استارت و استاپ در کمپرسور اسکرو یعنی چه؟

کمپرسور اسکرو چند بار روشن و خاموش شود؟ بررسی Start/Stop، استارت‌های مکرر و آسیب به موتور

یکی از پرسش‌های مهم هنگام بهره‌برداری از کمپرسور اسکرو این است که دستگاه در طول یک ساعت چند بار می‌تواند روشن و خاموش شود و آیا روشن و خاموش شدن مکرر می‌تواند به موتور، سیستم کنترل یا سایر اجزای کمپرسور آسیب بزند یا خیر. پاسخ این سؤال به نوع کمپرسور، توان موتور، ظرفیت تولید هوای فشرده، میزان مصرف شبکه، حجم مخزن، فشار کاری و منطق کنترلی دستگاه بستگی دارد.

در یک سیستم هوای فشرده استاندارد، هدف فقط تولید هوا نیست؛ بلکه باید کمپرسور با کمترین تعداد استارت غیرضروری و کمترین اتلاف انرژی، فشار موردنیاز شبکه را تأمین کند. به همین دلیل در بسیاری از کمپرسورهای اسکرو، به‌جای خاموش و روشن شدن مداوم موتور، از سیستم Load/Unload استفاده می‌شود تا تولید هوای فشرده متناسب با مصرف کنترل شود.

در این مقاله از بهبد کمپرسور بررسی می‌کنیم که Start/Stop کمپرسور اسکرو چگونه عمل می‌کند، چرا استارت‌های مکرر اتفاق می‌افتند، چه زمانی روشن و خاموش شدن دستگاه طبیعی است، چه زمانی باید آن را یک ایراد در نظر گرفت و چگونه می‌توان تعداد استارت‌ها را کاهش داد.

کمپرسور اسکرو چگونه روشن و خاموش می‌شود؟

در ساده‌ترین حالت، کمپرسور اسکرو برای تأمین هوای فشرده به شبکه وارد مدار می‌شود و با رسیدن فشار به محدوده تنظیم‌شده، از حالت تولید کامل هوا خارج می‌شود. نحوه انجام این فرآیند به سیستم کنترل کمپرسور بستگی دارد.

در کمپرسورهای ساده‌تر ممکن است کنترل دستگاه بر اساس Start/Stop انجام شود؛ یعنی با کاهش فشار، موتور روشن شده و پس از رسیدن فشار به مقدار مشخص، خاموش شود. اما در بسیاری از کمپرسورهای اسکرو صنعتی، کنترل فشار با روش Load/Unload انجام می‌شود و موتور الزاماً با هر تغییر فشار خاموش نمی‌شود.

منظور از Start/Stop در کمپرسور اسکرو چیست؟

در روش Start/Stop، موتور کمپرسور با کاهش فشار مخزن یا شبکه روشن می‌شود و پس از رسیدن فشار به نقطه تعیین‌شده، خاموش می‌گردد. این روش در شرایطی که مصرف هوا متغیر یا نسبتاً کم باشد می‌تواند باعث ایجاد تعداد زیادی سیکل روشن و خاموش شود.

مشکل اصلی زمانی ایجاد می‌شود که فاصله بین دو استارت بسیار کوتاه باشد. در این شرایط موتور و تجهیزات راه‌اندازی مجبور می‌شوند در مدت کوتاهی چندین بار جریان راه‌اندازی را تحمل کنند و این موضوع می‌تواند استهلاک تجهیزات را افزایش دهد.

Load/Unload چه تفاوتی با Start/Stop دارد؟

در سیستم Load/Unload، کمپرسور برای مدت بیشتری روشن می‌ماند اما الزاماً در تمام این مدت هوای فشرده را با ظرفیت کامل تولید نمی‌کند. زمانی که فشار شبکه به محدوده بالایی برسد، سیستم کنترل کمپرسور را به حالت Unload می‌برد.

