بایگانی‌های مقالات علمی

مبدل های حرارتی

توسط سید مصطفی موسوی مقالات علمی

مبدل های حرارتی دستگاه هایی هستند که در ان ها دو سیال با دمای متفاوت و به صورت غیر مستقیم با هم تبادل حرارتی انجام میدهند. در تهویه مطبوع عموما یکی از سیال ها آب و دیگر یکی از انواع مبرد ها میباشد که هدف پایین اوردن دمای آب به کمک مبرد میباشد.

تقسیم بندی مبدل ها بر اساس آرایش جریان

جریان همسو :

در این آرایش ،هر دو سیال سرد و گرم از یک طرف مبدل وارد شده و در جریان هم جهت میباشند.

جریان ناهمسو :

در این آرایش ، سیال سرد و گرم از دو سمت جداگانه وارد مبدل شده و خلاف جهت یک دیگر از مبدل خارج میشوند.

جریان متقاطع :

در این ارایش ، سیال سرد و گرم عمود بر هم حرکت میکنند. این مبدل ها در سرمایش و گرمایش گاز ها از جمله هوا کاربرد زیادی دارد.

در شکل سمت راست ، جریان هوا به صورت اجباری از روی لوله ها عبور میکند ولی جریان سیال درون لوله ها حرکت میکند. در این نوع مبدل ها جریان بیرون از لوله ها را جریان مخلوط و سیال درون لوله ها را جریان نامخلوط می نامند. جریان مخلوط جریانی است که در حین تبادل حرارت، آزادانه به اطراف حرکت میکند.جریان نامخلوط جریانی است که نمیتواند در حین تبادل حرارت با خودش مخلوط شود. در شکل سمت چپ هر دو جریان نامخلوط میباشند.

تقسیم بندی مبدل ها بر اساس نوع آنها

مبدل های دو لوله ای:

ساده ترین نوع مبدل ها مبدل های دو لوله میباشند. این مبدل ها دو لوله هم محور هستند.یک سیال درون لوله داخلی و سیال دیگر در فضای بین دو لوله در حرکت میباشد.

این مبدل ها با دو آرایش جریان همسو و ناهمسو نشان می دهد.

مبدل های پوسته و لوله :

در این مبدل ها یک سیال درون لوله ها و سیال دیگر در فضای بین پوسته و بر روی لوله ها جریان دارد. جهت اطمینان از اینکه سیال بیرونی از روی سطح خارجی تمامی لوله ها عبور کند از موانعی بنام بفل استفاده میشود که علاوه بر مغشوش کردن جریان نرخ تبادل حرارت نیز افزایش مییابد.

مبدل های فشرده :

این مبدل ها شامل مجموعه فشرده ای از لوله ها و سطوح تخت پرده دار هستند و معمولا یکی از دو سیال استفاده شده در این مبدل ها گاز میباشد. ضریب این نوع از مبدل های حرارتی عموما پایین میباشد.

ضریب کلی انتقال حرارت

ضریب انتقال حرارت را با U نشان میدهند.

یک مبدل دو لوله را در نظر بگیرید . اگر یک سیال با دمای Ta و سیال دیگر با دمای Tb به مبدل وارد شوند، مقدار انتقال حرارت برابر خواهد بود با :

در معادله فوق R همان مجموع مقاومت حرارتی ، h ها ضرایب انتقال حرارتی جابجایی و A ها مساحت سطوح انتقال حرارت میباشد.

رسوب گرفتگی مبدل های حرارتی

به دلیل تجمع رسوب در سطوح انتقال حرارت ، به مرور زمان نرخ انتقال حرارت مبدل ها کاهش مییابد. ضریب رسوب مقاومت حرارتی ای است که به بقیه مقاومت ها اضافه شده و باعث کاهش نرخ میباشند.

که در آن R ها ضرایب رسوب در سطح داخلی و خارجی لوله میباشد.

در مبدل های حرارتی نو ،ضریب رسوب صفر میباشد.
میزان رسوب با افزایش دما و کِاهش سرعت سیال ، افزایش مییابد.
در طراحی مبدل ها باید ضریب رسوب در ابتدا در محاسبات در نظر گرفته شود.

آرایش لوله ها در مبدل های پوسته و لوله

در آرایش مربعی افت فشار کمتر از آرایش مثلثی بوده و تمیز کردن آن راحت تر است.

ضریب انتقال حرارت در آرایش مثلثی بیشتر از آرایش مربعی میباشد.

مبدل های چند پاس

مبدل های لوله پوسته اکثرا به صورت چند پاس ساخته میشوند .به تعداد مسیر گذر جریان پاس گفته میشود.

علت چند پاس ساختن مبدل های حرارتی ، کاهش طول لوله ها و اندازه کلی مبدل حرارتی میباشد.

تحلیل مبدل های حرارتی

روش LMTD

نرخ انتقال حرارت در این روش از رابطه مقابل بدست میاید.

Q = UA LMTD

LMTD اختلاف دمای لگاریتمی میباشد که برای دو جریان همسو و ناهمسو از روابط زیر بدست می آید.

معادله فوق برای جریان موازی میباشد و ورود دو سیال (i) در یک سمت و خروجی آنها (o)در سمت دیگر میباشد.

معادله فوق برای جریان ناهمسو میباشد و ورودی دو سیال در دو سمت مختلف مبدل قرار دارند.

میزان اختلاف دمای لگاریتمی در جریان ناهمسو بیشتر از جریان همسو میباشد.
در مساحت مساوی ، مقدار انتقال حرارت در حالت ناهمسو بیشتر است.
در انتقال حرارت مساوی ، مبدل با جریان ناهمسو کوچک تر میباشد.

روش E – NTU

در زمانی که تمامی دماهای ورود و خروج معلوم نباشد بجای روش LMTD از این روش استفاده میکنیم.

در این روش اختلاف دمای سیال گرم ورودی و سیال سرد ورودی را اختلاف دمای ماکسیمم مینامیم.

همچنین انتقال حرارت ماکسیمم به شکل زیر تعریف میشود.

ضریب راندمان(effectiveness) مبدل حرارتی به صورت زیر تعریف میشود.

نکات مهم در مورد مبدل های پوسته و لوله:

سیال ویسکوز بهتر است که در پوسته قرار گیرد
سیال خورنده بهتر است درون لوله قرار بگیرد.
سیالات سمی و قابل اشتعال در لوله قرار بگیرد.
سیال رسوب زا بهتر است در لوله قرار بگیرد.
سیال فشار بالا بهتر است در لوله قرار بگیرد.
اگر هدف سرد کردن سیال گرم باشد،باید سیال گرم در پوسته قرار گیرد.
اگر هدف گرم کردن سیال سرد باشد بهتر است که سیال گرم در لوله قرار گیرد.

گردآوری شده توسط : کارشناس واحد فنی و مهندسی شرکت جهان تهویه اعتماد

دانلود مقاله

استاندارد های اروپا،گواهینامه یورونت هواساز

5 مرداد 1400

توسط سید مصطفی موسوی مقالات علمی

خلاصه سر فصل آموزش

قسمت اول

استاندارد اروپایی EN 1886
استاندارد اروپایی EN13053

قسمت دوم

روند عملکرد گواهینامه یورونت برای هواساز ها
سیستم طبقه بندی انرژی برای هواساز ها
مزایای گواهینامه یورونت

قسمت اول : استاندارد های اروپا

یک استاندارد اروپا = 30 استاندارد ملی

ارگانهای استاندارد ملی ,استاندارد اروپا را اخذ می کنند
انطباق همه استانداردهای ملی

گرمایش ,سرمایش ,تهویه

کمیته فنی CEN 165
گروه کاری CEN 5
EN 1886

تهویه ساختمان _ واحدهای گردش هوا

عملکرد مکانیکی

دسامبر 2007

استاندارد بخشی از مجموعه ای از استانداردها برای واحدهای هواسازاست که برای تهویه مطبوع ساختمان ها استفاده می شود.

اهداف EN 1886

روش های سنجش,الزامات سنجش و طبقه بندی ها برای هواساز ها, تامین و یا استخراج هوا از کانال به منظور تهویه یک قسمت یا کل ساختمان. غیر قابل استفاده برای:

واحدهایی که به یک بخش محدود در ساختمان خدمات می رسانند( فن کویل)
واحدهای ساختمان های مسکونی
واحدهای تهویه برای فرایند تولید

المان

محفظه خالی با ویژگی های ساخت پوشش استاندارد
طول و عرض داخلی بین ۰.۹ تا ۴.۱ متر
سطح خارجی بین ۱۰ تا ۳۰ متر مربع
حداقل از دو بخش مونتاژ شده
هر بخش باید حداقل یک درب دسترسی داشته باشد
قاب فیلتر بدون محیط فیلتر نصب شده
مونتاژ شده مطابق با روش های معمول تولید

واحد واقعی

تمامی هواساز هایی که در کارخانه مونتاژ می شوند نیز شامل این استاندارد می شود.

۱.مقاومت مکانیکی بدنه

2.پوشش نشت هوا

دسته بندی های نشتی بر اساس طبقه بندی نشت برای کانال کشی می باشد.

حداکثر میزان نشت در فشار منفی ۴۰۰ Pa

حداکثر میزان نشت در فشار مثبت ۷۰۰ Pa

سنجش اولیه و ملزومات آن

بالاترین رده فیلتر
در صورتی که فشار عملیاتی >250 Pa تست فشار مثبت لازم است
تست فشار مثبت ۷۰۰ Pa , و یا تست فشار عملیاتی در صورتی که > 700 Pa

۳. تست اختلاف فشار

نشت فیلتر انشعابی مرتبط با کلاس و رده فیلتر است.
تست فشار دیفرانسیل ۴۰۰ Pa
میزان نشتی درصدی از میزان اسمی جریان هوا است.
برای مدل باکس جریان اسمی ۰,۹۳m3/s است برای فیلتر کامل
نشت بای پس (انشعابی) مجموع مقدار هوای فیلتر نشده ی وارد شده به ساختمان است. بنابراین:برای فیلتر جریان بالادست(رو به بالا), بای پس اطراف فیلتر + پوشش نشتی بین فیلتر و فن برای فیلتر جریان پایین دست , فقط بای پس اطراف فیلتر

میزان قابل قبول نشت فیلتر بای پس:

* نشت مجموع مقدار هوای فیلتر نشده است.

تست نشت بای پس برای جریان بالادست

qLtot = qL + qLf

Bypass lekkage: qLto

۴.انتقال حرارتی

ضریب متوسط اتلاف گرما فقط در مدل باکس اندازه گیری میشود و محاسبه آن به شرح زیر است:

U = انتقال حرارتی [W×m-2×K-1]

Pel = ورودی برق برای هیتر(ها) و فن های چرخشی [W]

A = سطح خارجی [m2]

Δtair = دمای دیفرانسل هوا به هوا (ti-ta) [K]

Ti = میانگین دمای هوای داخلی [°C]

Ta = میانگین دمای هوا ی خارجی [°C]

دسته بندی انتقال حرارتی U

۵. پل حرارتی :

پل حرارتی فقط در مدل باکس اندازه گیری می شود و شیوه محاسبه آن به شرح زیر است.

kb =

Δtmin =حداقل دمای دیفرانسیل ( هوای داخلی-پوششی) [K]

Δtair = دمای دیفرانسیل هوا به هوا [K]

ti = میانگین دمای هوای داخلی [°C]

ts-max =اندازه گیری کننده حداکثر دمای سطح خارجی [°C]

ta = میانگین هوای خارجی [°C]

طبقه بندی فاکتور پل حرارتی

طبقه بندی فاکتور پل حرارتی:

اگر دمای داخلی کمتر از دمای خارجی باشد خطر تراکم خارجی وجود دارد

پس از تبدیل فرمول ، حداقل دمای سطح خارجی با معادله زیر محاسبه می شود.

۶. عایق صوتی :

اندازه گیری افت عبوری صدا Dp

Dp تفاوت سطح فشار صدای اندازه گیری شده در سطح یک منبع با و بدون مدل باکس در اطراف منبع است.

مقدار اندازه گیری شده در باندهای اکتاو ۱۲۵ – ۸۰۰۰ Hz

منبع صدا روی سطح باز تابنده

سطح پوششی اطراف منبع صدا

اندازه گیری LP-SOURCE در سطح پوششی , به طور متوسط در هر دو اکتاو

سطح پوششی در اطراف مدل باکس ; منبع صدا در مدل باکس

اندازه گیری LP-ENCLOSURE در سطح پوششی , به طور متوسط در هر باند اکتاو

p = LP-SOURCE – LP-ENCLOSURE

۷. حفاظت در برابر حریق :

الزامات طراحی و ساخت، مطابق با گواهینامه یورونت نیست.

۸. امنیت فنی :

الزامات طراحی و ساخت، مطابق با گواهینامه یورونت نیست.

EN 13053

تهویه ساختمان _ واحدهای هوا ساز

رتبه بندی و عملکرد واحدها_اجزا و بخش ها

آگوست ۲۰۰۶

بازنگری prEN 13053rev _ 2009

اهداف

ملزومات و روش ها برای آزمودن رتبه بندی و عملکرد کلی AHU

الزامات,توصیه ها , طبقه بندی و تست اجزا و بخش های AHU

قابل استفاده برای طرح های استاندارد و برای واحدهای طراحی شده ی سفارشی

غیرقابل استفاده برای:

واحدهایی که به یک بخش محدود از ساختمان خدمات میدهند.(واحدهای فن کویل)
واحدهای ساختمان مسکونی
واحد تولید هوای تهویه برای فرآیند تولید

رتبه بندی و عملکرد کلی هواساز

۱. سنجش عملکرد آیرودینامیکی

سرعت جریان هوا در قبال فشار خارجی

Ptotal = Ptotal-outlet – Ptotal-inlet *

افت فشار متوسط فیلتر با افزایش کل فشار بیرونی به یک مقدار شبیه سازی میشود(طراحی اولیه)
اگر افت فشار نهایی فیلتر فشار طراحی باشد ,فشار خارجی مبنای تصحیح خواهد بود(طراح پایانی)
آزمایش با کویل خنک کننده انجام می شود.
میزان حجم جریان هوا مطابق با ISO 5801 اندازه گیری می شود.
در سنجش یک واحد با بازیابی گرما نشت باید در نظر گرفته شود.
مشخصات باید به چگالی استاندارد هوا تبدیل شود. ۱,۲ kg/m3
سرعت جریان حجم هوا در مقابل توان موتور
در صورت نیاز به کنترل سرعت فن, توان جذب شده باید شامل اتلاف در دستگاه کنترل سرعت باشد.
مشخصات باید به چگالی استاندارد هوا تبدیل شود۱,۲ kg/m3
اندازه گیری های مختلفی برای یک سرعت اسمی فن اعلام شده ارائه می شود,اما بدون تصحیح انحراف طبیعی سرعت که ناشی از بارهای متغییر موتور است.

۲. سنجش عملکرد صوتی

آزمایشات صدا از طریق کانال (سطح صدا در مجرای ورودی و خروجی)

اندازه گیری صدا مطابق یا یکی از استانداردهای EN ISO
محفظه باز آوایی (۳۷۴۱) , میدان آزاد (۳۷۴۴) ,مجاری داخلی (۲۵۱۳۶)
اندازه گیری دقیق در نقطه ی کار مشخص شده
نتایج نباید تحت تاثیر صدا در دستگاه پرتاب هوا قرار بگیرد(فشار خارجی مصنوعی)
در صورت لزوم اصلاح انتهای کانال اعمال شود.
سنجش نویز تابشی پوشش(سطح صدا را از طریق پوشش منتشر می کند)
اندازه گیری بر اساس یکی از استانداردهای EN ISO خواهد بود.
محفظه ی باز آوایی (۳۷۴۴),میدان آزاد(۳۷۴۴ یا ۳۷۴۶)
اندازه گیری در دقیق در نقطه کار مشخص شده
نتایج نباید تحت تاثیر صدای مجرا قرار بگیرد.
نتایج نباید تحت تاثیر صدا در دستگاه پرتاب هوا قرار بگیرد.(فشار خارجی مصنوعی)

۳. تلرانس و انحراف از معیار

عملکردهای آیرودینامیکی و صوتی
محدوده تحمل نقطه کار(t)
دامنه عدم اطمینان از داده های اندازه گیری شده(u)
انحراف قابل قبول(r)
مقدار اندازه گیری شده (Vm)
مقدار مشخص شده (طراحی) (Vs)

مجاز : V ≤ t × Vs + u × Vmدلتا

*تحمل همزمان ۵٪ بر روی میزان جریان هوا و فشار خارجی مجاز است.

*برای قدرت موتور جذب شده ، تحمل ۸٪ در عملکرد نامی مجاز است.

الزامات و شرایط برای اجزا

۱.پوشش واحد کنترل هوا

الزامات طراحی, ساخت و نگه داری منطبق با گواهینامه ی یورونت نیست.

۲. بخش فن

الزامات طراحی, ساخت و نگه داری منطبق با گواهینامه ی یورونت نیست.

انتخاب فن براساس میانگین افت فشار اولیه و نهایی فیلتر انجام می شود مگر اینکه خلاف این توافق صورت گرفته باشد.( برای مثال افت فشار نهایی)

برای افت فشار کویل سرمایی، از مقدار خشک باید استفاده شود مگر اینکه خلاف این مشخص شده باشد.

بخش فن: طبقه بندی و میانگین سرعت

سرعتها مبتنی بر فیلتر داخلی – یا سطح مقطع فن

۱. قدرت جذب شده موتور

قدرت جذب شده موتور فن + درایو

Pmref = مقدار مرجع قدرت جذب شده[kW]

rpstat= فشار استاتیک موجود (pinternal + pexternal) [Pa][m3/s] سرعت جریان هوای فن=qv

۲. طبقه بندی مصرف برق فن

۳. کویل های گرمایش و سرمایش :

الزامات طراحی,ساخت و نگهداری منطیق با گواهینامه یورو ونت نیست.

