تعیین فشار ساکشن و دیسشارژ چیلر تراکمی و عیب یابی آن

چیلرهای تراکمی اساس کارکردشان بر مبنای تبخیر و تقطیر مبرد میباشد. مبرد در چیلر تراکمی در فشار اشباع اواپراتور به جوش می آید. این بخار مبرد پس از خروج از اواپراتور چیلر تراکمی وارد کمپرسور میگردد. در کمپرسور سیکل تبرید فشار و دمای مبرد افزایش یافته و مبرد وارد کندانسور میگردد. در کندانسور چیلر تراکمی مبرد در فشار ثابت دمای اشباع تقطیر میگردد. این سیکل تبرید متناوبا تکرار میگردد.

سیکل تبرید تراکمی

جهت بررسی دقیق تر این موضوع، سیکل تبرید را در نمودار مودی دیاگرام بررسی میکنیم. فرایند های  یک سیکل تبرید تراکمی را میتوان بر روی دیاگرام های ترمودینامیکی نشان داد. دیاگرام های مرسوم برای تحلیل سیکل تبرید تراکمی دما – آنتروپی و دیاگرام فشار- آنتالپی هستند. شکل زیر یک دیاگرام آنتالپی فشار میباشد که محور افق آن انتالپی و محور عمودی آن مقدار فشار میباشد.

در این فرایند جوشش در اواپراتور در فشار ثابت انجام میگیرد و شرایط مبرد در خروجی اواپراتور به صورت بخار اشباع در نظر گرفته میشود و فرایند تراکم در کمپرسور به صورت ادیاباتیک برگشت پذیر فرض میشود. در این فرایند در کندانسور در فشار ثابت انجام میگیرد و شرایط مبرد در خروجی کندانسور به صورت مایع اشباع فرض میگردد. با این فرضیات باید شکل نمودار مطابق شرایط پروژه بر روی نمودار ترسیم میکینم. حال با توجه فرضیات مطرح شده ابتدا در دو فشار حال جهت ترسیم در دو فشار مذکور دو خط صاف ترسیم میکنیم با در نظر گرفتن اینکه خروجی اواپراتور محل تقاطع گاز اشباع میباشد، خط ترسیم شده را نقطه گاز اشباع ترسیم میکنیم. در خروجی کندانسور نیز تقاطع فشار ثابت با خط مایع اشباع نمودار میباشد. حال با توجه فرایند آنتالپی ثابت انبساط این دو نقطه را به یکدیگر متصل میکنیم. حال چهارضلعی سیکل تبرید چیلر، سه ضلع آن تکمیل گردید. جهت باقی مانده رسم نمودار فرایند کمپرسور میباشد. که بر روی خطوط آنتروپی ثابت خروجی اواپراتور را به ورودی کندانسور وصل میکند.

در سیستم های تبرید بر مبنای دو دمای کندانس و دمای تبخیر کار میکند. که جهت اندازه گیری دقیق این دما از فشار متناظر با دمای های مذکور استفاده میکنیم. لذا با توجه به شرایط سیکل تبرید باید دمای مورد نیاز ما متفاوت میباشد. مثلا در اینجا که به بررسی بیشتر چیلرهای تراکمی می پردازیم. چبلر تراکمی به دو دسته آب خنک و هوا خنک تبدیل میشود که در اینجا منظور شرایط کندانس مبرد میباشد. اواپراتور چیلر تراکمی به صورت آب خنک میباشد که مبرد با تبخیر خود گرمای آب را میگیرد و به دمای خروجی  7°Cمیرساند.پس در ابتدا باید دمای درست تبخیر با شرایط تهویه را برای فشار ساکشن و تعیین فشار دیسشارژ با توجه به آبی یا هوایی بودن و در صورت هوایی بودن با توجه به شرایط دمایی و سطح کندانسور، تعیین گردد. جهت اندازه گیری دمای مذکور بهترین روش، اندازه گیری فشار اشباع مورد نظر میباشد. لذا ابتدا در چیلر تراکمی جهت بررسی دمای اواپراتور، فشار ساکشن را بررسی میکنیم.

