மாறக்கூடிய வேக அமுக்கிகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன

மாறக்கூடிய வேக அமுக்கிகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன

வீட்டு ஏர் கண்டிஷனர்கள் மற்றும் குளிர்சாதனப் பெட்டிகள் முதல் ஹீட் பம்புகள் மற்றும் தொழில்துறை HVAC அமைப்புகள் வரையிலான நவீன குளிரூட்டும் மற்றும் வெப்பமூட்டும் தொழில்நுட்பம், மாறுபடும் வேக அமுக்கிகளை (variable-speed compressors) அதிகளவில் சார்ந்துள்ளது. ஆன்-ஆஃப் சுழற்சியில் இயங்கும் வழக்கமான அமுக்கிகளைப் போலல்லாமல், இந்த வகை அமுக்கியானது சுமைத் தேவைகளுக்கு ஏற்ப அதன் இயக்க வேகத்தைச் சரிசெய்துகொள்ளும். இதன் விளைவாக, மிகவும் நிலையான சௌகரியம், அதிகத் திறனுள்ள மின்சாரப் பயன்பாடு மற்றும் பாகங்களின் நீண்ட ஆயுட்காலம் ஆகியவை கிடைக்கின்றன. அப்படியானால், இந்தத் தொழில்நுட்பம் உண்மையில் எப்படி வேலை செய்கிறது?

மாறுபடும் வேக அமுக்கி (Variable Speed ​​Compressor) என்பது என்ன?

எளிமையாகச் சொன்னால், ஒரு மாறக்கூடிய வேக அமுக்கி (variable speed compressor) என்பது ஒரு நிலையான வேகத்தில் இயங்குவதற்குப் பதிலாக, பல்வேறு சுழற்சி வேகங்களில் (rpm) இயங்கக்கூடிய ஒரு அமுக்கி ஆகும். இதன் வேகக் கட்டுப்பாடு பொதுவாக அமுக்கி மோட்டாரைக் கட்டுப்படுத்தும் ஒரு இன்வெர்ட்டர் டிரைவ் அல்லது பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸ் சர்க்யூட்டை உள்ளடக்கியிருப்பதால், இது பெரும்பாலும் இன்வெர்ட்டர் அமுக்கி (குறிப்பாக குளிரூட்டிகளில்) என்று குறிப்பிடப்படுகிறது.

வழக்கமான கம்ப்ரஸர்களில், அறை வெப்பநிலை இலக்கு வெப்பநிலையை அடையும்போது கம்ப்ரஸர் நின்றுவிடுகிறது. வெப்பநிலை மீண்டும் உயரும்போது, ​​கம்ப்ரஸர் மீண்டும் இயங்கத் தொடங்குகிறது. இந்தச் சுழற்சி, இயங்கத் தொடங்கும் போது வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கங்களையும் மின்சாரப் பாய்ச்சல்களையும் உருவாக்குகிறது. மாறுபடும் வேக கம்ப்ரஸர்கள் இந்தக் கடுமையான சுழற்சியைத் தவிர்க்கின்றன: இவற்றில் கம்ப்ரஸர் முழுமையாக நிற்க வேண்டியதில்லை, மாறாகத் தேவைக்கேற்ப அதன் வேகத்தைக் குறைக்கவோ அல்லது அதிகரிக்கவோ முடியும்.

நீராவி அமுக்க சுழற்சியின் அடிப்படைக் கோட்பாடுகள்

வேக மாறுபாடுகளைப் புரிந்துகொள்வதற்கு முன், மிகவும் பொதுவான குளிர்பதன சுழற்சியான நீராவி-அழுத்த சுழற்சியைப் புரிந்துகொள்வது அவசியம். இந்த அமைப்பு நான்கு முக்கிய கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது:

1. அமுக்கி: குளிர்பதனப் பொருளின் அழுத்தத்தையும் வெப்பநிலையையும் அதிகரிக்கிறது.
2. ஆவிசுருக்கி: சுற்றுப்புறத்திற்கு வெப்பத்தை வெளியிட்டு, குளிர்பதனப் பொருளை அழுத்தப்பட்ட திரவமாக மாற்றுகிறது.
3. விரிவாக்க வால்வு: குளிரூட்டியின் அழுத்தத்தை திடீரெனக் குறைக்கிறது.
4. ஆவியாக்கி: அறை/பொருளிலிருந்து வெப்பத்தை உறிஞ்சி, குளிரூட்டியை மீண்டும் வாயுவாக ஆவியாக்குகிறது.

