تفاوت کمپرسور روتاری با اینورتر

مقایسۀ کمپرسور روتاری و اینورتر از نظر عملکردی

طبیعی است که مهم ترین تفاوت کمپرسورهای روتاری مدل on/off با مدل اینورتر در نحوۀ عملکرد آنها نهفته باشد. در حقیقت همین تفاوت عملکردی این دو نوع است که باعث شده تا امروزه استفاده از کمپرسورهای اینورتر در دستور کار شرکت‌های تولید کننده و طراحان آنها قرار بگیرد. بهترین راه برای بررسی و مقایسۀ این دو شیوۀ طراحی بر اساس عملکرد، بررسی جداگانۀ آن‌ها است. آشنایی با شکل عملکرد هر سیستم به درک بهتر این تفاوت‌ها کمک می‌کند. به همین خاطر اجازه دهید به سراغ بررسی عملکرد هریک از این دو سیستم برویم. البته قبل از این کار لازم است با سیکل تبرید تراکمی و نحوۀ عملکرد یخچال‌ها آشنا شویم.

نحوۀ عملکرد انواع سیکل‌های تبریدی یخچال

در سیکل تبرید تراکمی سیال مبرد در مرحلۀ اول وارد کمپرسور دستگاه می‌شود. سپس کمپرسور این گاز مبرد را فشرده کرده، باعث بالا رفتن دما تقطیر و فشار آن می‌شود. مرحلۀ دوم عبور سیال مبرد از بخش کندانسور سیکل است؛ که در این مرحله بخشی از گرمای سیال مبرد به محیط بیرون منتقل شده و اصطلاحاً سیال مبرد طی یک فرایند فشار ثابت خنک می‌شود. مرحلۀ سوم عبور سیال مبرد از یک شیر انبساطی است که به یکباره باعث افت فشار در سیال مبرد شده و آن را به مخلوطی از بخار و مایع اشباع تبدیل می‌کند.

زمانی که یک سیال در فشاری کمتر از فشار جو قرار بگیرد، دمای جوش آن نیز پایینتر خواهد آمد و درنتیجه در دمای پایینتری به بخار تبدیل خواهد شد. چهارمین مرحله‌ای که سیال مبرد باید طی کند، عبور از کویل‌های بخش اواپراتور است. سیال مبرد مخلوطی از بخار و مایع اشتباع است و به واسطۀ فشار زیر اتمسفری‌اش، دمای جوش پایینتری از دمای داخل محفظه یخچال خواهد داشت.

در نتیجه با ورود سیال مبرد به بخش اواپراتور گرمای درون محفظۀ یخچال به سیال مبرد منتقل شده و سیال جاری در کویل به طور کامل به گاز اشباع تبدیل می‌شود. این گاز مجدداً به کمپرسور برمی‌گردد تا دوباره این سیکل را طی کند. در جریان این اتفاق است که گرمای فضای یخچال به بیرون انتقال داده می‌شود.

بررسی عملکرد کمپرسور روتاری on/off

زمانی که از یک کمپرسور به تنهایی در طراحی یخچال فریزرهای امروزی استفاده می‌شود، اسم‌های گوناگونی روی آن قرار می‌دهند. گاهی این سیستم‌ها کمپرسور معمولی خوانده می‌شوند و گاهی نیز به آن‌ها روتاری مدل on/off می‌گویند. دلیل این نوع نام گذاری به نحوۀ عملکرد این کمپرسورها برمی‌گردد.
اتفاقی که در سیکل‌های on/off می‌افتد این است که کمپرسور این سیستم‌ها به شکل تک سرعته طراحی می‌شود. زمانی که شما از یک یخچال یا یخچال فریزر استفاده می‌کنید، انتظار دارید که دمای یخچال در یک عدد از پیش تعیین شده همواره ثابت بماند.

وظیفۀ سیکل تبریدی نیز همین است. به همین خاطر معمولاً از یک ترموستات در طراحی یخچال‌ها استفاده می‌شود. وظیفۀ ترموستات مدیریت دمای محفظۀ یخچال خواهد بود. زمانی که یخچال شروع به کار می‌کند تا زمانی که دمای محفظه به دمای تعیین شده برسد، سیکل تبریدی برقرار بوده و کمپرسور به فعالیت خودش ادامه می‌دهد. اما به محض اینکه به دمای مورد نظر برسیم، ترموستات جریان کمپرسور را قطع کرده و کمپرسور به طور کامل خاموش می‌شود.

