سیکل تبرید و هرآنچه راجب به آن باید بدانید

انواع سیکل های تبرید

انواع سیکل های تبرید یک نوع سیستم خنک سازی است که به کمک چندین قطعات و سیال گاز، آب و یا هوا، فرایند سرمایش را انجام می‌ دهد. در حال حاضر این سیکل نقش پررنگی در ساخت بسیاری از دستگاه های تهویه هوا پیدا کرده است.  اکنون در این محتوا قصد داریم شما را با انواع سیکل تبرید، اجزا و همچنین معایب و مزیت‌های آن آشنا کنیم. پس در ادامه همراه ما باشید.

 سیکل تبرید یعنی چه؟

سیکل تبرید به معنای چرخه سرمایش است. تبرید به معنای گرفتن گرما از محیط ( پایین آوردن دمای محیط) و انتقال آن به فضایی بزرگ‌تر است. ابداع سیکل سرمایشی، به بیشتر از 200 سال قدمت دارد و با توجه به اینکه در برخی از انواع آن به محیط زیست ضرر می‌رساند؛ ولی باز جایگاهشان در صنایع مختلفی سفت کرده اند. به ویژه دستگاه های سرمایشی و تهویه هوا مانند:

• کولر گازی اسپلیت و داکت اسپلیت
• سیستم سرمایش اتومبیل
• سیستم به روز VRF
• چیلر تراکمی
• روفتاپ پکیج
• یخچال و فریزر خانگی و فروشگاهی
• سردخانه‌ها   
• و دیگر سیستم‎‌ هایی که با کمک انواع سیکل تبرید، سرمایش تولید می‌کنند.

آشنایی با انواع سیکل های تبرید

می‌ توان به چهار نوع تراکمی، جذبی، ترموالکتریک و مغناظیسی تقسیم کرد. نحوه مکانیزم هر دو نوع سیکل تبریدی با هم کمی فرق دارد و دارای یک سری مزیت و ویژگی‌ هایی است. در ادامه در مورد هر یک از انواع سیکل تبریدی توضیحاتی داده شده است.  

آشنایی با سیکل های تراکمی یکی از پرکاربردترین انواع سیکل های تبرید

در جریان تبریدی تراکمی یک سری قطعات مکانیکی، همچون کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و …. با کمک یک الی دو سیال، جهت ایجاد سرمایش به کار گرفته می‌ شوند.

تبریدی تراکمی نسبت به سیکل تبریدی جذبی پرکاربرد تر است و اغلب وسایل سرمایشی خانگی، یخچال و فریزرها، کولرها و … به کمک تبرید تراکمی ساخته شده اند. نحوه مکانیزم سیکل تبریدی به این صورت است که ابتدا سیال مبرد همچون گاز فریون، وارد قطعه کمپرسور شده و فشرده می‌شوند و دما و فشارش بالا می‌رود و سپس به قطعه کندانسور منتقل می‌شود. سیال مبرد، طی ورود به کندانسور خنک شده و از شیر فشار شکن خارج می‌گردد. در این بازه زمانی فشار گاز مبرد افت شدید پیدا کرده و به ترکیبی اشباع شده می‌رسد. در مرحله ی آخر سیال که متراکم شده، به سمت اپراتور هدایت میشود و در نهایت گرمای محیط را گرفته و دما را پایین می‌آورد.

اجزای تبریدی تراکمی

کمپرسور، کندانسور و اپراتور جز قطعات اصلی تبریدی تراکمی محسوب می شوند. در کنار این ها اجزای دیگری از جمله قطعات دست به دست هم داده و سیکل سرمایش تراکمی را ایجاد می‌کنند.

• كنترل كننده فشار بالا
• كنترل كننده فشار پايين
• كنترل كننده فشار روغن
• كنترل كننده های دما و رطوبت
• شير برقی
• مبدل های فشار به جريان
• فلوسوئيچ
• و سایر تجهیزات

گازهای مبردهای مورد استفاده در سیکل تبرید تراکمی

امروزه طراحان و سازندگان دستگاه های سرمایشی، تمام سعیشان را می‌ کنند تا از گازهای مبردی که کمترین ضرر را به محیط زیست می‌ رسانند؛ استفاده کنند. اکنون از مبردهایی که کمترین آسیب را به محیط زیست وارد می‌ کنند؛ می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• گاز HCFC-22
• گاز HFC-134a
• گاز R-410A
• گاز R-407C
• گاز R-123

هر کدام از این گازهای مبرد دارای یک سری ویژگی‌ها ، مزیت‌ها و معایب خاص خود است که بسته به آن‌ها در انواع دستگاه های تهویه هوا، سیستم‌های سرمایشی انتخاب می‌‌‍ شوند.

