سیستم های تهویه

0 تا 100 سیکل تبرید تراکمی (استارت سیکل تبرید بخار)

سیکل تبرید تراکمی بخار | آپادانا کالا

سیکل تبرید تراکمی بخار، vapor compression refrigeration cycle، فرایندی ترمودینامیکی است که در سیستم های سرمایشی مانند چیلر ها، یخچال ها، سردخانه صنعتی، سیستم های برودتی، کولرهای گازی یا دستگاه های تهویه مطبوع که به کمک دریچه تهویه هوا می توانند هوای ورودی و خروجی به محیط را کنترل کنند، مورد استفاده قرار می گیرند.

انتقال گرما از فضا یا ماده ای با دمای پایین تر به فضا یا ماده ای دیگر با دمای بالاتر در سیکل تبرید بخار اتفاق می افتد. در حقیقت در این چرخه فرآیند تولید سرما از راه جذب و دفع حرارت انجام می شود. با استفاده از این روش، سیکل سیستم های سرمایشی مختلف را طراحی می کنند. سیکل تبرید دارای دو نوع تراکمی و جذبی است که قصد داریم در خصوص سیکل های تبرید تراکمی توضیحاتی را ارائه دهیم.

شروع ماجراجویی سیکل تبرید تراکمی

این ماجراجویی در چهار مرحله انجام می شود که ساختار اصلی این سیکل را تشکیل می دهد.

مرحله اول: فشرده سازی سیال به وسیله کمپرسور

مرحله فشرده سازی توسط دستگاه کمپرسور انجام می شود. سیال وارد شده به کمپرسور، حالت گازی و با دما و فشار پایین است. وقتی سیال وارد کمپرسور می شود، دما و فشار آن بالا می رود و آماده برای ورود به مرحله بعدی است.

کمپرسور اصلی ترین بخش سیکل های تبرید تراکمی محسوب می شوند، چون وظیفه تراکم و افزایش فشار گاز مبرد را دارد. کمپرسور‌های سیکل تبرید بخار انواع مختلفی دارند که مهم ترین آن ها به صورت رفت و برگشتی‌، اسکرو، اسکرال و سانتریفیوژ هستند.

مرحله دوم: ورود سیال به کندانسور

Array

در این مرحله چگالش بر روی سیال مبرد انجام می شود. کندانسور یک مبدل حرارتی است که گاز مبرد را به مایع مبرد تبدیل می کند. این کار با تبادل حرارتی با سیالی دیگر مانند هوا یا آب انجام می شود.

وقتی سیال مبرد از کمپرسور خارج می شود، دارای دما و فشار بالایی است. با ورود سیال مبرد به کندانسور، عملیات خنک سازی و چگالش انجام می شود. جریان آب یا هوا در اطراف خطوط لوله در کندانسور، باعث کاهش دمای سیال می شود. در اینجا فشار ثابت می ماند. با این حال دما پایین می آید و سیال از حالت گاز به مایع تبدیل می شود.

مرحله سوم: کاهش قدرت سیال توسط شیر انبساط

در سومین مرحله، سیال مبرد مایع شده در مرحله قبل، وارد شیر انبساط می شود و با افزایش حجم سیال، فشار آن نیز پایین می آید. در این مرحله، شیر انبساط علاوه بر اینکه فشار مایع را کاهش می دهد، بخشی از آن را نیز به حالت اشباع در آورده و به بخار تبدیل می کند. به طوری که سیال خروجی از شیر انبساط به اصطلاح دو فازی (مخلوطی از گاز و مایع) خواهد بود.

شیر انبساط به عنوان بخش مهمی از سیکل تبرید تراکمی بخار است که وزن و حجم کمتری را به خود اختصاص می هد ولی نقش مهمی را ایفا می کند.

همان طور که بیان شد شیر انبساط، فشار سیال را کاهش می هد و در این صورت سیال آماده ورود به بخش اواپراتور می شود. علاوه بر این کنترل جریان ورودی به این بخش نیز توسط شیر انبساط انجام می شود.

2 نوع شیر انبساط اصلی وجود دارد؟

  • مکانیکی (ترموستاتیکی)
  • الکترونیکی

قابلیت کنترل و باز و بسته کردن از راه دور از مزیت های شیرهای انبساطی الکترونیکی هستند.

مرحله چهارم: رساندن تبخیر به سیم آخر

این مرحله توسط اواپراتور انجام می شود. اواپراتور یک مبدل حرارتی است که مانند کندانسور عمل می کند. به طوری که حرارت را از سیال دیگری مانند آب یا هوا جذب می کند و در نتیجه کاهش دما، مایع مبرد تبخیر می شود و به گاز مبرد تبدیل می شود.

این سیال تک فازی به دست آمده از بخش اواپراتور یا همان مرحله تبخیر، مجددا آماده ورود به کمپرسور می شود و سیکل مبرد تراکمی دوباره انجام می شود.

چه مبرد هایی در چرخه تبرید تراکمی استفاده می شوند؟

معمولا از مبردهایی در سیکل تبرید بخار استفاده می شود که آسیب کمتری به لایه ازون داشته باشند. برخی از این مبردها شامل این مواد هستند.

  • HFC-134a
  • R-410A
  • R-407C

سيستم تبريد تراكمی صنعتی

شیوه کار سیکل تبرید تراکمی را در قسمت قبل، توضیح دادیم. از این شیوه، در کاربردهای بسیاری از انواع لوله کشی سیستم تهویه مطبوع و بدون هیچ مشکلی استفاده می شود. اما در کاربردهای صنعتی باید به پارامترهای بیشتری دقت کنیم، بازده در این کاربردها بسیار مهم هستند. به همین دلیل استفاده از سیستم تبرید تراکمی ساده، برای موارد صنعتی نامناسب هستند و باید با اعمال تغییراتی استفاده شوند. از این رو از سیستم های تبرید زنجیره ای استفاده می شود.