کویل ها باید مطابق با EN 1216 درجه بندی شوند. (حداکثر ۵٪ انحراف بین عملکرد اندازه گیری شده در هوا و کنار دریا)

تجهیزات هایژنیک برگرفته از VDI 6022/3803 که منطبق با گواهینامه یورو ونت نیست.

۴. بخش های بازیابی گرما (مبدل های حرارتی)

دسته بندی ها مطابق EN ۳۰۸ تعریف شده است.

عملکرد ها همیشه بر اساس میانگین جریان است(نسبت جریان جرم ۱:۱) و بدون تراکم در هوای خارجی

دسته بندی ۱: کوره بازتاب گرما

دسته بندی ۲: انتقال حرارت متوسط با محیط

۲-۱ – بدون تغییر فاز

۲-۲ – با تغییر فاز

دسته بندی ۳ : بازسازی کننده ها (جرم جمع شده)

جدول ضریب عملکرد مبدل های حرارتی

مقادیر مشخصه مشخص شده در استاندارد اصلاح شده

استاندارد براس مقادیرηel = ۰,۶ rpHRS = مطابق جدول

کلاس بندی مبدل های حرارتی

۵. بخش میکسینگ :

دمپرها ، راندمان اختلاط و دمای هوای ترکیب

دمپرها باید بر اساس EN 1751
راندمان اختلاط باید با دمپر چرخشی اندازه گیری شود ۹۰%, ۵۰% و ۲۰% open

دمای اختلاط می تواند به صورت زیر محاسبه شود :

کلاس بندی راندمان هوای ترکیب

۶. رطوبت سازها :

الزامات طراحی و ساخت و نگهداری منطبق با گواهینامه یورونت نیست.

تجهیزات برگرفته از VDI 6022/3803 که منطبق با گواهینامه یورو ونت نیست.

۷. بخش فیلترها :

الزامات طراحی , ساخت و نگهداری منطبق با گواهینامه یورونت نیست.

تجهیزات برگرفته از VDI 6022/3803 که منطبق با گواهینامه یورو ونت نیست.

حداکثر افت فشار نهایی برای فیلترها

دانلود مقاله

دمای محسوس واقعی و شاخص گرما

15 تیر 1400

توسط سید مصطفی موسوی مقالات علمی

شاخص گرما

شاخص گرما شاخصی است که دمای هوا و رطوبت نسبی را در سایه نشان می دهد تا دمای معادل احساس شده ی یک شخص را تعیین کند. رطوبت و وزش باد تاثیر به سزایی بر فاکتور دمای احساس شده دارد. برای مثال وقتی که دما ۳۲ درجه سانتی‌گراد با ۷۰٪ رطوبت نسبی است،شاخص گرما برابر ۴۱ سانتی‌ گراد معادل ۱۰۶ درجه فارنهایت می شود.

بدن انسان بطور معمول با تعریق خود را خنک میکند. با تبخیر عرق بدن ، گرما از بدن گرفته می‌شود با اینکه رطوبت نسبی بالا میزان تبخیر را کاهش می‌دهد. این عامل منجر به کاهش میزان دفع گرما از بدن می‌شود. از این رو احساس گرم شدن بیش از حد می‌شود.

این اثر در افراد مختلف ،متفاوت است، افراد به دلایل مختلف گرما را متفاوت احساس میکنند؛( دلایلی مثل تفاوت در شکل بدن، تفاوت‌های متابولیکی،تفاوت در هیدراتاسیون، بارداری،یائسگی،اثر داروها و یا ترک دارو).

اندازه گیری های آن، براساس توصیفاتِ شخصی از میزان احساس گرمای فرد و یا درجه ی حرارت و رطوبت مشخص فرد صورت گرفته است.

این امر نشان دهنده شاخص گرما است که دما و رطوبت را به یکدیگر مربوط میکند.از آنجا که شاخص گرما ، نشان دهنده دمای هوا در سایه است، درحالی که مردم اغلب در مناطق آفتابی فعالیت می‌کنند،شاخص گرما می‌تواند دمای بسیار کمتری نسبت به شرایط فعلی و واقعیِ فعالیت های معمول در فضای باز داشته باشد؛ همچنین برای افرادی که در آن زمان فعالیت و یا ورزش می‌کنند، شاخص گرما دمای پایین تری نسبت به شرایط یا دمای احساس شده ایجاد میکند.

تاریخچه:

شاخص گرما در سال ۱۹۷۹ توسط رابرت جی استدمن مطرح گردید. مانند شاخص سرمای هوا، شاخص گرما شامل تاثیر فرضیاتی درباره توده ی بدنی انسان و قد ، لباس پوشیدن، میزان فعالیت فیزیکی ،تحمل گرمای هر فرد، قرار گرفتنِ فرد در معرض نور خورشید و اشعه ی فرابنفش و سرعت باد است.انحراف قابل توجهی از این فرضیاتِ وجود دارد که باعث می شود در محاسبه شاخص گرما ،دمای احساس شده را به درستی منعکس نکند. در کانادا شاخص رطوبت به اسم humidex که یک نوآوری کانادایی بود که در سال ۱۹۶۵معرفی شد و بجای شاخص گرما مورد استفاده قرار گرفت، در حالی که هردوی آنها با استفاده از نقطه ی شبنم dew point محاسبه می‌شوند .شاخص رطوبت یا Humidex نقطه ی شبنم ۷درجه سانتی‌گراد=۴۵F را بعنوان مرجع استفاده می‌کند. درحالیکه شاخص گرما بعنوان مرجع ۱۴c =۵۷F استفاده می‌کند. علاوه بر این ،در محاسبه شاخص گرما از معادلات تعادل گرما استفاده می‌کند که متغیر های دیگری بغیر از فشار بخار در آن دخیل است که همین پارامتر فشار بخار در محاسبه ی شاخص رطوبت استفاده می‌شود.

از آن زمان کمیته ی مشترکی که برای حل اختلافات توسط ایالات متحده و کانادا تشکیل شده بود منحل شد.

تعریف:

شاخص گرما که با یک ترکیب معین از دمای حباب خشک و رطوبت تعریف می‌شود ،به این صورت که اگر فشار بخار آب در آنجا ۶/۱ کیلو پاسکال باشد دمای حباب خشک همان دمایی است که حس می شود. بدین ترتیب به اذعان استدمن و به عنوان مثال دمای مشخص۲۴ سانتی‌ گراد (۷۵ فارنهایت) ، همان دمای ۲۴ سانتی‌ گراد دمای حباب خشک با فشار بخار ۶/۱ کیلو پاسکال است.

برای مثال این فشار بخار در نمودار سایکرومتریک و سطح دریا با دمای هوای ۲۹ درجه سانتی گراد (۸۴ درجه فارنهایت) و رطوبت نسبی ۴۰ درصد مطابقت دارد و در جدول استدمن در۴۰ درصد رطوبت نسبی، دمای ظاهری برابر است با دمای واقعی بین ۲۶ الی ۳۱ درجه سانتی گراد که معادل ۷۹ الی ۸۸ درجه فارنهایت هست در فشار اتمسفر استاندارد ۱۰۱ و ۳۲۰ کیلو پاسکال ، این مبنا همچنین با خط دمای شبنم ۱۴ سانتی گراد (۵۷ درجه فارنهایت) با اختلاف یک صدم مطابقت دارد ( ۱۰ گرم بخار آب در ازای هرکیلوگرم هوای خشک)

مقدار معینی از رطوبت نسبی باعث افزایش بیشتر شاخص گرما در دماهای بالاتر می‌شود برای مثال تقریبا در دمای ۲۷ درجه سانتی گراد اگر رطوبت نسبی ۴۱ درصد باشد شاخص گرما با دمای واقعی همخوانی پیدا خواهد کرد .اما در ۴۳ درجه سانتی‌گراد با هررطوبت نسبی بالاتر از ۱۸ درصد شاخص گرما بالاتر از ۴۳ سانتی‌گراد می رود.

مطالب گفته شده فقط در صورتی معتبر است که دما ۲۷ درجه سانتیگراد (۸۱ درجه فارنهایت) یا بیشتر باشد. آستانه رطوبت نسبی ، که در زیر آن یک محاسبه شاخص گرما عددی برابر یا پایین تر از دمای هوا را نشان می دهد (شاخص گرمای پایین تر به طور کلی نامعتبر است) ، با دما متفاوت است و خطی نیست.

شاخص گرما ونقطه مقابل آن شاخص رطوبت یا Humidex هر دو ، دو متغییر را در نظر می‌گیرند، درجه حرارت سایه و رطوبت هوا را ، بنابر این تنها تخمین محدودی از دمای آسایش ارائه می دهد. عوامل اضافی مانند تابش آفتاب ، باد و انتخاب لباس‌های هر فرد نیز روی دمای احساس شده تاثیر می‌گذارد. این فاکتورها به عنوان عوامل ثابت در فرمول شاخص گرما محسوب می‌شود برای مثال باد ۳/۹ کیلومتر برساعت فرض می‌شود.

وزش باد از روی پوست خیس یا عرق کرده باعث تبخیر و خشک شدن آن می‌شود که شاخص گرما آنرا اندازه گیری نمی‌کند. عامل اصلی دیگر آفتاب است ، ایستادن زیر نور مستقیم خورشید میتواند تا ۳/۸ درجه فارنهایت یا ۱۵ درجه سانتی‌گراد به گرمای ظاهری درمقایسه با سایه اضافه کند . تلاش های برای دستیابی به دمای ظاهری جهانی انجام شده که پارامترهای مهمی در آن دخیل هستند مثل دمای جهانی حباب مرطوب دمای نسبی فضای بیرونی

ملاحظات یا سنجش های هواشناسی :

در فضای باز و در شرایط باز ، با افزایش رطوبت نسبی ، ابتدا تیرگی و در نهایت پوشش ابر ضخیم تری ایجاد می شود و میزان رسیدن مستقیم نور خورشید به سطح را کاهش می دهد. بنابراین ، بین پتانسیل حداکثر دمای و پتانسیل حداکثر رطوبت نسبی رابطه معکوس وجود دارد. به دلیل همین عامل ، زمانی اعتقاد بر این بود که بالاترین میزان خوانش شاخص گرما که در واقع در هر نقطه از کره زمین قابل دستیابی است ، تقریباً ۷۱ درجه سانتیگراد (۱۶۰ درجه فارنهایت) بود. با این حال ، در ظهران ، عربستان سعودی در ۸ ژوئیه ۲۰۰۳ ، نقطه شبنم ۳۵ درجه سانتیگراد (۹۵ درجه فارنهایت) در حالی که دما ۴۲ درجه سانتیگراد (۱۰۸ درجه فارنهایت) بود ، در نتیجه شاخص گرما ۷۸ درجه سانتیگراد (۱۷۲ درجه فارنهایت) بود.

بدن انسان برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد نیاز به خنک شدن به وسیله تبخیر دارد . دمای حباب مرطوب و دمای جهانی حباب مرطوب برای تعیین توانایی بدن در از بین بردن دمای اضافی استفاده می‌شود. دمای حباب مرطوب پایدار حدود ۳۵ درجه سانتی گراد که معادل ۹۵ درجه فارنهایت است می‌تواند برای افراد سالم کشنده باشد ، در این دما بدن ما ازانتقال گرما به محیط به سمت دریافت گرما از محیط اطراف تغییر می‌کند. بنابراین دمای حباب مرطوب ۳۵ درجه سانتی‌گراد یا ۹۵ درجه فارنهایت آستانه ای هست که بدن دیگر قادر به خنک کردن خود نخواهد بود .

جدول زیر مربوط به سازمان ملی اقیانوسی و جوی ایالات متحده است. ستون ها از ۸۰ درجه فارنهایت (۲۷ درجه سانتی گراد) شروع می شوند ، اما در رطوبت بالا نیز اثر شاخص گرما در ۷۹ درجه فارنهایت (۲۶ درجه سانتیگراد) و دمای مشابه نیز وجود دارد.

مثلا وقتی دمای هوا ۹۶ درجه فارنهایت یا ۳۶ درجه سانتی‌گراد هست و رطوبت نسبی ۶۵ درصد است شاخص گرما ۴۵درجه سانتی‌گراد یا ۱۲۰ درجه فارنهایت است .

اثرات شاخص گرما:

دما
۲۶الی۳۲ °C	احتیاط: خستگی با قرار گرفتن در معرض آن بصورت طولانی مدت امکان پذیر است.
۳۲الی۴۱ °C	احتیاط زیاد: امکان احساس گرما وخستگی وجود دارد ودر صورت ادامه ی فعالیت ممکن است منجر به گرما زدگی شود.
۴۱الی۵۴ °C	خطر: گرما زدگی و کلافه گی بر اثر گرما زیاد و احتمال غش کردن در اثر گرما و در اثر ادامه فعالیت.
بیش از ۵۴ °C	خطر بسیار زیاد و شدید: گرمازدگی و غش قریب الوقوع است.

قرار گرفتن در معرض کامل آفتاب می‌تواند مقادیر شاخص گرما را تا ۸ درجه سانتی‌گراد معادل ۱۴ درجه فارنهایت افزایش دهد

مقایسه ی مقادیر شاخص گرما (دایره ها) با فرمول تقریبی (منحنی ها) .

فرمول های زیادی وجود دارند که ابداع شدند و تا نظریه های اصلی استدمن را تخمین بزنند .

اندرسن ات ال در سال ۲۰۱۳ ،NWS در سال ۲۰۱۱ وجانسون و لانگ در سال ۲۰۰۴ ،اسچئون در ۲۰۰۵ ,کارهایی در این زمینه ترتیب دادند . ۲ نفراول با استفاده از مجموعه فرمول ها به نتیجه رسیدند ، اما نفر سوم با یک فرمول واحد همراه با توابع نمایی به همان نتیجه رسید.

فرمول زیر شاخص گرما را در وحد درجه فارنهایت به صورت تقریبی و با تقریب ۳/۱ درجه فارنهایت =۷/۰ سانتی‌گراد بیان می‌کند.

این یعنی وابسته کردن چند متغیر به بدن انسان است ( دمای بزرگتر و یا مساوی ۸۰ فارنهایت =۲۷ سانتی‌گراد) و( رطوبت نسبی‌ بزرگتر و یا مساوی ۴۰٪ ).

HI = شاخص گرما (در درجه فارنهایت)

T = دمای حباب خشک (درجه فارنهایت)

R= رطوبت نسبی

از ضرایب زیر می‌توان برای تعیین شاخص گرما در هنگام هنگام درجه ی حرارت (وقتی دما داده می‌شود) و در درجه سلسیوس استفاده کرد:

c1 = -8.78469475556
c2 = 1.61139411
c3 = 2.33854883889
c4 = -0.14611605
c5 = -0.012308094
c6 = -0.0164248277778
c7 = 0.002211732
c8 = 0.00072546
c9 = -0.000003582

یک مجموعه از اعداد ثابت برای این معادله که در ± ۳ درجه فارنهایت (۱.۷ درجه سانتیگراد) از جدول اصلی NWS برای تمام رطوبت از ۰ تا ۸۰ و تمام دمای بین ۷۰ و ۱۱۵ درجه فارنهایت (۲۱-۴۶ درجه سانتیگراد) و تمام شاخص های حرارتی زیر ۱۵۰ درجه فارنهایت (۶۶ درجه سانتیگراد) عبارتند از:

گزینه جایگزین دیگر این است :

که میشود:

برای مثال استفاده از این فرمول آخر با دمای ۹۰ درجه فارنهایت C=32 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی ۸۵٪:

نتیجه خواد بود =شاخص گرما ۹۰درجه فارنهایت و رطوبت نسبی RH ۸۵٪= ۹/۱۱۴

گردآوری، ترجمه و تدوین : محدثه جوهری

دانلود مقاله

سیستم های تهویه هایژنیک و استانداردها

9 تیر 1400

توسط سید مصطفی موسوی مقالات علمی

معرفی مختصر استانداردهای بهداشتی که در HVAC و سیستم های تهویه مطبوع هایژنیک استفاده می شود:

هدف سیستمهای تهویه مطبوع و هواساز های هایژنیک:

فراهم کردن شرایط آسایش

حفظ کیفیت هوا

فیلتر کردن هوای تأمین شده جهت از بین بردن ذرات و میکروارگانیسم ها،

کاهش عفونت های موجود در هوا

جلوگیری از رشد باکتری ها و قارچ

کنترل بو

سیستم تهویه بهداشتی کجا مورد نیاز است؟

1. بیمارستان ها

2. صنایع داروسازی

3. آزمایشگاه ها

4. تولیدات الکترونیکی

5. صنایع غذایی

عوامل بیولوژیکی

شامل باکتری ها ، ویروس ها ، قارچ ها (از جمله مخمرها و کپک ها) و انگل های داخلی انسان است (اندوپارازیت)

اکثر این عوامل بی خطر هستند ، با این حال برخی از آنها ممکن است باعث بیماری شوند

مشکلات سلامتی ناشی از عوامل بیولوژیکی

قارچ ها ی در حال رشد در سیستم های تهویه ، ممکن است باعث آلودگی محیط های داخلی و بروز انواع مشکلات شوند مانند

عفونت ریه
واکنش های آلرژیک در افراد با ایمنی کم
تحریک تنفسی در افراد غیر آلرژیک
سندرم Sick Building (SBS)

استنشاق اسپور قارچ توسط افراد دارای ایمنی کم می تواند عواقب مهلکی به همراه داشته باشد.

برخی از باکتری های محیطی می توانند در سیستم های تهویه رشد کرده و باعث ایجاد بیماری شوند.

