کمپرسور رفت‌وبرگشتی یا کمپرسور پیستونی به کمپرسورهایی با جابه‌جایی مثبت اطلاق می‌شود که در آن پیستون‌ها در میل‌لنگ حرکتی دورانی ایجاد کرده و باعث رساندن گاز به فشار بالا می‌شود. گاز ورودی وارد منیفولد مکش می‌شود و پس از آن، جریان گاز به درون سیلندر تراکم برده می‌شود؛ جایی که توسط حرکت رفت‌وبرگشتی پیستون و میل‌لنگ فرایند فشرده‌سازی روی آن انجام می‌گیرد و سپس از این محفظه خارج می‌شود. از این نوع پیستون‌ها در پالایشگاه‌های نفتی، خطوط انتقال گاز، واحدهای شیمیایی، واحدهای پالایشگاهی گاز طبیعی و سیستم‌های تبرید استفاده می‌شود. هم‌چنین از این نوع کمپرسورها به‌طور ویژه در قالب‌گیری بطری‌های پلاستیکی از جنس پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) استفاده می‌شود.

در کمپرسورهای پیستونی دارای سیال مایع یونیزه شده (نمک‌های گداخته شده)، بسیاری از اجزای آب‌بندی و یاتاقان‌ها در طراحی حذف می‌شود تا مایع یونیزه شده با گاز مخلوط نشود. در مقایسه با کمپرسورهای دیافراگمی، مدت زمان کارایی مفید و عدم نیاز به سرویس‌کاری دستگاه، چیزی بیش از ۱۰ برابر است و این یعنی کاهش هزینه‌های نگه‌داری و هزینه‌های مصرف انرژی که معادل بیش از ۲۰ درصد صرفه‌جویی است.

در این کمپرسورها به این دلیل که گرمای تولید شده در سیلندر توسط بخش تولیدکننده مجدداً مصرف می‌شود، مبدل‌های حرارتی‌ای که به‌طور معمول در کمپرسورهای پیستونی استفاده می‌شوند، حذف شده‌است. در این گونه کمپرسورها تقریباً تمام انرژی‌ای که به سیستم داده می‌شود، با اتلافات ناچیز حرارتی، صرف انجام کار فرایند می‌شود.یک کمپرسور پیستونی همزمان با رفت و برگشت، عمل مکش و دهش را نیز انجام می‌دهد. حرکت پیستون از طریق حرکت دوار موتور و به کمک یک میل لنگ انجام می‌گیرد.

هر سیکل شامل سه عملیات می‌شود: مکش ـ تراکم ـ تخلیه. حرکت گاز در سیکل کمپرسور منقطع است که این امر منجر به لرزش در کمپرسور می‌شود. حجم مبرد جابجا شده تابع حجم سیلندر و تعداد سیلندر و سرعت دوران موتور است. و عواملی همچون میزان نسبت تراکم و میزان مقاومت شیر تخلیه و نشتی بین سیلندر و پیستون هم بر این مقدار تاثیر کمی دارند.

بسته به موقعیت مبرد در اطراف پیستون، کمپرسورها به تک مرحله‌ای و دو مرحله ای تقسیم بندی می‌شوند. به این معنی که اگر مبرد فقط در یک طرف پیستون فشرده شود به کمپرسور تک مرحله ای گفته می‌شود و در صورتی که پیستون پس از تراکم در سمت اول به سمت دوم پیستون فرستاده شود و دوباره در آنجا متراکم شود، به ان کمپرسور دو مرحله‌ای گفته می‌شود.

انواع کمپرسور پیستونی تک مرحله‌ای بر اساس فاکتورهای زیر هم قابل تقسیم‌بندی هستند:

• ساختار: باز، نیمه بسته، بسته
• چیدمان سیلندرها: V, W, Y, S و غیره.

دمای کاری: دما بالا (تهویه)، دما متوسط (سردخانه بالای صفری) و دما پایین (سردخانه زیر صفری)

کمپرسورهای باز و نیمه بسته قابلیت باز و تعمیر شدن دارند ولی کمپرسورهای بسته این قابلیت را ندارند. معمولا کمپرسورهای پیستونی بسته برای ظرفیت‌های پایین و کمپرسورهای باز و نیمه بسته برای ظرفیت‌های بالا طراحی می‌‌شوند.

در کمپرسورهای پیستونی جدید، ظرفیت کمپرسور با تعداد سیلندرهای فعال و بایپس سیلندرها (خارج کردن از مدار) و یا تغییر دور موتور تنظیم می‌شود.

در ادامه با مزایا و معایب و محدودیت‌ها و کاربردهای این نوع از کمپرسورها آشنا می‌شویم.

مزایای کمپرسور پیستونی

کاربرد گسترده از لحاظ نوع گاز و کاربرد در صنایع مختلف

تنوع ظرفیت: این نوع از کمپرسورها از یخچال‌های خانگی گرفته تا سیستم‌های تهویه مطبوع و سردخانه‌های بزرگ کاربرد دارند.

محدودیت‌های کمپرسور پیستونی

بازدهی انرژی پایین: کمپرسور پیستونی به علت مقاومت شیرها در تخلیه و مکش، نشت بین سیلندر و پیستون‌ها، دارای بازدهی انرژی پایینی هستند.

حساس به ورود مبرد به صورت مایع: در صورت ورود مایع به محفظه تراکم، سر و صدا تولید شده و در ادامه کمپرسور آسیب می‌بیند.

ابعاد بزرگ و نسبت “ظرفیت به وزن” پایین در مقایسه با سایر کمپرسورها.

نگهداری نسبتا دشوار با توجه به ساختار پیچیده‌ای که کمپرسور پیستونی دارد.

لرزش به علت یکنواخت نبودن حرکت مبرد.

کاربرد کمپرسور پیستونی

با توجه به ویژگی‌های کمپرسور پیستونی، در موارد زیر می‌توان از آن استفاده نمود:

• یخچال و فریزر خانگی
• تهویه تجاری و مسکونی و سردخانه

برندهای کمپرسور پیستونی در ایران

در ایران کمپرسور سیلندر و پیستونی با برندهای زیر موجود است.

• دانفوس (بسته)
• بیتزر (باز و نیمه بسته)
• کوپلند (نیمه بسته)
• کولترن (بسته)
• بوک ( باز و نیمه بسته)
• دورین ( نیمه بسته)
• LG (بسته)
• سکاپ (بسته)