسازی گاز دمای آن افزایش می یابد. برای خنک کنندگی نیاز داریم که گاز به مایع تبدیل شود و گازی که داغ شده باشد به هنگام ورود به کندانسور راحتتر حرارت پس داده و راحتتر تبدیل به مایع میشود. مقداری خلاف مسیری که توقع ذهن انسانی ماست رفتار میشود: موتور سیکلتی را تصور کنید که برای رسیدن به سرعت زیاد کمی فاصله گرفته و دور برمیدارد، سپس دور زده و به سمت شما می آید تا سرعت بیشتری داشته باشد. گاز هم کم و بیش همین مسیر را برای خنک کنندگی طی میکند.
برای مزیت دوم فشردهسازی گاز خنک کننده نیاز داریم که ادامهی مسیر آن را بشناسیم:
اکسپنشن ولو یا شیر انبساط
مایع پرفشار خروجی از کندانسور از مسیری باریک که شیر انبساط نام دارد عبور کرده و فشار آن کم میشود. با افت فشار مایع سرد شده و مایع سرد وارد اواپراتور میشود. اواپراتور تبخیرکننده است. یعنی همان مایع سرد با دمیدن هوای فن مجدد بخار شده و تبدیل به گاز مبرد میشود و چرخه را دوباره از سر طی میکند. چرا این گاز چنین خصیصهای دارد؟ خب گازی مخصوص است. آب که پر نکردیم.
اواپراتور (Evaporator) یا «تبخیرکننده» قلب سیستمهای سرمایشی مانند یخچال و کولر گازی است که به عنوان یک مبدل حرارتی عمل میکند؛وظیفهاش جذب حرارت از محیط اطراف (هوا یا آب) با تبدیل مایع مبرد کمفشار به گاز (بخار) است، که این فرآیند سرمایش را ایجاد میکند. این قطعه در انواع مختلفی مانند پوسته و لولهای، صفحهای و فندار ساخته میشود و در صنایع مختلفی کاربرد دارد
مزیت دوم فشرده سازی گاز مبرد در کولر خودرو چه بود؟
دوم اینکه وقتی فشار گاز به اندازهی کافی بالا باشد، به هنگام عبور از شیر انبساط و افت فشار، ناگهان بسیار سرد میشود. این لحظه، همان لحظهی جادوست. گاز به شدت سرد که با دمش باد فن کولر ماشین را خنک میکند. اگر فشار گاز افزایش نمیداشت، افت فشار نهایی هم خنکی خاصی خلق نمیکند. پس حق با تعمیرکار شماست که گفت باید کمپرسور کولرت را عوض کنی؟
خرابی کولر خودرو و سوء ظن به کمپرسور گاز
اگر کولر ماشین هنوز گاز دارد ولی وظیفهی خنک کنندگی را انجام نمیدهد، احتمال وقوع یکی از مشکلات زیر وجود دارد:
۱. کمپرسور توان خود را از دست داده است. در چنین وضعیتی کمپرسور روشن میشود ولی فشرده سازی مناسب نداشته و گاز آن افت دمای مناسب را خلق نمیکند. این خرابی با صدای عجیب، لرزش، یا خنک نکردن کامل همراه است.
۲. ممکن است مقصر خرابی گرفتگی و عدم عملکرد بهینهی شیر و لولهی انبساط باشد. در چنین حالتی گاز دچار افت فشار کافی نشده و بالطبع سرمایی هم به همراه نخواهد آورد.
۳. احتمال سوم، همانطور که حدس زدید، مشکل در قطعهی دیگری از اعضای چرخه است. کندانسور را گرد و خاک گرفته است پس توان پس دادن گرما ندارد. اواپراتور هم ممکن است یخ زده یا گرد و خاک گرفته باشد و هوا به خوبی از آن عبور نکند.
۴. در این سیکل توصیف شده، فن ها هم نقش دارند. کولر را میزنید باد میزند ولی باد گرم است؟ نه صحبت ما از فن اصلی نیست. در چرخهی خنک کنندگی خودرو فن رادیاتور یا فن کندانسور هم باید درست کار کنند. خرابی در این قطعات فشار و دمای گاز را به هم ریخته و نفس کولر ماشین شما را میگیرد.
۵. گاهی قضیه الکتریکی و الکترونیکی است. این سیستم از کلید فشار، سنسورها و رلهی کمپرسور بهره میبرد. ممکن است هرکدام از اینها سیگنال اشتباهی به کمپرسور بفرستند و کار را خراب کنند.
در نهایت مقصرها یکی دو تا نیست و پرش سریع تعمیرکار به خرابی کمپرسور احتمالا ریشه در دانش اندک وی دارد. وقتی کولر سرمای مطبوع شما را فراهم نمیاوردجایی از سیستم خراب است، کمپرسور، مسیر جریان گاز، بخشهای خنک کننده یا برق رسانی همگی ممکن است مشکل زا بوده باشد.