شروع به کار مجدد کمپرسور نیز زمانی است که دوباره ترموستات فرمان وصل جریان را صادر کند و کمپرسور مجدداً روشن شود. مسئله اینجاست که مدل روشن و خاموش، کمپرسور همواره با سرعت ثابتی کار خنک سازی را انجام می‌دهد و ضمناً در هربار شروع به کار مجدد انرژی الکتریکی بالایی برای روشن شدن مصرف می‌کند. همین مسئله باعث شد تا طراحان به سراغ کیت‌های اینورتر بروند. در واقع اگر نحوۀ عملکرد کمپرسورهای روتاری on/off را روی نمودار بیاوریم، با یک مدل سینوسی روبرو خواهید شد.

تفاوت سخت‌افزاری: چیزی که درون کمپرسور می‌گذرد؟

یکی از تفاوت‌های فنی عمیق که در تفاوت کمپرسور روتاری با اینورتر وجود دارد، در ساختار سیم‌پیچ‌ها و برد فرمان نهفته است.
در کمپرسورهای روتاری معمولی (On/Off)، موتور ساده است و مستقیماً به برق شهر (۲۲۰ ولت) متصل می‌شود. کنترل دما صرفاً توسط یک ترموستات مکانیکی انجام می‌شود و وقتی دما مناسب باشد، کل برق کمپرسور قطع می‌شود.
اما در کمپرسورهای اینورتر، سیم‌پیچ‌های موتور متفاوت هستند و مستقیماً به برق شهر وصل نمی‌شوند. در عوض، برق شهر ابتدا وارد یک برد الکترونیکی پیچیده (برد اینورتر) می‌شود. این برد برق متناوب را به جریان مستقیم (DC) تبدیل کرده و سپس با فرکانس و ولتاژهای دقیق، موتور را تغذیه می‌کند. همین برد الکترونیک است که فرمان می‌دهد موتور با مثلاً ۲۰۰۰ دور در دقیقه کار کند یا با ۴۰۰۰ دور. به همین دلیل است که خرابی کمپرسورهای اینورتر می‌تواند به دلیل سوختن برد الکترونیک یا موتور باشد، در حالی که در مدل‌های معمولی کمپرسور یا سالم است یا کاملاً سوخته است.

بررسی عملکرد کمپرسور روتاری اینورتر

به کارگیری کیت‌های اینورتر کمک می‌کند تا مدل سینوسی عملکرد کمپرسور سیکل‌های تبریدی به یک مدل یکنواخت و با نوسانات کمتر تبدیل شود. همین طور که گفتیم، دلیل این نوسانات عملکردی کمپرسورهای on/off تک سرعته بودن آن است؛ که این مشکل به کمک یک کیت اینورتر به طور کامل قابل حل خواهد بود. در حقیقت قابلیت اینورتر باعث می‌شود تا جریان الکتریکی کمپرسور به طور مداوم قطع و وصل نشود، بلکه تنها میزان جریانی که به کمپرسور روتاری می‌رسد، کم و زیاد شده و به این شکل سرعت گردش کمپرسور نیز تغییر کند.

به این نحو سیستم کنترلی یخچال نیز تغییر می‌کند. تا قبل از این وظیفۀ ترموستات این بود که دمای یخچال را اندازه گیری کرده، با دمای مورد نظر کاربر مطابقت دهد و در مواقع لازم کمپرسور را دوباره به کار بیاندازد. ولی در سیستم‌ کنترلی جدید این کار به صورت همزمان انجام می‌گیرد. در حقیقت سیستم کنترلی دمای مورد نظر کاربر را با دمای یخچال به صورت پیوسته مقایسه کرده، به کمک یک سنسور و با توجه به اطلاعات استخراج شده، سرعت گردش کمپرسور را کم و یا زیاد می‌کند. همین طور که مشاهده می‌کنید، در این مدل دیگر خبری از خاموش و روشن شدن کامل کمپرسور نیست. کمپرسور همواره در مدار قرار دارد و تنها سرعت عملکردش تغییر می‌کند، به این شکل از میزان نوسانات عملکردی کمپرسور کاسته می شود.

بررسی مزایای کمپرسور اینورتر یخچال نسبت به کمپرسور on/off یخچال

اگر طبق بررسی عملکرد هریک از این دو مدل کمپرسور بخواهیم نتیجه گیری کنیم، می‌توانیم موارد زیر را به عنوان مزایای کمپرسورهای اینورتر نسبت به کمپرسورهای روشن – خاموش نام ببریم.

مصرف پایینتر انرژی الکتریکی

همین طور که گفتیم، در مدل روشن – خاموش، عمل کنترل دمای یخچال به صورت گسسته و به کمک یک ترموستات انجام می‌گیرد. که باعث می‌شود درهربار راه اندازی مجدد انرژی بالایی برای راه اندازی دوباره کمپرسور مصرف گردد. این درحالی است که در کمپرسورهای اینورتر حتی در مواقعی که دمای یخچال به دمای مورد نظر رسیده است نیز کمپرسور خاموش نمی‌شود. بلکه در حالت آماده به کار قرار گرفته و تنها از سرعت گردش آن کاسته خواهد شد.