فشار ساکشن چیست

در شرایط تهویه دمای تبخیر حدود 2°C  است، پس برای تعیین فشار کارکرد ساکشن  باید در دمای مذکور فشار برای گازهای مصرفی در چیلر تراکمی شرکت طبق جدول زیر میباشد.

لذا با توجه به شرایط آب خروجی از چیلر و دمای اواپراتور، فشارهای مذکور تعیین گردد. لذا در حالت استاندارد فشار کارکرد چیلر تراکمی به صورت جدول بالا میباشد. حال در سیکل تبرید چیلر تراکمی مواقع مواجه میشویم که فشار سیکل تبرید، بالا یا پایین تر فشار ازاستاندارد میباشد. حال جهت عیب یابی دقیق تر چیلر براساس فشار ساکشن دلایل کاهش فشار ساکشن را بررسی میکنیم.

اولین و محتمل ترین کاهش فشار ساکشن، وجود نشتی در سیکل تبرید میباشد نشتی در چیلر تراکمی معمولا با روغن زدگی در سیکل نمایان میگردد و باعث فشار کارکد تبرید میشود. در این حالت باید سیکل تبرید نشت یابی و تعمیر چیلر انجام گردد.

دومین  دلیل توجه داشته باشید با توجه به دمای سیال ورودی به اواپراتور این فشار تغییر میکند هر چه دمای ورودی به اواپراتور بیشتر شود فشار ساکشن نیز بالا میرود. و برعکس هر چه دمای آب پایین تر باید نیز به طبع فشار ساکشن پایین تر می اید.

در نمودار بالا تغییر فشار ساکشن نسبت به دمای آب ورودی به اواپراتور را به طور کامل مشخص شده است. این که چه زمانی از چیلر لود ساختمان در چه وضعیتی باشد، فشار ساکشن تغییر میکند.

در صورتی که دبی سیال خنک شونده به اواپراتور نیز تغییر کند باعث تغییر در فشار ساکشن میگردد. همان طور که در نمودار زیر نشان داده شده است در صورت کاهش دبی سیال باعث کاهش فشار ساکشن چیلر میگردد و افزایش دبی سیال آب باعث افزایش فشار میگردد.

در این حالت کاهش دبی سیال میتواند منجر به یخ زدگی در کویل و خطای آنتی فریز شود. لذا کنترل مقدار دبی بسیار مهم و ضروری میباشد.

یکی از دلایل بسیار مرسوم کاهش فشار ساکشن خصوصا در لحظه استارت کاهش دمای کندانس میباشد. این کاهش باعث قطع وصل متوالی چیلر میگردد.

برای دستگاه های طی طول سال باید کار کنند، با توجه تغییر شرایط آب هوایی در زمستان اگر تمهیدات لازم برای کنترل  فشار کنداسور صورت نگیرد، فشار ساکشن افت میکند. لذا کنترل دقیق فشار کندانسور بسیار اهمیت دارد

نمودار بالا جهت نشان دادن دمای ساکشن رابطه آن با فشار کندانس میباشد. که این مشکل که در زمستان باید تاخیر در error low pressure که با تو time تاخیر یکی در زمان start و حین کار میتواند کاسته شود.

Low pressure cut off

قطع  فشار ساکشن دو مرتبه سنسور و سوییچ قرار میگیرد.  ابتدا توسط PLC با و تنظیم سنسور فشار و درجه بعد توسط سوییج قطع میگردد.

تعیین فشار قطع توسط سنسور

 تنظیم لو پرشر سوییچ

فشار دیسشارژ

فشار دیسشارژ در سیستم تبرید متناظر با دمای تقطیر در کندانسور میباشد. که بسته به نوع سیال خنک کننده و دمای آن ممکن است تغییر کند.

