تطبيقات الضواغط اللولبية

الضواغط اللولبية هي ضواغط إزاحة إيجابية تستخدم روتورين لولبيين متشابكين لضغط الغاز. وتُستخدم على نطاق واسع في مختلف المجالات نظرًا لكفاءتها العالية وتشغيلها السلس وهيكليتها المدمجة وقدرتها على التكيف مع مجموعة واسعة من ظروف التشغيل. ويمكن تصنيف تطبيقاتها حسب الصناعة أو الوظيفة على النحو التالي:

1. التطبيقات الصناعية الشائعة للهواء المضغوط

يُعد الهواء المضغوط هو "القوة الثانية" في الصناعة، ويُعتبر الضاغط اللولبي هو المعدة الأساسية لأنظمة إمداد الهواء الصناعية متوسطة وكبرى الحجم. ويُستخدم بشكل رئيسي في:

التصنيع: تشغيل الأدوات الهوائية (مثل المفاتيح والمناشير الهوائية) والأسطوانات/الصمامات في خطوط الإنتاج الآلية، وتوفير الهواء لتجهيزات المعدات المستخدمة في الطلاء، وغيرها، وذلك عبر صناعات متعددة تشمل تصنيع السيارات والمعالجة الميكانيكية وتركيب الإلكترونيات.

التعدين والبنية التحتية: توفير مصادر هوائية ذات ضغط عالٍ لآلات الحفر في الأنفاق، ومحاريث الهواء في المناجم، إلخ، ومناسبة للبيئات القاسية مثل الظروف الخارجية والغبار (تتطلب نظام ترشيح).

المنسوجات والورق: تُستخدم للتحكم الهوائي في تشكيل الأقمشة والشفط التفريغي في نقل الورق، ويتطلب ذلك استخدام ضواغط مسمارية خالية من الزيت لتجنب تلوث المواد.

2. تطبيقات التبريد وتكييف الهواء

الضواغط المسمارية هي المكونات الأساسية الشائعة في أنظمة التبريد/تكييف الهواء متوسطة وكبيرة الحجم، وهي مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب قدرة تبريد متوسطة إلى عالية:

أنظمة تكييف الهواء المركزية الكبيرة: وحدات المبردات في المباني مثل المراكز التجارية والمباني المكتبية والفنادق، والتي تقوم بتحقيق تبادل الحرارة عن طريق ضغط مواد التبريد (مثل R134a، R22)، حيث تصل قدرة التبريد للوحدة الواحدة إلى آلاف الكيلوواط.

- التبريد الصناعي: يمكن استخدامه في تخزين الأغذية في درجات الحرارة المنخفضة، وتبريد المفاعلات الكيميائية، وتبريد قوالب البلاستيك، إلخ. ويمكن دمجه مع وسط تبريد ثانوي (مثلاً: الإيثلين جلايكول) لتحقيق التحكم في درجات الحرارة المنخفضة (-20°م إلى 10°م).

- أنظمة المضخة الحرارية: تُستخدم في التسخين الصناعي، أو التدفئة المركزية، أو إمدادات المياه الساخنة (مثلاً: الفنادق، المستشفيات)، حيث يمكن أن تحقق مضخات الحرارة اللولبية ذات درجات الحرارة المتوسطة إلى العالية درجات حرارة مياه عند المخرج تتراوح بين 60°م إلى 80°م مع معامل أداء عالٍ (COP).

3. قطاع النفط والكيميائيات والطاقة

في مجال ضغط الغاز في العمليات أو استعادة الطاقة، توفر الضواغط اللولبية مزايا كبيرة من حيث تحمل الشوائب والتكيف مع ظروف التشغيل المتغيرة:

الاستخراج والنقل في قطاع النفط والغاز: الغاز الطبيعي المضغوط (CNG) لنقله عبر الأنابيب، أو حقن الغازات ذات الضغط العالي (مثلاً: CO₂) في آبار النفط لزيادة استعادة النفط الخام؛ وفي استخراج الغاز الصخري، يُضغط الغاز المرافق لاستعادته.

معالجة غازات العملية: ضغط غازات البترول المسالة مثل البروبان والبوتان، أو التعامل مع الغازات الخاملة (مثل النيتروجين) في التفاعلات الكيميائية يتطلب ضاغطات ملفوفة خالية من الزيت لمنع تلوث الغاز.

-قطاع الطاقة الجديد: يستخدم غاز الكتلة الحيوية المضغوط (غاز القش/غاز المكب) لتوليد الطاقة، أو في سلسلة إمدادات الطاقة الهيدروجينية، يستخدم غاز الهيدروجين المضغوط (الذي يتطلب نماذج خالية من الزيت

4. صناعة الأغذية والصيدلة

متطلبات جودة الهواء المضغوط مرتفعة للغاية (خالية من الزيت ، معقمة) ، ومضغوطات المسمار الخالية من الزيت (مثل المضغوطات المسمار الجاف أو المسمرة بالماء) هي المعدات الأساسية:

معالجة الأغذية: التحكم الهوائي في معالجة الخبز، مصادر الغاز العقيم لملء المشروبات، وضغط الغاز في التعبئة الفراغية (على سبيل المثال، حفظ ثاني أكسيد الكربون).

الإنتاج الدوائي: مصادر غاز نظيفة لمرافق إنتاج الأدوية (لتشغيل الصمامات المعقمة)، وضغط التبريد لمعدات التجميد (التحكم في تبلور الأدوية بدرجة حرارة منخفضة)، والتي يجب أن تتوافق مع متطلبات شهادة GMP.

5. قطاع النقل والبحرية

التكيف مع متطلبات 'المعدات المدمجة والمُحْمَلة ضد الاهتزاز' للمعدات المتنقلة:

النقل بالسكك الحديدية: أنظمة تكييف الهواء للقطارات عالية السرعة وقطارات المترو، باستخدام ضواغط المسمار لضغط مواد التبريد للتحكم في درجة حرارة المقصورة.

الهندسة البحرية: تكييف الهواء المركزي للسفن الكبيرة، تبريد حجرات التخزين الباردة (لنقل المنتجات الطازجة)، أو مصادر هواء مساعدة للأنظمة الكهربائية (على سبيل المثال: المحركات الهوائية لتشغيل المحرك).

ملخص

التطبيق الأساسي للضواغط اللولبية هو تلبية الطلب على ضغط الغاز بمعدلات تدفق متوسطة إلى عالية ونطاق ضغط واسع (0.3–4.0 ميغاباسكال)، كما يهدف إلى تمييز التصاميم مثل 'النوع المحقون بالزيت/النوع الخالي من الزيت' و'المرحلي الواحد/المرحلتين' ليناسب كل سيناريو على حدة — حيث تركز الأنظمة المحقونة بالزيت على تطبيقات صناعية عامة (تكلفة منخفضة، كفاءة عالية)، في حين تهيمن الأنظمة الخالية من الزيت على التطبيقات الخاصة بالغرف النظيفة في صناعات الأغذية والصناعات الدوائية والكيميائية.