هل يمكن لوحدة المبردات ذات البرغي أن تكون بتردد متغير؟

جدوى تقنية التحكم بالتردد المتغير في وحدات الضاغط اللولبي

يمكن بالكامل تطبيق تقنية التحكم في التردد المتغير على وحدات الضاغط اللولبي. فسواء كانت هذه الوحدات من نوع المبردات اللولبية المستخدمة في أنظمة التبريد، أو ضواغط الهواء اللولبية التي توفر الهواء المضغوط، فإن مصدر الطاقة الأساسي لها هو المحرك الكهربائي. ومن خلال إدخال محول التردد لتغيير تردد التغذية الكهربائية للمحرك، يمكن ضبط سرعة دوران المحرك بسلاسة، مما يتيح تعديلًا مستمرًا لحجم تدفق الهواء الخارج من الضاغط أو لقدرة التبريد.

الميزة الأساسية لتحويل التردد

• تحسين كفاءة الطاقة في الأحمال الجزئيةفي التشغيل الفعلي، نادرًا ما تعمل المعدات لفترات طويلة بكامل حمولتها. تتيح تقنية التحكم بالتردد تعديل سرعة الدوران تلقائيًا وفقًا للاحتياجات الفعلية عند الطرف المستهلك، مما يحدّ من هدر الطاقة الناجم عن أساليب ضبط السعة التقليدية، ويؤدي إلى خفض ملحوظ في استهلاك الطاقة الإجمالي في حالات الحمل الجزئي.
• تحقيق التشغيل اللينيتيح محول التردد بدء تشغيل سلس للمحرك، مع الحفاظ على تيار البدء ضمن نطاق التيار المقنن، مما يقلل بشكل كبير من التأثير على شبكة الكهرباء، كما يحدّ من الإجهاد والضرر الذي قد يلحق بأجزاء النقل الميكانيكية.
• التحكم الدقيق في المخرجاتتتمكّن أنظمة التحكم بالتردد من الحفاظ على معايير الحرارة أو الضغط المحددة بدقة أكبر، مما يقلل من تقلبات النظام ويعزّز راحة المستخدم النهائي أو استقرار عمليات التصنيع.

الصعوبات التقنية التي يجب الانتباه إليها أثناء التشغيل بتردد متغير

على الرغم من المزايا الواضحة لتكنولوجيا التحكم في التردد، لا تزال هناك بعض المسائل الهندسية الخاصة التي يتعين حلها عند تطبيقها في وحدات الضواغط اللولبية:

• مشكلات التشحيم وإعادة الزيتيعتمد ضاغط اللولب على فرق الضغط لتنفيذ تزييت التدفق بالزيت وإعادة الزيت إلى الخزان. وعند انخفاض التردد وانخفاض سرعة الدوران، قد يصبح فرق الضغط في النظام غير كافٍ للتغلب على مقاومة الأنابيب، مما يؤدي إلى تراكم زيت التشحيم داخل النظام ويؤثر سلبًا على عمر الضاغط. لذلك يلزم تصميم منطق خاص لإعادة الزيت أو تحديد نطاق تشغيل محدد ومناسب عند الترددات المنخفضة.
• محدودية تبريد المحركعند تشغيل المحركات التزامنية العادية عند ترددات منخفضة، ينخفض أيضًا سرعة مروحة التبريد المدمجة، مما يؤدي إلى ضعف قدرة التبريد. وعادةً ما يتعين تزويد وحدات الضواغط اللولبية العاملة بمحولات التردد بمراوح تبريد إجبارية تعمل بمصدر طاقة مستقل، أو باختيار محركات خاصة مصممة للاستخدام مع محولات التردد.
• مخاطر التوافقيات والرنينتُولِّد محولات التردد أثناء التشغيل ترددات توافقية معينة، مما قد يؤثر على جودة الطاقة في شبكة الكهرباء. بالإضافة إلى ذلك، ينبغي التأكد من أن تردد تشغيل المجموعة لا يقع ضمن تردد الرنين الذاتي للبنية الميكانيكية، وذلك لتفادي حدوث ضوضاء واهتزازات غير طبيعية.

سيناريوهات الاستخدام واقتراحات التقييم

تُعدّ وحدات الضاغط اللولبي ذات التردد المتغيّر مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي تشهد تقلبات متكررة في الأحمال، وللعمليات التي تُنفَّذ بمستويات حمل جزئي لفترات طويلة. وقبل اتخاذ قرار إجراء تعديل على الوحدات الحالية ذات التردد الثابت لتحويلها إلى أنظمة ذات تردد متغيّر، أو قبل شراء وحدات جديدة تعمل بتقنية التردد المتغيّر مباشرةً، يُنصح بإجراء حسابات دقيقة للأحمال وتقييم ملائمة النظام بواسطة فنيين متخصصين. إن التصميم السليم للنظام يشكّل الشرط الأساسي لضمان تحقيق أقصى إمكانات توفير الطاقة ولتشغيل آمن ومستقر للوحدات العاملة بتقنية التردد المتغيّر.