چگونه یک سیستم تهویه مطبوع هایژنیک منبع منابع بیولوژیکی می شود؟

سیستم هواساز به دلیل طراحی نامناسب ممکن است منبعی از خطرات بیولوژیکی شود
کویل های خنک کننده ، سینی تخلیه آب مکان های مناسبی برای رشد قارچ هستند ، به خصوص هنگامی که آب راکد وجود داشته باشد.
بخشهای دسترسی در محل نا مناسبی تعبیه شده باشد
انتخاب نامناسب مواد.
اجزای دارای ساختار متخلخل مانند واشرها ، قطعات لاستیکی یا پلاستیکی نیز منبع تجمع و رشد باکتری یا قارچ هستند
نگهداری ناکافی

استانداردهای بهداشتی که در HVAC استفاده می شود:

VDI 6022 Part 1, DIN 1946 Part 4, EN 1886, EN 13053

استانداردها:

VDI6022: Ventilation and indoor air quality – Part 1

الزامات بهداشتی جهت سیستم های هایژنیک و دستگاه های تهویه مطبوع

DIN 1946-4: Ventilation and air conditioning – Part 4

تهویه مطبوع در ساختمانها و اتاقهای تمیز

EN1886: Ventilation for buildings – Air Handling Units – Mechanical performance

EN13053: Ventilation for buildings – Air Handling Units – Rating and performance for unit’s

components and sections

آشنایی با VDI 6022 :

VDI :

انجمن مهندسان آلمان (Verein Deutscher Ingenieure)

VDI 6022 :

مجموعه ای از دستورالعمل های فنی برای اطمینان از بهداشت مناسب در سیستم های تهویه هایژنیک است.

این دستورالعمل با هدف جلوگیری از تأثیرات منفی بر هوای اتاق ، به بهداشت در سیستم های HVAC می پردازد.

این فهرست الزامات بهداشتی یکپارچه در مورد تأثیرات ساختمانی ، فنی و سازمانی در برنامه ریزی ، ساخت ، بهره برداری و نگهداری از سیستم های تهویه مطبوع را ذکر می کند.

علاوه بر این ، به عنوان پایه ای برای آزمایش در هنگام بازرسی در نظر گرفته می شود.

این الزامات در درجه اول برای محافظت از سلامت افراد است.

دستورالعمل های فنی برای اطمینان از بهداشت مناسب در سیستم های تهویه:

کاربرد:

تمام اتاقها یا مناطق اشغالی در اتاقهایی که بیش از ۳۰ روز در سال یا بیش از دو ساعت در روز به طور منظم برای استفاده در نظر گرفته شده است.

VDI 6022 قسمت ۱ برای کلیه سیستم های تهویه هایژنیک و تهویه مطبوع و واحدهای کنترل هوا و همچنین اجزای مرکزی یا غیرمتمرکز که بر کیفیت هوای عرضه شده تأثیر دارند ، اعمال می شود.

گواهینامه VDI :

هیچ اسپور بیماری زا یا مواد خطرناکی در تمام طول عمر سیستم وجود نداشته باشد.

در عین حال که از بروز بیماری و مشکلات آسم و آلرژی جلوگیری کند ، آب و هوای بهتری را برای ما تولید کند.

سخت ترین شرایط بهداشتی موجود را تامین کند.

مواد دارای گواهینامه VDI باید اسن اطمینان را به ما بدهند که که نمی توانند پایه رشد باکتریها یا قارچ ها را فراهم کنند.

استاندارد DIN 1946-4 :

تهویه مطبوع در ساختمانها و اتاقهای تمیز

DIN:

موسسه استاندارد سازی آلمان (Deutsches Institut für Normung e.V.)

DIN 1946:

این استاندارد توسط کمیته استاندارد گرمایش و تهویه مطبوع با در نظر گرفتن قوانین فنی فعلی در آلمان که مربوط به بهداشت هستند ، تهیه شده است ، یعنی VDI 6022

Part 1 ، ÖNORM H 6020 و SWKI 99-3.

کاربرد:

این استاندارد برای برنامه ریزی ، ساخت ، آزمایش و بهره برداری (از جمله تعمیر و نگهداری) سیستم های تهویه و تهویه مطبوع (VAC) در ساختمانها و اتاقها برای مراقبت های بهداشتی اعمال می شود ، که در آن معاینات پزشکی ، معالجه ها و مداخلات روی افراد انجام می شود ، همچنین در اتاقهایی که مستقیماً توسط درها یا راهروها به هم متصل هستند.

استاندارد DIN 1946-4 :

تهویه مطبوع در ساختمانها و اتاقهای تمیز

شرایط عمومی تهویه و اجزای تهویه مطبوع و سیستم های هایژنیک طبق DIN 1946-4:

محل قرارگیری قطعات:

برای تمیز کردن به راحتی در دسترس باشد.
سطوح و مواد درون جریان هوا
سطوح تولید مواد مضر نمیکنند و ماده مغذی برای میکروارگانیسم ها را فراهم نمی کنند
برنامه مدیریت نظافت
تمام اجزا باید در شرایط تمیز تحویل داده شوند و در طول ساخت در برابر آلودگی یا آسیب محافظت شوند
برچسب زدن
تمام اجزای سیستم باید بصورت مشخص و کامل برچسب گذاری یا علامت گذاری شوند

کانال کشی :

طول کانال کشی در کمترین حالت ممکن باشد

مواد مورد استفاده در کانال کشی از نظر مکانیکی با دوام باشد و به هیچ عنوان قابل تجزیه نباشد

محل اتصال کانال ها به جهت جلوگیری از اسیب دیدگی و پاره شدگی نباید گوشه یا لبه های تیز داشته باشد

لایه داخلی کانال ضد سایش و خوردگی باشد و سطحی کاملا صاف داشته باشد

ورق های مورد استفاده:

تمام قطعات فلزی که در تماس با جریان هوا هستند یا SS یا روکش GI با روکش پودر باشند. همه قطعات دارای گزارش تست مطابق با ISO 846 و مطابق با استاندارد VDI 6022 باشند.

دمپر:

Damper Blade باید از طرح ایرفویل (Air Foil) باشد.

دمپر موتوری با تیغه های موازی یا مخالف و باید در هنگام قطع برق به طور خودکار بسته شود تا از ورود ذرات آلوده یا گرد و غبار به داخل واحد جلوگیری شود.

دمپرها مطابق با الزامات DIN EN 1751 کلاس ۴ باید در محلی قرار گیرند که هوا به راحتی از آن عبور کند.

فیلتر هواساز هایژنیک:

مواد مورد استفاده در ساخت فیلتر برای جلوگیری از رشد قارچها و باکتریها با ماده نگهدارنده بیو استاتیک پوشانده می شود. مساحت فیلتر باید ≥ ۱۰ متر مربع به ازای متر مربع از سطح مقطع دستگاه باشد.

راندمان فیلتر ها (DIN 1946 Part 4: Section 6.5.7.3)

EN 779 برای پیش فیلتر:

برای فیلتر HEPA :EN 1822

تعداد بستر فیلتر ها (DIN 1946 part 4: Section 6.5.7.4):

برای اتاق های کلاس I ، فیلتراسیون هوا در سه مرحله مورد نیاز است ،

مرحله فیلتراسیون اول: حداقل فیلترهای کلاس F5 ، فیلترهای کلاس F7 توصیه می شود.

مرحله تصفیه دوم: فیلترهای کلاس F9 ؛

مرحله تصفیه سوم: فیلترهای کلاس H13 HEPA.

برای اتاق های کلاس II ، یک سیستم فیلتراسیون دو مرحله ای (بدون فیلتر HEPA) کافی است.

لوازم جانبی (DIN 1946 part 4: Section 6.5.7.4):

درب دسترسی لولایی با اتصالی که به راحتی قابل باز و بسته شدن باشد

فشار سنج روی فیلترها

دریچه بازرسی

چراغ تونلی

قرار گیری فیلتر ها:

ریل فیلترها طوری طراحی و ساخته می شود تا برای بیرون آوردن فیلتر از سمت درب بازرسی راحت باشیم

(DIN 1946 part 4: Section 6.5.7.1)

محفظه های فیلتر در مرحله فیلتراسیون ۱ و ۲ باید طوری طراحی شوند که هنگام تعویض فیلتر ، گرد و غبار به سمت هوای پاک نرسد.

فنرها و گیره های مورد استفاده برای بستن و محکم کردن فیلترها نباید تاثیری بر روی جریان هوا داشته باشد.

(DIN 1946 part 4: Section 6.5.7.1)

اولین مرحله فیلتراسیون در داخل یونیت هواساز ، نزدیک دهانه مکش هوا قرار دارد و طبق EN 779 حداقل بازده F5 دارد.

(DIN 1946 part 4: Section 6.5.7.4 & Section 6.5.7.5)

فیلترهای اضافی G1 تا G4 مجاز هستند. (DIN EN 13053: Section 6.9.2 )

مرحله دوم فیلتراسیون آخرین جزدستگاه هواساز است ، یعنی باید در سمت فشار دستگاه و در پایین دست آخرین جز دستگاه هواساز نصب شود. (DIN 1946 part 4: Section 6.5.7.5)

رطوبت سازها بلافاصله در بالادست هیچ یک از فیلترها نصب نمی شوند. (DIN 1946 part 4: Section 6.5.7.5)

فن هواساز هایژنیک:

بهتر است فن های کوپل مستقیم (پلاگ فن) استفاده شود.(DIN 1946 part 4: Section 6.5.7.1)

تمامی قسمت های فن ، از جمله پروانه و قاب و پایه و… در برابر خوردگی محافظت می شود

(DIN 1946 part 4: Section 6.5.10: Fans)

فن ها برای اپراتور و عوامل نگهداری کننده به راحتی قابل دسترسی هستند

(DIN 1946 part 4: Section 6.5.10: Fans & VDI 6022 part 1: Section 4.3.14 Fan)

فن های تأمین کننده هوا باید بین مرحله ۱ و ۲ فیلتراسیون قرار بگیرند تا از عبور قطرات احتمالی آب در خروجی فن به محیط نیز جلوگیری شود.

تجهیزات جانبی:

مواد مناسب جهت هوا بند کردن

چراغ تونلی

کانال استیل

دریچه بازرسی

دستگیره های برای دربهای دسترسی

کنترل کننده میزان جریان هوا

تشت تخلیه:

تعبیه تشت تخلیه برای کویل های و رطوبت زا ها ضروری است. تشت تخلیه بایستی از جنس استنلس استیل دو لایه با عایق بندی مناسب و ۳ طرفه با زهکشی و اتصالات مناسب باشد.

همچنین جهت محاسبه حجم تشت تخلیه باید به ازای هر ۱ مترمربع سطح تشت ، ۵ لیتر آب در تشت تخلیه بریزیم و در ۱۰ دقیقه حداقل ۹۵ درصد آن تخلیه شود

(DIN 1946: part 4: Section 6.5.5)

تشت تخلیه قابل جابجایی در صورت درخواست ارائه می شود.

تعبیه قطره گیر جهت جلوگیری از ورود قطرات آب به فن و یا قطعات پایین دست و داخل محیط اجباری است.

قطره گیرها باید قابلیت بیرون آوردن از درب های بازرسی ، جهت شستشو و تمیزکاری را دارا باشد.

(DIN EN 13053:Section 6.4.4 )

قاب قطره گیر باید از جنس استنلس استیل باشد.

پره های قطره گیر باید از جنس استنلس استیل یا PVC با گزارش آزمایش بر طبق ISO 846 باشد.

دسترسی ها جهت تعمیر و نگهداری:

فضای داخلی واحد باید صاف ، بدون هرگونه پیچ و مهره ای و فضای کافی برای تمیز کردن باشد ، قطعات باید به راحتی در دسترس و قابل جابجایی باشند.

استاندارد EN – 1886 :

تهویه ساختمانها – دستگاه های هواساز – عملکرد مکانیکی

این استاندارد روشهای آزمایش ، الزامات تست و طبقه بندی کلاسی هواساز ها را که از طریق مجاری تأمین و / یا هوا را از طریق کانال کشی تأمین می کنند ، برای تهویه (تهویه بخشی یا کل ساختمان) مشخص می کند.

استاندارد EN 13053 بخشی از مجموعه ای از استانداردها برای سیستمهای هوارسان و سیستم های هایژنیک است که جهت تهویه و تهویه مطبوع ساختمان ها استفاده می شود.

این کلاسه بندی کردن خطی مشی است جهت محاسبات و برآورد عملکرد هواساز های هایژنیک ، الزامات و عملکرد اجزای خاص و بخشهای هواساز از جمله آیتم های مربوط به دستگاه های بهداشتی.

قابل استفاده برای طرح های استاندارد شده و سیستم های سفارشی ساز،پیش ساخته و یا قابل ساخت در محل پروژه و منطبق با EN1886.

محاسبه و عملکرد هواساز های ساده و هایژنیک از مناظر زیر قابل بررسی می باشد:

جریان هوا – فشار استاتیک موجود – برق مصرفی ،
اکتاو بند در سطح قدرت صدا ،
سطح قدرت صدا،
ظرفیت گرمایشی و ظرفیت سرمایشی
افت فشار در سمت آب

دانلود مقاله

یخچال نفتی چگونه کار میکند؟

24 خرداد 1400

توسط سید مصطفی موسوی مقالات علمی

اختراع یخچال نفتی بطور مشترک به نام آلبرت اینشتین (Albert Einstein) و لئو زلارد (Leó Szilárd) به ثبت رسیده است. نفر اول که شهرت جهانی دارد اما نفر دوم یک دانشمند مجارستانی است که ابتدا دانشجو و سپس دوست و همکار اینشتین در پروژه های تحقیقاتی زیادی شد. (از جمله پروژه ی منهتن که به ساخت اولین بمبهای اتمی آمریکا منتهی شد).

لئو زلارد اختراعات زیادی از جمله دستگاه های شتاب دهنده خطی و سیکلوترون را نیز به نام خود دارد. بسیاری نقش اصلی در اختراع یخچال نفتی را نیز به او نسبت می دهند و ظاهرا’ آلبرت اینشتین تنها نقش مشاوره و همفکری با او را داشته است.

احتمالا’ لئو به این دلیل نام اینشتین را در کنار نام خود به عنوان مخترع یخچال نفتی به ثبت رسانده که از نام این دانشمند در جهت افزایش اعتبار اختراعش سود ببرد. اگر این گونه باشد باید بدانید که این ترفند موثر واقع شده زیرا بلافاصله پس از ثبت اختراع توانست آن را به یک شرکت معتبر تولیدکننده یخچال بفروشد.

یخچال نفتی یکی از جالب ترین سیستم های تبرید هستند که در دوران قدیم مورد استفاده قرارمی گرفتند. برخلاف تصور عامه مردم، نفت هیچ نقش مستقیمی در سیکل تبرید ایفا نمی کرد بلکه تنها برای تولید حرارت در ژنراتور استفاده می شد. به طور کلی یخچال نفتی یک سیکل تبرید جذبی آب آمونیاک است که در آن آمونیاک نقش مبرد و آب نقش جاذب را بازی می کنند. در ادامه به طور مختصر مراحل مختلف سیکل را توضیح می دهیم.

قسمتهای اصلی سیستم:

ژنراتور Generator
پمپ حباب Bubble Pump
کندانسور Condenser
اواپراتور Evaporator
جاذب Absorber

سیکل تبرید یخچال نفتی :

ابتدا با حرارت تولید شده توسط شعله نفتی دمای محلول آب و امونیاک موجود در ژنراتور افزایش می یابد تا جایی که آمونیاک به علت دمای جوش پایین تر بخار شده و از محلول جدا می شود.

بخارآمونیاک از لوله باریکی که پمپ حباب نام دارد بالا میرود و همراه خود مقداری محلول رقیق آب و آمونیاک را نیز به سمت بالا میبرد و وارد مسیر جدیدی به سمت جاذب می نماید. بخار آمونیاک بعد از عبور از کندانسور هوایی که در پشت یخچال قرار دارد تقطیر می شود.

آمونیاک مایع وارد اواپراتور یخچال شده و با گرفتن حرارت از درون یخچال مجدداَ تبخیر می شود. تا اینجا عملیات تبرید به پایان رسیده است ولی برای ادامه تبرید باید بخار آمونیاک مجدداَ وارد محلول آب و آمونیاک شود. برای این امر از گاز کمکی هیدروژن کمک میگیرند این گاز عملیات جذب آمونیاک توسط آب راتسهیل می نماید و در پایان مجدداَ از محلول جدا شده و وارد مخزن هیدروژن می شود.

با این حساب بخار آمونیاک متصاعد شده از اواپراتور (مبرد)، هیدروژن (تسهیل کننده جذب) و محلول رقیق آب و آمونیاک که توسط پمپ حباب به جریان افتاده در یک سری لوله به نام ابزربر درمجاورت هم قرار میگیرند و در طول جاری شدن از لوله که شیب کمی به سمت پایین دارد، به مرور بخار آمونیاک جذب محلول رقیق آب و آمونیاک شده و محلول غلیظ حاصل در مخزنی ذخیره می شود تا سیکل تبرید را ادامه دهند. به علت بازده بالای سیستم های تراکمی در مقیاس مشابه از این سیستم استفاده چندانی نمی شود اما هنوز در جاهایی که گاز و برق برای تبرید وجود ندارد از یخچال نفتی استفاده می شود.

امروزه با تغییراتی در این سیستم (تبرید جذبی آب آمونیاک) مثلا قراردادن پمپ الکتریکی و فن برای کندانسور و جاذب و… بازده سیستم را افزایش داده و از آن در چیلرهای جذبی گازسوز استفاده نمودند. از محاسن این چیلرها میتوان به مصرف کم الکتریسیته به خاطر عدم وجودکمپرسور، بازده بالا، توانایی کار در محیط های گرم (بالای ۴۵ درجه سانتی گراد) به علت دارا بودن کندانسور هوایی و… نام برد.