அமுக்கி இந்த அமைப்பின் 'இதயமாக' செயல்படுகிறது. அதன் வழியே செலுத்தப்படும் குளிர்பதனப் பொருளின் நிறை ஓட்ட விகிதத்தால் குளிரூட்டும் திறன் பெரிதும் பாதிக்கப்படுகிறது. மாறுபடும் வேக அமுக்கியில், மோட்டாரின் வேகத்தை மாற்றுவதன் மூலம் இந்த ஓட்ட விகிதத்தைச் சரிசெய்ய முடியும்.

இன்வெர்ட்டரின் பங்கு: வேகத்தைக் கட்டுப்படுத்த அதிர்வெண்ணை மாற்றுதல்

பல HVAC அமைப்புகளில் உள்ள மாறுபடும் வேகத் தொழில்நுட்பத்தின் திறவுகோல் இன்வெர்ட்டர் ஆகும். இன்வெர்ட்டர் என்பது கம்ப்ரசர் மோட்டாருக்கு வழங்கப்படும் மின்சாரத்தின் அதிர்வெண் மற்றும் மின்னழுத்தத்தை ஒழுங்குபடுத்தும் ஒரு மின்சுற்று ஆகும். அதன் கொள்கை இதுதான்:

– PLN மின்சாரம் பொதுவாக ஒரு நிலையான அதிர்வெண்ணைக் கொண்டுள்ளது (உதாரணமாக 50 ஹெர்ட்ஸ்).
ஏசி மோட்டார்களின் (குறிப்பாக பிஎல்டிசி மோட்டார்கள் அல்லது நிரந்தர காந்த ஒத்திசைவு மோட்டார்கள்) சுழற்சி வேகம், மின் வழங்கல் அதிர்வெண்ணைச் சார்ந்துள்ளது.
– இன்வெர்ட்டர், ஏசி மின்சாரத்தை (ஒரு ரெக்டிஃபையர் வழியாக) டிசியாக மாற்றி, பின்னர் அதை (IGBT/MOSFET-ஐப் பயன்படுத்தும் ஒரு இன்வெர்ட்டர் ஸ்டேஜ் வழியாக) மாறும் அதிர்வெண்ணுடன் மீண்டும் ஏசியாக மாற்றுகிறது.

அமைப்புக்குக் கணிசமான குளிரூட்டல் தேவைப்படும்போது (உதாரணமாக, புதிதாகத் திறக்கப்பட்ட மற்றும் இன்னும் சூடாக இருக்கும் ஒரு அறை), இன்வெர்ட்டர் அதிர்வெண்ணை அதிகரிக்கிறது. இதனால் மோட்டார் வேகமாகச் சுழன்று, கம்ப்ரசர் அதிக குளிர்பதனப் பொருளை உந்தித் தள்ளுகிறது, இது குளிரூட்டும் திறனை அதிகரிக்கிறது. வெப்பநிலை நிர்ணயிக்கப்பட்ட அளவை நெருங்கும்போது, ​​இன்வெர்ட்டர் அதிர்வெண்ணைக் குறைக்கிறது. இதனால் கம்ப்ரசர் மெதுவாகச் சுழன்று, திறன் குறைகிறது, ஆனால் அமைப்பின் நிலைத்தன்மை பராமரிக்கப்படுகிறது.

கட்டுப்பாட்டகம் சரியான வேகத்தை எவ்வாறு தீர்மானிக்கிறது?

