سیکل تبرید (چرخه تبرید)

سیکل تبرید چیست ؟

سیکل تبرید یا همان چرخه تبرید به فرآیند سردسازی گفته می شود که در آن یک سیال مانند هوا یا آب به وسیله سیالی دیگر مانند مبرد (گاز فریون) سرد شده و برای کاربردهایی چون سرمایش هوای یک ساختمان یا خنک کاری مدار یک دستگاه صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. بنابرین کلمه سیکل تبرید چیست به معنای چرخه ای سرمایشی است که دائما تکرار می شود تا عمل سردسازی را انجام دهد.

آشنایی با انواع سیکل های تبرید و مهمترین اجزای آنها

سیکل تبرید در کل به دو نوع سیکل تبرید تراکمی و سیکل تبرید جذبی تقسیم بندی می شود که در این متن ما بیشتر به تشریح اجزا و عملکرد سیکل تبرید تراکمی که بیشترین کاربرد را در صنعت دارد می پردازیم.

۱ . سیکل تبرید تراکمی

ساختار سيستم‌های برودتی تراكمی (سیکل تبرید تراکمی) دارای ۴ عنصر اساسی است که عبارتند از :

۱ .  كمپرسور كه توسط يک محرک (الکتروموتور یا موتور احتراق داخلی و …) به گردش در می آيد.

۲ .  شير انبساط كه فشار را از روی مایع مبرد بر می دارد.

۳ .  مبدل حرارتی به نام كندانسور كه گاز متراكم شده در كمپرسور را خنک می كند و گرمای آن را به محيط اطراف انتقال می دهد تا مبرد از حالت گازی به حالت مایع تغییر فاز دهد. انواع کندانسور معمولا در دو نوع هوا خنک (خنک شونده توسط فن و هوا) و آب خنک (خنک شونده توسط آب) ساخته می شود.

مطالعه بیشتر درباره انواع کندانسورها ⇐ انواع کندانسور

۴ .  مبدل حرارتی به نام اواپراتور كه برعکس کندانسور عمل می کند و موجب انتقال گرما از هوا یا آب به مبرد می شود تا مبرد این بار از حالت مایع به گاز تغییر فاز دهد. اواپراتور نیز در دو نوع هوا خنک (که منجر به کاهش دمای هوا و سرد شدن آن در یک ساختمان می شود) و آب خنک (که منجر به سرد شدن آب و ارسال آن به فن کویل یا هواساز یا یک دستگاه صنعتی می شود) طراحی و تولید می گردد.

مطالعه بیشتر درباره انواع اواپراتورها ⇐ انواع اواپراتور

اين اجزا ساختار اساسی يک سیستم تبريد (چرخه تبرید) را تشكيل می دهند و طبق توضيحاتی كه در ادامه بيان می شود خواهيد ديد كه به اين ترتيب گرما از يک محدوده گرفته شده و به محدوده ديگری كه همان هوای آزاد است، منتقل می شود.

تشریح عملکرد سیکل تبرید یا چرخه تبرید نوع تراکمی

در شکل بالا کاربرد تبرید در یک کولر گازی (اسپلیت) آورده شده است. این سیکل در بقیه سیستم ها مانند چیلر تراکمی آب خنک ، چیلر تراکمی هوا خنک ، مینی چیلر ، داکت اسپلیت ، VRF ، GHP و … نیز با همین اصول کار می کند. مطابق شکل بالا ، در ابتدا مبرد گازی شکل (برای مثال مبرد R407C یا R134A) توسط کمپرسور (نوع رفت و برگشتی، اسکرو، اسکرال یا …) متراکم شده و تحت عنوان بخار داغ (گاز داغ) با فشار بالا وارد کویل پر پیچ و خمی که به آن کندانسور (که در یونیت خارج از ساختمان جاسازی شده) گفته می شود، می گردد. بعد از عبور از مسیری پر پیچ و خم و دادن حرارت خود به محیط اطراف، کم کم به مایع داغ با فشار بالا تبدیل می شود. سپس این مایع مبرد وارد شیر انبساط می شود. پس از عبور از شیر انبساط، فشار از روی مایع مبرد برداشته شده و به بخار شدن (تغییر فاز از مایع به گاز) تمایل پیدا می کند. مبرد مایع با فشار پایین وارد یک کویل پر پیچ و خم دیگر با نام اواپراتور (که در یونیت داخل ساختمان جاسازی شده) می گردد. مایع با فشار پایین حرارت محیط اطراف خود را گرفته (با گرفته شدن حرارت، هوای محیط خنک می شود) و به شکل بخار یا همان مبرد گازی شکل در می آید. این مبرد گازی شکل یا همان بخار گرم با فشار پایین مجدد وارد کمپرسور شده و این سیکل ادامه می یابد و دائم تکرار می شود تا در اواپراتور عمل سردسازی هوا یا آب صورت بگیرد.