یخچال نفتی بر خلاف یخچال برقی و کولر های گازی که بر اساس فرئون فشرده و کمپرسور کار می کنند دارای هیچ قسمت متحرکی نیست و نیروی محرکه خود را مستقیما از شعله آتش نفت می گیرد.

اساس کار یخچال نفتی بر پایه جذب و دفع آمونیاک در آب می باشد.

در دمای معمولی آمونیاک در آب حل می شود ولی اگر به مخلوط آمونیاک و آب گرما بدهیم چون آمونیاک بسیار جوشنده تر از آب می باشد آمونیاک آغاز به جوشیدن نموده و از مخلوط آب و آمونیاک به صورت گاز بخار آمونیاک گرم متصاعد شده و مقداری بخار اب نیز با خود همراه کرده تبخیر می کند.
در سر راه این بخار گرم یک جدا کننده قرار دارد که قطره های آب را از بخار آمونیاک جدا کرده و درون مخزن مخلوط آب و آمونیاک بر می گرداند.( این قسمت را داشته باشید تا بعد زیرا در راه بازگشت این آب جدا شده به مخزن، یک اتفاق دیگر هم می افتد).
سپس بخارآمونیاک وارد یک سری لوله های پره دار به نام چگالنده شده و گرمای خود را از دست می دهد و به صورت آمونیاک مایع درمی آید. (توجه: این قسمت همانند یخچال های برقی درپشت یخچال قرار دارد).
سپس این آمونیاک مایع سرد تر شده ( دارای دمایی بالاتر از دمای محیط) وارد محفظه و لوله های پره دار دیگری می شود که درون یخچال جای دارد و در معرض گاز هیدروژنی که درون این محفظه قرار دارد واقع می شود و به سرعت بخار شده و جهت تبخیر، گرمای محیط درون یخچال را جذب می کند.( در نتیجه درون یخچال سرد می شود.)
سپس مخلوط آمونیاک و هیدروژنی که به صورت مخلوط گازی سرد است، وارد جذب کننده می گردد. درون جذب کننده مخلوط آمونیاک و هیدروژن با آبی که در مرحله دوم از گاز داغ آمونیاک جدا شده بود، تماس داده می شوند.در این جا آمونیاک که درون آب بسیار حل شونده تر از هیدروژن است درون اب حل می شود و هیدروژن جدا شده دوباره به درون محفظه بخارنده ( اواپراتور – که همان محفظه درون یخچال باشد ) باز می گردد.
مخلوط آب و آمونیاک دوباره به درون مخزن مخلوط آب و آمونیاک بازگشته و توسط گرمای شعله نفت دوباره بخار شده و مراحل ۱ تا ۶ به صورت چرخه دوباره تکرار می شود.

دلیل تبخیر آمونیاک در هیدروژن چیست؟

برای پاسخ به این پرسش باید به ترمودینامیک محلول ها نگاهی بیندازیم. می کوشیم با یک مثال ساده پاسخ پرسشتان را بدهیم.

آب خالص در ۱۰۰ درجه می جوشد و در صفر درجه یخ می زند ولی اگر به آب مقداری نمک بیفزاییم دیگر در ۱۰۰ درجه نمی جوشد بلکه در دمایی بالاتر از ۱۰۰ درجه می جوشد. اگر به آب مایعی مانند الکل بیفزاییم در صفر درجه یخ نمی زند بلکه در دمایی پایینتر یخ می زند و در دمایی پایین تر از ۱۰۰ درجه نیز تبخیر می شود. همین جریان در باره آمونیاک و گاز هیدروژن اتفاق می افتد.
آمونیاک خالص در دما و فشار اتاق به صورت گاز است ولی آمونیاکی که از کندانسور بیرون می اید دارای دمای بالاتر از اتاق و فشاری به مراتب بیشتر از اتاق می باشد.
(این فشار از طریق بخارهای متصاعد شده از روی چراغ نفتی تامین می شود) پس دقیقا در درلحظه پیش از واردشدن امونیاک به اواپراتور آمونیاک خالص به صورت مایع می باشد.
این آمونیاک وقتی درون اواپراتور با هیدروژن در هم حل بشوند نقطه جوش محلول آمونیاک هیدروژن بسیار بسیار پایین تر از نقطه جوش آمونیاک خالص می باشد بنابراین آمونیاک با هر دمایی هم که وارد اواپراتور شده باشد محلول آمونیاک و هیدروژن فورا تبخیر می شود حتی اگر دمای اواپراتور –دمای درون یخچال – خیلی پایین تر از صفر درجه باشد.

دانلود مقاله

کمپرسور و گرم شدن بیش از حد آن

23 فروردین 1400

توسط سید مصطفی موسوی مقالات علمی

بیش از ۲۰ سال پیش گرم شدن بیش از حد کمپرسور مطرح گردید و امروزه به یکی از بزرگترین معضلات برای سازندگان تبدیل شده است. شاید در نگاه اول این امر به این اندازه با اهمیت جلوه نکند اما با ریز شدن بیشتر در این مسئله پی می بریم که خرابی های الکتریکی و مکانیکی کمپرسورها ریشه در گرم شدن و داغ شدن بیش از حد آنها دارد.

چرا گرم شدن کمپرسور تا این حد تاثیر ویرانگری دارد؟ پاسخ را می توان در دو مورد بررسی کرد.

از بین رفتن فیلم روغن در کمپرسور:

روغن های روانکاری کاملا تصفیه می شوند و به همین دلیل با ایجاد فعل و انفعالات شیمیایی دمای آن به شدت تحت تاثیر قرار می گیرد. همچنین تجزیه شیمیایی روغن روانکار باعث می شود تا تماس مستقیم فلز با فلز در کمپرسور و در قسمت های پیستون با سیلندر , بیرینگ ها و یاتاقان ها افزایش یابد.با افزایش دمای روغن نیز ممکن است روغن رقیق شده و روانکاری به درستی صورت نپذیرد و این اتفاق حتی قبل از تجزیه شیمیایی روغن قابل رخ دادن است. این حالت در روغن های معدنی تقریبا در دمای ۳۱۰ تا ۳۳۰ درجه فارنهایت اتفاق می افتد.وقتی دمای کمپرسور به این حد برسد از بین رفتن پیستون ها و رینگ ها قابل پیش بینی هستند.

تجزیه شیمیایی در کمپرسور :

این مورد در دمای بالا و در حضور سایر آلاینده ها یی مثل آب و هوا رخ می دهد که باعث تشدید سرعت تجزیه شیمیایی می شود. هر ۱۸ درجه فارنهایت اضافه شدن دما منجر به دو برابر شدن فعل و انفعالات شیمیایی می گردد.برای مثال واکنش شیمیایی که در دمای ۱۰۰ درجه فارنهایت به ۱۰ سال زمان برای کامل شدن نیاز دارد در دمای ۱۱۸ درجه فارنهایت به ۵ سال زمان جهت کامل شدن فرآیند نیاز دارد و در دمای ۱۳۶ درجه فارنهایت تنها به ۲ سال و نیم زمان نیاز دارد.این گونه پروسه در مورد مبرد و یا روغن در زمان کمتری صورت می پذیرد و با توجه به بالا بودن دما در کمپرسور این عمل در چند ثانیه انجام می گیرد.

روغن های معدنی در دمایی حدود ۳۵۰ درجه فارنهایت (برای روغن های مصنوعی ۴۰۰ درجه فارنهایت) شروع به تجزیه شدن می کنند.وقتی دما از این حد بالاتر میرود روغن شروع به پلیمر شدن می کند به صورت عامیانه میتوان گفت ملکولهای کوچک روغن به هم می پیوندند و تشکیل ملکول های بزرگتر و بزرگتر را می دهند.

اول روغن تبدیل به یک روغن سیاه و غلیظ می شود و سپس شبیه به لجن می گردد و نهایتا تبدیل به پودر جامد می شود.ایجاد مشکل برای روغن در سیکل های تبرید دارای عوارض جانبی بسیار وخیمی می باشد. ذرات جامد یا روغن ته نشین شده بر روی صفحات داخل مخزن کمپرسور می نشیند و روانکاری را با مشکل روبرو می کند و این امر باعث می شود تا بلبرینگ ها شکسته شوند.

روغن تجزیه شده همچنین می تواند روی دیواره های داخلی خطوط لوله در سیکل های تبرید بچسبد و سیستم را با مشکل روبرو کند.دیواره های داخلی خطوط و کمپرسور و همچنین شیر های کنترلی در معرض این خطر قرار دارند.

روغن تجزیه می تواند باعث چسبیدگی پلاگ شیر انبساط نیز بشود و عبور مبرد و مایع روانکار از آنرا محدود کند.اثر تجزیه شدن روغن در صورت تمیز نشدن ممکن است سالها در سیستم باقی بماند.

شکل ۱) ذرات ته نشین شده حاصل از تجزیه روغن روی دیواره داخلی سیستم لوله کشی.

تعویض مبرد یک سیستم , از R-22 (معدنی) به R-404A (مصنوعی) باعث می شود تا اثرات سوء و تجزیه روغن رخ بنماید. با توجه به خاصیت حلال بودن روغن های مصنوعی، وجود آن ها در سیستم به طور قابل توجهی ذرات را از سطوح داخلی می زداید و موجب جریان یافتن و وارد کردن آن ها به چرخه تبرید می گردد.

موردی که از این امر(بعد از همپوشانی کامل مبرد توسط روغن مصنوعی که به جای روغن معدنی جایگزین شده )می توان انتظار داشت این است:

روغن جدید که به کمپرسور اضافه می شود به یقین روز بعد تیره می شود، و نکته قابل توجه این است که باعث گرفتگی شیرهای انبساط خواهند شد. همچنین ممکن است قبل از حل شدن مشکل نیاز به تعویض فیلتر درایر/ فیلتر روغن داشته باشیم.

نا زمانی که این موضوع حل نشود افزایش دمای خط دهش را نیز خواهیم داشت و این به همان دلیل وارد کردن ذرات حل شده در روغن به سیکل تبرید می باشد. حال بیایید نگاهی به آنچه که در واقعیت رخ می دهد و اینکه افزایش دمای خط دهش چقدر می تواند مخرب باشد، بیندازیم.

بسیاری از تکنسین های با تجربه صدای گوش خراش یک کمپرسور در حال کار کردن را مانند مته ای که داخل یک سیلندر می رود، شنیده اند. این در نتیجه سایش بیش از حد سوراخ دسته پیستون است ( شکل ۲) همچنین باعث می شود تا ضربه ای بر خلاف حرکت دسته پیستون به آن وارد شود و ممکن است در نقطه مرگ بالا از سمت پیستون به صفحه سیلندر (valve plate) ضربه وارد شود و باعث اسیب دیدگی آن شود.

شکل ۲) سوراخ ساییده شده دسته پیستون

نکته قابل توجه اینجاست! این آسیب مکانیکی در نتیجه ی دمای بیش از اندازه ی مبرد در خط دهش است. وقتی که این سیستم شروع به کار کرد، اپراتور شروع به اندازه گیری دماها و فشارها جهت تنظیم شیرهای انبساط میکند. نتیجه ی گرمایش بیش از اندازه در خروجی اواپراتور، موجب مکش فوق گرم بیش تر در ورودی کمپرسور می گردد.

برای هر یک درجه فارنهایت افزایش دمای مکش، تقریبا یک درجه فارنهایت افزایش دمای دهش به دست خواهد آمد. حالا یک سال جلو برویم. این سیستم در معرض عدم نگهداری و توجه به صورت زیر و به فرم این کندانسور کثیف در آمده است( شکل ۳).

شکل ۳) کندانسور کثیف

با توجه به تحقیقات آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده آمریکا، انتقال حرارت یک کویل با فیلمی از ذرات آلاینده به ضخامت ۰.۰۴۲ اینچ ، موجب کاهش توان انتقال حرارت تا ۲۱% خواهد شد.افزایش دمای خط مکش (که دلیل آن کم تغذیه کردن اواپراتور توسط شیر انبساط می باشد) به اضافه دمای بالای تقطیر به واسطه کثیف شدن کندانسور (دمای کندانسینگ) باعث افزایش بیش از اندازه دمای خط دهش و افزایش بیش از حد دمای مبرد در خروجی کمپرسور می گردد و این امر ممکن است باعث تجزیه اجزای روغن گردد.

بعد از مدتی که تصمیم به تمیز کردن کمپرسور می گیریم مشاهده خواهیم کرد که روغن شفاف اولیه در محفظه روغن کمپرسور تبدیل به مایع سیاه و بسیار غلیط شده است.مقداری از این روغن تجزیه شده به مانند شکل ۴ بر روی صفحه سر سیلندر می نشیند و سبب از بین رفتن آب بندی سیلندر می گردد.

شکل ۴) صفحه شیر با ذرات ته نشین شده حاصل از تجزیه روغن

به وضوح مشخص است که اینجا مسبب اصلی تجزیه روغن , دمای بالای خروجی کمپرسور و خط دهش می باشد. حال بیایید تمام جوانب این امر را بررسی کنیم. این موضوع با بحث بر سر اینکه چگونه دسته پیستون و یاتاقان هایش روغنکاری می شوند آغاز می گردد.

یک روزنه کوچک روغن در بالای دسته پیستون و در انتهای میله اتصال دهنده وجود دارد (شکل ۵).

شکل ۵ ) میله اتصال پیستون

وظیفه آن در واقع جمع آوری روغن از مخلوط روغن/مبرد در محل اتصال میل لنگ و انتقال آن به محفظه روغن می باشد. همچنین روغن به وسیله شیار روغن، قرار گرفته در مرکز یاتاقان، به دسته پیستون رسانده می شود.

همانطور که در شکل ۶ نشان داده شده است وقتی پیستون به پایین حرکت می کند (حالت مکش) بالای میله نگهدارنده پیستون با انتهای دسته پیستون در تماس قرار می گیرد.

در این حالت در زیر نگهدارنده فضای لقی وجود دارد که اجازه روغن کاری شدن را می دهد. این فضای لقی اجازه می دهد تا روغن به آنجا نفوذ کرده و فیلم و لایه روغنی در بین فلزات ایجاد گردد. پیوستگی در امر جابجایی و داشتن نقطه تماس بین نگهدارنده پیستون و دسته پیستون ضروری است تا فضای لقی هم بتواند به راحتی جا بجا شود.

بدون جابجایی این فضای لقی، قابلیت روغن کاری این اجزا و یاتاقان در معرض خطر خواهد بود. دقیقا این جایی است که صفحه بالایی سر سیلندر که در شکل ۴ نشان داده شد نقش خود را ایفا می کند. وقتی که بخار متراکم از سیلندر خارج می شود، شیر یک طرفه که در سمت دهش نصب می گردد باید کاملا بسته شود تا مانع از هر گونه نشتی و برگشت مبرد به سیلندر گردد.

متاسفانه، ذرات ته نشین شده حاصل از تجزیه روغن مانع این موضوع شده، و موجب ورود بخار فشار بالا به سیلندر در حین پایین آمدن(مکش) می شود. این مسئله علاوه بر اینکه موجب کم شدن ظرفیت پمپ کردن کمپرسور می گردد، بلکه در تمام بازه های زمانی فشار را در بالای پیستون ثابت نگه می دارد. در نهایت این موضوعی است که موجب سایش پیستون و دسته پیستون می شود.

ادامه این روند و بالا بودن فشار در قسمت فوقانی پیستون ، مانع تغییر مکان لقی شده، و نقطه تماس را در قسمت پایین نگه می دارد

(شکل ۶).

شکل ۶) روغن کاری عادی و معمولی

شکل ۷) عدم روغن کاری بخش پایینی

به همین علت هیچ روغنی به بخش پایینی وارد نخواهد شد و در نتیجه تماس سطوح فلزی با هم یک سایش غیر عادی در محفظه سیلندر و بین اجزای پیستون را ایجاد می کند.

این موضوع قطعا یک آسیب مکانیکی است. اگر مروری بر مراحلی که منجر به این آسیب دیدگی می شود داشته باشیم، متوجه خواهیم شد که اساس تمامی مسائل به وجود آمده، دمای دهش بیش از اندازه خواهد بود.

دمای بالای بخار مکش، ناشی از کم تغذیه شدن اواپراتور توسط شیر انبساط می باشد. دمای مکش بالاتر دمای دهش را افزایش می دهد.
کندانسور کثیف دمای کندانسینگ (و فشار) را افزایش می دهد، که این ناشی از بالا رفتن دمای دهش می باشد. دمای کمپرسور از دمای بحرانی تخطی کرده و افزایش می یابد و موجب تجزیه روغن می گردد.
روغن تجزیه شده که روی دیواره لوله های خروجی و خط دهش ته نشین می شود، مانع جاری شدن مبرد آنها می شود. در این صورت بخار خروجی می تواند در حین عملیات مکش به درون سیلندرها نشت پیدا کند.
فشار بالای ثابت اعمال شده روی برآمدگی پیستون مانع جابجایی فضای لقی بین نگه دارنده و دسته پیستون می شود و قسمت پایینی آنها به عنوان نقطه ثابت تماس در طول بالا و پایین شدن، مانع از روغن کاری کامل می شود.
با گذشت زمان و در اثر تماس فلز با فلز سایش غیر عادی فلزات را خواهیم داشت که منجر به بزرگ شدن سوراخ انتهای دسته پیستون می گردد.

نگه داشتن دمای مکش در حد مناسب، موجب طولانی شدن عمر کمپرسور و کاهش مصرف الکتریکی می گردد.