این نحوۀ عملکرد کمپرسورهای روتاری باعث شده تا میزان مصرف انرژی الکتریکی در یخچال‌ فریزرهای اینورتر بین سی تا چهل درصد پایین‌تر از یخچال فریزرهای on/off باشد.

حفظ تازگی مواد غذایی داخل یخچال

زمانی که از یک کمپرسور روتاری معمولی استفاده کنید، دمای یخچال به صورت گسسته کنترل خواهد شد. اما با استفاده از مدل روتاری اینورتر، این کار به صورت پیوسته صورت می‌گیرد. پایدار ماندن دمای داخل یخچال کمک می‌کند تا طراوت و تازگی مواد غذایی موجود در آن حفظ شده و محصولاتی که در آن نگهداری می‌شود نیز دیرتر دچار فساد و خرابی شوند.

کاهش نویز کمپرسورهای روتاری اینورتر

یکی از مشکلاتی که یخچال‌های قدیمی با آن دست و پنجه نرم می‌کردند، میزان سر و صدای کمپرسور یخچال بود. در مدل‌های پیستونی این نویزها بیشتر نیز بود؛ اما با جایگزینی کمپرسورهای روتاری اگر چه نه به طور کامل، اما تا حدی این مشکل حل شد. با این وجود یخچال فریزرهای امروزی کمتر مشکل نویز و سر و صدا را دارند.

به کارگیری کمپرسورهای روتاری اینورتر باعث شده تا از میزان نویزهای ایجاد شده توسط کمپرسورها نیز کاسته شود. زیرا کمپرسور در بیشتر مواقع با سرعتی کمتر از سرعت حدی خود مشغول به کار است و درنتیجه سر و صدای کمتری هم ایجاد می‌کند.

عمر مفید کمپرسور یخچال

عملکرد گسستۀ مدل‌های روشن – خاموش کمپرسورها و همچنین کار کردن با حداکثر توان ممکن روی عمر مفیدشان نیز تأثیر بدی باقی می‌گذاشت. به شکلی که خرابی کمپرسور اغلب جزء مشکلات شایع در یخچال‌ها و یخچال فریزرهای قدیمی به حساب می‌آمد.

این در حالی است که در مدل‌های اینورتر دیگر نیازی نیست که کمپرسورها با توان حداکثری خود کار فشرده سازی سیال مبرد را انجام دهند و به علاوه به طور مکرر هم خاموش و روشن نمی‌شوند. همین دو عامل سبب بالا رفتن عمر مفید کمپرسورهای روتاری اینورتر شده و آن‌ها را نسبت به مدل‌های on/off برتری می‌دهد.

هزینه خرید یخچال و تنها عیب کمپرسورهای اینورتر یخچال نسبت به کمپرسور on/off یخچال‌ها

طبیعی است که هر دستگاه صنعتی در کنار مزایا گاهی معایبی نیز داشته باشد. کمپرسورهای روتاری اینورتر نیز از این نظر یکی دو عیب جزئی دارند که باعث شده همچنان برخی از خریداران یخچال‌های معمولی را به یخچال‌های مدل اینورتر ترجیح بدهند. مهم‌ترین مسئله، قیمت خرید یخچال فریزرهای اینورتر است. به کارگیری فناوری اینورتر در یخچال‌ها باعث بالا رفتن هزینه‌های اولیه و خرید دستگاه می‌شود. اگرچه این هزینه‌ها زمانی که پای صرفه جویی در مصرف انرژی الکتریکی به میان می‌آید، به طور کامل جبران خواهد شد. اما همچنان برخی از خریداران ترجیح می‌دهند در مرحلۀ خرید هزینۀ کمتری را بپردازند تا اینکه در هزینه‌های جاریشان صرفه جویی شود.

تاثیر اینورتر بر راندمان در بارهای کم و نوسان برق

در ادامه بررسی مزایا، باید به دو نکته ظریف‌تر اشاره کنیم. اول، بهره‌وری در بارهای پارتیال. در اکثر مواقع، یخچال درب بسته است و دما تقریباً ثابت است؛ یعنی یخچال به سرمایش کم نیاز دارد. در مدل‌های معمولی، کمپرسور با توان ۱۰۰٪ روشن می‌شود تا دمای کمی پایین بیاید و سپس خاموش می‌شود. اما در مدل اینورتر، موتور با توان مثلاً ۳۰٪ به آرامی کار می‌کند. حقیقت تکنیکی این است که کمپرسورها در دورهای پایین‌تر، بازده حرارتی بسیار بهتری دارند و مصرف برقشان به شدت کاهش می‌یابد.
دوم، مقاومت در برابر نوسان برق. کمپرسورهای اینورتر به لطف برد کنترلی، نسبت به نوسان‌های ولتاژ حساس‌ترند و نیازمند استabilizer (تثبیت کننده برق) هستند. در حالی که کمپرسورهای روتاری معمولی سخت‌افزار ساده‌تری دارند و ممکن است در برابر نوسان ناگهانی مقاوم‌تر باشند (البته به قیمت صدمات مکانیکی). این یکی از نکاتی است که هنگام انتخاب و مقایسه این دو باید در نظر گرفته شود.