மாறுபடும் வேக அமுக்கி தனியாக இயங்குவதில்லை; அது பல்வேறு உணரிகளிலிருந்து தகவல்களைப் பெறும் ஒரு கட்டுப்பாட்டு அமைப்பால் வழிநடத்தப்படுகிறது. நவீன குளிரூட்டிகள் அல்லது வெப்பப் பம்புகளில், கட்டுப்படுத்தி பொதுவாகக் கீழ்க்கண்டவற்றைக் கருத்தில் கொள்கிறது:

– அறை வெப்பநிலை (தெர்மிஸ்டர்/வெப்பநிலை உணரி)
– ஆவியாக்கி மற்றும் மின்தேக்கி குழாய் வெப்பநிலை
– அமைப்பு அழுத்தம் (குறிப்பிட்ட அலகுகளில்)
– மோட்டாரின் மின்னோட்டம் மற்றும் மின்னழுத்தம் (பாதுகாப்பு மற்றும் செயல்திறனுக்காக)
– சுமைத் தேவை (எ.கா. உறக்கப் பயன்முறை, சூழல் பயன்முறை, அல்லது அறையின் கொள்ளளவு)

இந்தத் தரவுகளிலிருந்து, உண்மையான நிலை நிர்ணயிக்கப்பட்ட அளவிலிருந்து எவ்வளவு தூரம் உள்ளது என்பதைக் கட்டுப்படுத்தி கணக்கிட்டு, பின்னர் அமுக்கியின் சுழற்சி வேகத்தை (RPM) அதிகரிப்பது அல்லது குறைப்பது போன்ற பொருத்தமான வெளியீட்டைத் தீர்மானிக்கிறது. மிகவும் மேம்பட்ட அமைப்புகள், வேக மாற்றங்கள் சீரற்ற முறையில் (hunting) இல்லாமல், மென்மையாகவும் விரைவாகவும் இருப்பதை உறுதிசெய்ய PID (Proportional–Integral–Derivative) போன்ற கட்டுப்பாட்டு நெறிமுறைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.

இது ஏன் அதிக ஆற்றல் திறன் கொண்டது?

ஒரு மாறுபடும் வேக அமுக்கியின் செயல்திறன் பல காரணிகளால் அமைகிறது:

1. அடிக்கடி தொடங்குவதையும் நிறுத்துவதையும் குறைக்கவும்
ஆன்/ஆஃப் கம்ப்ரஸர்கள் அடிக்கடி இயங்கி நின்றுவிடும் தன்மை கொண்டவை. அவ்வாறு செய்யும்போது, ​​அவை உள்ளீட்டு மின்னோட்டத்தையும் (inrush current) வீணான நிலைமாற்றங்களையும் (diswasted transients) ஏற்படுத்துகின்றன. மாறுபடும் வேகங்கள் (variable speeds) நடுத்தர அல்லது குறைந்த வேகத்தில் மிகவும் சீராக இயங்குவதன் மூலம் இதைக் குறைக்கின்றன.

2. கொள்ளளவை உண்மையான சுமைக்கு ஏற்ப சரிசெய்யவும்.
நிஜ உலகச் சூழல்களில், குளிரூட்டும் சுமை அதன் உச்சபட்ச அளவில் இருப்பது அரிது. ஏற்கனவே குளிர்ச்சியாக இருக்கும் ஒரு அறைக்கு, வெப்பநிலையைத் தக்கவைத்துக் கொண்டால் மட்டும் போதும், அதிகப்படியான குளிரூட்டல் தேவையில்லை. இந்த இடத்தில்தான் ஒரு மாறும் அமுக்கி (variable compressor) சிறந்து விளங்குகிறது: அதனால் குறைந்த மின் வெளியீட்டில் இயங்க முடியும்.

3. அதிக நிலையான வெப்பநிலை COP-ஐ அதிகரிக்கிறது.
ஒரு குளிரூட்டும்/வெப்பமூட்டும் அமைப்பின் செயல்திறன் குணகம் (COP), அதன் இயக்க வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில் உள்ள வேறுபாடுகளால் பாதிக்கப்படுகிறது. அந்த அமைப்பு தீவிரமான ஆன்/ஆஃப் சுழற்சிகளுக்கு உட்படுத்தப்படாதபோது, ​​இயக்க அழுத்தமும் வெப்பநிலையும் மிகவும் உகந்ததாக இருக்கும்.