قبل از آن که راهکارهایی جهت جلوگیری از این امر پیاده سازی شوند، باید بدانیم که چه اوامری در وهله اول موجب افزایش بیش از حد دمای دهش می شود. از آنجایی که دلایل بسیاری موجب این اثر می گردند ، ۴ دلیل اصلی که موجب افزایش بیش از اندازه دمای دهش می گردد را بازگو می کنیم:

دمای بیش از حد مبرد ما فوق گرم در خط مکش:

یکی از اشکالات به وجود آمده در چرخه تراکم بخارمبرد، گرمایی است که به مبرد بین خروجی اواپراتور و خروجی کمپرسور اضافه می شود. که بیشتر این موضوع مربوط به فرایند تراکم می باشد.

فرایند تراکم تا حدی از خط آنتروپی ثابت موجود در دیاگرام P-H پیروی می کند (شکل۸).

با افزایش دمای بخار مقدار انتروپی بخار نیز افزایش خواهد یافت.بنابر این دمای بخار (تا حدی تحت تاثیر دمای مافوق گرم در خط مکش می باشد) است که تعیین می کند که خط انتروپی ثابت ازکدام فرآیند تراکم تبعیت کند.

هر چه دمای بخار مکش ورودی به کمپرسور بیشتر باشد (که منجر به آنتروپی بیشتر می گردد)، گرمای حاصل از تراکم نیز بیشتر خواهد شد.

شکل ۸) دیاگرام فشار-آنتالپی کمپرسور موتور مجزا

به عنوان مثال سیستمی که در شکل ۸ نشان داده شده است، معرف سیستم گاز R-22 دما پایینی است که در دمای مکش اشباع ۲۰- درجه فارنهایت(SST) و دمای کندانسینگ اشباع (SCT) 100 درجه فارنهایت، با یک کمپرسور موتور مجزا کار می کند. دمای بخار مبرد در خروجی اواپراتور ۱۵- درجه فارنهایت می باشد(۵ درجه مافوق گرم). خط نارنجی مشخص کننده ۴۰ درجه فوق گرم در ورودی کمپرسور، و گرمای حاصل از تراکم(Heat Of Compression) ۲۷ Btu/lb می باشد. دمای خروجی ۲۱۵ درجه فارنهایت خواهد بود.

سیستمی که در شکل ۹ نشان داده شده است، سیستمی است با شرایط عملکردی مشابه، که در آن یک کمپرسور بسته خنک شونده توسط مبرد به کار رفته است.

بخار سرد مبرد در مکش باید از میان سیم پیچ های گرم موتور کمپرسور بگذرد، که در این فرایند دما به طور تقریبی ۸۰ درجه فانهایت اضافه خواهد شد. دمای بخار ورودی به سیلندر ۱۰۰ درجه فارنهایت می باشد.

دمای خروجی حاصل شده ۲۹۵ درجه فارنهایت خواهد بود. توجه شود که دمای مکش سیستم در شکل ۹، ۸۰ درجه فارنهایت بالاتر از همان سیستم در شکل ۸ می باشد. این به معنی است که ۸۰ درجه فارنهایت افزایش دمای خروجی خواهیم داشت.

برای هر ۱ درجه فارنهایت افزایش در دمای مکش، می توان یک افزایش تقریبی در حد ۱ درجه فارنهایت را برای دمای خروجی انتظار داشت. می توان به سادگی نتیجه گرفت که هر سیستمی که موجب افزایش دمای مکش می گردد، افزایش دمای خروجی تقریبا برابر (به همان نسبت) را به دنبال خواهد داشت.

شکل ۹ – دیاگرام فشار-آنتالپی کمپرسور بسته خنک شونده توسط مبرد

برخی از رایج ترین شرایط که در سیستم ها موجب افزایش دمای مکش می شوند عبارتند از:

تنظیمات شیر انبساط حرارتی روی دمای مافوق گرم بالا: این موضوع می بایست همیشه در ابتدای راه اندازی چک شود و مطابق مشخصات فنی سازنده تجهیزات تنظیم گردد. سیستم شیر انبساط حرارتی(TEV) به گونه ای طراحی نشده که دمای بخار مبرد را در ورودی کمپرسور تنظیم کند.اگر شیر انبساط جوری تنظیم شود که امکان برگشت مایع مبرد به کمپرسور وجود داشته باشد باعث آسیب جدی به کمپرسور خواهد شد. اگر شیر انبساط به درستی تنظیم گردد مبرد با کمترین دمای ممکن و در بازه دمایی استاندارد و ایمن ترین حالت به کمپرسور می رسد.
عایق کاری نا مناسب یا مستهلک شده (شکل ۱۰): ممکن است این ایده که از عایق به ضخامت ۳/۸’’ استفاده شود به دلیل هزینه کمتر به نظر جالب بیاید اما باید از این دست کارها اجتناب کرد. در اجرای لوله کشی های طویل، یا در جایی که لوله کشی از میان دیوار یا حائل رد می شود، ضخامت عایق ۱/۲’’ یا ۱’’ پیشنهاد می شود.

شکل ۱۰) عدم عایق کاری خط مکش

استفاده از مبدل های واسطه متصل کننده خط مایع به خط مکش : این موضوع مانند این است که “چیزی فدای چیز دیگری” شود.بخار مبرد سرد در خط مکش مایع مبرد در سمت دیگر را به مایع مادون سرد تبدیل می کند تا خیالمان از بابت وارد شدن مبرد در فاز مایع به شیر انبساط اطمینان حاصل کنیم.این امر زمانی اتفاق می افتد که دمای خط مکش بالا باشد. نه تنها این عمل موجب افزایش دمای خروجی می گردد، بلکه با افزایش دمای بخار مکش بازده کمپرسور را نیز کم می کند. این موضوع آنچه که از مایع فوق سرد حاصل شده را خنثی می کند.

شکل ۱۱) شماتیک یک سیستم تبرید به همراه مبدل های واسطه متصل کننده خط مایع به خط مکش

ظرفیت نامناسب کندانسور:

در مواردی نادر این اتفاق ممکن است به دلیل کوچکتر بودن از حد معمول کندانسور باشد. اگر چه اگر کندانسوری کوچک انتخاب شود قطعا نشان دهنده این است که هیچ نظارتی بر روی طراحی و انتخاب آن صورت نگرفته است و نگهداری از آن به عمل نخواهد آمد. عدم سر کشی و نگهداری از کندانسور که موجب کثیف شدن آن و گرفتگی فین ها می گردد و مسبب جلوگیری از عبور هوای مورد نیاز از روی کویل می شود و همین باعث افزایش دما و فشار خط دهش می گردد. عکس شماره ۱۲ سیستمی را که در قبل به آن اشاره شد را نشان می دهد، اما با یک کندانسور کثیف. دمای کندانسینگ از ۱۰۰ درجه فارنهایت به ۱۲۰ درجه افزایش یافته است و دمای خروجی حاصل شده تا ۳۲۰ درجه فارنهایت بالا رفته است.

کم کردن فشار مکش: همانطور که در بالا اشاره شد، فرایند تراکم تقریبا از خط آنتروپی ثابت در دیاگرام فشار-آنتالپی پیروی می کند. در فشار خروجی ثابت، وقتی که فرایند تراکم روی خط آنتروپی ثابت با یک مقدار بالا شروع می شود، دمای خروجی حاصل شده بالاتر خواهد بود. فرایند تراکم روی خط آنتروپی ثابت با مقدار بالاتر می تواند به دو دلیل اتفاق بیفتد: دمای مکش بالاتر یا فشار مکش پایین تر. سیستمی که در شکل ۱۳ مشاهده می شود در حال کار کردن در فشار مکش کمتر می باشد؛ این فشار از ۱۰ psig به ۵ psig کاهش یافته است، در حالی که در دمای کندانسینگ ۱۲۰ درجه فارنهایت نگه داشته شده است. پیامد آن دمای خروجی بالاتر است؛ ۳۶۵ درجه فارنهایت. این که سیستم با بالاترین فشار مکش ممکن راه اندازی شود، مهم است.

شکل ۱۳ – سیکل ساده با کندانسور کثیف و فشار مکش کاهش یافته

نوع مبرد: شاخص های بسیاری برای انتخاب مبرد جهت کاربری های مختلف تعیین شده , مورد استفاده قرار می گیرند: هزینه، قابلیت دسترسی، عملکرد، و مسائل محیطی.

وقتی که R-502 به لیست گاز های مخرب پیوست، مبرد جایگزین مناسب جهت سیکل تبرید مورد نیاز بود، عمل منطقی این بود که R-22 به عنوان جایگزین انتخاب شود. این گاز تا قبل از این که R-502 در دهه ۱۹۶۰ توسعه یابد برای سیستم های سردخانه ای مورد استفاده قرار می گرفت.

شاید تعجب کنید که اگر R-22 مبرد خوبی برای کاربردهای تبریدی بود، چرا استفاده از R-502 توسعه پیدا کرد؟ پاسخ این است که R-22 دارای برخی از محدودیت است و به عنوان مبرد جهت کاربرد “سردخانه ای” است، به خصوص در دماهای پایین.

موضوع این است که در نسبت تراکم های بالا فشار و استرس بر روی بیرینگ های کمپرسور بیشتر می شود و همچنین بازده کمپرسور را کاهش می دهد. اما این مسئله با استفاده از یک فرایند تراکم دو مرحله ای قابل حل است؛ یا یک کمپرسور چند جزئی به کار برده شود یا دو کمپرسور جداگانه که بخار را در “دو مرحله” متراکم سازد.

موضوع مهم دیگر این است که در کاربردهای دما پایین، R-22 پتانسیل مناسب برای بالا بردن دمای خروجی از کمپرسور را دارد که بسیار مخرب است. اگر سیستم بر اساس شرایط طراحی به درستی به کار ادامه دهد به این معنی است که اندازه کندانسور درست انتخاب شده و تمیز است، مقدار دمای ما فوق گرم برای شیر انبساط به درستی تنظیم شده، خط مکش به خوبی عایق بندی شده و فشار مکش در بالاترین حد ممکن در حال کارکرد است و در این حالت اگر سیستم همچنان با دمای خروجی بالا عمل کرد به دلیل خواص و ویژگی های فیزیکی R-22 می باشد.

به دلیل این محدودیت، اگر R-22 به عنوان مبرد دما پایین انتخاب شود، باید کاری انجام داد تا مشکل دمای خروجی بالا که جز خواص طبیعی این گاز است، خنثی گردد. میتوان از فن جهت خنک کردن بدنه کمپرسور استفاده کرد، که شاید بتواند دمای خروجی را ۱۵-۲۵ درجه کاهش دهد.در حقیقت “یک چیزی” بایستی با مشکلات احتمالی که در خط ورودی به کمپرسور حادث می شود مقابله کند.

به خاطر داریم که به ازای هر ۱ درجه فارنهایت تغییر در دمای بخار مکش متقابلا (و به طور تقریبی) ۱ درجه فارنهایت تغییر در دمای خروجی خواهیم داشت (کاهش یا افزایش).با علم به این موضوع کنترل دمای خروجی از کمپرسور به وسیله کنترل دمای مکش نسبتا راحت خواهد بود و اینگونه بود که پیدایش شیر تزریق مایع صورت گرفت.

شکل ۱۴ کاربرد یک شیر تزریق مایع را نشان می دهد. عملکرد آن کاملا ساده است: کنترل دمای خروجی کمپرسور از طریق یک حباب (بالب) حسگر وقتی که دمای خروجی بر تنظیمات این شیر تاثیر بگذارد، مخلوطی از مایع اشباع و بخار را به خط مکش تزریق می کند. این عمل دمای بخار مکش را کاهش می دهد و این امر سبب می گردد تا دمای خروجی نیز کاهش یابد.با علم به اینکه محل نصب حباب حسگر ۵۰-۷۵ درجه کمتر از دمای خروجی واقعی است، یک متخصص فنی به راحتی می تواند تنظیمات شیر را بر اساس حداکثر دمای خروجی مطلوب انتخاب کند.

برای مثال اگر نقطه مطلوب برای اینکه شیر، تزریق را شروع کند در دمای خروجی ۲۸۰ درجه فارنهایت باشد، در آن صورت تنظیمات شیر، ۲۰۵ درجه فارنهایت خواهد بود. سیستم موجود در شکل ۱۳ مزیت تزریق مایع را نشان می دهد.

شکل ۱۴) شیر مجهز به حسگر دما

این شیر فقط نسبت به دما واکنش نشان می دهد. هیچ متعادل کننده ای در آن وجود ندارد و فشار تاثیری بر عملکردش ندارد. حباب حسگر باید در فاصله ۶ اینچی شیر سرویس کمپرسور وصل شود تا کنترل دقیقی را حاصل نماید.

پیشنهاد می شود که حباب عایق بندی شود تا دمای محیط تاثیری بر دمای حباب نگذارد. ورودی شیر باید از محلی که مبرد کاملا مایع و عاری از بخار مبرد می باشد تغذیه گردد؛ خروجی باید به خط مکش و با فاصله “۱۲-“۱۸ از شیر سرویس تعبیه شده در خط مکش کمپرسور متصل گردد. همچنین شیر برقی اضافی معمولا نیاز نمی باشد.

تزریق مایع می تواند جهت کاهش دمای خروجی بیش از اندازه در یک فرایند تراکم تک مرحله ای یا کنترل دمای خروجی ازمرحله اول در فرایند تراکم دو مرحله ای به کار رود.

نتیجه گیری :

همانطور که از دو دهه گذشته گفته شده، گرم شدن بیش از حد کمپرسور امروزه مشکل اساسی بسیاری از رشته ها می باشد. مشکلات بسیاری از سیستم ها و خرابی کمپرسورها را می توان در دمای بالای خروجی دنبال نمود.

دلایل بسیاری برای این شرایط وجود دارد و بسیاری از آن ها می تواند با تشخیص و عمل مناسب و به موقع اصلاح گردد. کندانسورها می بایست تا حد نیاز تمیز شوند تا عملکرد آنها در حداکثر ظرفیت صورت گیرد. دمای مکش بخار باید با توجه به محدودیت های ذکر شده در استانداردها توسط تنظیم صحیح شیر انبساط و عایق کاری احتمالی خط مکش در رنج مناسب قرار گیرد. کمپرسورها نباید در فشار مکش کم و غیر عادی کار کنند، که این مورد موجب می شود دمای خروجی در حد مطلوب نباشد.

در مورد برخی از مبردها و کاربردها، روش های دیگری جهت کم کردن دمای بالای خروجی مورد نیاز می باشد. این موضوع می تواند تا حدی با کاهش دمای بدنه کمپرسور انجام شود. برای کنترل کامل جهت جلوگیری از این مشکل، استفاده از یک شیر حرارتی، که بر دمای خروجی از کمپرسور کنترل داشته باشد، مورد استفاده قرار می گیرد. مایع اشباع /بخار تزریق شده به خط مکش، دمای بخار مکش ما فوق گرم را کاهش خواهد داد، و در عوض دمای خروجی نیز خواهد شد.

منابع و مآخذ:

Compressor Overheating – Dave Demma (2005)
Refrigeration System Performance using Liquid-Suction Heat Exchangers – S. A. Klein, D. T. Reindl, and K. Brownell (2000)
Dirty or Blocked Condenser Effects – Mohammad Parviz (2016)
بررسی و مقایسه ترمودینامیکی مبردهای جایگزین R22 در یک سیکل تبرید دما بالا – محمد پرویز (۱۳۹۵)
Compressor Overheating – John Tomczyk (2010)

Principle of Refrigeration – R.J.Dossat (2015)
Air Conditioning Engineering – W.P.Jones (۲۰۰۳)

دانلود مقاله

وظیفه رسیور در سیکل تبرید

15 فروردین 1400

توسط سید مصطفی موسوی مقالات علمی

یکی از موارد بسیار مهم در کلاس های آموزش تعمیر کولرگازی و یا آموزش تعمیر چیلرتراکمی موضوع نصب و استفاده از رسیور ها می باشد. آشنایی با کاربرد این تجهیزات و نحوه محاسبه حجم مخزن رسیور از موارد بسیار مهم می باشد.

وظیفه اصلی رسیور جمع‌کردن یا حذف نوسانات موجود در سطح مبرد مایع شده می‌باشد. همچنین موجود بودن یک مخزن مناسب در هنگام پمپ‌دان (Pump down) سیستم بسیار ضروری می‌باشد.

به‌عبارتی دیگر، در سیستمی که رسیور وجود ندارد، همواره باید شارژ گازمبرد سیستم به‌اندازه کافی (نه زیاد و نه کم) باشد اما در صورت وجود رسیور ، سیستم دیگر چندان به میزان شارژ گاز حساس نخواهد بود زیرا شارژ اضافه‌تر مشکلی ایجاد نکرده و بصورت مایع در رسیور ذخیره خواهد شد.

علاوه‌براین، این قطعه تضمین می‌کند که مایع به‌صورت خالص و عاری از هرگونه گاز به‌طرف اواپراتور برود. رسیور ها به دو شکل افقی و عمودی ساخته می‌شوند که نوعی افقی آن متداول‌تر است.

رسیور ها اغلب در سیستم‌هایی که دارای اواپراتور تبخیری و یا کندانسور هوایی هستند، کاربرد دارند. در سیستم‌های دارای کندانسور آبی، خود کندانسور آبی (پوسته و تیوب) به‌ عنوان رسیور محسوب می‌شود (گاهی اوقات در کندانسورهای هوایی نیز به‌علت وجود مدار سابکولینگ در کندانسور، براساس نظر طراح سیکل، از گذاشتن این قطعه صرف‌نظر می‌گردد).

این قطعه تا حد امکان در نزدیک‌ترین نقطه ممکن زیر کندانسور قرار داده می‌شود و لوله‌کشی نیز باید طوری انجام شود که امکان تخلیه آزاد مایع به‌سهولت از کندانسور به آن وجود داشته باشد.

