تاسیسات سرمایش

مقاله هایی در مورد رشته تاسیسات سرمایش و تبرید

فصل دوم (بخش اول ) 1

1- اجزای مکانیکی یخچال1. کمپرسور
2. کندانسور
3. فیلتر درایر
4. اواپراتور
5. مخزن تجمع مایع
6. لوله مویین
1 – 2 -2 کمپرسور
Compressors  

در سیستم های سرد کننده، کمپرسور ( پمپ بخار) با یک موتور الکتریکی کار می کند و بخار حاصله از تبخیر را متراکم و به درجه حرارت بسیار زیادی می رساند. بخار متراکم شده سپس به قسمت تقطیر کننده تخلیه می شود. شکل (5 – 2 ) نمایش یک نمونه از کمپرسور می باشد . جدول ( 1 – 2 ) مشخصات چند نمونه از یخچال ها با کمپرسور مورد لزوم آن ها . شکل (6- 2 ) شماتیکی از یک کمپرسور را نشان می دهد .

شکل 5 – 2 کمپرسور

جدول 1 – 2 مشخصات چند نمونه یخچال با کمپرسور آن
2- 2 – 2 انواع کمپرسور
 سه نوع کمپرسوری که به مقیاس وسیعی مورد مصرف هستند عبارتند از:
1) کمپرسور پیستونی رفت و برگشت 
2) کمپرسورهای پره ای
3) کمپرسور گریز از مرکز

شکل6 – 2 شماتیکی از کمپرسور یخچال
3- 2 - 2کمپرسورهای رفت و برگشتی
Performance of Reciprocating Compressors
کمپرسورهای سیلندر پیستونی را کمپرسور رفت و برگشت یا متناوب می نامند. حرکت متناوب عبارت از جلو وعقب رفتن پیستون در یک خط مستقیم است. برای فشردن بخار وارده، پیستون بالا رفته و از دریچه ای که تعبیه گردیده است بخار فشرده به بیرون رانده می شود.عملکرد کمپرسورهای رفت برگشت در شکل (7- 2 ) را نشان میدهد. در زمانی که پیستون به عقب حرکت می کند خلاء نسبی به وجود آمده سبب می شود که بخار باسرعت زیادی وارد سیلندر می شود. نیروی محرکۀ این نوع پیستون معمولا ً موتور الکتریکی است . کمپرسورهای تناوبی را معمولا ً از روی تعداد سیلندرها طبقه بندی می کنند. اغلب کمپرسورهای سیستم سرکننده تک سیلندر هستند ولی کمپرسورهای دو سیلندری در سیستم های بسته به کار می رود. در شکل (6 – 2 ) یک نوع کمپرسور تناوبی پرظرفیت دو سیلندری لنگ به کار رفته است .

شکل 7 – 2 عملکرد کمپرسور رفت و برگشتی

شکل 6 – 2 کمپرسور رفت و برگشت را نشان می دهد
4- 2 – 2 کمپرسورهای پره ای( تیغه ای)
دو نوع کمپرسورهای پره ای که در سیستم های سردکننده به کار می روند عبارتند از :
1) پره یا تیغۀ ثابت 
2) پرۀ متحرک
دونوع بالا نیز با توجه به طرح سیلندر هم طبقه بندی می شوند.نوع پره ثابت را می توان هم مرکز باسیلندر و نوع پره متحرک را می توان خارج از مرکز سیلندر نامید. 
5 -2 - 2کمپرسور پره ثابت 
اصول کار کمپرسور پره ثابت این است که غلتک گردان برروی محور خارج از مرکزی سوار شده است. این غلتک از سمت بالا و پایین با صفحه ای پوشانده و آب بندی شده است. در اثر گردش غلتک گردان، بین این غلتک ، بدنۀ سیلندر و نوک خارجی پرۀ ثابت فضایی به وجود می آید این  