تفاوت در هزینه تعمیرات و نگهداری

شاید در بخش هزینه خرید، عدد بالای یخچال‌های اینورتر دیده شود، اما چه اتفاقی زمانی که دستگاه خراب می‌شود رخ می‌دهد؟ تفاوت کمپرسور روتاری با اینورتر در هزینه تعمیرات بسیار چشمگیر است.
تعمیر و تعویض یک کمپرسور روتاری معمولی کارِ ساده‌تری است و قطعات یدکی آن به وفور و با قیمت پایین‌تر در بازار موجود است. اما اگر کمپرسور اینورتر دچار مشکل شود، تشخیص اینکه ایراد از برد اینورتر است یا خود موتور، نیاز به تخصص بالا و تجهیزات دقیق دارد. برد اینورتر قطعه‌ای است که معمولاً قابل تعمیر نیست (یا تعمیر آن بسیار دشوار است) و باید تعویض شود. از طرفی، تعویض موتور اینورتر نیز گران‌تر است. بنابراین، در حالی که هزینه جاری (برق) یخچال اینورتر کمتر است، اما هزینه ریسک خرابی و تعمیر آن در درازمدت ممکن است بالاتر باشد. به همین دلیل پیشنهاد می‌شود برای دستگاه‌های اینورتر، حتماً از محافظ برق استفاده کنید و سرویس‌های دوره‌ای را جدی بگیرید.

جمع بندی

امروزه در ساخت یخچال‌ها و یخچال فریزرها اغلب از کمپرسورهای روتاری کمک می‌گیرند. کمپرسورهای روتاری عملکرد خوبی در سیستم‌های سرمایشی از خود نشان می‌دهند و طول عمر خوبی نیز دارند. با این حال در طراحی یخچال‌ها از دو طراحی خاص استفاده می‌شود که به فناوری به کاررفته در بخش کمپرسور دستگاه مربوط می‌شود.

کمپرسور یخچال در حکم قلب آن به حساب می‌آید. طراحی اول را اصطلاحاً مدل کمپرسور روتاری روشن – خاموش می‌نامند و دستۀ دوم کمپرسور روتاری اینورتر خوانده می‌شود. به کارگیری کیت اینورتر باعث می‌شود تا سرعت چرخش کمپرسور از حالت تک سرعته بودن به یک حالت دور متغیر تبدبل شود. این اتفاق چندین حسن دارد.

نخست اینکه کنترل دمای محفظۀ یخچال به صورت پیوسته‌ای صورت گرفته و در نتیجه مواد غذایی موجود در آن تازگی بیشتری خواهند داشت. مسئلۀ بعدی کاهش میزان مصرف انرژی یخچال است. زمانی که کمپرسور خاموش شده و دوباره روشن می‌شود، نیاز به انرژی الکتریکی بیشتری دارد. این درحالی است که در مدل‌های اینورتر دیگر نیازی به خاموش شدن کمپرسور و راه اندازی مجدد آن نیست. بلکه کمپرسور پیوسته در مدار قرار گرفته و درمواقع لزوم به حالت اماده به کار می‌رود. به این شکل در مصرف انرژی الکتریکی یخچال‌های اینورتر بین سی تا چهل درصد صرفه جویی خواهد شد.

 البته این نکته را نباید فراموش کرد که کمپرسورهای روتاری اینورتر قیمت بالاتری نسبت به مدل‌های روشن – خاموش دارند. اگرچه این تفاوت قیمت به مرور زمان و در هزینه‌های جاری استفاده از یخچال جبران خواهد شد. در نهایت، انتخاب بین این دو به سبک زندگی شما بودجه شما بستگی دارد. اگر مصرف بهینه برق، سکوت مطلق و حفظ تازگی مواد غذایی در اولویت است، بدون شک کمپرسورهای اینورتر انتخاب هوشمندانه‌ای هستند. اما اگر بودجه اولیه محدودتر است و نگران هزینه‌های تعمیرات احتمالی در آینده هستید، کمپرسورهای روتاری معمولی همچنان گزینه‌ای قابل اعتماد و اقتصادی باقی می‌مانند. امیدواریم با بررسی این موارد، پاسخ سوال خود را در خصوص تفاوت کمپرسور روتاری با اینورتر پیدا کرده باشید.