این مطلب بدین معنی است که فشار داخل رسیور نباید به حدی بالا رود که باعث جلوگیری از ورود مایع به آن گردد. این امر بر اثر مواردی مانند گرفتار شدن گاز در قسمت بالای آن ، افت ‌فشار زیاد در خط مایع از کندانسور به رسیور و یا طراحی نادرست مسیر خط مایع (قبل از رسیور ) اتفاق می‌افتد.

برای جلوگیری از به‌دام افتادن گاز در رسیور ، معمولاً از یک انشعاب جداگانه به‌صورت ونت (Vent) استفاده می‌شود. این انشعاب از بالا رسیور به بالای کندانسور وصل شده و آن ها را با یکدیگر ارتباط می‌دهد. سایز این خط ارتباط ‌دهنده مطابق جدول زیر می باشد :

۵۰۰	۳۶۰	۲۶۰	۱۵۰	۵۰	۵۰	Maximum Tons
۲	۲/۱ ۱	۴/۱ ۱	۱	۴/۳	۲/۱	Vent line size (Inch)

ذخیره مایع مبرد در داخل رسیور زمانی لازم می شود که :

سیستم تبرید نیاز به تعمیر و سرویس داشته باشد : در چنین موقعیتی تمام ماده مبرد داخل سیکل را به صورت مایع در داخل مخزن جمع می کنند. نحوه کار به این صورت است که در حالی که کمپرسور کار می کند شیر خروجی رسیور را می بندیم لذا مبرد داخل خط مایع و اواپراتور از طریق کمپرسور مکیده شده و در زمان کوتاه ( بستگی به ظرفیت ) چند ده ثانیه کاهش آنی در داخل اواپراتور ایجاد شده و باعث تبخیر سریع تر بقیه مایع و خروج آن از اواپراتور و نهایتا خروج تمام گاز مبرد از کمپرسور را موجب می شود. البته در طی این پروسه باید کلید کنترل فشار کم اتصال کوتاه شده باشد. با خارج شدن آخرین ذرات گاز از کمپرسور فشار روی گیج به سمت صفر میل کرده و صدای کمپرسور نیز تغییر می کند. به آهستگی شیر سرویس رانش کمپرسور را بسته و فورا دستور قطع کلید اصلی دستگاه را می دهیم. در شرایط مذکور تمام ماده مبرد در داخل کندانسور و مخزن رسیور جمع شده است و براحتی می توانیم تمام تجهیزات روی خط مایع ، شیر انبساط ، اواپراتور وکمپرسور را برای سرویس باز کنیم.
خاموش کردن کمپرسور به طریق پمپ دان اتوماتیک : ( با استفاده از کلید کنترل فشار کم ).
تغییر بار برودتی: اهمیت وجود مخزن در سیستم های ظرفیت بالا به هنگام تغییر در بار برودتی بیشتر جلوه می کند. با کاهش بار برودتی ، تزریق مایع به اواپراتور از طریق شیر انبساط محدود شده در نتیجه مایع مبرد اضافی در مخزن جمع می شود ( سطح مایع در مخزن بالا می رود ). لازم به ذکر است که در موقع کاهش بار ، کندانسور به وظیفه خود عمل کرده و متاثر از کاهش بار نمی شود. در افزایش ناگهانی بار نیز مایع داخل مخزن به کمک تجهیزات آمده و دمای سالن یا محصول را در زمان کمتری به دمای نهایی می رساند. با توجه به کاربری مخزن نصب آن در سیستم های تبرید با ظرفیت پایین نظیر یخچال و فریزر ضرورتی ندارد ولی در تمام سیستم های تبرید با کندانسر هوایی مخزن مایع استفاده می کنیم. در سیستم های تبرید با کندانسر آبی از نوع پوسته و لوله نیازی به نصب رسیور نداریم زیرا در این سیستم ها قسمت انتهایی پوسته کندانسر به عنوان رسیور عمل می کند.

به این نکته نیز توجه شود که مایع‌ مبرد بعد از خروج از کندانسور هم باز تبخیر می‌شود، اما میزان آن کم است و در واقع این تصور اشتباه نباید ایجاد شود که چون مایع سابکول شده است، دیگر تبخیری روی نمی‌دهد.

به‌همین دلیل است که همواره قسمتی از مبرد، حتی درخود ریسور به‌صورت بخار در می‌آید.

انتخاب حجم مناسب مخزن رسیور:

از روی نمودار زیر با توجه به ظرفیت و مبرد داخل سیستم حجم رسیور را تعیین می کنیم.

دانلود مقاله

آموزش نرم افزار SOLKANE + دانلود نسخه اورجینال

19 اسفند 1399

توسط سید مصطفی موسوی مقالات علمی

جهت آموزش نرم افزار solkane نیاز به دانستن برخی پیش نیاز ها می باشد که سعی بر آن می شود تا به صورت ساده به آنها پرداخته شود و سپس به آموزش نرم افزار میپردازیم.

در این بخش به بیان نحوه طراحی سیکل های تبرید تراکمی به کمک نرم افزار solkane خواهیم پرداخت، به این منظور قبل از معرفی این نرم افزار ، اصول طراحی سیکل تبرید تراکمی بیان شده است.

نرم افزار solkane در بیشتر کارخانجات سازنده دستگاه تبرید تراکمی نظیر انواع چیلر و پکیج های انبساط مستقیم استفاده می شود و از طریق آن می توان تحلیلی بر محاسبه آیتم های سیکل نظیر راندمان دستگاه و آنتالپی آنتروپی دبی سیال و سایر مشخصات آن داشت.

مطابق شکل فوق ، وظیفه هر یک از اجزای سیکل تبرید به شرح زیر است:

کمپرسور که بخار را از اواپراتور مکیده , فشار و به تبع آن درجه حرارت آن را افزایش می دهد.
خط تخلیه ( discharge ) که بخار داغ با فشار بالا را از کمپرسور به کندانسور منتقل می کند.
کندانسور که از طریق آن انتقال حرارت از مبرد گرم و پر فشار به عامل سرد کننده و تقطیر که می تواند آب یا هوا یا هر دو باشد صورت می گیرد. دفع حرارت جذب شده در سیکل به عهده کندانسور می باشد.
مخزن ذخیره مایع ( receiver) که مایع تقطیر شده در کندانسور را ذخیره و با دبی ثابتی مبرد را به اواپراتور انتقال می دهد.
خط مایع که مبرد مایع را از مخزن ذخیره به شیر انبساط یا لوله مویین می رساند.
اواپراتور که از طریق آن انتقال حرارت از فضای سرد شونده ( در حال تهویه) به مبرد تبخیر شونده صورت می گیرد .
خط ساکشن یا مکش که بخار کم فشار را از اواپراتور به قسمت مکش کمپرسور انتقال می دهد .

بنابراین به طور کلی مبرد در اثر جذب حرارت از فضایی که باید سرد شود در اواپراتور تبدیل به بخار شده و به صورت گاز ما فوق گرم (سوپر هیت) از اواپراتور خارج می شود .

در خط مکش فقط گاز سوپر هیت وجود دارد. سپس گاز سوپر هیت شده از اواپراتور خارج شده و به کمپرسور می رسد. فشار گاز مبرد در خط مکش همان فشار اواپراتور است که فشار سنج مکش نشان می دهد.

در کمپرسور ، گاز متراکم شده و فشارش افزایش می یابد و در اثر تراکم درجه حرارت گاز خروجی از کمپرسور نیز افزایش می یابد. بنا بر این در خط تخلیه فقط گاز سوپر هیت شده با درجه حرارت و فشار بالا وجود دارد.

گاز تخلیه شده از کمپرسور وارد کندانسور شده و در اثر انتقال حرارت با عامل تقطیر ( آب یا هوا یا هر دو) تقطیر شده و به صورت مایع از کندانسور خارج می شود. اگر کندانسور صحیح طراحی شده باشد ، مایع خروجی از آن به صورت مادون سرد ( سابکولد) خواهد بود.

بنابر این در خط مایع فقط مایع سابکول شده با فشار و دمای بالا وجود دارد. این مایع بعد از کندانسور به مخزن ذخیره ( رسیور ) رسیده و از آنجا به پشت شیر انبساط منتقل می شود.

وظیفه شیر انبساط کاهش فشار و در نتیجه درجه حرارت مبرد است، بنابر این بعد از شیر انبساط مخلوط مایع و گاز (حدود ۲۰ تا ۲۵ % گاز . ۸۰ تا ۷۵% مایع) وجود خواهد داشت که دما و فشار آن پایین است.

سپس مخلوط مایع و گاز توسط پخش کن در مدار های اواپراتور تقسیم می شود. همچنین شیر انبساط مقدار عبوری مبرد را طوری تنظیم می کند که تمام مایع مبرد در اواپراتور تبخیر شده و هیچ مایعی از اواپراتور خارج نشود.

اثر تبرید:

مقدار حرارتی که در واحد جرم مبرد از فضای سرد شونده جذب می شود اثر تبرید نامیده می شود. اگر درجه حرارت ورودی مبرد به شیر انبساط با درجه حرارت تبخیر آن در اواپراتور برابر باشد کل جرم مایع مبرد در اواپاتور تبخیر شده و تولید برودت می نماید.

در این صورت اثر تبرید واحد جرم مبرد برابر حرارت نهان تبخیر خواهد بود ولی در یک سیکل واقعی درجه حرارت مایع ورودی به شیر انبساط از درجه حرارت تبخیر آن در اواپراتور بیشتر است و قبل از اینکه مبرد بتواند در اواپراتور تبخیر شود باید درجه حرارت اواپراتور سرد شود،

بنابر این فقط قسمتی از مبرد مایع در اواپراتور تبخیر می شود و لذا سرمای تولید شده همواره از حرارت نهان کل تبخیر کمتر است. با توجه به آنچه بیان شد می توان نتیجه گرفت که اثر تبرید واحد جرم مبرد به اختلاف درجه حرارت اثر تبرید کاهش خواهد یافت بنابر این برای افزایش اثر تبخیر باید مبرد به صورت مادون سرد به شیر انبصاط وارد شود.

در هر صورت اثر تبرید مستقیما تعیین کننده ظرفیت سیستم تبرید است به طوری که اگر جرم مبرد در حال گردش در سیکل تبرید با m و ظرفیت سیستم تبرید با Q نشان داده شود ، می توان نوشت :

در رابطه فوق اختلاف آنتالپی دو طرف اواپراتور و همان اثر تبرید است.

ضریب عملکرد :

ضریب عملکرد یک سیکل تبرید تراکمی بیانگر راندمان آن سیکل بوده و با COP نشان داده می شود. در واقع COP مخفف coefficient of performance است وبرابر است با نسبت مقدار گرمای گرفته شده از اتاق به کار مصرفی(کمپرسور) که با رابطه زیر بیان می شود :

به عبارت دیگر COP یک سیستم تبرید تراکمی برابر است با نسبت میزان برودت تولید شده توسط سیستم به میزان انرژی مصرف شده ( برق) توسط سیستم جهت تولید آن برودت.

تاثیر دمای مکش و تقطیر بر روی راندمان سیکل:

راندمان یک سیکل تبرید تراکمی به درجه حرارت های تبخیر و تقطیر بستگی دارد به طوری که با ثابت بودن دمای تبخیر و کاهش دمای تقطیر , راندمان سیکل افزایش می یابد. به طور کلی ، تاثیر افزایش دمای تقطیر روی راندمان سیکل ، دقیقا عکس افزایش دمای تبخیر است.

افزایش دمای تبخیر باعث افزایش اثر تبرید واحد جرم مبرد ، افزایش توان تبرید و کاهش کار تراکم می شود، در حالیکه افزایش دمای تقطیر باعث کاهش توان تبرید و افزایش کار تراکم می شود.

تاثیر سوپرهیت شدن بخار مکش بر روی راندمان سیکل:

معمولا در سیکل تبرید بخار با جذب حرارت به دمایی بیشتر از دمای اشباع می رسد و قبل از ورود به کمپرسور به بخار سوپرهیت تبدیل می شود. اینکه سوپرهیت شدن بخار مکش بر ظرفیت و ضریب عملکرد سیکل تراکمی چه تاثیری دارد به نحوه سوپر هیت شدن آن و اینکه حرارت جذب شده برای سوپر هیت شدن سرمای مفید ایجاد می کند یا بستگی دارد.

اگر سوپر هیت شدن بخار موجب ایجاد سرما نشود ، مقدار حرارت دفع شده از کندانسور به ازای واحد ظرفیت تبرید در مقایسه با سیکل اشباع بیشتر بوده و از آنجا که کمپرسور و کندانسور سیکل سوپر هیت از اشباع بزرگتر است، این مسئله باعث کاهش راندمان سیکل خواهد شد.

ولی اگر سوپرهیت شدن بخار موجب ایجاد سرمای مفید شود، ضریب عملکرد سیکل با بخار سوپرهیت از ضریب عملکرد سیکل با بخار اشباع نظیرش بزرگتر خواهد شد.

تاثیر مادون سرد شدن مایع مبرد بر روی راندمان سیکل:

چنانچه مایع مبرد قبل از رسیدن به شیر انبساط مادون سرد شود، اثر تبرید واحد جرم آن و در نتیجه راندمان سیکل اشباع نظیرش افزایش خواهد یافت.

طراحی سیکل تبرید تراکمی :

هدف از طراحی سیکل تبرید تراکمی بدست آوردن کمیت های نظیر کار تراکم، مقدار حرارتی که بایستی دفع گردد.

اثر تبرید ، ضریب عملکرد و دبی حجمی و جرمی جریان است. در واقع همانطور که قبلا توضیح داده شد، اولین قدم در طراحی سیستم های تهویه مطبوع و تبرید بدست آوردن بار سرمایشی است.

با داشتن این بار باید اجزای سیکل تبرید به درستی انتخاب شوند تا دستگاه بتواند به راحتی و با کمترین استهلاک کار کند.

هدف از این قسمت بدست آوردن مشخصات اجزای سیکل تبرید تراکمی که در بیشتر دستگاه ها نظیر ، پکیج های انبساط مستقیم ، چیلر ها ، کولر های گازی و غیره استفاده می شود ، بوده به نحوی که دستگاه بتواند بار حرارتی و برودتی ساختمان را تامین نماید.

طرح و محاسبه سیکل تبرید با قوانین ترمودینامیکی صورت می گیرد. در شکل زیر سیکل استاندارد تراکمی نشان داده شده است:

همانطور که در شکل مشاهده می شود، می توان کلیات مجهول مورد نظر را به صورت زیر بدست آورد:

کار تراکم کمپرسور برابر است با تغییر آنتالپی ورودی و خروجی از آن و می توان آن را به صورت h1-h2 نوشت .
دفع حرارت در کندانسور برابر است با تغییر آنتالپی در فرایند ۳-۲ که در تعیین اندازه کندانسور تاثیر دارد.
اثر تبرید یا حرارت جذب شده توسط مبرد همان تغییر آنتالپی در فرایند ۴-۱ بوده و مشخصات اواپراتور را تعیین می کند.
ضریب عملکرد سیکل تبرید تراکمی بخار برابر است با اثر تبرید تقسیم بر کار تراکمی کمپرسور.
دبی حجمی در ورودی کمپرسور برابر است با دبی جرمی در حجم مخصوص مبرد در شرایط طراحی و در ورودی به کمپرسور و تعیین کننده ی اندازه ی فیزیکی کمپرسور می باشد. هرچه دبی حجمی در ورودی به کمپرسور بیشتر باشد، حجم جابجایی کمپرسور نیز بیشتر خواهد بود.

کار با نرم افزار

سیکل تبرید تراکمی مرسوم ترین سیکل مورد استفاده در صنعت تبرید است. در این سیکل ابتدا بخار مبرد متراکم شده و سپس به مایع تبدیل می شود.

جذب حرارت توسط مایعات به هنگام تبخیر اساس کار سیکل های تبرید است. استفاده از مایعات در این سیکل مزایای بسیاری را به همراه دارد زیرا می توان با کنترل فشار تبخیر مایع دمای تبخیر را تغییر داد.

سیکل تبرید تراکمی را می توان از دو جهت بررسی کرد، سیکل کلاسیک کارنو و دیگری سیکل تبرید واقعی.

سیکل کارنو که فقط در حالت تئوری قابل اجراست سیکلی است که راندمان آن را هنگام کار بین دو درجه حرارت نمی توان تغییر داد.

سیکل تبرید واقعی ، سیکلی است که در عمل به کار می رود و با تغییرات و اصلاحات عملی بر روی سیکل تئوری کارنو حاصل می شود. در این جا ابتدا اصول سیکل تبرید تراکمی مورد بررسی قرار می گیرد و سپس مشخصات سیال عامل در نقاط مختلف سیکل توسط نرم افزار Solkane محاسبه می گردد.

این مشخصات نقش بسیار عمده ای در طراحی بهینه و صحیح سیکل تبرید تراکمی داشته و مستقیما راندمان سیکل را تحت تاثیر قرار می دهد. به عنوان مثال در محاسبات طراحی سیستم تهویه مطبوع یک ساختمان ، اولین قدم محاسبه بار های حرارتی و برودتی ساختمان است.

بار یک فضا که از جمع بارهای تابشی، هدایتی افراد، و … بدست می آید بار واقعی آن فضاست که همواره باید دستگاهی متناسب با آن ظرفیت برای آن فضا انتخاب شود. فرایند طراحی سیکل تبرید تراکمی با داشتن شرایط کاری دستگاه که اکثر آنها با مشخص بودن محل پروژه و شرایط هوای ورودی و خروجی معلوم می شود توسط نرم افزار Solkane به راحتی قابل اجراست.