سیستم تبرید زنجیره ای

Array

در کاربردهای صنعتی یک سیکل تبرید نمی تواند پاسخگوی گستره دمای مورد نیاز باشد. از این رو برای حل این مشکل، باید فرایند تبرید در چند مرحله انجام شود؛ یعنی از بیش از یک سیکل تبریدی به صورت سری استفاده می شود و در نتیجه فرایند تبرید در چند مرحله انجام می شود. به این سیکل های تبرید، سیکل های تبرید زنجیره ای می گویند.

دو سيکل، به وسیله مبدل گرمايي که در قسمت میانی قرار دارد و به عنوان اواپراتور یک سیکل (سیکل 1) و به عنوان کندانسور سیکل دیگر (سیکل 2) عمل مي کند، به هم متصل شده اند. اگر مبدل گرمايي کاملا عايق و انرژي جنبشي و پتانسيل کم باشد، انتقال گرما در سيکل 2 با انتقال گرما به سيال در سيکل 2 برابر است.

موارد استفاده از سیکل تبرید بخار

Array

همان طور که گفته شد این فناوری در بسیاری موارد کاربرد دارد: نگهداشت مواد غذایی، صنایع شیمیایی و ساختمانی از جمله کاربردهای این روش است.

مواد غذایی

نگهداری مواد غذایی

منجمد کردن مواد غذایی مثل گوشت

پاستوریزه کردن و نگهداری شیر و بستنی

صنایع شیمیایی

تقطیر گازها

رطوبت گیری از هوا

نگهداری مایع در فشار کم

دفع حرارت در تحولات شیمیایی

استفاده در تهویه ساختمان

چیلر گازی

کولر گازی

نکات فنی در استفاده از سیکل تبرید تراکمی

Array

برای کارایی بهتر این سیکل باید به عوامل مختلفی دقت کرد که در ادامه به مهم ترین آن ها اشاره می کنیم.

1. مواظب نشتی در کمپرسور یا معیوب بودن آن باشید!

به دلایل متفاوتی، کمپرسور می تواند دچار آسیب یا خرابی شود. کمپرسورها به عنوان قلب این سیستم شناخته می شوند و باید به کیفیت و سالم بودن آن دقت لازم را داشته باشید. کیفیت و مرغوبیت این کالا، در قیمت نهایی دستگاه ها بسیار مؤثر است. برای جلوگیری از خرابی کمپرسور ها در دستگاه های برودتی باید به این موارد توجه کنید.

  • دقت کنید که دستگاه دچار روان کاری و نشتی روغن نباشد.
  • توجه داشته باشید که کمپرسور نباید بیش از اندازه گرم شود.
  • کمپرسور دچار ضربه نشود.
  • حواس تان به عدم برگشت مایع مبرد به داخل کمپرسور باشد.
  • گاهی مواقع به علت آلودگی محیط اطراف کمپرسور، دستگاه کارکرد درستی ندارد.

2. ایجاد رسوب در اواپراتور و کندانسور

در بعضی از موارد، سیستم اصطلاحا دچار فشار هِد (Head pressure) شده است. این مشکل که بر کارایی سیکل تبرید تراکمی تاثیر بسزایی خواهد داشت، به علت وجود آلودگی و رسوب روی لوله های اواپراتور و کندانسور است. این مشکل منجر به افزایش مصرف انرژی در کمپرسور می شود. در نتیجه نسبت به تمیزی سطوح لوله ها در اواپراتور و کندانسور دقت داشته باشید.

3. خنک کاری الکتروموتور

الکتروموتور کمپرسور، به دلیل اینکه کار مورد نیاز کمپرسور را در سیکل تبرید تراکمی انجام می دهد، بیشترین انرژی را مصرف می کند. به همین دلیل باید نسبت به خنک کاری الکتروموتور دقت کافی را داشته باشید تا موجب کاهش راندمان سیکل نشود. برای این کار باید توسط تکنسین ها، ولتاژ و آمپر الکتروموتور کمپرسور در فواصل زمانی معین و به طور مرتب با هم مقایسه شود.

نتیجه گیری

مجموعه آپادانا کالا سعی کرده بنا به دانش و کاربرد سیکل تبرید تراکمی در دستگاه های تهویه مطبوع اطلاعات مناسبی را در این مقاله در اختیار شما قرار بدهد. از این رو طرز کار سیکل تبرید تراکمی این گونه است که گاز مبرد، وارد کمپرسور شده و با فشار و دمای بالا از مدار خارج می شود و از طریق لوله ای فشار قوی وارد کندانسور می شود و با از دست دادن دما به مایع مبرد تبدیل می شود.

در شیر انبساط، مایع مبرد فشار مایع به شدت کاهش می یابد و به سمت اواپراتور ارسال می شود. در انتهای این سیکل، مایع مبرد در اواپراتور با گرفتن دمای محیط دوباره به گاز مبرد تبدیل می شود و آماده تکرار چرخه تبریدی تراکمی می شود.

سوالات متداول

سیکل تبرید تراکمی بخار چیست؟

سیکل تبرید بخار، vapor compression refrigeration cycle، فرایندی ترمودینامیکی است که در سیستم های سرمایشی مانند چیلر ها، یخچال ها، سردخانه صنعتی، سیستم های برودتی، کولرهای گازی مورد استفاده قرار می گیرند.

نکات فنی در استفاده از سیکل های تبرید تراکمی کدامند؟

مواظب نشتی در کمپرسور یا معیوب بودن آن باشید – ایجاد رسوب در اواپراتور و کندانسور و…

چه امتیازی به مقاله می دهید؟

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.