در این حالت، تولید هوای فشرده کاهش پیدا می‌کند اما موتور ممکن است همچنان روشن باشد. هنگامی که فشار دوباره کاهش پیدا کند، کمپرسور به وضعیت Load بازمی‌گردد و تولید هوای فشرده را از سر می‌گیرد.

به همین دلیل در مقالات تخصصی مربوط به کمپرسور اسکرو، نباید Unload را با خاموش شدن کامل کمپرسور یکی دانست. این دو وضعیت از نظر مصرف انرژی و نحوه عملکرد سیستم کاملاً متفاوت هستند.

آیا روشن و خاموش شدن مکرر کمپرسور اسکرو طبیعی است؟

اگر کمپرسور اسکرو در فواصل بسیار کوتاه مرتب روشن و خاموش می‌شود، نباید بلافاصله آن را عملکرد عادی دستگاه در نظر گرفت. تعداد استارت‌ها باید با ظرفیت کمپرسور و الگوی مصرف هوای مجموعه متناسب باشد.

برای مثال، اگر یک کمپرسور ظرفیت تولید بالایی داشته باشد اما مصرف واقعی کارخانه بسیار کمتر از ظرفیت آن باشد، ممکن است فشار شبکه خیلی سریع افزایش پیدا کند. در چنین شرایطی کمپرسور زودتر به نقطه توقف یا Unload می‌رسد و اگر تنظیمات سیستم صحیح نباشد، تعداد سیکل‌های روشن و خاموش افزایش پیدا می‌کند.

برای نمونه، کمپرسورهای اسکرو با ظرفیت‌های مختلف مانند کمپرسور اسکرو 7.5 کیلووات TRYCOMP مدل TRY 7.5-B یا کمپرسور اسکرو 11 کیلووات Fini مدل PLUS 11-08 برای شرایط مصرف متفاوت طراحی شده‌اند و انتخاب ظرفیت مناسب یکی از عوامل مهم در جلوگیری از سیکل‌های غیرضروری Start/Stop است.

چرا استارت‌های مکرر برای کمپرسور اسکرو مشکل‌ساز هستند؟

هر بار که موتور الکتریکی کمپرسور راه‌اندازی می‌شود، شرایط متفاوتی نسبت به زمان کارکرد پایدار موتور ایجاد می‌شود. جریان راه‌اندازی موتور می‌تواند برای مدت کوتاهی به شکل قابل‌توجهی بیشتر از جریان نامی باشد.

اگر این فرآیند در فاصله‌های زمانی کوتاه بارها تکرار شود، فشار بیشتری به تجهیزات الکتریکی و مکانیکی وارد می‌شود. مهم‌ترین پیامدهای احتمالی عبارت‌اند از:

• افزایش استهلاک تجهیزات راه‌اندازی موتور
• افزایش تعداد سیکل‌های حرارتی موتور
• افزایش احتمال گرم شدن موتور در شرایط نامناسب
• افزایش فشار روی کنتاکتورها و تجهیزات تابلو برق
• افزایش مصرف انرژی ناشی از راه‌اندازی‌های متعدد
• کاهش عمر مفید برخی قطعات الکتریکی
• ایجاد نوسان بیشتر در فشار شبکه در صورت تنظیم نامناسب

بنابراین هدف در طراحی و تنظیم سیستم هوای فشرده این نیست که کمپرسور با اولین کاهش جزئی فشار روشن و با اولین افزایش فشار خاموش شود؛ بلکه باید منطق کنترل دستگاه با الگوی مصرف واقعی هماهنگ شود.

تأثیر استارت مکرر بر موتور کمپرسور اسکرو

موتور الکتریکی مهم‌ترین مصرف‌کننده انرژی در کمپرسور اسکرو است و نحوه راه‌اندازی آن تأثیر مستقیمی بر عملکرد سیستم دارد. در زمان استارت، موتور برای رسیدن به سرعت کاری به جریان بیشتری نیاز دارد.