4. மற்ற கூறுகளின் செயல்பாட்டை மேம்படுத்துதல்
பல இன்வெர்ட்டர் அமைப்புகள், உள்ளக/வெளியக மின்விசிறிகளின் வேகத்தையும் ஒழுங்குபடுத்துவதால், ஒட்டுமொத்த அமைப்பும் அதிக செயல்திறன் மிக்கதாகிறது.

சாதனத்தின் வசதி மற்றும் ஆயுட்காலம் மீதான தாக்கம்

மின்சாரச் சேமிப்புடன் கூடுதலாக, மாறுபடும் வேக அமுக்கிகள் பொதுவாக பின்வருவனவற்றை வழங்குகின்றன:

– அதிக நிலையான அறை வெப்பநிலை: கம்ப்ரசர் 0% மற்றும் 100%-க்கு இடையில் ஊசலாடாததால், சிறிய ஏற்ற இறக்கங்களே இருக்கும்.
– குறைந்த இரைச்சல்: பளு குறைவாக இருக்கும்போது, ​​கம்ப்ரசர் மெதுவாக இயங்குவதால் இரைச்சல் குறைகிறது.
– கம்ப்ரசரின் ஆயுட்காலம் நீடிக்க வாய்ப்புள்ளது: அடிக்கடி இயங்காமல் நின்று மீண்டும் இயங்குவதால், இயந்திர மற்றும் வெப்ப அதிர்ச்சி சுமைகள் குறைகின்றன.

இருப்பினும், சில விளைவுகளும் உண்டு: இன்வெர்ட்டர் அமைப்புகள் மிகவும் சிக்கலான மின்னணு பாகங்களைப் பயன்படுத்துவதால், ஆரம்ப மற்றும் பழுதுபார்ப்புச் செலவுகள் அதிகமாக இருக்கலாம்; மேலும், அவை மின்சாரத்தின் தரத்தைப் பொறுத்து எளிதில் பாதிப்படையக்கூடியவை (மின்னழுத்த ஏற்ற இறக்கங்களுக்கு எதிரான பாதுகாப்பு தேவை).

மாறக்கூடிய வேக அமைப்புகளில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் அமுக்கிகளின் வகைகள்

பல்வேறு அமுக்கி வடிவமைப்புகளில் வேக மாறுபாடுகளைப் பயன்படுத்தலாம், எடுத்துக்காட்டாக:

– ரோட்டரி கம்ப்ரசர்: பெரும்பாலும் வீட்டு ஏர் கண்டிஷனர்களில் காணப்படுகிறது. சிறியது மற்றும் மாறுபட்ட செயல்பாட்டிற்கு ஏற்றது.
– ஸ்க்ரோல் கம்ப்ரசர்: பெரும்பாலும் வெப்பப் பம்புகள் மற்றும் வர்த்தக HVAC அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. செயல்திறன் மிக்க மற்றும் மென்மையான இதன் இன்வெர்ட்டர் பதிப்புகளும் கிடைக்கின்றன.
– முன்னும் பின்னுமாக இயங்கும் (பிஸ்டன்): சில பயன்பாடுகளில் இது மிகவும் பொதுவானது; இதை மாறும் வகையில் உருவாக்க முடியும், ஆனால் தற்காலப் போக்குகள் சுருள்/சுழல் வகையை நோக்கி நகர்கின்றன.

கம்ப்ரசர் வகையின் தேர்வு, அதன் கொள்ளளவு, இலக்கு செயல்திறன், இரைச்சல் அளவு மற்றும் குளிரூட்டியின் பண்புகளைச் சார்ந்துள்ளது.

