سیکل تبرید تراکمی

سیکل تبرید تراکمی از چهار جز اصلی تشکیل شده است که عبارتند از :

1 . کمپرسور

اصلی ترین قسمت سیکل تبرید تراکمی محسوب می شود زیرا که وظیفه تراکم و افزایش فشار گاز مبرد (گاز فریون مانند R22 یا R134 را بر عهده دارد. قوای محرکه کمپرسور می تواند موتور الکتریکی ، موتور احتراق داخلی ، توربین و یا … باشد که در اکثر دستگاه ها از موتور الکتریکی استفاده می شود. کمپرسورهای سیکل تبرید تراکمی انواع و اقسام بسیار مختلفی دارند که از جمله مهمترین آنها می توان به نوع رفت و برگشتی (پیستونی) ، اسکرو ، اسکرال و سانتریفیوژ اشاره کرد.

2 . کندانسور یا تقطیر کننده

کندانسور یک نوع مبدل حرارتی است که گاز مبرد داغ در آن با دادن گرمای اضافی خود (تبادل حرارتی) به سیالی دیگر مانند هوا یا آب ، تقطیر شده و به مایع مبرد با درجه حرارت کم تبدیل می شود. کندانسورها در دو نوع کلی هوا خنک (خنک شونده با هوا) و آب خنک (خنک شونده با آب) ساخته می شوند که برای اطلاعات بیشتر متن را کندانسور مطالعه کنید. برای مثال در شکل زیر یک نوع هوا خنک که دارای فن است را مشاهده می کنید.

3 . شیر انبساط

این شیر جهت ایجاد افت فشار در مایع مبرد در مسیر سیکل تبرید تراکمی به کار می رود. در برخی سیستم ها از شیر انبساط و در برخی از یک لوله مویین استفاده می شود. در واقع مبرد وقتی از کندانسور خارج می شود و به سمت اواپراتور حرکت می کند ، قبل از ورود به اواپراتور از شیر انبساط عبور داده می شود تا فشارش کم شده و بتواند در اواپراتور با جذب گرمای محیط مجددا به حالت گازی شکل در بیاید.

4 . اواپراتور یا تبخیر کننده

اواپراتور همانند کندانسور یک مبدل حرارتی بوده که با جذب حرارت از سیال دیگر مانند آب یا هوا (و در نتیجه کاهش دمای آب یا هوا به نزدیک صفر) مایع مبرد را تبخیر کرده و به گاز مبرد تبدیل می کند. وقتی این تبادل حرارتی صورت می گیرد آب یا هوا و یا هر سیال ثانویه دیگری سرد شده و این همان مرحله تبرید یا سردسازی یک سیال با سیکل تبرید تراکمی یا همان چرخه تبرید تراکمی است. برای مثال در یک اسپلیت (کولر گازی) یا یک داکت اسپلیت ، کویل اواپراتور درون یونیت دیواری یا سقفی داخل ساختمان جاسازی می شود تا مبرد بتواند گرمای هوا را گرفته و هوا را سرد کند و یا در مثالی دیگر و در یک دستگاه چیلر ، کویل اواپراتور (لوله های مسی) درون یک مبدل حرارتی پوسته و لوله (شل اند تیوب) جاسازی می شود تا مبرد بتواند گرمای آب را گرفته و آب را سرد کند تا این آب سرد شده بتواند جهت خنک کاری مورد استفاده قرار بگیرد.

اواپراتور نوع هوا خنک (برای مثال کاربرد در یونیت دیواری اسپلیت یا یونیت سقفی داکت اسپلیت) :

اواپراتور نوع پوسته و لوله (برای مثال کاربرد در چیلر) :

مطالعه بیشتر درباره انواع چیلرها در متن ⇐ چیلر

طرز کار سیکل تبرید تراکمی

گاز مبرد پس از ورود به کمپرسور در اثر کارکرد کمپرسور متراکم شده و با فشار و دمای بالا از آن خارج می شود. پس از خارج شدن از کمپرسور از طریق لوله فشار قوی به سمت کندانسور ارسال شده و در کندانسور با از دست دادن حرارت به مایع مبرد تبدیل می شود. مایع مبرد پس از خروج از کندانسور وارد شیر انبساط یا لوله مویین شده و پس از خروج از شیر انبساط به شدت فشار آن کاهش یافته و از طریق لوله فشار ضعیف به سمت اواپراتور ارسال می شود. مایع مبرد در اواپراتور با گرفتن حرارت محیط مجددا به گاز مبرد تبدیل می شود. این گاز دوباره وارد کمپرسور شده و چرخه تبرید تراکمی تکرار می شود. همزمان که مبرد در اواپراتور گرما را از هوا یا آب یا هر سیال دیگری می گیرد باعث کاهش دمای آن سیال می شود. این سیکل بیشترین کاربرد را در دستگاه های تهویه مطبوع (مانند اسپلیت ، داکت اسپلیت ، چیلر ، مینی چیلر ، VRF و GHP) دارد و اصول اساسی آن را شکل می دهد. برای مثال در شکل زیر کاربرد سیکل تبرید تراکمی در یک دستگاه کولر گازی (اسپلیت) نشان داده شده است.

گرما (حرارت) در شرایط عادی و طبق قانون دوم ترمودینامیک همواره از یک منبع دما بالا به سوی منبع دما پایین منتقل می شود تا تعادل حرارتی صورت بگیرد ولی یک سیکل تبرید تراکمی با انجام کار ، جهت انتقال گرما در شرایط عادی را معکوس کرده و حرارت را از منبعی دما پایین به منبع دما بالا منتقل می کند. به این خاطر از کلمه “تراکمی” استفاده می شود که این سیکل بر پایه تراکم گاز مبرد و در نتیجه تغییر فشار ، دما و فاز آن شکل گرفته است. امروزه در بیش از 90 درصد موارد از سیکل تبرید تراکمی که قدمتی تقریبا 200 ساله دارد برای کاربردهای گوناگون از جمله سیستم تهویه خودروها ، سیستم تهویه منازل و هر نوع مکان سرپوشیده ، نگهداری بلند مدت مواد و محصولات غذایی ، پزشکی ، صنعتی و … استفاده می شود.

مبردهای مورد استفاده در چرخه تبرید تراکمی

امروزه از مبردهایی که کمترین آسیب را به لایه ازن وارد می کنند در چرخه تبرید استفاده می شود. برخی از این مبردها هیچ آسیبی به لایه ازن وارد نمی کنند.

مهمترین آنها عبارتند از :

HFC-134a

R-410A

R-407C

و …

هر کدام از این مبردها دارای ویژگی ها ، مزایا و معایب خاص خود بوده که متناسب با نوع کاربرد و عوامل دیگر انتخاب می گردد.

جهت کسب اطلاعات بیشتر در مورد انواع سیستم های تهویه مطبوع و دستگاه های سرمایشی و نیز انتخاب مناسب ترین سیستم برای پروژه خود با مهندسان ما تماس بگیرید.

مهندس احمدی : 09127675117 – 09194427470

مهندس خورانی : 09191639363

سیکل یا چرخه تبرید تراکمی در بسیاری از دستگاه های تهویه مطبوع مورد استفاده قرار می گیرد که برخی از آنها در زیر لیست شده اند و می توانید ویژگی های هر دستگاه را در متن مربوطه مطالعه کنید.

مطالعه بیشتر ⇓

داکت اسپلیت

مینی چیلر هوا خنک

سیستم تهویه مطبوع VRF

هیت پمپ یا پمپ حرارتی گازسوز GHP