تبرید تراکمی
تبرید تراکمی
هنگامی که مبرد در سیستمی میچرخد از تعدادی حالت یا شرایط ترمودینامیکی عبور میکند. مبرد از یک حالت اولیه شروع مینماید و پس از عبور از یک سری تحولات که چرخه نامیده میشود مجددا به حالت اولیه برمیگردد. جهت ایجاد برودت چرخههای گوناگونی مورد استفاده قرار میگیرند از جمله مهمترین آنها میتوان سیستم تبرید تراکمی، «سیستم تبرید جذبی» (Vapor absorption refrigeration) و «سیستم تبرید ترموالکتریک» (Thermoelectric refrigeration) را نام برد.
هر چرخه سردسازی نیاز به چهار بخش دارد. سیستمهای سردسازی از جمله تجهیزات بسیار مهم در سرمایش هستند که به طور کلی میتوان آنها را به دو دسته چیلرهای تراکمی و چیلرهای جذبی تقسیم کرد. چیلرهای تراکمی از انرژی الکتریکی و چیلرهای جذبی از انرژی حرارتی به عنوان منبع اصلی برای ایجاد سرمایش استفاده میکنند. چنانچه شرایط طرح بهگونهای باشد که بخواهیم از سیستم تبرید تراکمی استفاده کنیم از یک کمپرسور مکانیکی و چنانچه از سیستم جذبی استفاده کنیم از یک کمپرسور گرمایی استفاده میکنیم.
سیکل تبرید تراکمی
شکل زیر یک چرخه ایدهآل تبرید تراکمی بخار را نشان میدهد.
این چرخه شامل چهار فرایند زیر است:
- جذب حرارت در فشار ثابت در تبخیرکننده
- تراکم آیزنتروپیک در کمپرسور
- دفع حرارت در فشار ثابت در کندانسور
- اختناق در یک وسیله انبساط
در یک چرخه ایدهآل تبرید تراکمی بخار، مبرد در حالت اول به صورت بخار اشباع وارد کمپرسور میشود و به صورت ایزونتروپیک تا فشار کندانسور تراکم مییابد. دمای مبرد طی این فرآیند تراکمی با آنتروپی ثابت به حد کافی بالاتر از دمای محیط اطراف افزایش مییابد. مبرد سپس به صورت «بخار فوق داغ» (super heat vapor) در حالت دوم وارد کندانسور میشود و در نتیجه تخلیهی حرارت به محیط اطراف به صورت مایع اشباع در حالت سوم، آن را ترک میکند.
مبرد به صورت مایع اشباع در حالت سوم با عبور از یک شیر انبساط/ اختناق یا لوله مویین، به فشار تبخیرکننده اختناق مییابد. دمای مبرد طی این فرایند به زیر دمای فضای سرد شونده افت میکند. مبرد در حالت چهارم به صورت یک مخلوط اشباع با کیفیت پایین وارد تبخیرکننده میشود و با جذب حرارت از فضای سرد شده کاملا تبخیر میگردد. مبرد تبخیر کننده را به صورت بخار اشباع ترک و با وارد شدن به کمپرسور چرخه را تکمیل میکند.
در ادامه نمودار ترمودینامیکی دما بر حسب آنتروپی مبرد در یک چرخه تراکمی را مشاهده مینمایید.