இன்வெர்ட்டர் ஏசியின் செயல்பாட்டுச் சூழலுக்கான எடுத்துக்காட்டு

பகல் நேரத்தில் இன்வெர்ட்டர் ஏசி இயக்கப்படுவதாகக் கற்பனை செய்து பாருங்கள்:

1. தொடக்கம்: அறை வெப்பநிலை நிர்ணயிக்கப்பட்ட அளவிலிருந்து வெகு தொலைவில் உள்ளது. கட்டுப்பாட்டுக் கருவி, அதிர்வெண்ணை அதிகரிக்க இன்வெர்ட்டருக்கும், இலக்கை எட்டுவதற்காக அமுக்கியை விரைவாகச் சுழலச் செய்யவும் கட்டளையிடுகிறது.
2. நிர்ணயிக்கப்பட்ட அளவை நெருங்கும் போது: அளவு மீறுவதைத் தடுக்க, கட்டுப்படுத்தி RPM-ஐக் குறைக்கத் தொடங்குகிறது.
3. நிலைத்தன்மை: கம்ப்ரசர் மெதுவாகவும் சீராகவும் இயங்கி, வெளியிலிருந்து (சூரியக் கதிர்வீச்சு, அறையில் உள்ளவர்கள், மின்னணு சாதனங்கள்) வரும் வெப்ப வேறுபாட்டை மட்டும் ஈடுசெய்கிறது.
4. திடீர் சுமை அதிகரிப்பு: கதவுகள் அடிக்கடி திறக்கப்படுகின்றன அல்லது அதிகமான நபர்கள் சேர்க்கப்படுகிறார்கள். இந்த அமைப்பு வெப்பநிலை அதிகரிப்பைக் கண்டறிந்து, அதற்கேற்ப RPM-ஐ அதிகரிக்கிறது.

தேவைப்படும்போது அதிகமாகவும், போதுமானதாக இருக்கும்போது குறைவாகவும் என, இந்த அணுகுமுறைதான் ஆற்றல் நுகர்வை மிகவும் நியாயமானதாக ஆக்குகிறது.

மூடுகிறது

மாறுபடும் வேக அமுக்கித் தொழில்நுட்பமானது, உண்மையான பயன்பாட்டுச் சுமைக்கு ஏற்ப குளிரூட்டும் அல்லது வெப்பமூட்டும் திறனைப் பொருத்துவதற்காக, பொதுவாக ஒரு இன்வெர்ட்டர் மூலம் அமுக்கி மோட்டாரின் வேகத்தை ஒழுங்குபடுத்துவதன் மூலம் செயல்படுகிறது. நிலைத்தன்மையைப் பராமரிக்கும் சென்சார் அடிப்படையிலான கட்டுப்பாடு மற்றும் வழிமுறைகள் மூலம், இந்த அமைப்பானது இயக்கத் தொடங்கும் மற்றும் நிறுத்தும் நேரங்களைக் குறைக்கவும், மிகவும் நிலையான வெப்பநிலையைப் பராமரிக்கவும், இரைச்சலைக் குறைக்கவும், மற்றும் ஆற்றல் திறனை அதிகரிக்கவும் உதவுகிறது. மிகவும் சிக்கலான மின்னணுச் சுற்றுகள் தேவைப்பட்டாலும், வசதி மற்றும் செயல்திறனுக்கு முன்னுரிமை அளிக்கும் HVAC உபகரணங்களுக்கு, மாறுபடும் வேக அமுக்கிகள் ஒரு புதிய தரநிலையாக மாறியுள்ளன.

நீங்கள் விரும்பினால், இந்தக் கட்டுரையை ஒரு குறிப்பிட்ட சூழலுக்கு (வீட்டு ஏசி, குளிர்சாதனப் பெட்டி, தொழிற்சாலை குளிரூட்டி அல்லது வெப்ப பம்ப்) ஏற்றவாறு, மேலும் விரிவான பாகங்களின் செயல்முறை விளக்கப்படங்கள் மற்றும் தொழில்நுட்பச் சொற்களைச் சேர்த்து என்னால் மாற்றியமைக்க முடியும்.