آشنایی با تبرید جذبی29

 سیکل تبرید جذبی بیشتر در مراکز صنعتی و کارخانه‌ها و همچنین سردخانه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع سیکل به جای گاز مبرد، از جاذب شیمیایی یه نام لیتیوم بروماید و یا گاز آمونیاک، استفاده می‌کند و متاسفانه برای محیط زیست آسیب وارد می کند. به همین دلیل کمتر مورد استفاده قرار می‌ گیرد.

تبرید جذبی به کمک حرارت و گرما ایجاد می‌ کند. در واقع قطعات اصلی آن مبدل های حرارتی، مشعل، کندانسور و اپراتور است. روند سیکل سرمایش جذبی به سیکل تبرید تراکمی شباهت زیادی دارد. هر دو سیکل تبریدی، از تبخیرکننده و کندانسور استفاده می‌ کنند. تفاوت این دو نوع سیکل تبریدی، در شیوه ایجاد فشار برای تبخیر کننده و تقطیر کننده است.

نحوه مکانیزم سیکل جذبی به این صورت است که ابتدا آب مقطر با فشار و دمای پایین در به وسیله خط لوله آب و یا جریان هوا با محیط بیرونی تماس برقرار می‌کند. در نتیجه این تماس، آب مقطر موجود در سیستم، گرمای محیط مورد نظر  را جذب می کند و طی این روند به بخار تبدیل می‌ شود.

بعد از بخار شدن آب مقطر، توسط مولکول‌ های جاذب شیمیایی لیتیوم بروماید جذب می‌شود؛ تا جایی که این جاذب شیمیایی اشباع می‌شوند. در مرحله ی بعد به کمک یک پمپ جاذب به سمت ژنراتور دستگاه هدایت می‌شوند و آب موجود در لیتیوم بروماید جدا شده و جاذب شیمیایی جهت استفاده مجدد آماده می‌ شود.  

معایب تبرید جذبی نسبت به تبرید تراکمی

 تبریدی جذبی نسبت به سیکل تبرید، دارای ضریب عملکرد پایین تری است.

 تبرید جذبی به برج خنک‌کننده و مصرف آب بیشتری نیاز دارند در صورتی که سیکل تبرید تراکمی به آب کمتری نیاز دارند.

هزینه راه اندازی، تعمیر و نگهداری دستگاه هایی که از سیستم تبرید جذبی استفاده می‍‌ کنند؛ بالا است.

ابعاد و وزن تجهیزات دستگاه‌های مبنی بر تبرید جذبی بسیار بیشتر از سیکل تراکمی است.

 سیستم تبرید ترموالکتریک

یکی دیگر از انواع سیستم تبرید، سیستم ترموالکتریک است. البته این روش کاملا با دو روش قبل تفاوت زیادی دارد. 1؛ بلکه روند خنک سازی به با کمک جریان الکتریکی و ترموکوپل ایجاد می‌ کند. ترموکوپل قطعه ای است که ولتاژ الکتریکی را معکوس کرده و باعث ایجاد اختلاف دما میشود که در نهایت می تواند گرمای محیط را از بین ببرد.

سیستم تبرید مغناطیسی

سیستم تبرید مغناطیسی نوعی از سیستم های  سرمایشی است که بر اساس اثر مگنتوکالریک  کار می‌کنند. این ویژگی، گواه وجود یک ویژگی ذاتی در جامدات است. این نوع سیکل تبریدی بر اساس تغییر آنتروپی، به وسیله اثر یک میدان مغناطیسی بر یک ماده مغناطیسی تولید می‌شود. در حال حاضر از این نوع سیکل تبرید در هیچ یک از دستگاه‌های سرمایشی استفاده نشده است.