سیکل تبرید

[فاطمه رمضانی]

[/url]

در [url=https://vandadtajhiz.com/mag/%da%a9%d9%88%d9%84%d8%b1-%da%af%d8%a7%d8%b2%db%8c-%d8%a8%d8%af%d8%a7%d9%86%db%8c%d8%af/]کولرهای‌ گازی، یخچال­‌ها، فریزرها و سایر لوازمی که سرما تولید می‌کنند، به‌­منظور جذب گرمای هوا و تولید سرما از چرخه‌­ای متداوم به نام «سیکل تبرید» استفاده می‌شود.

سیکل تبرید چیست؟

به فرایند تولید سرما از راه جذب و دفع حرارت «تبرید» گفته می‌شود. در سیکل تبرید، از طریق جذب گرما از یک سیال (سیال می‌تواند آب، هوا و یا هر نوع مایع و گازی باشد) و دفع آن به سیال دیگر، سرما تولید می‌شود. برای این کار، ماده مُبرّد، که مایعی خنک­ کننده و سرما‌ زاست، بوسیله کمپرسور و با فشار زیاد از داخل کندانسور، کویل و اواپراتور انتقال داده می‌شود. این عملیاتِ سرد کردن به صورت یکنواخت، متوالی و پیوسته، و به مانند یک سیکل چرخشی انجام می‌شود. تمامی سردکننده‌ها بر اساس یک چرخه ثابت عمل می‌کنند.

ماده سرما‌زا، به­ عنوان یکی از اصلی‌ترین قسمت‌های این سیکل، باید حرارت محیط را جذب و آن را در جای دیگری دفع کند. در ‌واقع با این کار، کمپرسور گرما‌ را در موقعیتی قرار می‌دهد که حرارتی که قبلاً از محیطی با فشار کم جذب کرده بود را پس بدهد. سیکلی که از آن حرف می‌زنیم، سیکل تبرید نام دارد که در ادامه این مطلب، بیشتر در مورد آن صحبت خواهیم کرد.

هر سیستم سردکننده از یک قسمت پر فشار و یک قسمت کم فشار تشکیل شده است که در آن، گرما از قسمت کم‌فشار دریافت و در قسمت پر فشار دفع می‌شود.

قسمت کم فشار

در سیکل تبرید، ماده‌ی مبرد دائما یک سیکل کامل را تکرار می‌کند. در این سیکل، ماده مبرد از شیر انبساط عبور می­‌کند و به طرف اواپراتور می­‌رود. سپس وارد کمپرسور می‌شود. از شیر انبساط تا ورودی کمپرسور را قسمت کم فشار می‌گویند. مقدار فشار این قسمت به نوع سیستم و دمای ورودی اواپراتور و محیط سرد بستگی دارد.

قسمت پر فشار

به قسمت‌های کمپرسور، لوله خروج گاز از کمپرسور، کندانسور، مخزن مایع مبرد و لوله حامل مایع مبرد که قسمت باقی‌مانده از سیستم تبرید است، قسمت پر فشار یا فشار زیاد می‌گویند.

حال که با مفهوم تبرید و شیوه کار آن آشنا شدیم، بد نیست در مورد سیکل تبرید بیشتر بدانیم.

انواع سیکل تبرید

سیکل تبرید به دو نوع چرخه تبرید تراکمی و چرخه جذبی تقسیم می‌شود. در اینجا قصد داریم اطلاعات بیشتری در مورد سیکل تبرید تراکمی ارائه دهیم. ساختار سیستم‌های سرمایشی تراکمی (سیکل تبرید) چهار عنصر اساسی دارند که ساختار اساسی یک چرخه تبرید را تشکیل می‌دهند. این چهار عنصر عبارت­اند از:

۱- کمپرسور، که به وسیله‌ی یک الکتروموتور به حرکت درمی‌آید.

۲- شیر انبساط، که فشار را از روی مایع مبرد بر می‌دارد.

۳- مبدل حرارتی به نام کندانسور، که گاز متراکم ­شده در کمپرسور را خنک می‌کند و گرمای آن را به محیط اطراف انتقال می‌دهد تا مبرد از حالت گاز به حالت مایع تبدیل شود. کندانسور معمولاً در دو نوع وجود دارد: نوع هوای خنک (خنک­ شونده توسط فن و هوا) و نوع آب خنک (خنک ­شونده توسط آب).

