مبانی سرمایش تراکمی (بخش چهارم)

۵ ماه قبل ۲۷۳ ۰

تاثیر سوپرهیت شدن بخار مکش

در سیکل واقعی تبرید مبرد پس از تبخیر کامل در اواپراتور، به صورت بخار اشباع سرد به جذب حرارت ادامه داده و قبل از رسیدن به کمپرسور سوپرهیت می‌شود.

سیکل تبرید تراکمی

 

1.حرارت تراکمی واحد جرم مبرد در سیکل سوپرهیت به مقدار جزیی از سیکل اشباع ساده بیشتر است.

2.در دما و فشار تقطیر برابر، درجه حرارت بخار خروجی از کمپرسور در سیکل سوپرهیت به مقدار قابل توجهی از سیکل اشباع بیشتر است.

3.به دلیل جذب حرارت اضافی به وسیله‌ی بخار مبرد در سوپرهیت شدن، و افزایش جزیی حرارت تراکمی در سیکل سوپرهیت، مقدار حرارت دفع شده در کندانسور به وسیله‌ی واحد جرم مبرد در سیکل سوپرهیت، از سیکل اشباع بیشتر است.

سیکل تبرید تراکمی

 

حرارت اضافی دفع شده در کندانسور در سیکل سوپرهیت، کلا به صورت حرارت محسوس می‌باشد و حرارت نهان دفع شده به وسیله‌ی هر کیلوگرم مبرد، در هر دو سیکل برابر است. با فرض ثابت بودن فشار بخار مکش در مرحله‌ی سوپرهیت شدن، طبق قانون شارل، حجم بخار مبرد با افزایش درجه حرارت افزایش می‌یابد. بنابراین حجم ویژه بخار سوپرهیت همواره از حجم ویژه بخار اشباع در همان فشار، بیشتر خواهد بود. هنگامی که بخار مبرد سوپرهیت می‌شود براي به جریان انداختن یک کیلوگرم مبرد بایستی کمپرسور حجم بیشتري از بخار را متراکم نماید. تاثیر سوپرهیت شدن بخار مکش بر روي ظرفیت و ضریب عملکرد سیستم، به محل و چگونگی سوپرهیت شدن و اینکه حرارت جذب شده براي سوپرهیت شدن، سرماي مفید ایجاد می‌کند یا نه، بستگی دارد.

سوپرهیت

 

مقدار سوپرهیت شدن مبرد به محل و چگونگی سوپرهیت شدن و نوع مبرد مورد استفاده در سیستم، بستگی دارد. سوپرهیت شدن بخار مکش ممکن است در یکی از محل‌های زیر و یا ترکیبی از آنها انجام شود:

1.در انتهاي اواپراتور

2.در لوله‌ي مکش در فضاي سردشونده (حلقه‌ی خشک کن)

3.در لوله مکش واقع در بیرون از فضاي سردشونده

4.در مبدل حرارتی مکش – مایع

سوپرهیت شدن بخار در لوله مکش خارج از فضاي سردشونده

1.سرماي مفید ایجاد نمی‌کند.

2.راندمان سیکل را کاهش می‌دهد. با این وصف با عایق کردن لوله مکش می‌توان از سوپرهیت شدن بخار تا حد زیادي جلوگیري نمود. ولی مشخص کردن اینکه افت راندمان سیکل در یک کاربرد به خصوص، با هزینه اضافی عایقکاري لوله مکش قابل مقایسه می‌باشد یا نه معمولا به نوع سیستم و دماي مکش بستگی دارد.

در درجات حرارت مکش پایین که راندمان سیکل کم است درصد کاهش راندمان به ازاء هر درجه سوپرهیت شدن بخار، بیشتر از سیکل با دماي بالاتر می‌باشد. در نتیجه کاهش راندمان قابل توجهی در سیکل با دماي پایین رخ می‌دهد پس باید حتما لوله مکش عایق شود. براي جلوگیري از برفک زدن و عرق کردن عایق کاري ضروري است.

سوپرهیت شدن بخار در داخل فضاي سردشونده:

براي اطمینان از عملکرد صحیح کنترل‌کننده مبرد، و جلوگیري از لبریز شدن اواپراتور با مبرد مایع و ورود احتمالی آن به کمپرسور، لازم است کنترل‌کننده مبرد چنان تنظیم شود که مایع قبل از رسیدن به انتهاي اواپراتور کاملا تبخیر شود. در این صورت بخار سرد، به جذب حرارت در قسمت انتهایی اواپراتور ادامه داده و سوپرهیت می‌شود. و بالنتیجه سرماي حاصله مفید بوده و اثر تبرید واحد جرم مبرد به میزان حرارت جذب شده در سوپرهیت شدن، افزایش می‌یابد.

لوپ خشک

 

به‌ازاي اختلاف دماي یکسان، مقدار جذب حرارت از سطوح اواپراتور به وسیله بخار مبرد، کمتر از مایع مبرد می‌باشد. در قسمت‌هایی از اواپراتور که تنها بخار مبرد جریان دارد ظرفیت کاهش می‌یابد. براي داشتن ظرفیت مورد نظر:

* اواپراتور بزرگتر (محدودیت فضا)

* کار در دماي پایین‌تر (کاهش راندمان)

چنانچه طول لوله مکش داخل فضا به اندازه کافی بلند باشد بخار مکش می‌تواند تا 2.3 درجه سانتی‌گراد دماي سرد شونده گرم شود.

تاثیر مادون سرد شدن مایع مبرد

مبرد مایع به هنگام ذخیره شدن در مخزن ذخیره مایع، یا در عبور از لوله مایع با دفع حرارت به محیط و در بعضی موارد، در یک مبدل حرارتی مخصوص مادون سرد می‌شود. بهره افزایش ظرفیت و راندمان سیستم به دلیل مادون سرد شدن مایع، به حدي است که هزینه‌ی اضافی استفاده از عامل مادون سرد کن را به ویژه در کاربردهاي دماي پایین جبران می‌کند.

تاثیر مادون سرد شدن مایع مبرد

 

سیکل تبرید تراکمی

 

قسمت‌هایی از سیکل که مبرد در آنجا امکان مادون سرد شدن را دارد در شکل زیر نشان داده شده است.

سیکل تبرید تراکمی

 

سیکل تبرید تراکمی

 

در شکل سمت راست ابتدا آب شهري وارد مادون سرد‌کننده می‌شود و پس از جذب مقداري گرما وارد کندانسور می‌شود، یعنی دماي کندانسور در این روش بالا رفته که خود باعث کاهش راندمان می‌شود. در واقع اثر مادون سرد شدن در این روش خنثی می‌شود. اما در شکل سمت چپ آب شهري با همان دمایی که وارد مادون سرد‌کننده می‌شود وارد کندانسور می‌شود.

 

لینک های مرتبط

مبانی سرمایش تراکمی (بخش سوم)

 

نگارش : محمد جعفر نیری، پیمان ابراهیمی ناغانی

منبع : بخشی از کتاب روشهای تولید و توزیع برودت در سیستم‌های تهویه مطبوع - مولف : پیمان ابراهیمی ناغانی، سید علیرضا ذوالفقاری، محمد جعفر نیری - انتشارات نوآور

۰ دیدگاه