0

آشنایی با سیکل تبرید تراکمی بخار

سیکل تبرید تراکمی بخار- وب سایت اسپیتی
بازدید 404

عملکرد سیکل تبرید تراکمی بخار

سیکل تبرید تراکمی بخار فرایندی ترمودینامیکی می باشد. این سیکل در دستگاه هاس سرمایشی مانند چیلرها، کولر اتومبیل، یخچال ها، سیستم های برودتی، کولرهای گازی یا اسپلیت ها و … مورد استفاده قرار می گیرد.

طراحی سیکل تبرید تراکمی بخار بر اساس تغییر حالت فیزیکی یک سیال می باشد. سیال مورد نظر به منظور استفاده در دستگاه های صنعتی باید دارای ظرفیت زیاد گرمایشی و سرمایشی باشد. سیکل تبرید تراکمی بخار همان سیکل معکوس ماشین های گرمایشی است. به همین خاطر این سیکل، موتور گرمای معکوس نیز نامیده می شود.

تبرید چیست؟

تبرید یعنی گرفتن گرما از محیطى که باید سردش شود و انتقال آن به محیط بزرگتر که تغییر محسوسى در دماى آن ایجاد نمى شود.

در واقع منظور از تبرید، کاهش انرژی گرمایی محیط مورد نظر (آب یا هوا) می باشد. که اندازه آن با شاخصی به نام دما قابل لمس و اندازه گیری می باشد.

برای مطالعه سایر مقالات تاسیساتی به “سایت مقالات اسپیتی” مراجعه فرمایید.


مراحل فرایند سیکل تبرید تراکمی بخار

مرحله متراکم کردن سیال (Compression)

متراکم کردن سیال، اولین مرحله فرایند سیکل تبرید تراکمی بخار است. عمل متراکم سازی معمولا توسط کمپرسور صورت می گیرد. سیال ورودی به کمپرسور دارای حالت گازی و فشار و دمای پایینی می باشد. پس از ورود به کمپرسور، دما و فشار سیال افزایش می یابد. در این مرحله سیال آماده ورود به مرحله بعد فرایند می باشد. در واقع به منظور متراکم کردن و حرکت سیال، نیاز به یک موتور الکتریکی یا احتراقی است.

مرحله ورود سیال به کندانسور (Condensation)

در این مرحله چگالش سیال مبرد انجام می گیرد. دما و فشار سیال مبرد در هنگام خروج از کمپرسور، زیاد بوده و به همین دلیل به کندانسور وارد می شود. طراحی کندانسورها معمولا به صورت مارپیچ است. اما طراحی کندانسورها در چیلرهای تراکمی به صورت مبدل حرارتی می باشد. سیال مبرد در کندانسور خنک شده و چگالیده می شود. به کمک جریان آب یا گردش هوا در اطراف لوله های کندانسور،دما سیال مبرد پایین می اید. فشار سیال در کندانسور ثابت می ماند. پایین آمدن دمای سیال تا جای ادامه دارد که از حالت گازی به مایع تبدیل شود.

مرحله کاهش فشار و انبساط سیال (Throttling and Expansion)

پس از تبدیل سیال به حالت مایع، سیال وارد شیر انبساط می گردد. حجم سیال بعد از ورود به شیر انبساط بالا رفته و همچنین فشار آن نیز کاهش می یابد. این اتفاق موجب می شود که بخش از سیال مایه که در حالت اشباع است، تبدیل به بخار شود. در واقع سیال خروجی از شیر انبساط مخلوطی از گاز و مایع می باشد.

مرحله تبخیر (Evaporation)

تبخیر مرحله ای است که سیال مبرد با جذب گرمای محیط موجب سرد شدن فضا می شود. این انتقال حرارت موجب تبدیل کامل سیال به بخار و دستیابی دوباره به یک مبرد تک فازی می گردد. بعد از عبور سیال از اواپراتور یا مرحله تبخیر، سیال می تواند دوباره به کمپرسور وارد شود. در واقع سیکل تبرید تراکمی بخار در مرحله تبخیر تمام شده و دوباره شروع به کار می کند.

چرخه سیکل تبرید تراکمی بخار

اجزای سیکل تبرید تراکمی بخار

کمپرسور (Compressor)

وظیفه کمپرسور متراکم کردن سیال مبرد است. کمپرسورها دارای انواع مختلفی می باشند. در گذشته معمولا کمپرسورهای پیستونی مورد استفاده قرار می گرفتند. کمپرسورهای پیستونی علاوه بر صدای زیاد، فضای زیادی نیز اشغال می کردند. به همین دلیل امروزه اکثرا از کمپرسورهای اسکرال، اسکرو، روتاری یا دورانی، سانتریفیوژ باتوجه به میزان ظرفیت برودتی مورد نیاز، نوع مبرد مصرفی و سایر عوامل استفاده می گردد. کمپرسورهایی که قطعات متحرک کمتری را دارا هستند، صدای کمتری نیز تولید می کنند. همچنین کمپرسورهای امروزی دارای عملکرد بهتری نیز می باشند. در انتخاب کمپرسور باید به نکاتی مانند انتخاب ظرفیت مناسب برای سرمایش، چگونگی عملکرد کمپرسور، نوع کمپرسور و … توجه نمود.

نمونه ای از کمپرسور اسکرال
نمونه ای از کمپرسور اسکرو یا مارپیچی
نمونه ای از کمپرسور پیستونی
یک نمونه از کمپرسور روتاری
نمونه ای از کمپرسور سانترفیوژ

کندانسور (Condenser)

چگالش سیال مبرد به کمک کندانسور صورت می گیرد. کندانسورها دارای دو مدل هوا خنک و آب خنک می باشند. در چیلرهای هواخنک به منظور خنک کردن سیال مبرد از چندین فن پر قدرت استفاده می گردد. اما در چیلرهای آب خنک برای خنک سازی سیال مبرد از یک مبدل حرارتی پوسته و لوله استفاده می شود. عملکرد چیلر آب خنک به این شکل است که سیال مبرد درون لوله قرار گرفته به کمک جریان آب در اطراف لوله سیال مبرد خنک می شود. به منظور خنک کردن دوباره این آب از یک برج خنک کننده یا کولینگ تاور در کنار چیلر استفاده می گردد. کندانسور باقی وسایل سرمایشی مانند یخچال های معمولی به صورت هوا خنک می باشند.

کندانسور هواخنک

شیر انبساط (Expansion Valve)

شیر انبساط نسبت به حجم و وزن کمتر و ساختار ساده، نقش مهمی در سیکل تبرید تراکمی بخار دارا می باشد. هنگامی که سیال مبرد دارای فشار بالا و دمای کمی است، شیر انبساط فشار سیال را پایین آورده و آن را آماده برای ورود به بخش اوپراتور می کند. همچنین شیرهای انبساط وظیفه کنترل جریان ورودی به اواپراتور را نیز بر عهده دارند. طراحی شیر انبساط معمولا به صورت مکانیکی (ترموستاتیکی) یا الکترونیکی می باشد. شیرهای الکترونیکی دارای امکان کنترل از راه دور هستند. به کمک دستگاه های دیجیتال، شیرهای الکترونیکی به راحتی کنترل می شوند.

شیر انبساط ترموستاتیک یا مکانیکی
شیر انبساط الکترونیکی

اواپراتور (Evaporator)

در واقع اواپراتور مانند کندانسور یک مبدل حرارتی است. طراحی این مبدل می تواند به صورت پوسته و لوله (مانند چیلرهای تراکمی) یا به شکل ساده انجام شود. دمای مبرد در هنگام ورود به اوپراتور بسیار کم بوده و آماده تبادل حرارت با محیط است. اواپراتورها نیز دارای دو مدل هواخنک یا آب خنک می باشند. یخچال فریزرها دارای اواپرتور هواخنک هستند. اما اواپراتور چیلرهای تراکمی ممکن است از نوع هوا خنک یا آب خنک نیز باشد.

اواپراتور پوسته و لوله آب خنک (shell and tube)
اواپراتور هوا خنک

نظرات کاربران

  •  چنانچه دیدگاهی توهین آمیز باشد و متوجه نویسندگان و سایر کاربران باشد تایید نخواهد شد.
  •  چنانچه دیدگاه شما جنبه ی تبلیغاتی داشته باشد تایید نخواهد شد.
  •  چنانچه از لینک سایر وبسایت ها و یا وبسایت خود در دیدگاه استفاده کرده باشید تایید نخواهد شد.
  •  چنانچه در دیدگاه خود از شماره تماس، ایمیل و آیدی تلگرام استفاده کرده باشید تایید نخواهد شد.
  • چنانچه دیدگاهی بی ارتباط با موضوع آموزش مطرح شود تایید نخواهد شد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

مشاهده بیشتر