نحوه انتخاب کندانسور سردخانه
انتخاب تجهیزات سردخانه‌ای از مراحل اولیه و بسیار با اهمیت در طراحی سردخانه است. برای انتخاب مناسب تجهیزات، نیاز به بررسی مشخصات سیستم و انجام محاسباتی است که برای هر تجهیز به روشی متفاوت انجام می‌شود. کندانسور یکی از اجزای اصلی سیستم سرمایش است که وظیفه‌ی دفع حرارت جذب شده در اواپراتور به محیط را به عهده دارد. برای درک اهمیت انتخاب کندانسور سردخانه در قسمت بعد به بررسی عواقب انتخاب کندانسور نامناسب پرداخته خواهد شد.
عواقب انتخاب کندانسور نامناسب سردخانه
چنانچه کندانسور و اواپوراتور سردخانه بهینه برای سیستم انتخاب نشود چه از نظر اقتصادی و چه از نظر فنی ایجاد ضرر خواهد کرد. انتخاب کندانسور کوچک برای سردخانه منجر به افت راندمان سیستم می‌شود و به زبان ساده عمل کندانس به درستی انجام نمی‌شود. انتخاب کندانسور کوچک باعث بالا رفتن دمای گاز مبرد خروجی خواهد شد که در بلند مدت به سوپاپ دهش کمپرسور آسیب می‌زند و چون ویسکوزیته روغن در اثر افزایش دما افت می‌کند، روانکاری کمپرسور دچار مشکل می‌شود. برای جلوگیری از این مشکلات لازم است انتخاب کندانسور سردخانه مبتنی بر اصول علمی انجام شود که در قسمت بعد نحوه انتخاب کندانسور بررسی خواهد شد.
نحوه انتخاب کندانسور سردخانه
عوامل موثر بر انتخاب کندانسور سردخانه شامل موارد زیر است:
- توان برودتی اواپراتور
- توان مصرفی کمپرسور
- اختلاف دمای تقطیر مبرد با دمای محیط
- نوع مبرد
- ارتفاع از سطح دریا
ابتدا به توضیح هر یک از این عوامل می‌پردازیم. توان برودتی اواپراتور همان بار برودتی سردخانه بر حسب کیلووات است. توان مصرفی کمپرسور با توجه به مدل کمپرسور انتخابی و از کاتالوگ مربوطه بر حسب کیلووات استخراج می‌شود. مجموع این دو پارامتر توان برودتی کندانسور خواهد بود که بر حسب کیلووات محاسبه می‌شود.
به صورت کلی مکان جغرافیایی نصب سردخانه در انتخاب کندانسور اثرگذار است. اثر این پارامتر در دو عامل اختلاف دمای تقطیر مبرد با دمای محیط (ΔT) و ارتفاع از سطح دریا دیده می‌شود. هر منطقه جغرافیایی با توجه به دمای محیط در سه دسته‌ی گرمسیر، معتدل و خنک قرار می‌گیرد. با توجه به جدول زیر می‌توان مقدار ΔT را برای سیستم‌هایی که با گاز R22 کار می‌کنند برای هر منطقه جغرافیایی تعیین نمود:
| منطقه جغرافیایی | اختلاف درجه حرارت (°C) |
| گرمسیر | ۵ |
| معتدل | ۱۰ |
| خنک | ۱۵ |
با مشخص بودن میزان ΔT و دمای محیط می‌توان دمای مبرد در کندانسور را هم بدست آورد. لازم به ذکر است این اعداد تجربی هستند و انتخاب باید بر اساس محدودیت‌های ظرفیت مورد نیاز و محدوده عملکرد سیستم و همچنین اقتصادی بودن طرح انجام گیرد. ارتفاع از سطح دریا از دیگر عوامل جغرافیایی موثر بر انتخاب کندانسور است. تاثیر این عامل به صورت ضریب اصلاح ارتفاع از سطح دریا در فرآیند محاسبات اعمال می‌شود.
نوع گاز مبرد همانند عوامل موثر بر انتخاب و خرید اواپراتور، در انتخاب کندانسور هم نقش دارد و به صورت ضریب اصلاح مبرد نشان داده خواهد شد. در ادامه برای فهم بیشتر به بررسی یک مثال پرداخته می‌شود. بار برودتی سردخانه‌ای با گاز مبرد R22 برابر با 15.3 کیلووات محاسبه شده است. مدل کمپرسور 4HE-25 برند بیتزر است و با توجه به مشخصات فنی، توان مصرفی آن 10.7 کیلووات است. سرد خانه قرار است در شهر تهران احداث شود که ارتفاع آن از سطح دریا 1368 متر است.
ابتدا باید توان برودتی کندانسور محاسبه شود. همانطور که پیش‌تر گفته شد، مجموع توان برودتی اواپراتور و توان مصرفی کمپرسور برابر با توان برودتی کندانسور خواهد بود. مقدار آن با توجه به رابطه زیر، ۲۶ کیلووات محاسبه می‌شود:
تهران از نظر جغرافیایی منطقه معتدل محسوب می‌شود پس مقدار ∆T برابر با 10 درجه سانتی گراد است. سپس باید ضریب تصحیح مبرد انتخاب شود. با توجه به نوع گاز و جدول زیر، این ضریب 1 خواهد بود.
R507 R404a R134a R22 مبرد
۰/۹۷ ۰/۹۷ ۱/۰۵ ۱ Fr
در این مرحله باید ضریب اصلاح ارتفاع از سطح دریا با در نظر گرفتن جدول زیر مشخص شود که با توجه به ارتفاع شهر تهران از سطح دریا ۱/۱۰۷ در نظر گرفته می‌شود:
۱۸۰۰ ۱۶۰۰ ۱۴۰۰ ۱۲۰۰ ۱۰۰۰ ۸۰۰ ۶۰۰ ۴۰۰ ۲۰۰ ۰ ارتفاع (m)
۱/۱۴۲ ۱/۱۲۴ ۱/۱۰۷ ۱/۰۹۰ ۱/۰۷۴ ۱/۰۵۸ ۱/۰۴۲ ۱/۰۲۷ ۱/۰۱۳ ۱ Fa
۳۰۰۰ ۲۸۰۰ ۲۶۰۰ ۲۴۰۰ ۲۲۰۰ ۲۰۰۰ ارتفاع (m)
۱/۲۶۵ ۱/۲۴۳ ۱/۲۲۲ ۱/۲۰۱ ۱/۱۸۰ ۱/۱۶۰ Fa
راهنمای جامع و کامل انتخاب کمپرسور برودتی
در مراحل طراحی یک سردخانه، انتخاب اجزای مناسب یکی از مهم‌ترین کارهاست. هر سیکل برودتی تراکمی چهار جزء اصلی دارد که باید با محاسبات دقیق انتخاب شوند تا مشکلی در عمل‌کردشان پیش نیاید. در این مقاله قصد داریم با نحوه انتخاب کمپرسور برای سیستم‌های برودتی و سردخانه آشنا شویم.
اطلاعات مورد نیاز برای انتخاب کمپرسور برودتی و سردخانه
برای انتخاب یک کمپرسور ابتدا باید بار برودتی محاسبه شود. محاسبه بار برودتی شامل مراحل مختلفی است که باید هر یک با دقت انجام شود. در صورتی که بار برودتی کمتر از حالت واقعی در نظر گرفته شود، سیستم نصب شده هرگز به دمای مطلوب نخواهد رسید و احتمال آسیب به تجهیزات نیز وجود دارد. قدم بعدی تعیین شرایط کارکرد سیستم است. برای آنکه انتخاب کمپرسور به درستی انجام شود، باید علاوه بر مقدار بار برودتی، دمای اواپراتور، دمای کندانسور و نوع مبرد نیز مشخص شود.
دمای اواپراتور
بدیهی است که دمای اواپراتور باید از دمای سیال ورودی به آن (مثلاً هوا در اواپراتور هوایی) کمتر باشد، تا عمل تبخیر و جذب گرما انجام شود. مقدار اختلاف دمای اواپراتور و دمای سیال ورودی به آن تاثیر مستقیم بر مقدار رطوبت دارد.
دمای کندانسور
دمای کندانسور طبیعتاً باید از دمای سیال خنک کننده (مثلاً هوا در کندانسورهای هوایی) بیشتر باشد، در غیر این صورت عمل میعان و دفع گرما صورت نمی‌گیرد. تعیین دمای سیال خنک‌کننده بستگی به شرایط منطقه دارد، مثلاً در کندانسورهای هوایی، بیشترین دمای هوای منطقه مورد نظر به عنوان دمای سیال خنک‌کننده در نظر گرفته می‌شود.
نوع مبرد
مبردهای مختلف شرایط کارکرد مختلفی دارند. همچنین ممکن است کمپرسور با نوع خاصی از مبرد سازگاری نداشته باشد. برای انتخاب مبرد باید تمام موارد در نظر گرفته شود.