هم چنین ضریب عملکرد دستگاه ، میزان مبرد در گردش در سیکل و سایر مشخصات سیکل را می توان از طریق نرم افزار بدست آورد.

با انتخاب این نرم افزار و باز نمودن آن منوی اصلی پنجره به صورت زیر مشاهده می شود:

در قسمت فوقانی برنامه لیست انواع مبرد های رایج در صنعت تبرید مشاهده می شود که می توان با کلیک بر هر کدام از آنها مبرد مورد نظر را انتخاب نمود. پایین این قسمت سه گزینه وجود دارد که شرح آن ها به صورت زیر است:

Single point : با انتخاب این گزینه و وارد نمودن یکی از مشخصه های درجه حرارت یا فشار ماده ی مورد نظر می توان بقیه ی مشخصات ترمو دینامیکی آن را در حالت اشباع مشخص نمود.

Table : با این گزینه می توان خصوصیات ترمودینامیکی مبرد های مختلف را در شرایط مختلف اشباع (wet vapor ) و فوق گرم ( super heat ) مشاهده نمود.

Cycle : با انتخاب این گزینه می توان انواع مختلف سیکل های تهویه مطبوع و تبرید را آنالیز نمود. توضیحات مربوط به انواع سیکل ها و اصطلاحات آنها در فصل پنجم به طور کامل توضیح داده خواهد شد. نرم افزار solkane شش نوع سیکل مختلف را آنالیز می کند که مهمترین آنها عبارتند از:

سیکل استاندارد تراکمی بخار ( یک مرحله ای ) ، که دارای یک کمپرسور و یک اواپراتور بوده و در اغلب سیستم های تهویه مطبوع به کار می رود.
سیکل تراکمی دو مرحله ای با خشک کن میانی (two –stage with intercooler ) که دارای دو کمپرسور و یک اواپراتور است
ORC (Organic Rankine Cycle) که سیکل رانکین را آنالیز می کند.

در واقع نرم افزار solkane برنامه کوچکی بوده و سیکل های تبرید کمی را نیز تحلیل می کند ولی به کمک آن به سرعت می توان به مشخصات مختلف سیکل دست یافت.

با انتخاب سیکل استاندارد تبرید تراکمی بخار ( cycle 1 ) مشخصات سیکل به صورت زیر باید وارد برنامه شوند:

Evaporator temperature : این گزینه درجه حرارت کاری اواپراتور را تعریف می کند و در واقع درجه حرارت تبخیر اواپراتور یا دمای اشباع مبرد در خط مکش است. مقدار آن با توجه به کاربری ساختمان و نوع سیستم تبرید متفاوت است.

Superheating : از آنجا که حالت ترمودینامیکی مبرد در خروجی از اواپراتور بر روی عملکرد کمپرسور تاثیر مستقیم دارد بنابراین درجه حرارت ورودی به کمپرسور بسیار مهم است. چنانچه مبرد با جذب گرما از محیط در اواپراتور خیلی نزدیک به حالت بخار اشباع رسیده و سپس وارد کمپرسور شود ممکن است مایع موجود آن در هنگام ورود به کمپرسور که با سرعت بسیار بالا در حال کار می باشد موجب خوردگی و سایش اجزای داخلی آن شده و کمپرسور را از بین ببرد. برای جلو گیری از این مساله معمولا طول لوله های اواپراتور را کمی بیشتر از حد نیاز مورد نظر می گیرند تا مبرد با جذب گرمای بیشتر به حالت بخار سوپرهیت برسد. مقدار این سوپرهیت توسط این گزینه برای برنامه تعریف شده است.

Pressure drop : افت فشار ناشی از اواپراتور و خط مکش را نشان می دهد.

Refrigerating cap : بار واقعی برودتی اتاق که سیستم تهویه و یا تبرید قرار است برای آن نصب شود و یا به عبارتی ظرفیت واقعی سیستم بر حسب kw در این قسمت تعریف می شود.

Condenser temperature : این گزینه درجه حرارت کاری کندانسور را تعریف می کند و در واقع درجه حرارت تقطیر مبرد گاز در کندانسور یا دمای اشباع مبرد در خط رانش بوده و بر اساس درجه حرارت خشک طرح خارج محاسبه و در نظر گرفته می شود.

Subcooling : به علت تاثیر مستقیم درجه حرارت خروجی مبرد از کندانسور روی ظرفیت سیکل تبرید این درجه حرارت تعریف می گردد و در واقع عبارت است از مقدار دمایی که مبرد خروجی از کندانسور را سرد می کنیم تا از حالت اشباع به حالت مایع سابکول ( متراکم یا مادون سرد) برسد. از آنجا که عبور بخار از شیر انبساط باعث کاهش راندمان سیکل تبرید می شود، باید مقدار سابکولینگ به اندازه ای باشد که مبرد در هنگام عبور از شیر انبساط که با کاهش فشار روبرو می شود دچار تبخیر ناگهانی (flash) نشود.

Condensing pressure drop : این گزینه افت فشار ناشی از کندانسور را نشان می دهد.

Compressor isentr efficiency : راندمان آیزنتروپیک کمپرسور در این قسمت تعریف می گردد. در ترمودینامیک به فرایندهای آدیاباتیک برگشت پذیر فرآیند آیزنتروپیک گفته می شودکه در این فرآیندها آنتروپی سیال در ابتدا و انتهای فرآیند تقریبا با هم مساوی است. فرایند تراکم نیز در کمپرسور به صورت آیزنتروپیک در نظر گرفته می شود. به عبارتی راندمان آیزنتروپیک کمپرسور به صورت ریاضی برابر است با:

که در آن W_is کاری است که کمپرسور برای متراکم کردن گاز با فرض فرآیند آدیاباتیک برگشت پذیر انجام می دهد و W_c کار واقعی انجام شده توسط کمپرسور است. در حالت واقعی فرآیندها به صورت بازگشت ناپذیر رخ می دهند. مقدار دقیق راندمان آیزنتروپیک یک کمپرسور را می توان با مراجعه به کاتالوگ سازنده آن بدست آوردو یا می توان از نرم افزار گزینه ی Auto را انتخاب کرد که با توجه به شرایط کاری سیکل خود نرم افزار مقدار این راندمان را محاسبه می نماید.

Suction line : توسط این گزینه افت فشار ناشی از خط ساکشن وارد نرم افزار می شود. مقدار مجاز این افت فشار به اندازه ای است که مقدار درجه حرارت بیش از ۰.۵ تا ۲ درجه فارنهایت تغییر ندهد.

Discharge line : مقدار افت فشار مجاز در خط دهش نیز مشابه مقادیر خط مکش می باشد که در این قسمت برای نرم افزار تعریف می شود.

با انتخاب سیکل دو از نرم افزار می توان مشخصات سیکل تبرید یک مرحله ای با یک مبدل حرارتی داخلی را که بیشتر در سیستم های هوایی استفاده می شود، تحلیل نمود.

با انتخاب سیکل استاندارد تبرید تراکمی بخار ( cycle 1 ) مشخصات سیکل به صورت زیر باید وارد برنامه شوند:

Pressure drop : افت فشار ناشی از اواپراتور و خط مکش را نشان می دهد.

Condensing pressure drop : این گزینه افت فشار ناشی از کندانسور را نشان می دهد.

در این صورت min temperature difference اختلاف دمای ورودی به کمپرسور با خروجی از کندانسور وgas pressure drop افت فشار ناشی از این مبدل حرارتی است. سیکل های سه و چهار و پنج به بررسی انواع سیکل های دو مرحله ای پرداخته و سیکل شش نیز سیکل رانکین را آنالیز می نماید که در واقع سیکل پایه ی نیروگاه حرارتی است.

دانلود مقاله

دانلود نرم افزار Solkane

استاندارد های سالن پرورش قارچ و تهویه مطبوع آن

9 اسفند 1399

توسط سید مصطفی موسوی مقالات علمی

احداث سالن پرورش قارچ:

سالن های پرورش قارچ با توجه به شرایط آب و هوایی و موقعیت جغرافیایی می توانند به صورت های گوناگون و با استانداردهای خاصی بنا شوند. شکل کلی سالن و مناسب بودن برای حمل کمپوست ها از بخش های مهم پرورش قارچ می باشد. کمی صرف وقت برای طراحی یک سالن مناسب بسیار مهم است . برای مثال طراحی درست راهرو های سالن پرورش قارچ با این وجود که کمی از ظرفیت سالن پرورش قارچ می کاهد ولی در عوض رفت و آمد پرسنل را تسهیل خواهد کرد.

یکی از مهمترین مسائلی که در احداث یک سوله جهت پرورش قارچ باید مورد توجه قرار گیرد بحث ارتفاع سالن می باشد با در نظر گرفتن این نکته که “در یک سالنپرورش قارچ حداکثر اختلاف دما در کلیه نقاط سالن نباید از یک درجه تجاوز کند” و با توجه به اینکه دما در ارتفاع پایین سالن سرد تر از دما در ارتفاع بالا می باشد، کنترل دما و ثابت نگه داشتن دما در کلیه نقاط سالن با ارتفاع بالای ۴.۵ متر کاری سخت و دشوار می باشد که ارتفاع بیشتر به هیچ عنوان توصیه نمی شود.

از آنجا که هر سالن پرورش قارچ باید تاسیسات جداگانه ی مخصوص به خود را داشته باشد مطمئنا کوچک بودن ابعاد سالن با توجه به هزینه ثابت و متغیر (سوخت) می تواند توجیه اقتصادی کل طرح را زیر سوال ببرد.

بعضا ممکن است از مکانهایی برای این کار استفاده شود که دارای اتاق می باشد مثل یک منزل متروکه.

این کار نیز مشکل آفرین است چون هوایی که در یک نقطه سالن وجود دارد نمی تواند به راحتی بین اتاق ها جریان پیدا کند و اصل سیرکولاسیون به خطر می افتد.

به طورکلی اگر چه سالن های پرورش قارچ به صورت های گوناگون می تواند ساخته شود اما جا افتاده ترین نوع آن در ایران به شکل مکعب مستطیل و همچنین با ابعادی برابر با طول ۱۸ متر و عرض ۶ متر با ارتفاع ۴.۵ متر می باشد. همچنین این سالن ظرفیت ۲۲ تن کمپوست در ۵ طبقه قفسه بندی را دارا می باشد.

طبقه بندی یا قفسه بندی مخصوص سالن قارچ:

قفسه بندی به طور استاندارد و با فاصله های منظم امر مهمی دیگر است. استفاده از قفسه های پرتابل باعث می شود علاوه بر سهولت کار از امکان افزایش وکاهش قفسه های سالن قارچ نیز برخوردار باشیم.

هواسازهای مخصوص سالن قارچ:

هواساز های مخصوص سوله های پرورش قارچ دارای پارامترها و مشخصات خاصی جهت ساخت می باشند.

اصولا دو روش برای شوک دهی وجود دارد:
۱ – ایجاد رعد و برق مصنوعی ۲ – ایجاد سرما

از روش رعد و برق مصنوعی که معمولا با یک لامپ مهتابی که دائما در حال روشن و خاموش شدن است انجام می شود، کمتر استفاده می شود اما بهترین روش استفاده از سرما است.

در پایان روز دوازدهم دوم، پس از رشد مناسب کپک ها بر روی کمپوست تمامی روزنامه های موجود بر روی کمپوست ها را برداشته و اقدام به هوادهی و تهویه هوا میکنیم.

حال نوبت به کاهش دما می رسد . ما برای شوک دهی باید دما را به ۱۶ تا ۱۷ درجه برسانیم.

این مقدار دما باید طی ۲ روز به تدریج کم شود یعنی در پایان روز اول تا ۲۰ درجه و در روز دوم به ۱۶ درجه برسد. همیشه معیار دمای ما، دمای داخل کمپوست است و چه بسا هوای محیط در برخی اوقات دارای دمایی بسیار کمتر از کمپوست باشد.

باید دمای ۱۶ درجه داخل کمپوست به مدت ۳۰ تا ۴۰ ساعت باقی بماند و سپس دما را تا ۱۸ یا ۱۹ درجه بالا ببریم .

در ابتدای کاهش دما می توان به قطور شدن کپک ها پی برد و رنگ کپک ها دائما سفید تر می شود. افزایش دوباره دما به این دلیل است که در دمای پایین رشد قارچ کم است و اگر در دمای ۱۶ درجه باقی بماند زمان را از دست خواهیم داد و نمی توان در یک دوره ۲ ماهه میزان مورد نظر را برداشت کرد.

پس از شک دهی ته سنجاقی ها ظاهر می شوند و به تدریج به دکمه های کوچک تبدیل می شوند. نکته مهم در این دوران تهویه هوا می باشد. هوای تازه در کلیه مراحل باعث رشد بهتر می شود.

قارچ نیز از معدود گیاهانی است که برخلاف گیاهان دیگر و مانند انسان به جای تولید اکسیژن، دی اکسید کربن تولید و اکسیژن مصرف میکند و تهویه هوا در اکسیژن رسانی به آن بسیار موثر است.

بعضی از پرورش دهندگان قارچ برای سرمایش به فکر استفاده از کولر گازی می افتند ولی حقیقت این است که از کولر گازی به هیچ وجه نمیتوان استفاده نمود چرا که اساس کار کولر گازی با رطوبت سازگاری ندارد و رطوبت سالن کاهش پیدا کرده و علاوه بر آن به کولر فشار زیادی وارد خواهد شد.
هواساز های مخصوص سالن پرورش قارچ دارای مشخصات خاصی می باشد که آنها را از سایر هواسازها متمایز می نماید.

در ذیل به برخی از این تفاوت ها می پردازیم:
– فن هواساز سالن پرورش قارچ از نوع سانتریفوژ بکوارد کوپل مستقیم می باشد که باعث افزایش فشار و کاهش صدا می گردد.
– فن این نوع هواساز ها همان گونه که در تصویر آنها پیداست کاملا خارج از یونیت قرار می گیرد تا از هرگونه آسیبی در امان باشد.

– استراکچر هواساز مخصوص سالن قارچ آلومینیومی و بدنه آن گالوانیزه با رنگ کوره ای الکترو استاتیک می باشد تاکاملا در مقابل رطوبت مقاوم بوده و همچنین در صورت نیاز هر قسمت به طور مجزا قابل تعویض باشد.
– بدنه هواساز سالن پرورش قارچ از داخل کاملا عایق بندی شده که این موضوع راندمان دستگاه را تا ۳۰% افزایش داده و پرت انرژی را به حداقل می رساند.

با توجه به اینکه سالن های پرورش قارچ معمولا متعدد هستند استفاده از یک چیلر مرکزی که هواساز های متعدد را تغذیه میکند به جای استفاده از پکیج های مختلف جهت هر سالن قارچ مقرون به صرفه ترین راه می باشد که البته احتیاج به یک برج خنک کننده و کندانسینگ یونیت نیز دارد.

رطوبت ساز های مخصوص سوله پرورش قارچ:

از زمان شوک دهی تا برداشت اولین قارچ ها در حدود یک هفته زمان لازم است در این مدت رطوبت سالن را باید بین ۷۰ تا ۸۰% نگاه داشت. رطوبت سازها با اتومایز کردن آب ورودی به وسیله دیسک های پی در پی، تمام قطرات آب را به صورت مه در آورده و به هیچ عنوان قطره پرتاب نمی کنند که در نتیجه رطوبت به صورت مه در تمام سالن به طور یکنواخت پخش می شود.

گرمایش مخصوص سوله پرورش قارچ:

گرمایش سالن های پرورش قارچ می تواند از طریق هواساز هایی که برای سرمایش این سالن ها استفاده می شود تامین گردد که البته در این حالت تعداد ردیف های کویل افزوده می گردد و احتیاج به یک دیگ بخار یا آب گرم جهت حرارت مرکزی می باشد.
راه حل دیگر جهت گرمایش استفاده از هیتر ها می باشد.

دستگاه های تولید کمپوست قارچ:

برای تولید کمپوست مخصوص قارچ کاه یا کلش را با کود مرغی، با هم مخلوط کرده و توسط نوعی بونکر خاص به مدت ۱۵ تا ۲۰ روز هم زده می شود. البته روش دستی برای هم زدن کلش و کود مرغی هم ممکن است که احتیاج به نیروی انسانی بیشتر و زمان بیشتری (در حدود ۲۵ تا ۳۰ روز) دارد که البته نهایتا کیفیت آن مانند روش قبلی نیست. در روش مخلوط کردن با بونکر، هر نیم ساعت یک بار مخلوط با بوسیله تایمر هوادهی می شود.
حال نوبت پاستوریزه شدن کمپوست است. در این مرحله کمپوست را وارد تونل پاستوریزه می کنیم، کف تونل دارای شیارهایی به نام گریل و یا نازل هایی است که هوای تولید شده توسط فن را همراه با بخار به مخلوط کلوش و کود مرغی تزریق می کند. این عمل باعث می شود کمپوست پس از مدتی کاملا پاستوریزه شود.
مرحله بعد انتقال به دستگاه کمپوست بلوک است. دستگاه کمپوست بلوک در واقع کمپوست پاستوریزه را پرس کرده و به صورت غالب در می آورد. نکته مهم در مورد این دستگاه فشردگی غالب های ماست. در واقع هر چقدر که غالب ما فشره تر باشد ریشه دوانی قارچ سریعتر و بهتر رخ خواهد داد و در نتیجه اثر مستقیم بر روی کیفیت محصول خواهد گذاشت.