۴- مبدل حرارتی به نام اواپراتور، که برعکس کندانسور عمل می‌کند و موجب انتقال گرما از هوا و یا آب به مبرد می‌شود تا مبرد این بار از حالت مایع به حالت گاز تغییر یابد. اواپراتور نیز در دو نوع هوای خنک (که منجر به کاهش دمای هوا و سردشدن آن می‌شود) و آب خنک (که منجر به سردشدن آب و ارسال آن به فن کویل یا هواساز می‌شود) طراحی و تولید می‌شود.

عملکرد چرخه یا سیکل تبرید

در شکل فوق، کارکرد چرخه تبرید در کولر گازی به­ خوبی نشان داده شده است. همان‌طور که می‌بینید، هوا از یک قسمت گرفته شده و به قسمت دیگر، که همان هوای آزاد است، منتقل می‌گردد. نحوه‌ی عملکرد سیکل تبرید به این صورت است که ابتدا مبرد گاز توسط کمپرسور متراکم می­‌شود و به صورت بخار داغ پرفشار وارد کندانسور (یک کویل پر پیچ و خم) می‌شود. گاز پس از عبور از این مسیر پر پیچ و خم، حرارت خود را به محیط داده و به مایع داغ پرفشار تبدیل می‌گردد. اکنون این مایع مبرد وارد شیر انبساط می‌شود. با عبور مایع مبرد از درون شیر انبساط، فشار از روی مایع برداشته می‌شود. سپس مایع سرد کم‌فشار وارد اواپراتور می‌شود. اواپراتور خود یک کویل پر پیچ و خم دیگر است که در یونیت داخل ساختمان جاسازی می‌شود. مایع کم‌فشار، گرمای محیط اطرافش را می‌گیرد و از این طریق هوای آن محیط را خنک می‌کند. مایع مبرد با گرفتن این گرمای محیط، بخار شده و به شکل مبرد گازی در می‌آید. این گاز مبرد، یا همان بخار گرم کم‌فشار، مجددا وارد کمپرسور می‌شود و این چرخه از نو آغاز می‌گردد. این چرخه، یا سیکل تبرید، به همین صورت ادامه پیدا می‌کند.

سیکل تبرید شامل ادوات مختلفی است که در ادامه آن‌ها را نام می‌­بریم:

۱- ترموستات ضد یخ

۲- کنترل ­کننده‌های فشار

۳- کنترل­ کننده‌های دما و رطوبت

۴- شیر برقی

۵- مبدل‌های فشار به جریان (ترانس دیوسر)

۶- فلوسوئیچ و سایر تجهیزات.

از آنجا که کارایی هر کدام از این ادوات و شرح آن‌ها از حوصله این مطلب خارج است، تنها به شرح کوتاهی از پر‌کاربرد‌ترین آن­ها اکتفا می‌کنیم:

ترموستات ضد یخ

وظیفه ترموستات ضد یخ، ایمنی تجهیزات سرمایشی و سیستم تهویه مطبوع است. این قطعه در روند کار معمول دستگاه مؤثر نیست و تنها وقتی وارد عمل می‌شود که دمای سیستم پایین‌تر از میزان تنظیم­‌شده قرار گیرد.

کنترل­‌کننده‌های فشار

کنترل­‌کننده‌های فشار انواع مختلفی دارند:

[list]
[*]کنترل‌­کننده فشار بالا
[*]کنترل­‌کننده فشار روغن
[*]کنترل­‌کننده فشار پایین
[/list]

بد نیست اضافه شود که کنترل­‌کننده‌های دما در سیکل تبرید در دو نوع الکترومکانیکی و الکترونیکی وجود دارند.

کنترل­‌کننده‌های دما و رطوبت

این قطعه، همان­‌طور که از نامش پیدا‌ست، وظیفه کنترل دما و رطوبت در چرخه را بر عهده دارد. در سیکل تبرید، ترموستات‌ها به ­عنوان کلید‌های حساس به دما، پر‌کاربرد‌ترین کنترل‌­کننده‌های تجهیزات تهویه مطبوع به حساب می‌آیند که انواع مختلفی دارند. ترموستات‌ها براساس نوع حسگر، محل قطع و وصل مدار، محل نصب، نحوه عملکرد، نوع کاربری سیستم، شکل ظاهری، و دامنه تنظیم، تولید و استفاده می­‌شوند.