راستی کمپرسور کولر خودرو به طور متداول یا کمپرسور سواش پلیت و یا کمپرسور پیستونی است. این انتخاب کمپرسور معقول به نظر میرسد و راحتی تعمیر و اطمینان بر صدای آن میچربد. در خودروهای جدیدتر و نسخههای هیبریدی از کمپرسور اسکرول هم استفاده میشود. کمپرسور اسکرول صدای کمتر و راندمان بهتری را ارائه میدهد و هوادهی قدرتمندتری هم دارد. کمپرسور اسکرول نسبت به کمپرسور پیستونی مصرف انرژی پایینتری هم دارد و این انتخاب برای خودروهای هیبریدی و برقی ایدهآل است.
معرفی واژگان
کمپرسور گاز فرآیندی:
کمپرسور گاز به اختصار یا کمپرسور گاز فرآیندی، در صنایع سنگینی مثل پتروشیمی، پالایشگاهی، نیروگاه و خطوط انتقال گاز حضور داشته و برخلاف کمپرسور هوا که نقشی حمایتی، کمرنگ و واسطه دارد، بازیگر نقش اول بوده و سهمی پررنگ و کلیدی دارد. این کمپرسورها با گازهایی سر و کار دارند که خورنده هستند، رطوبت دارند، اشتعال آفرین و حساسند، یا شامل هیدروکربنهای سنگین هستند. طراحی، مواد مورد نیاز برای ساخت، آب بندیها و سیستمهای کنترلی کمپرسور گاز فرآیندی بسیار دقیق و تخصصیتر بوده و گاه ضروری است که مورد به مورد تجهیزات و قطعات کمپرسور بازنگری شده و مناسب استفادهای خاص طراحی و نصب شود.
کمپرسور اسکرول:
تاریخچهی این تجهیزات به سال ۱۹۰۵ میلادی در فرانسه برمیگردد ولی از نیمه های سال ۱۹۸۰ کاربرد فراوانی در زمینه تهویه مطبوع و دستگاه های سردکننده پیدا کردند. کمپرسور اسکرول چیست و چگونه عمل می کند؟ این ماشینها یکی از انواع کمپرسورهای جابجایی مثبت نوع دورانی بوده که دارای حرکت اوربیتی (حرکت خارج از محور) هستند و تمامی قطعات آن در یک شل یا پوسته (هرمتیک) قرار گرفته و پوسته آنها جوشکاری شده است. عمل فشرده سازی توسط دو مارپیچ (حلزونی یا پیچ ارشمیدسی) ثابت (بدنه) و متحرک (پروانه) انجام می شود که این دو با اختلاف ۱۸۰ درجه نسبت به یکدیگر در داخل هم نصب می شوند. محفظه یا شل از دو بخش فشار بالا با حجمی کم و فشار پایین با حجمی زیاد تشکیل شده است. در قسمت فشار پایین مخزن و پمپ روغن، هیتر، الکتروموتور، کوپلینگ و مارپیچ ها قرار گرفته است و در بخش فشاربالا فقط یک نوسانگیر، یک لرزشگیر و کاهنده ی صدا وجود دارد.
کمپرسور پیستونی:
کمپرسور رفت و برگشتی یا پیستونی دستگاهی است که با رفت و برگشت پیوستهی پیستون در داخل سیلندر گازی را به داخل میمکد، با کاهش حجم آن را فشرده میسازد و به بیرون میدمد. در زمان تخلیه یا اصطلاحا دیسشارژ، شیرهای مخصوص باز میشوند تا گاز فشرده به مسیر خروجی هدایت شود. این دستگاهها از قدیمیترین و در عین حال دقیقترین کمپرسورهای جابجایی مثبت هستند. کمپرسور پیستونی نیز همچون کمپرسور اسکرو از خانوادهی کمپرسورهای جابجایی مثبت است. در کمپرسور جابجایی مثبت قانون بویل مبنای کار بوده و کاهش حجم در دمای ثابت افزایش فشار را به همراه می آورد. در مقابل این مدلها کمپرسورهای دینامیکی قرار دارد که با افزایش سرعت و تبدیل انرژی جنبشی به فشار فرآیند را پیش میبرند.
مبدل حرارتی:
مبدل حرارتی، به زبان ساده، دستگاهی است که گرما را از سیالی به سیال دیگری، بدون تماس این دو سیال، منتقل میکند. کنترل دما هدف اساسی این تجهیزات است و این هدف با دریافت گرما از یک سمت و تحویل آن به سمت دیگر میسر میشود. در سیستمهای خنککننده گرمای دستگاه به هوا یا سیال جاری در مبدل حرارتی تحویل داده میشود و دمای دستگاه پایین می آید. مبدلهای حرارتی در صنایع مختلف از نفت و گاز تا کمپرسور هوا، و حتی خانههای شخصی کاربرد دارد. در خانههای شخصی، برای مثال، فن کوئلها نوعی از مبدل حرارتی شل اند تیوب یا پوسته و لوله است.
