سیکل تبرید تراکمی یک فرایند ترمودینامیکی است که از آن برای طراحی سیستم های سرمایشی مثل چیلر، کولر گازی، سردخانه، یخچال و دیگر سیستم های برودتی استفاده می شود. قدمت این سیکل به بیش از 1 قرن برمی گردد و طراحی آن بر مبنای تغییر فیزیکی سیالات است.
سیکل تبرید تراکمی موضوعی است که هر فردی که در حوزه فروش، نصب و تعمیر کولر های گازی و سیستم های برودتی فعالیت می کند کاملا به آن مسلط است و تقریبا مبحثی تخصصی تلقی می شود پس اگر با این کلمات آشنا نیستید نگران نباشید در ادامه همه آن ها را توضیح خواهیم داد.
بیشتر بخوانید: فرق اسپلیت با کولر گازی چیست ؟
تعریف کلمات سیکل تبرید تراکمی
-
سیکل
منظور از سیکل طی کردن یک چرخه کامل و تکرار مداوم آن است. در سیکل سیال درون یک خط جریان به صورت پیاپی رفت آمد و گرما را از محیطی به محیطی دیگر منتقل می کند.
تبرید
به معنای سرد کردن است. چون هدف در سیکل تبرید تراکمی، سرمایش محیط است، از این واژه استفاده می شود.
تراکم
به معنای فشردگی یا جمع شدن مقدار زیادی از ماده در یک فضای کوچک. به انگلیسی (compression) در اینجا منظور از تراکم فشرده سازی سیال مبرد (خنک کننده) است. تراکم یا فشرده سازی در سیکل تبرید به وسیله دستگاه کمپرسور انجام می شود. و در حقیقت به خاطر این تراکم است که انرژی جنبشی لازم برای گردش سیال مبرد در سیکل تامین می شود.
بیشتر بخوانید: نحوه کنترل کولر گازی با گوشی هوشمند ؟
تغییرات فیزیکی سیالات
تغییرات فیزیکی سیالات به معنای تغییر حالت های مختلف ماده است. تغییراتی که برای خنک سازی استفاده می شود.
شامل:
- تبخیر: تبدیل مایع به بخار در اواپراتور با جذب حرارت از محیط داخلی.
- فشرده سازی: افزایش فشار و دما در کمپرسور با فشرده سازی بخار مبرد.
- تقطیر: تبدیل بخار به مایع در کندانسور با آزاد کردن حرارت به محیط خارجی.
- فشارشکن: کاهش فشار و دما در شیر انبساط برای آماده سازی مبرد برای ورود به اواپراتور.
سرما چگونه به وجود می آید؟
در طبیعت چیزی به نام انرژی سرمایشی به صورت مستقل وجود ندارد. در علم فیزیک، سرما به خودی خود یک نوع انرژی نیست، بلکه به معنای کاهش انرژی حرارتی (یا کاهش دما) است. سرما در واقع نتیجه ای از کاهش انرژی گرمایی است. وقتی می گوییم چیزی سرد است، به این معناست که آن جسم دارای انرژی حرارتی کمتری نسبت به محیط اطراف خود است.
در نتیجه اگر ما بخواهیم سیالی را خنک کنیم باید گرما را از آن بگیریم. لازم است که این انتقال حرارت با حرکت همراه باشد. چرا؟ چون دو جسم یا سیالی که بدون حرکت در کنار هم قرار می گیرند با یکدیگر هم دما می شوند که این نتیجه مطلوب مد نظر ما نیست. چرا که ما میخواهیم انرژی گرمایی را از محیطی بگیریم و به محیطی دیگر منتقل کنیم.
بیشتر بخوانید: ترفندهای افزایش سرمای کولرگازی
مراحل سیکل تبرید تراکمی
تبخیر (Evaporation)
- مرحله: گاز مبرد در اواپراتور (قسمت داخلی) تبخیر می شود.
- شرح: در این مرحله، مبرد (که مایع است) حرارت را از محیط داخلی (مثلاً اتاق) جذب کرده و به بخار تبدیل می شود. این عمل باعث می شود هوای داخلی خنک شود.
کمپرسور (Compression)
- مرحله: بخار مبرد به کمپرسور وارد می شود.
- شرح: کمپرسور بخار مبرد را فشرده کرده و فشار و دمای آن را افزایش می دهد. این بخار فشرده شده به سمت کندانسور (قسمت خارجی) منتقل می شود.
تقطیر (Condensation):
- مرحله: بخار مبرد وارد کندانسور می شود.
- شرح: در کندانسور، بخار مبرد حرارت خود را به محیط خارجی (هوا یا آب) منتقل کرده و تبدیل به مایع می شود. این عمل باعث آزاد شدن حرارت به محیط خارجی و سرد شدن مبرد می شود.
فشارشکن (Expansion)
- مرحله: مبرد مایع از کندانسور به شیر انبساط (یا لوله مویی) وارد می شود.
- شرح: در این مرحله، فشار مبرد کاهش می یابد و مبرد مایع به حالت کم فشار و دمای پایین تر تبدیل می شود. سپس این مبرد به اواپراتور برگشته و سیکل دوباره آغاز می شود.
خلاصه عملکرد سیکل تبرید تراکمی
پس متوجه شدیم که سیکل تبرید تراکمی به این صورت عمل می کند:
- گاز مبرد حرارت را از محیط داخلی می گیرد و تبدیل به بخار می شود.
- بخار فشرده به سمت محیط خارجی منتقل می شود و حرارت خود را آزاد می کند تا دوباره به مایع تبدیل شود.
- مایع فشار پایین دوباره وارد اواپراتور می شود و سیکل تکرار می شود.
این سیکل به طور مداوم تکرار می شود و باعث ایجاد سرمایش در محیط داخلی و انتقال حرارت به محیط خارجی می شود.