فضا به وسیلۀ بخاری که از لوله های تبخیر کننده می آید پر می شود. این عمل تاز مانی که غلتک داخلی پره را کاملا ً به عقب نرانده است ادامه دارد تااینکه غلتک داخلی دهانۀ لوله ورودی را می بندد و بخار موجود بین دو سیلندر داخلی و خارجی فشرده شده ، به لوله خروجی به طرف تقطیر کننده فرستاده می شود. چنانکه ملاحظه می کنید کلیه قطعات این کمپرسور باید با فاصله های بسیار کوچکی از هم قرار گرفته باشند ، چون کوچکترین فاصلۀ خراش یا ساییدگی قطعات ممکن است باعث فرار بخار از قسمت پرفشار به لوله مکش گردد و راندمان را کاهش دهد. شکل (7 – 2) نشان دهندۀ کمپرسور نوع پره ثابت با پره ای که بوش مخصوص روی استوانۀ خارج از مرکز تکیه کرده است . A محور خارج از مرکز ، B بوش ، D سوپاپ خروجی بخار ، E لوله ورودی ، F پره. 
6 – 2 -2 کمپرسورهای پره متحرک
در کمپرسورهای پره متحرک ، غلتک متحرک دارای دویا چهار شکاف است که در داخل آن ها دو یا چهار پره سوار شده است محور این قلتک با مرکز سیلندر هم مرکز نمی باشدو به نحوی است که در یک فاصلۀ بین غلتک و سیلندر به 00001/0 اینچ می رسد ودر جای دیگر گشادمی شود. بعضی از کمپرسورها دارای دو پره متحرک می باشند ، بطوریکه در شکل (8 – 2 ) نشان داده شده است با 180درجه فاصله از هم قرار گرفته اند.غلتک داخلی در اثر گردش بین خود ، پره و سسیلندر خارجی و نقطه مماس دو سیلندر فضایی را به وجود می آورد و بخار وارداین فضا شده و باگردش بیشتر ، بیشتر فشرده می شود تااولین پره از نقطه تماس دو سیلندر بگذرد، در آن هنگام بخار تحت فشار وارد تقطیر کننده می گردد. شکل (8 – 2 ) کمپرسور پره ای متحرک با چهار تیغه را نشان می دهد.

شکل 7 – 2 کمپرسور نوع ثابت
7- 2 -2 کمپرسور های گریز از مرکز (پروانه ای)
از کمپرسورهای گریز از مرکز بیشتر در سیستم های سرکننده بزرگ و تهویه مطبوع استفاده می شود. در این نوع کمپرسور، بخاری که دریک مسیر دایره ای به سرعت در گردش است سعی می کند به بیرون پرتاب شود و این عمل را گریز از مرکز می گویند . بخار در نزدیکی مرکز کمپرسور وارد محفظه کمپرسور می شود، صفحه ای که بروی آن پره هایی به ام ایمپلر Impeller قرار گرفته است با سرعت می چرخد وبخار را به طرف خارج از مرکز پرتاب می کند چون تراکم حاصل شده در یک کمپرسور ازاین نوع کمتر می باشد چند دستگاه کمپرسور راباهم سری می بندند تابخار به اندازهکافی فشرده گردد. شباهت زیادی بین این کمپرسور و کمپرسورهای توربین بخار و کمپرسورهای محوری که در موتورهای جت به کار می رود وجود دارد. مزیت این کمپرسور ها سهولت طرز کار آن است.  

شکل 8- 2 کمپرسور پره متحرک با چهار تیغه
در این نوع کمپرسور هیچ گونه سوپاپ ، پیستون و یا سیلندر به کار نرفته است و تنها قسمتی که ساییده و فرسوده می وشد یاتاقان اصلی این کمپرسور می باشد. چون راندمان این کمپرسور با دور آن نسبت مستقیم دارد، این کمپرسور با دورهای نسبتاً زیادی کار می کند . یک کمپرسور گریز از مرکز در شکل (9- 2 ) نشان داده شده است.

شکل 9- 2 کمپرسور گریز از مرکز


8- 2 - 2تقطیر کننده(کندانسور)
کندانسورها وسایل انتقال حرارت می باشند که در آنها حرارت بخار مبرد داغ از طریق سطوح لوله ها به عامل تقطیر مثل هوا یا آب منتقل می شود ودر اثر آن بخار مبرد ابتدا تا دمای اشباع سرد و سپس به مایع تبدیل می شود. شکل (10- 2 ) نشان دهندۀ یک کندانسور و شکل قرار گیری آن را نشان می دهداین قسمت معمولا ً از لوله های مسی یا فولادی که دارای پره هایی برای انتقال سریع حرارت به وسیله تشعشع می باشد ساخته شده است. در مصارف خانگی معمولا ً این قسمت به وسیلۀ جریان هوای طبیعی خنک می شود. هوای اطراف اواپراتور معمولا ً گرم تر از هوای آزاد است بنابراین، این هوای گرم متصاعد شده و هوای خنک جای آنرا میگیرد .بطور کلی کندانسورها بر سه نوع می باشند:
1) خنک شونده با هوا
2) خنک شونده با آب
3) کندانسور تبخیری
9 – 2 – 2 کندانسورهای خنک شونده با هوا
Air Coold Condensers
ظرفیت کندانسورهای خنک شونده با هوا معمولا ً در شرایط مختلف کاری و برحسب کیلو وات داده می شود.امروزه کندانسورهای زیادی مورد استفاده قرار می گیرد. در یخچال های کوچکتر از کندانسورهای هوایی استفاده می شود که گاهی آنها را تقطیرکننده ایستا نیز می نامند.شکل (10 – 2 ) کندانسور های هوایی را نشان می دهد .که معمولا ً از دو صفحه که لوله های گاز از بین آنها می گذردتشکیل شده و ممکن است از لوله های ساده و یا لوله های پره دار نیز باشد. این کندانسورها به وسیلۀهوایی که از بین این صفحات عبور می کند خنک می شوند. شکل (11 – 2 ) دو نوع کندانسور هوایی را نشان می دهد.

شکل 10 – 2 کندانسور هوایی

شکل 10 – 2 کندانسور

شکل 11 -2 کندانسور هوایی
10- 2 -2 کندانسورهای خنک شونده با آب
Water Cooled Condensers
سیستم هایی که از کندانسورهای آبی استفاده می کنند به دو دسته تقسیم می شوند:
1) سیستم های دفع آب Waste- water systems
2) سیستم با گردش مجدد آب Recirculated water system 
1 1 – 2 – 2 سیستم های دفع آب
دراین سیستم ها معمولا ً آب خنک کن از آب شهر تامین می شود و پس از عبوراز کندانسور به فاضلاب تخلیه می شودطبعاًدر مواردی که آب کندانسور به فاضلاب تخلیه می شود ، مقدار هزینه آب و فاضلاب فاکتورهای اساسی درتعیین مقدار آب عبوری به ازای واحد بار حرارتی کندانسور می باشد. 
12 – 2 – 2 سیستم با گردش مجدد آب
در حالی که در سیستم های گردش مجدد، آب خروجی از کندانسور به برج خنک کن رفته، در آنجا تا دمای ورودی کندانسور خنک شده و مجدداً از داخل کندانسور عبور می کند.
13 – 2 – 2 کندانسور تبخیری 
یک کندانسور تبخیری در اصل وسیله ای برای صرفه جویی در مصرف آب است ودر واقع ترکیبی از کندانسور آبی و برج خنک کن می باشد. که به صورت یک دستگاه ساخته شده است.در کندانسورهای تبخیری هم از آب و هم از هوا استفاده می شود و آب از تشتک پایین کندانسور به نازل های آن پمپ شده و بعد از پاشیده شدن برروی کویل کندانسور به تشتک می ریزد. هوانیز به وسیلۀ دمنده ای که در بالای کندانسور قرار گرفته است از پایین کندانسور مکیده شده و از بالای آن خارج می شود. شکل (12 – 2 ) نشان دهندۀ یک کندانسور تبخیری می باشد. 

شکل 12 – 2 کندانسور تبخیری
14 – 2 - 2فیلتر درایر 
گاز پس از آن که در سیستم در داخل کمپرسور تحت فشار قرار گرفت به منظور کاستن حرارتش راهی کندانسور می شود از آنجا که ممکن است که در عبور از این مسیر جرم هایی را نیز حمل کند ، و دارای رطوبت باشد لازم است که حتما قبل از ایجاد سرمازایی کاملا ً پاک و خشک شود . شکل(13 – 2 ).

شکل 13 – 2 فیلتر درایر
 بنابراین ماده مبرد که از کندانسور آمده از فیلتر عبور می کند ، فیلتر دارای دو عدد لولۀ ارتباطی می باشد ، یکی از لوله های آن سطح مقطع بزرگ تری دارد که در واقع ورودی فیلتر می باشد و به خروجی کندانسور وصل می شود در ورودی فیلتر شبکه های توری مانند ریزی برای گرفتن جرم های زائد قرار گرفته است .خروجی فیلتر که سطح مقطع کم تری دارد به لولۀ مویین تصل خواهد شد تا گاز مبرد تحت فشار زیاد قرار گیرد . . مطابق شکل (14 – 2 ) نحوه قرار گیری فیلتر به لوله مویین را نشان میدهد. دراین خروجی نیز شبکه های توری با سوراخ های بسیار ریز قرار گرفته است . در بین این فضا فیلتر موادی شیمیایی به نام سیلیکات یا سیلیکاژل قرار دارد که خاصیت و کار آن جذب رطوبت کاز عبوری است. مطابق شکل ( 15 – 2 ) . شکل (16- 2 ) درون یک فیلتر درایر را نشان می دهد . 

شکل 14 – 3 نحوه اتصال لوله مویین به فیلتر

شکل 15- 2 نمایی داخلی فیلتر

شکل 16 – 2 فیلتر درایر 


15 – 2 – 2 اواپراتور (تبخیر کننده)- کلاف لوله سردکننده
کلمه اواپراتور به یک کلاف لوله یا سطحی گفته می شود که در آن مایع سرمازا می جوشد ویا تبخیر می شود و حرارت را جذب می کند. دربعضی از کتا بها ، لغت کلاف سرکننده به محیطی اطلاق می شود که درآنجا عمل خنک کنندگی انجام می گیرد. کلاف سرکننده یک لغت فنی مربوط به دستگاه های سردکننده است.مایع سرمازا پس از عبور از کندانسور و مخزن تجمع مایع (اگر درسیستم تبرید مورد نظر وجودداشته باشد) ازطریق لوله فشارقوی به اواپراتور وارد می شود ودر نتیجه فشار مایع پایین آمده و برای تبخیر آماده می شود . این کار به وسیلۀ دریچۀ اتوماتیک انبساطی یا سیستم شناور و سوزنی مانند آنچه در قسمت کم فشار استفاده می شود و یا لوله های مویین انجام می شود. فشار کم درجۀ حرارت غلیان یا جوش را پایین آورده و مایع به راحتی تبدیل به بخار میشود و مقدار زیادی از حرارت اطراف را جذب و محیط را خنک می کند. این حرارت از قسمت هایی که باید خنک شود جذب می گردد.
16 – 2 – 2 ساختمان اواپراتورها
اواپراتورها را از نظر ساختمان به سه دسته ذیل تقسیم بندی می کنند:
1) لوله ای bar – tube
2) صفحه ای flate surface
3) پره دار finned
17 – 2 – 2 اواپراتورهای لوله ای
اواپراتورهای لوله ای معمولا ً از لوله های فولادی یا مسی ساخته می شوند. که لوله های فولادی در اواپراتورهای بزرگ و اواپراتورهایی که با آمونیاک کار می کنند . و لوله های مسی در اوپراتور های کوچک که با مبرد هایی با ترکیبات کلروفلور کار می کنند مورد استفاده قرار می گیرند. اشکال و طرح های مختلف برای کاربرد های مختلف ساخته می شود و از طرح های آن می توان به زیگزاگ تخت ؛ و مارپیچ بیضوی می باشد . کویل های مارپیچ اغلب برای سردکردن مایعات مورد استفاده قرار می گیرد . کویل های لوله ای بزرگ سقفی که با جریان طبیعی هوا عمل سرد کردن را انجام می دهند . بیشتر در اتاقهای نگه داری محصولات منجمد شده و سرد خانه ها برای سرد کردن مقدار زیادی هوا به سرعت جریانی کم به کار می روند. این کویل ها همچنین به صورت خشک یا با پاشیدن آب به همراه دمنده های گریز از مرکز برای تهیه هوای سر پر سرعت در انجماد وزشی مورد استفاده قرار می گیرد. شکل( 16 – 2 )طرح های متداول کویل های لوله a . کویل زیگزاگ تخت b .کویل مارپیچ بیضی .