کندانسور آبی

این چیلرها دارای کندانسور پوسته لوله ای بوده و مبرد به وسیله آب خنک می­شود و آب کندانسور چیلر پس از گرم شدن به برج خنک کننده رفته و در برج به وسیله تبخیر از روی سطوح برخورد با جریان هوا خنک شده  دوباره به وسیله پمپ به کنداسور چیلر بر می­گردد. این کندانسور یک مبدل پوسته و لوله (shell & tube ) که در آن آب خنک کننده در لوله و مبرد خروجی کمپرسور با ورود به پوسته کندانسور و برخورد به لوله های مسی که داخل آن آب برج خنک کننده جریان دارد باعث انتقال حرارت و تقطیر مبرد انجام می­گیرد. در این کندانسورها برای افزایش سطح حرارتی، به لوله ­ها فین زده می­شود. طبق استاندار ARI590 دمای آب ورودی به کندانسور ˚F85 و خروجی از آن ˚F95 به ازای هر تن تبرید ظرفیت چیلر، 3GPM می­باشد. با توجه به دمای ورود خروج آب کندانسور فشار پیشنهادی با توجه به نوع مبرد به شرح زیر است:

نکته1 : در صورتی که دمای آب ورودی به کندانسور افزایش یابد فشار دیسشارژ افزایش میابد.

نکته2 : در صورتی که دبی آب ورودی به کندانسور کاهش یابد یا پمپ اشتباه انتخاب شده باشد اختلاف دمای آب ورودی و خروجی افزایش میابد و فشار دیسشارژ افزایش میابد.

نکته3 :  در صورتی که در رسوب گرفتگی در کندانسور،  انتقال حرارت کاسته شود اختلاف دمای آب خروجی و ورودی کاهش میابد و فشار دیسشارژ افزایش میابد.

نکته4 : در صورتی که سیستم دارای افزایش شارژ مبرد و یا مبرد دارای گازهای غیر قابل تقطیر باشد فشار دیسشارژ افزایش میابد.

در این صورت سیستم را پمپ دان کرده و بعد از خاموش شدن و بست شیر های کمپرسور، سیستم کنداس را روشن کرده( فن کندانسور و یا پمپ و برج خنک کن)  و تا زمانی که  دمای سیال ورودی و خروجی نزدیک گردد ادامه میدهیم. با دانستن دمای مذکور و با اندازه گیری فشار کندانس، دمای متناظر با فشار کندانسور را برای مبرد از جدول بدست می اوریم، در صورتی این دما با دمای سیال دارای اختلاف زیاد باشد سیستم دارای اختلاف زیاد باشد، پس سیستم دارای گازهای غیر قابل هست در غیر صورت شارژ بیش از اندازه میباشد.

کندانسور هوایی

مبدل است که در آن گاز داغ خروجی کمپرسور چیلر وارد آن می­شود و به وسیله عبور هوا از روی باعث تقطیر مبرد می­گردد در اینجا جهت بالا بردن ضریب انتقال حرارت از فین که بصورت صفحات از جنس آلومینیوم یا مس است از آن استفاده می­گردد. که معمولا در مناطق مرطوب و دارای خوردگی از فن مسی استفاده می­کنیم. کندانسور هوایی در سیستم تبرید با توجه به سایز کندانسور با اختلاف دمای کنداس نسبت به دمای هوای محیط سنجیده میشود.  که این اختلاف دما در کندانسور ها حدود  °C12- °C15 که این فشار ها بر مبنای هوای محیط 37 درجه داده شده است.

در صورتی که هر کدام از نکات که در کندانسور آبی بیان شد در هوایی نیز اتفاق بیوفتد باعث افزایش فشار میگردد.

تحریریه تیم خدمات فنی مهندسی به فیکس

برداشت از مطالب سایت تنها با ذکر منبع و لینک سایت مجاز می باشد