اگر موتور در فواصل بسیار کوتاه بارها خاموش و روشن شود، فرصت کافی برای پایدار شدن شرایط حرارتی و الکتریکی سیستم وجود نخواهد داشت. در کمپرسورهای صنعتی، این موضوع می‌تواند در کنار سایر عوامل باعث افزایش استهلاک موتور و تجهیزات کنترل شود.

به همین دلیل در کمپرسورهای اسکرو صنعتی، سیستم کنترل معمولاً به شکلی طراحی می‌شود که تعداد استارت‌ها بی‌دلیل افزایش پیدا نکند. برای نمونه، در یک کمپرسور اسکرو 15 کیلووات Fini مدل PLUS 15-08 یا مدل‌های بزرگ‌تر، انتخاب روش کنترل مناسب اهمیت بیشتری پیدا می‌کند؛ زیرا توان موتور و میزان هوای تولیدی بالاتر است.

مهم‌ترین عوامل افزایش تعداد Start/Stop کمپرسور اسکرو

1. کوچک بودن مخزن هوای فشرده

حجم مخزن یکی از عوامل مهم در تعداد سیکل‌های روشن و خاموش کمپرسور است. اگر حجم ذخیره هوا نسبت به ظرفیت کمپرسور و الگوی مصرف کوچک باشد، فشار مخزن خیلی سریع بالا و پایین می‌رود و کمپرسور ممکن است مجبور شود در فاصله کوتاهی چند بار وارد مدار شود.

در سیستم‌های صنعتی، انتخاب مخزن باید بر اساس ظرفیت کمپرسور، میزان مصرف، فشار کاری و نحوه کنترل سیستم انجام شود. به همین دلیل استفاده از مخزن 500 لیتری هوای فشرده یا مخازن با ظرفیت بالاتر، بسته به طراحی سیستم، می‌تواند در مدیریت سیکل‌های کاری نقش داشته باشد.

2. پایین بودن مصرف هوا نسبت به ظرفیت کمپرسور

یکی از رایج‌ترین دلایل استارت و توقف مکرر، انتخاب کمپرسوری است که ظرفیت آن بسیار بیشتر از نیاز واقعی مجموعه باشد.

فرض کنید شبکه در بیشتر ساعات فقط مقدار محدودی هوای فشرده مصرف می‌کند اما کمپرسوری با ظرفیت بسیار بالاتر نصب شده است. در این حالت کمپرسور می‌تواند در مدت کوتاهی فشار شبکه را بالا ببرد و وارد Unload یا Stop شود.

اگر این وضعیت مرتب تکرار شود، بررسی ظرفیت کمپرسور، حجم مخزن و منطق کنترلی ضروری است.

3. تنظیم نامناسب فشار Start و Stop

فشارهای تنظیم‌شده در کنترلر کمپرسور باید با شرایط واقعی سیستم هماهنگ باشند. اگر فاصله بین فشار روشن شدن و خاموش شدن بسیار کم باشد، ممکن است کمپرسور در مدت کوتاهی چند سیکل کاری انجام دهد.

از طرف دیگر، افزایش بیش از حد اختلاف فشار نیز همیشه راه‌حل مناسبی نیست؛ زیرا فشار بالاتر از نیاز مصرف‌کننده می‌تواند باعث افزایش مصرف انرژی شود. بنابراین تنظیم فشار باید بر اساس نیاز واقعی شبکه و تجهیزات مصرف‌کننده انجام شود.

4. وجود نشتی در شبکه هوای فشرده

نشتی یکی از عواملی است که می‌تواند الگوی کاری کمپرسور را به‌شدت تغییر دهد. اگر شبکه در زمان توقف مصرف‌کننده‌ها نیز هوا از دست بدهد، فشار به‌تدریج کاهش پیدا کرده و کمپرسور دوباره وارد مدار می‌شود.