برای مثال در شکل زیر نحوه سرد کردن آب در یک اواپراتور نوع شل اند تیوب (Shell and Tube) که جزئی از اجزای سیکل سرمایشی چیلر است، نشان داده شده است. همه این دستگاه ها (چیلر ، اسپلیت ، VRF ، داکت اسپلیت و …) تقریبا با یک مکانیزم یکسان کار می کنند.

برای آشنایی بیشتر با ساختار و طرز کار مهمترین دستگاه هایی که بر پایه سیکل تبرید کار می کنند ، متن های زیر را مطالعه کنید.

مطالعه بیشتر ⇐ چیلر چیست ؟

آشنایی با GHP و مزایای آن ⇐ GHP

آشنایی با VRF و طرز کار آن ⇐ VRF

مزایا و معایب اسپلیت کانالی ⇐ اسپلیت کانالی

آشنايی با سایر تجهیزات آن (نوع تراکمی)

۱ . ترموستات ضد يخ

ترموستات ضد يخ به عنوان نوعی كنترل حد و برای ايمنی تجهيزات سرمايشی و تهويه مطبوع به كار می رود. بنابراين در روند كاركرد معمول دستگاه موثر نيست بلكه تنها وقتی وارد عمل می شود كه دمای سيستم پايين تر از حد تنظيم شده، قرار بگیرد. به عنوان مثال در هواساز ها موجب بسته شدن دمپر هوای تازه و خاموش شدن فن می شود تا آب داخل كويل يخ نزند و يا در انواع چيلر ، حد پايين دمای آب را كنترل می كند و در صورت كاهش بيش از اندازه دما، فرمان قطع كلی دستگاه را صادر می كند. بر همين اساس خط فرمان تجهيزات ابتدا از مسير ترموستات عبور می كند.

۲ . كنترل كنندهای فشار

انواع كنترل كنندهای فشار عبارتند از :

۱ . كنترل كننده فشار بالا

۲ . كنترل كننده فشار روغن

۳ . كنترل كننده فشار پايين

كنترل كننده های فشار در سیکل تبرید نيز همچون كنترل كننده های دما، در دو نوع ااكترومكانيكی و الكترونيكی وجود دارند.

۳ . كنترل كنندهای دما و رطوبت

ترموستات‌ها در سیکل تبرید به عنوان كليدهای حساس به دما در انواع مختلف، پركاربردترين كنترل‌ كننده های تجهيزات تهويه مطبوع محسوب می شوند. ترموستات‌ها بر اساس محل نصب، نوع حسگر، مراحل قطع و وصل مدار، نحوه عملكرد، نوع كاربری در سيستم‌های مختلف، دامنه تنظيم و شكل ظاهری در انواع گوناگونی توليد و مورد استفاده قرار می گيرند.

۴ . شير برقی

۵ . مبدل های فشار به جريان (ترانس ديوسر)

۶ . فلوسوئيچ و سایر تجهیزات

۲ . سیکل تبرید جذبی

در سیکل تبرید جذبی به جای کمپرسور و سایر اجزای اصلی که به آنها اشاره شد از یک مکانیزم دیگر برای ایجاد سرمایش استفاده می شود. اول و مهمتر از همه یک منبع حرارتی باید وجود داشته باشد که بتوان از این چرخه استفاده کرد. این منبع حرارتی می تواند شعله مستقیم یک مشعل گازسوز یا حرارت در حال اتلاف یک منبع گرمایشی مانند حرارت یک کوره صنعتی باشد. چون سیکل تبرید جذبی (همه انواع آن از تک اثره گرفته تا شعله مستقیم) ضریب عملکرد (COP) پایینی دارد نسبت به نوع تراکمی کمتر مورد استفاده قرار می گیرد. بیشتر زمانی که یک منبع حرارتی در حال اتلاف داشته باشیم و بخواهیم آن را به کار مفید تبدیل کنیم، بهتر است که از سیکل تبرید جذبی استفاده کنیم که مهمترین دستگاهی که بر اساس این چرخه کار می کند، چیلر جذبی است.

جهت کسب اطلاعات بیشتر درباره نحوه کار سیکل تبرید جذبی می توانید این متن ⇐ چیلر جذبی را مطالعه کنید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر در مورد ویژگی ها و قیمت انواع سیستم های تهویه مطبوع (داکت اسپلیت ، چیلر ، هواساز ، GHP ، VRF و …) و نیز انتخاب مناسب ترین سیستم برای ساختمان خود با مهندسان ما تماس بگیرید.

مهندس احمدی : ۰۹۱۲۷۶۷۵۱۱۷ – ۰۹۱۹۴۴۲۷۴۷۰

مهندس خورانی : ۰۹۱۹۱۶۳۹۳۶۳

مطالعه بیشتر درباره سیستم های تهویه مطبوع و معرفی ۷ دستگاه تهویه مدرن در این مقاله ⇐ تهویه مطبوع