نحوه انتخاب کمپرسور برای سردخانه و دیگر سیستم‌های برودتی
پس از آنکه بار برودتی، دمای اواپراتور، دمای کندانسور و نوع مبرد مشخص شدند، باید با مراجعه به کاتالوگ مشخصات کمپرسور شرکت تولید کننده مد نظر، اقدام به انتخاب کمپرسور بر حسب ظرفیت آن کرد. البته امروزه اکثر تولید کنندگان نرم‌افزارهایی برای سهولت در انتخاب طراحی کرده‌اند، که بیشتر از آن‌ها استفاده می‌شود.
استفاده از کاتالوگ برای انتخاب کمپرسور
دسته‌بندی جداول کاتالوگ کمپرسور برحسب نوع مبرد است، چرا که کمپرسورها با مبردهای مختلف، ظرفیت مختلفی خواهند داشت.
پس از آنکه جدول مربوط به مبرد مدنظر را پیدا کردیم، با توجه به دمای اواپراتور و دمای کندانسور، که در سطر و ستون جدول مشخص شده است، اقدام به پیدا کردن ظرفیت مورد نیاز می‌کنیم. باید توجه داشت که ممکن است ظرفیت برودتی کمپرسورهای موجود، دقیقاً منطبق با ظرفیت مورد نیاز ما نباشد، در این صورت اولین مدلی که ظرفیت آن بیشتر است، انتخاب خواهد شد.
انتخاب کمپرسور با استفاده از نرم‌افزار
کار کردن با نرم‌افزار راحت تر است. کافی است که اطلاعات مورد نیاز یعنی نوع مبرد، دمای کندانسور و اواپراتور و ظرفیت مورد نیاز را در قسمت‌های مربوطه وارد و سپس گزینه انتخاب را بزنید، نرم‌افزار بهترین مدل را پیشنهاد خواهد داد.
مثال برای انتخاب کمپرسور سردخانه و برودتی
فرض کنید مطلوب است انتخاب کمپرسور مناسب، از کمپرسورهای نیمه بسته پیستونی بیتزر، برای یک سردخانه با دمای -18 با شرایط زیر:
بار برودتی: 27 کیلووات
نوع مبرد: R22
دمای اواپراتور : 26- درجه سانتی‌گراد
دمای کندانسور: 50 درجه سانتی‌گراد
سوپرهیت : 10 درجه سانتی‌گراد
سابکول: 4 درجه سانتی‌گراد
حال کافی است اطلاعات را در نرم‌افزار وارد کنیم:
سپس نرم‌افزار بهترین گزینه را پیشنهاد خواهد داد:
همان طور که می‌بینید نرم افزار بیتزر، دو مدل را برای شرایط وارد شده پیشنهاد داده است. که مقدار ظرفیت مدل 6FR بیشتر از ظرفیت مدنظر ما می‌باشد، لذا گزینه مناسب‌تری است.
محدوده کارکرد کمپرسور
حال که نرم‌افزار مدل کمپرسور سردخانه مناسب را پیشنهاد داده باید برای اطمینان از صحت کارکرد سیستم، شرایط کاری آن کمپرسور را با شرایط کاری مورد نیاز خود مقایسه کرد. دقت کنید که شرایط کارکرد در محدوده اعلام شده توسط تولیدکننده (موجود در نرم‌افزار و کاتالوگ) قرار گیرد، در غیر این صورت، کمپرسور آسیب خواهد دید. با انتخاب سربرگ limits محدوده کاری کمپرسور مشخص می‌شود.نقطه قرمز رنگ شرایط مشخص شده مورد نیاز و قسمت‌های آبی رنگ شرایط قابل استفاده است. همان طور که می‌بینید کمپرسور انتخاب شده در محدود مجاز می‌باشد.
جمع‌بندی
در این مقاله با روش صحیح انتخاب کمپرسور آشنا شدیم. شرکت‌های تولید کننده کمپرسور، کاتالوگ‌های مخصوص این کار را در دسترس خریداران قرار می‌دهند، تا متناسب نیازشان اقدام به انتخاب مدل مناسب کمپرسور کنند. امروزه اکثر تولیدکنندگان جهت سهولت در انتخاب کمپرسور، نرم‌افزار مخصوص دارند که می‌توان از وب‌سایتشان دانلود کرد. در این مقاله همچنین با روش کار نرم‌افزار انتخاب کمپرسور آشنا شدیم. نرم‌افزار تولیدکنندگان دیگر نیز تا حد زیادی مشابه این نرم‌افزار است. امیدواریم از این مقاله استفاده کرده باشید.
منبع: دانفوس