در چنین شرایطی ممکن است اپراتور تصور کند مشکل از کمپرسور است، در حالی که بخش مهمی از مشکل در شبکه توزیع هوای فشرده قرار دارد.

5. تنظیم نامناسب سیستم Load/Unload

اگر سیستم Load/Unload به‌درستی تنظیم یا کنترل نشود، کمپرسور ممکن است بیش از حد وارد وضعیت Unload شود یا در زمان نامناسب دوباره Load شود. در برخی شرایط نیز خرابی یا عملکرد نامناسب قطعات کنترلی مانند آنلودر می‌تواند باعث اختلال در سیکل کاری شود.

در کمپرسورهای TRYCOMP، قطعاتی مانند آنلودر TRYCOMP مدل HF40 و آنلودر TRYCOMP مدل HF50 در سیستم کنترل بار کمپرسور نقش دارند و در زمان عیب‌یابی Load/Unload باید عملکرد این بخش‌ها نیز بررسی شود.

آیا بهتر است کمپرسور اسکرو همیشه روشن بماند؟

خیر. روشن ماندن دائمی کمپرسور الزاماً به معنی عملکرد بهینه نیست. اگر مصرف هوای فشرده پایین باشد، کمپرسور ممکن است برای مدت زیادی در حالت Unload کار کند و بدون تولید متناسب هوا، همچنان انرژی مصرف کند.

از طرف دیگر، خاموش و روشن شدن بسیار مکرر نیز می‌تواند برای سیستم مناسب نباشد. بنابراین نقطه بهینه جایی است که سیستم کنترل بتواند بین Load، Unload و Stop بر اساس میزان مصرف واقعی تعادل ایجاد کند.

در کمپرسورهای مجهز به کنترل دور متغیر، شرایط می‌تواند متفاوت باشد؛ زیرا سرعت موتور بر اساس نیاز هوای فشرده تغییر می‌کند. برای مقایسه این فناوری می‌توان به کمپرسور اسکرو 15 کیلووات Trycomp کوپل مستقیم اینورتر دار و کمپرسور اسکرو 22 کیلووات Trycomp کوپل مستقیم اینورتر اشاره کرد.

رابطه تعداد استارت با مصرف برق کمپرسور

تعداد استارت‌ها تنها عامل تعیین‌کننده مصرف برق نیست، اما می‌تواند روی بهره‌وری کلی سیستم اثر بگذارد. از طرفی، روشن ماندن طولانی کمپرسور در حالت Unload نیز می‌تواند باعث مصرف انرژی بدون تولید متناسب هوای فشرده شود.

به همین دلیل هنگام بررسی مصرف برق کمپرسور اسکرو باید فقط به لحظه استارت توجه نکرد و کل سیکل کاری دستگاه را در نظر گرفت؛ یعنی مدت زمان Load، مدت زمان Unload، تعداد Stop و Start، فشار کاری و میزان مصرف هوای شبکه همگی باید بررسی شوند.

برای کاهش استارت‌های مکرر کمپرسور چه کار کنیم؟

1. ظرفیت کمپرسور را با مصرف واقعی هوای فشرده مقایسه کنید.
2. فشار Start و Stop را بررسی و متناسب با نیاز سیستم تنظیم کنید.
3. نشتی‌های شبکه هوای فشرده را شناسایی و برطرف کنید.
4. حجم مخزن را متناسب با ظرفیت کمپرسور و الگوی مصرف بررسی کنید.
5. عملکرد سیستم Load/Unload را بررسی کنید.
6. آنلودر و تجهیزات کنترلی را در صورت وجود علائم خرابی تست کنید.
7. تعداد استارت‌های کمپرسور را از طریق کنترلر ثبت و بررسی کنید.
8. در مصرف‌های متغیر، امکان استفاده از کمپرسور اینورتر دار را بررسی کنید.