سردخانه مخصوص نگهداری و شوک دهی قارچ:

قارچ پس از تولید احتیاج به یک شک حرارتی دارد تا رشد آن متوقف شده و طول عمر آن زیاد شود. در واقع قارچ پس از تولید و چیده شدن باید بلافاصله به یک سردخانه مخصوص انتقال یابد. این سردخانه باید بتواند دمای قارچ را ظرف مدت چند ساعت به ۳ درجه بالای صفر برساند.
اگر چه امروزه بعضی از پرورش دهندگان قارچ برای صرفه جویی در هزینه ها از احداث سردخانه قارچ خود داری می کنند و یا سردخانه ای احداث می کنند که کمتر از مقدار مورد نیاز سرما تولید می کند اما باید به این نکته توجه داشت که خریداران و پخش کنندگان قارچ به ماندگاری قارچ اهمیت زیادی می دهند.

هوشمند سازی یا اتوماسیون، کنترل و مانیتورینگ سالن های پرورش قارچ:

هوشمند سازی یا اتوماسیون سالن های پرورش قارچ از مواردی است که تا به امروز در کشورمان کمتر به آن توجه شده، و این مطلب تبدیل به فرصتی شده تا معدود تولیدکنندگان پرورش قارچکه به این موضوع توجه بیشتری دارند یک قدم جلوتر از سایر تولیدکنندگان که از روش های سنتی استفاده میکنند قرار بگیرند.
شرایط کلیه سالن های پرورش قارچ می تواند با استفاده از تجهیزات ابزار دقیق و اتوماسیون از جمله اینورتر، موتور دمپر، سنسور رطوبت سنج، سنسور حرارتی، سنسور دی اکسیدکربن، شیر برقی، سی اف ام سنج کاملا هوشمند شده و دائما در شرایط ایده آل قرار بگیرد. مثلا هنگامی که دی اکسیدکربن سالن بیش از حد مجاز شود، سنسور مربوط به دی اکسیدکربن به دمپر برقی دستور میدهد تا باز شود و هوای تازه وارد سالن شود، یا هنگامی که حرارت سالن کم شود سنسور حرارتی به شیر برقی دستور می دهد تا آب گرم بیشتری واردکوئل آب گرم شود. از طرف دیگر این شرایط می توانند به صورت مانیتورینگ بر روی صفحه لپ تاپ اپراتور نمایش داده شوند.

دانلود مقاله

دمای گلاید یا (Glide Temperature) چیست؟

5 اسفند 1399

توسط سید مصطفی موسوی مقالات علمی

در پروسه جوشش یک مبرد, دمایی که مبرد در آن شروع به جوشیدن می کند، به آن دمای اشباع مایع می گویند که به دمای نقطه حباب (Bubble point temperature) تعبیر می گردد و دمایی که در آن آخرین ملکول مایع مبرد شروع به جوشیدن کند، دمای اشباع بخار می نامند که از طرفی به دمای نقطه شبنم (Dew point temperature) تعبیر می گردد.

در فرآیند تراکم دمای اشباع بخار (Dew Point) به دمایی که بخار شروع به تبدیل شدن به مایع می کند اطلاق می گردد و دمای اشباع مایع (Bubble Point) دمایی است که آخرین ملکول مبرد به مایع تبدیل می گردد.

در فشار ثابت اختلاف بین دمای بخار اشباع و دمای مایع اشباع را دمای گلاید (Glide Temperature) می نامند.

در یک فشار معین برای مبرد های ساده و غیر ترکیبی مثل R-12 , R-22 جوشش یا تقطیر در یک دمای ثابت دارای دمای اشباع مایع و دمای بخار اشباع یکسان می باشند نتیجه می گیریم دمای گلاید برای مبرد های ساده و غیر ترکیبی برابر صفر است.

مبردهای مخلوط اما رفتار متفاوتی نسبت به مبردهای غیر ترکیبی در عمل تبخیر و تقطیر دارند.

در دو منطقه فازی مجزا مثل کندانسور و اواپراتور مایع و بخار در تعادل هستند.برای یک مبرد ترکیبی در دما یا فشار معین ترکیب مبردها در فاز مایع و بخار متفاوت است.این ترکیبها در حالت بخار دارای دمای حباب پایین تری می باشند. پس نتیجه می گیریم در مبرد های ترکیبی دمای گلاید در حالت جوشش یا تقطیر وجود دارد و قابل اندازه گیری می باشد.

در سیستم های انبساط مستقیم که کمپرسور ها با حجم جابجایی مثبت عمل و از مبردهای ترکیبی با دمای گلاید پایین استفاده می کنند در قیاس با سیستمی که با مبرد ساده و غیر ترکیبی کار می کند تفاوت قابل توجهی در عملکرد ندارند.

در سیستم های مجهز به کمپرسور سانتریفیوژ یا اواپراتور های مستغرغ (Flooded) ، ارزیابی و طراحی قبل از شارژ مبرد بایستی دقیقتر صورت پذیرد زیرا در این موارد تفاوت در ترکیب های مبرد (که مرتبط با دمای گلاید می باشد) با شدت بیشتری بر روی عملکرد این سیستم ها تاثیر می گذارد.به طور کلی برای این سیستم ها استفاده از مبرد های MP (Medium Pressure) و همچنین R-407c توصیه نمی شود.

در نقاطی از سیستم که مبرد تک فازی است و هنوز به نقطه دو فازی نرسیده است (مثل گاز سوپر هیت و یا مایع سابکولد) دقیقا رفتاری شبیه به مبرد های ساده و غیر ترکیبی دارند.

مبرد های آزئوتروپ مثل R-500 , R-502 وقتی در نقطه ای بسیار نزدیک به نقطه آزئوتروپی هستند رفتاری شبیه به مبرد های غیر ترکیبی خواهند داشت.در دما یا فشار آزئوتروپی ,ترکیب فاز بخار با مایع یکسان است با این حال یک تصور اشتباه و رایج این است که این نوع رفتار در مورد آزئوتروپ ها در همه جای سیستم یکسان است.در واقع مبردهای آزئوتروپیک به جز در دمای زئوتروپی شرایط دمایی و فشار خاص خود را دارند.بنابر این به دلیل اختلاف در ترکیبات مبردهای آزئوتروپ نتیجه می گیریم که این نوع مبردها دارای دمای گلاید هستند.برای مبردهای R-500 (با دمای زئوتروپی ۳۲ درجه فارنهایت) و R-502 (با دمای زئوتروپی ۶۶ درجه فارنهایت) دمای گلاید بسیار کم و کمتر از ۰.۳ درجه فارنهایت است.

دمای گلاید در اواپراتور:

در پروسه جوشش (در اواپراتور) برای یک سیکل با مبرد ترکیبی , مایع مبرد در دمایع اشباع مایع شروع به جوشیدن و سپس تبخیر می کند.در حین جوشش ترکیب مایع در طول پروسه تغییر پیدا میکند و به همین ترتیب دمای اشباع مایع نیز تغییر خواهد یافت.هر زمانی که از شروع جوشش می گذرد دمای نقطه جوش و دمای اشباع مایع افزایش می یابد و این روند تا هنگامی که تمامی مایع مبرد تبخیر شود شود و به نقطه اشباع گاز خود برسد ادامه خواهد یافت.دمای اشباع بخار این مبرد در خروجی اواپراتور با دمای اشباع مایع در لحظه شروع به تبخیر در شیر انبساط یکسان است.لازم به ذکر است مبرد در فاز مایع و بخار در ورودی اواپراتور در حالت تعادل قرار دارند و به علت کاهش فشار در شیر انبساط مبرد فضای بیشتری را اشغال می کند.

به عنوان نتیجه “دمای گلاید موثر در اواپراتور” که اختلاف بین دمای مبرد در ورودی اواپراتور و خروجی اواپراتور کمتر از دمای “دمای گلاید” که اختلاف بین دمای اشباع مایع و دمای اشباع بخار است. برای مبرد های ترکیبی “دمای گلاید موثر در اواپراتور”به طور معمول ۶۵-۷۵ % کل “دمای گلاید” می باشد.

برای نشان دادن این موضوع به شکل زیر توجه کنید که بررسی در مورد فریون MP39 و R-12 در دمای اواپراتور ۵ درجه فارنهایت . مایع مادون سرد با دمای ۱۰۴ درجه فارنهایت از کندانسور (نقطه G) وارد شیر انبساط می گردد.فشار مبرد تا فشار اشباع مایع در ۱۰۴ درجه فارنهایت کاهش یافته و فریون شروع به تبخیر شدن می کند, سپس مخلوط مایع و گاز با دمای ۱ درجه فارنهایت وارد اواپراتور می شود(نقطه B). دمای اشباع مایع فریون در فشار اواپراتور مذکور (نقطه A) ۲.۵- درجه فارنهایت می باشد.فریون در اواپراتور تبخیر می شود و با دمای ۹ درجه فارنهایت بیرون می اید(نقطه C) پس دمای گلاید موثر در اواپراتور برابر با ۱۱.۵ درجه فارنهایت می باشد(C – A) .اما دمای گلاید ۸ درجه می باشد (C – B)که حدود ۷۰% کل دمای گلاید می باشد.

برای مقایسه R-12 با دمای ۵ درجه وارد اواپراتور می شود و تا زمانی که مبرد کاملا تخیر شود در دمای ۵ درجه فارنهایت باقی می ماند.

دمای گلاید در کندانسور:

در پروسه تقطیر , مبرد در فاز گاز و با دمای اشباع بخار آن وارد کندانسور می شود. مادامی که مبرد در حال تقطیر شدن است مقدار بخار مبرد و به تبع آن دمای اشباع بخار مبرد تغییر پیدا می کند. زمانی که از شروع تقطیر می گذرد دمای نقطه جوش و دمای اشباع بخار کاهش می یابد و این روند تا هنگامی که تمامی بخار مبرد تقطیر شود شود و به نقطه اشباع مایع خود برسد ادامه خواهد یافت. دمای اشباع مایع این مبرد در خروجی کندانسور با دمای اشباع بخار در لحظه شروع به تقطیر در ورودی کندانسور یکسان است.بنابر این اختلاف بین دمای اشباع بخار در ورودی و دمای مایع اشباع در خروجی را “دمای گلاید” می نامند.

شکل زیر مقایسه بین فریون MP39 و R-12 را در دمای کندانسینگ ۱۱۳ درجه فارنهایت نشان می دهد.

فریون MP39 با دمای اشباع ۱۱۷ درجه فارنهایت وارد کندانسور می شود (نقطه E) و با دمای اشباع مایع ۱۰۹ درجه فارنهایت (نقطه F) خارج می شود که با توجه به نکاتی که قبلا ارائه گردید دمای گلاید آن ۸ درجه فارنهایت می باشد.در مورد R-12مثل شکل با دمای کندانسینگ ۱۱۳ درجه فارنهایت وارد کندانسور می شود و تا زمانی که عمل تقطیر در حال انجام شدن باشد مبرد در همان دمای ۱۱۳ درجه فارنهایت باقی می ماند.برای هر دو مبرد ذکر شده مقدار مایع مبرد مادون سرد شده با توجه به مایع سابکولد وارد شونده به شیر انبساط و دمای اشباع مایع در آن نقطه (نقطه E) محاسبه می گردد.

بدست آوردن میانگین دمای اواپراتور و کندانسور:

برای مقایسه بین یک مبرد ترکیبی و یک مبرد ساده مهم است که میانگین دمای اواپراتور و کندانسور را بدانیم.میانگین دمای اواپراتور برابر است با میانگین دمای ورودی به اواپراتور و دمای اشباع بخار مبرد در اواپراتور. میانگین دمای کندانسور برابر است با میانگین دمای ورودی به کندانسور (دمای بخار اشباع) و دمای اشباع مایع مبرد در کندانسور.در یک سیستم تبرید دمای اشباع بخار با اندازه گیری فشار خط مکش کمپرسور و دمای اشباع مایع در کندانسور با اندازه گیری فشار در خط دهش کمپرسور بدست می اید.

فریون MP39, فریون MP66 و فریون R-407C :

برای هر سه فریون گفته شده دمای گلاید در اواپراتور و کندانسور یکسان و برابر ۸ درجه فارنهایت می باشد.پس دمای میانگین اواپراتور را می توان با تفریق کردن عدد ۴ از دمای اشباع بخار بدست آورد.برای کندانسور نیز به همین ترتیب اگر فقط یکی از اعداد دمای اشباع بخار یا دمای اشباع مایع را داشته باشیم میتوانیم با کم کردن عدد ۴ درجه فارنهایت از دمای بخار اشباع یا اضافه کردن ۴ درجه فارنهایت به دمای اشباع مایع, دمای میانگین کندانسور را بدست می اوریم.

نکته این که دمای مقدار دمای سوپر هیت با استفاده از دمای واقعی و اصلی بخار اشباع و دمای مایع سابکول شده از دمای واقعی و اصلی دمای مایع اشباع بدست می آید.

برای مثال: فریون MP39 در یک اواپراتور با فشار ۱۲ Psig و در کندانسور با فشار ۱۶۳ Psig کار می کند.

دمای بخار اشباع در با فشار ۱۲ Psig برابر است با ۹ درجه فارنهایت

دمای بخار اشباع در با فشار ۱۶۳ Psig برابر است با ۱۱۷ درجه فارنهایت

دمای مایع اشباع در با فشار ۱۶۳ Psig برابر است با ۱۰۹ درجه فارنهایت

پس با توجه به مطالب گفته شده دمای میانگین اواپراتور برابر است با ۹-۴ درجه فارنهایت یعنی ۵ درجه فارنهایت و همچنین دمای میانگین کندانسور برابر با ۱۱۳ درجه فارنهایت می شود.یا به بیان دیگر :

۱۰۹+۴ = ۱۱۳

(۱۱۷+۱۰۹)/۲ = ۱۱۳

فریون HP81, فریون HP80:

برای مبرد های نامبرده دمای گلاید در کندانسور و اواپراتور تقریبا ۲ درجه فارنهایت است.دمای میانگین اواپراتور با کم کردن ۱ درجه فارنهایت از دمای بخار اشباع مبرد بدست می آید. دمای میانگین کندانسور با میانگین گرفتن از دمای بخار اشباع و دمای مایع اشباع مبرد بدست می آید.

دمای بخار اشباع در با فشار ۱۵ Psig برابر است با -۲۴.۳ درجه فارنهایت

دمای بخار اشباع در با فشار ۳۰۱ Psig برابر است با ۱۱۴ درجه فارنهایت

دمای مایع اشباع در با فشار ۳۰۱ Psig برابر است با ۱۱۲ درجه فارنهایت

پس با توجه به مطالب گفته شده دمای میانگین اواپراتور برابر است با -۲۵.۳ درجه فارنهایت و همچنین دمای میانگین کندانسور برابر با ۱۱۳ درجه فارنهایت می شود. یا به بیان دیگر :

۱۱۲+۱ = ۱۱۳

(۱۱۴+۱۱۲)/۲ = ۱۱۳

تقسیم بندی مبدل ها بر اساس آرایش جریان

جریان همسو :

جریان ناهمسو :

جریان متقاطع :

تقسیم بندی مبدل ها بر اساس نوع آنها

مبدل های دو لوله ای:

مبدل های پوسته و لوله :

مبدل های فشرده :

ضریب کلی انتقال حرارت

رسوب گرفتگی مبدل های حرارتی

آرایش لوله ها در مبدل های پوسته و لوله

مبدل های چند پاس

تحلیل مبدل های حرارتی

روش LMTD

روش E – NTU

نکات مهم در مورد مبدل های پوسته و لوله:

دانلود مقاله

قسمت اول

قسمت دوم

قسمت اول : استاندارد های اروپا

اهداف EN 1886

المان

واحد واقعی

۱.مقاومت مکانیکی بدنه

2.پوشش نشت هوا

سنجش اولیه و ملزومات آن

۳. تست اختلاف فشار

تست نشت بای پس برای جریان بالادست

۴.انتقال حرارتی

دسته بندی انتقال حرارتی U

۵. پل حرارتی :

طبقه بندی فاکتور پل حرارتی

۶. عایق صوتی :

سطح پوششی اطراف منبع صدا

۷. حفاظت در برابر حریق :

۸. امنیت فنی :

EN 13053

اهداف

رتبه بندی و عملکرد کلی هواساز

۱. سنجش عملکرد آیرودینامیکی

۲. سنجش عملکرد صوتی

۳. تلرانس و انحراف از معیار

الزامات و شرایط برای اجزا

۱.پوشش واحد کنترل هوا

۲. بخش فن

بخش فن: طبقه بندی و میانگین سرعت

۱. قدرت جذب شده موتور

۲. طبقه بندی مصرف برق فن

۳. کویل های گرمایش و سرمایش :

۴. بخش های بازیابی گرما (مبدل های حرارتی)

جدول ضریب عملکرد مبدل های حرارتی

کلاس بندی مبدل های حرارتی

۵. بخش میکسینگ :

کلاس بندی راندمان هوای ترکیب

۶. رطوبت سازها :

۷. بخش فیلترها :

دانلود مقاله

تاریخچه:

تعریف:

ملاحظات یا سنجش های هواشناسی :

دانلود مقاله

هدف سیستمهای تهویه مطبوع و هواساز های هایژنیک:

عوامل بیولوژیکی

مشکلات سلامتی ناشی از عوامل بیولوژیکی

استانداردهای بهداشتی که در HVAC استفاده می شود:

استانداردها:

آشنایی با VDI 6022 :

دستورالعمل های فنی برای اطمینان از بهداشت مناسب در سیستم های تهویه:

کاربرد:

گواهینامه VDI :

استاندارد DIN 1946-4 :

استاندارد DIN 1946-4 :

شرایط عمومی تهویه و اجزای تهویه مطبوع و سیستم های هایژنیک طبق DIN 1946-4:

محل قرارگیری قطعات:

کانال کشی :

ورق های مورد استفاده:

دمپر:

فیلتر هواساز هایژنیک:

راندمان فیلتر ها (DIN 1946 Part 4: Section 6.5.7.3)

فن هواساز هایژنیک: