کولر گازی پنجره ای
کولر گازی پنجره ای
بهمن ۱۴, ۱۳۹۷
کولر گازی پرتابل
کولر گازی پرتابل
اسفند ۳, ۱۳۹۷
تبرید

تبرید

در ابتدا برخی از مبانی تبرید را برای آشنایی بیشتر و درک بهتر از مطالب، توضیح می دهیم:

مبانی تبرید

  • تبرید: ایجاد برودت یا سرما
  • برودت: سرما (از دست دادن گرما)
  • گرمای محسوس: افزایش دمای قابل مشاهده که برای تمام مواد یکسان است.
  • گرمای ویژه: مقدار گرمای لازم برای گرم کردن یک کیلوگرم از هر ماده به اندازه یک درجه سلسیوس را گرمای ویژه آن ماده می نامند.
  • گرمای نهان: مقدار گرما یا انرژی است که یک ماده می گیرد یا از دست می دهد تا تغییر فاز دهد.
  • گرمای نهان تقطیر: مقدار گرمایی که ماده از دست می دهد تا از حالت مایع به بخار تبدیل شود.
  • گرمای نهان ذوب: مقدار گرمایی است که ماده می گیرد تا از حالت جامد به مایع تبدیل شود.
  • گرمای نهان انجماد: مقدار گرمایی که ماده از دست می دهد تا از حالت مایع به جامد تبدیل شود.
  • تن تبرید: عبارتست از مقدار برودتی که یک تن آب صفر درجه سانتی گراد را طی یک شبانه روز به یک تن یخ صفر درجه سانتی گراد تبدیل می کند.

تن تبرید

 

 

 

 

سیکل های تبرید

الف) تبخیری

ب) تراکمی

ج) جذبی

تبرید تبخیری

در این روش مبرد (معمولاً آب) برای تبخیر، گرما را از پیرامون می گیرد و سبب ایجاد سرما می شود و در ضمن این روش با سرعت باد است که باعث سرعت بیشتر تبخیر سطحی می شود.

سیکل تبرید جذبی را در مقالات بعدی مورد بررسی قرار خواهم داد. در ادامه به بررسی سیکل تبرید تراکمی می پردازیم.

سیکل تراکمی

معرفی سیکل تراکمی

نکته: هدف از استفاده کمپرسورهای تبرید در سیکل های تراکمی، بالا بردن فشار بخار مبرد از فشار اواپراتور به فشار کندانسور می باشد. بخار مبرد در فشار و درجه حرارت اواپراتور وارد کمپرسور شده و پس از خروج از کمپرسور وارد کندانسور می شود.

 

 

بررسی چرخه تبرید تراکمی با استفاده از نمودار فشار- آنتالپی

چرخه تبرید تراکمی

 

نقطه A: مبرد سود وارد اواپراتور می شود. (مخلوط کم فشار مایع و بخار مبرد)

نقطه B: گرمای دریافت شده از طریق اواپراتور به مبرد انتقال یافته و مبرد را به جوش در آورده و معمولاً منجر به سوپرهیت شدن مبرد می گردد.

نکته: سوپرهیت اختلاف دمای نهایی مبرد با دمای تبخیر مبرد می باشد.

در اینجا کمپرسور مبرد را متراکم می کند (فشرده می کند (B)) که طی این فرایند محتوای حرارت (آنتالپی) افزایش خواهد یافت. در اینجا انرژی مکانیکی برای افزایش فشار به انرژی گرمایی تبدیل می شود که به این گرما، گرمای فشرده سازی نیز می گوییم.

درضمن با بالا رفتن فشار مبرد، دمای آن نیز افزایش می یابد. در نقطه C مبرد با فشار و دمای بالا وارد کندانسور شده و گرمای آن به هوای محیط (کندانسور هوایی) یا آب با دمای پایین تر (کندانسور آبی) انتقال می یابد.

جالب است که از C تا D گاز سوپرهیت می شود و از D تا E کندانس شده و به مایع تبدیل می گردد و در بیشتر موارد از E تا F ساب کولد می گردد.

نکته: سایکول اختلاف دمای تقطیر گاز و دمای نهایی مایع می باشد.

فشار کندانسور به میزان بسیار بالا، توسط مقداری هوا یا آبی که به کندانسور منتقل می گردد تا دمای گاز تغییر کند، تعیین می گردد. مایع متراکم بعد از کندانسور در نقطه F وارد شیر انبساطی می گردد. وظیفه این قطعه کاهش فشار از فشار کندانسور به فشار اواپراتور می باشد. این کاهش فشار مقداری از مایع را به بخار تبدیل می کند ولی حجم عمده به صورت مایع باقی می ماند.

نکته: هرچه میزان بخار در خروجی شیر انبساط کمتر باشد، راندمان سیکل بالاتر است. به این بخار Flash GAS نیز می گویند. در آخر، مبرد در درجه حرارت نقطه A وارد مبدل می شود و چرخه تکمیل می گردد.

مفاهیم سیکل تبرید تراکمی

اختلاف آنتالپی نقاط B و A را سرمای مفید می نامند.

سرمای مفید

 

 

 

 

اختلاف آنتالپی نقاط C و B را کار خالص می نامند.

کار خالص

ضریب عملکرد COP

حاصل تقسیم سرمای مفید به کار خالص را ضریب عملکرد سیکل تبرید می نامند. این تعریف، کیفیت سیکل را بر اساس این نسبت بیان نموده و به نوعی می توان گفت هرچه این عدد بالاتر باشد، دستگاه تبریدی بازده بالاتری دارد. روابط محاسبه با توجه به روابط قبلی:

ضریب عملکرد COP

 

 

 

تحلیل COP در سیکل تبرید: هرگاه گرمای دفعی سیستمی بالاتر باشد، واضح است که کار بیشتری در سیکل انجام شده، بنابراین مخرج کسر بزرگتر شده و COP کاهش می یابد. هرگاه سیستمی سرمای مفید بیشتری در اختیار بگذارد، مصرف انرژی پایین تری خواهد داشت؛ بنابراین صورت کسر بزرگتر و COP بالاتر خواهد بود.

ضریب عملکرد بر اساس سیکل کارنو

سیکل کارنو

تبرید

ارتباط COP با EER و KW مصرفی

ارتباط COP

دیدگاهتان را بنویسید

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

چهارده + 5 =