شکل 16 – 2 اواپراتور لولۀ
18 – 2 – 2 اواپراتورهای صفحه ای
اواپرتورهای صفحه ای انواع مختلف دارند. بعضی از انواع آن ها از دوصفحۀ فلزی که روشان شیارهایی برای عبور مبرد ایجاد شده است ساخته می شود.نوع دیگر اواپراتورهای صفحه ای ، از لوله های واقع بین دو صفحه فلزی تشکیل شده است. صفحات در انتها به یکدیگر جوش داده می شوند. دراین نوع اواپراتور برای ایجاد تماس حرارتی مطلوب بین صفحات و لولۀ حامل مبرد، فضای بین صفحات را با اتکتیک eutectic پرو یا خلاء می کنند. به طوری که فشار یک اتمسفریک بیرون باعث تماس حرارتی خوبی بین لوله ها و صفحات گردد. تبخیر کننده های حاوی محلول اتکتیک به ویژه در مواقعی که ظرفیت ذخیره شده ای مورد نیاز باشد مفید است و بیشتر در کامیون های یخچال دار و به صورت های افقی یا قائم در سقف یا دیواره های آن ها نصب خواهد شد. تبخیر کننده های صفحه ای ممکن هستند که به صورت سری یا موازی به یکدیگرمتصل شوند، و تبخیر کننده های چند طبقه ای را در اتاق های انجماد مورد استفاده قرار می گیرد، و این نوع تبخیر کننده ها در موارد وسیعی دیوارهای داخلی در فریزرها ،یخچال های ویترینی ، یخچال های بستی ، مخازن کربنات و غیره به کار می روند. شکل ( 17 – 2 ) یک نوع اواپراتور صفحه ای را نشان می دهد. (A پوستۀ بیرونی تبخیر کننده با سطح تخت که ضخیم بوده و جوش الکتریکی داده شده است. (B لولۀ فولادی که مبرد از داخل آن به جریان می افتد . (C ورودی از کمپرسور. (D خروجی به کمپرسور که برای تمام مبردها غیر از آمونیاک مسی می باشد وبرای آمونیاک فولادی بوده است . (E اتصال برای خلاء مابین صفحات که بعداً آب بندی می شود . (F فضای خلاء در اواپراتور های خشک . تبخیر کننده هایی با ظرفیت ذخیره تبرید حاوی محلول اتکتیک در شرایط خلاء.

شکل 17 - 2 تبخیر کننده صفحل ای
19- 2 – 2 اواپراتورهای پره دار
کوبل های پره دار نوعی از اواپراتورهای لوله ای می باشند که در آن ها به منظور افزایش سطح خارجی ودر نتیجه بهبود راندمان سرد کردن هوابا سایر گازها ، پره هایی به عنوان سطوح ثانویه جذب حرارت بر روی لوله ها قرار گرفته اند. در اواپراتورهای لوله ای قسمت اعظم هوا بدون تماس با سطوح کویل سرد از آن عبور می کند ولی با افزودن پره هایی به لوله ، سطوح تبادل حرارت به داخل فضای باز بین لوله ها نفوذ کرده و به صورت جمع کننده های حرارتی عمل می کندو حرارت قسمتی از هوا را که معمولا ً با سطح اولیه تماس نمی یابد گرفته و به لوله هدایت می کند.فاصله و اندازۀ پره ها تا حدودی به نوع کاربرد و قطر لوله بستگی دارد و برحسب دمای تبخیر کننده تعداد آنها در هر متر بین 40 تا 500 عدد متغیر است.  


  20- 2 – 2 مخزن تجمع مایع سرمازا (ریسور) 
Liquid Reciver
همان طور که در شکل (18- 2 ) دیده می شود . مخزن مایع سرمازا برای جمع آوری و انبار کردن مایع سرمازا به کار می رود. این مخزن مایع مازاد براحتیاج سیستم را در خود ذخیره می کندو همچنین در مواقع تعمیر تمام مایع را در آن جمع می کنند. این مخزن ها معمولا ً از ورق فولاد جوش داده ساخته می شوند و به ندرت دیده می شود که ریختگی یا جزئیاز کل سیستم باشند یعنی لوله های زیرین کندانسور حکم این مخزن را داشته باشند. بیشتز مخازن مایع سرمازا به دریچه های بازدید و سرویس مجهز اند و همچنین در قمست خروجی آن یک تور مسی ظریف وجود دارد که از ورود ذرات و اشیاء خارجی به سوپاپ های کنترل مایع جلوگیری می کند. مخزن تجمع مایع سرمازا در بیشتر سیستم هایی که سوپاپ کنترل انبساطی یا شناور سوزنی دارند به کار می رود. سیستم هایی که از لوله های مویین استفاده می کنند احتیاج به مخزن تجمع مایع ندارند ، زیرا هرگاه دستگاه خاموش باشد کلیۀ مایع سیستم در اواپراتور جمع می شود. به خاطر استفاده وسیع از سیستم های بسته و کنترل لولۀ مویین در بیشتر وسایل خانگی نیازی به منبع تجمع مایع نیست. شکل ( 19- 2 ) شماتیکی از یک مخزن تجمع مایع را نشان می دهد 

شکل 18- 2 دونوع متداول مخزن تجمع مایع ؛ عمودی و افقی

شکل 19 – 2 مخزن تجمع مایع ریسور


+ نوشته شده در  پنجشنبه 27 اسفند1388ساعت 12:9 بعد از ظهر  توسط محمدرضا هادی زاده مقدم  |