انتخاب کمپرسور بر اساس دمای تبخیر؛ راهنمای کاربردی سردخانه

یکی از رایج‌ترین خطاها در خرید کمپرسور، انتخاب بر اساس «اسب بخار» است. کمپرسور ۱۰ اسب در سردخانه بالای صفر و همان کمپرسور در سردخانه زیر صفر ظرفیت کاملاً متفاوتی دارند. معیار درست، انتخاب کمپرسور بر اساس دمای تبخیر و دمای تقطیر است. در این مقاله توضیح می‌دهیم دمای تبخیر چیست، چرا ظرفیت کمپرسور را تعیین می‌کند و برای هر نوع سردخانه چه کمپرسوری مناسب‌تر است.

فهرست مطالب

1. دمای تبخیر چیست؟
2. چرا ظرفیت به دمای تبخیر وابسته است؟
3. نمونه واقعی از کاتالوگ
4. جدول انتخاب بر اساس کاربرد
5. مراحل انتخاب
6. محدوده کاری کمپرسور
7. اشتباهات رایج
8. سوالات متداول

دمای تبخیر چیست و چگونه تعیین می‌شود؟

دمای تبخیر (Te یا to) دمایی است که مبرد در آن داخل کویل اواپراتور می‌جوشد. این دما به فشار مکش وابسته است: هر چه فشار مکش پایین‌تر باشد، دمای تبخیر هم پایین‌تر است. برای اینکه گرما از هوای سردخانه به مبرد منتقل شود، دمای تبخیر باید چند درجه از دمای هوا پایین‌تر باشد. این اختلاف را معمولاً «اختلاف دمای اواپراتور» یا DT می‌نامند.

• در سردخانه‌های میوه و سبزی، اختلاف کم انتخاب می‌شود تا رطوبت محصول کمتر گرفته شود.
• در سردخانه‌های زیر صفر، اختلاف بیشتر قابل قبول است.
• هر چه اختلاف کمتر باشد، اواپراتور بزرگ‌تری لازم است ولی کمپرسور در دمای تبخیر بالاتر و با راندمان بهتری کار می‌کند.

چرا ظرفیت کمپرسور به دمای تبخیر وابسته است؟

کمپرسور در هر دور حجم ثابتی از بخار را از خط مکش می‌کشد. وقتی دمای تبخیر پایین می‌آید، فشار مکش و چگالی بخار کم می‌شود؛ یعنی در همان حجم، جرم کمتری از مبرد جابه‌جا می‌شود و ظرفیت سرمایش افت می‌کند. هم‌زمان نسبت تراکم (فشار دهش به فشار مکش) بالا می‌رود که دو اثر دارد:

1. راندمان حجمی کمپرسور کاهش می‌یابد و ظرفیت باز هم کمتر می‌شود.
2. دمای گاز دهش بالا می‌رود و روغن و سوپاپ‌ها تحت فشار حرارتی قرار می‌گیرند.

به همین دلیل برای دمای تبخیر خیلی پایین، تراکم در دو مرحله انجام می‌شود تا هر مرحله نسبت تراکم کمتری داشته باشد.

نمونه واقعی: افت ظرفیت با کاهش دمای تبخیر

جدول زیر از خروجی نرم‌افزار بیتزر برای کمپرسور دومرحله‌ای S6F-30.2Y با مبرد R404A و ساب‌کولر، در دمای تقطیر ۴۰ درجه استخراج شده است. اعداد فقط برای نشان دادن روند است و برای طراحی باید از نرم‌افزار سازنده با شرایط پروژه استفاده کرد.

همان‌طور که می‌بینید، با پایین آمدن دمای تبخیر از ۲۵- به ۴۵- درجه، ظرفیت سرمایش تقریباً نصف می‌شود و ضریب عملکرد (COP) هم از ۱٫۶۵ به ۱٫۲۲ کاهش می‌یابد؛ یعنی هر کیلووات سرمایش در دمای پایین‌تر برق بیشتری مصرف می‌کند. اگر کمپرسوری فقط بر اساس توان اسمی انتخاب شود، در دمای پایین ظرفیت کافی نخواهد داشت.

جدول انتخاب نوع کمپرسور بر اساس دمای تبخیر

محدوده‌های زیر تقریبی و برای راهنمایی اولیه است؛ انتخاب نهایی باید با محدوده کاری مدل و محاسبه بار انجام شود.

مراحل انتخاب کمپرسور بر اساس دمای تبخیر

1. محاسبه بار برودتی: حجم سردخانه، عایق، نوع و مقدار محصول ورودی، دمای ورود محصول، تعداد دفعات باز شدن درب، روشنایی، افراد و گرمای فن‌ها را جمع بزنید و ضریب اطمینان منطقی در نظر بگیرید.
2. تعیین دمای سردخانه و دمای تبخیر: دمای نگهداری محصول را مشخص و دمای تبخیر را با توجه به اختلاف دمای مناسب اواپراتور تعیین کنید.
3. تعیین دمای تقطیر: بر اساس دمای طرح محیط و نوع کندانسور. در مناطق گرم، دمای تقطیر بالاتر و ظرفیت کمپرسور کمتر است.
4. انتخاب مبرد: مبرد روی ظرفیت، فشارها و دمای دهش اثر دارد. مبردهای رایج را در گاز مبرد ببینید.
5. انتخاب مدل در نرم‌افزار سازنده: با ورود دمای تبخیر، تقطیر، سوپرهیت و ساب‌کول، ظرفیت واقعی را بخوانید.
6. کنترل محدوده کاری: نقطه کار باید داخل نمودار محدوده مجاز (Application Envelope) باشد.
7. هماهنگی اجزای دیگر: شیر انبساط، اواپراتور و کندانسور را برای همان شرایط انتخاب کنید.

محدوده کاری کمپرسور (Application Envelope) چیست؟

سازندگان کمپرسور برای هر مدل و هر مبرد نموداری منتشر می‌کنند که محدوده مجاز دمای تبخیر و تقطیر را نشان می‌دهد. خارج از این محدوده، کمپرسور ممکن است دچار داغ شدن موتور، دمای دهش بیش از حد، کمبود روان‌کاری یا اضافه‌بار شود. برخی مدل‌ها برای کار در لبه پایین محدوده به تزریق مایع، فن خنک‌کن سرسیلندر یا سوپرهیت محدود نیاز دارند.

• نمودار را برای مبرد موردنظر بخوانید؛ محدوده R22 و R404A برای یک کمپرسور یکسان نیست.
• سوپرهیت گاز مکش را مطابق فرض سازنده در نظر بگیرید.
• در کاربرد زیر صفر، الزامات خنک‌کاری اضافی را کنترل کنید.

نکته مهم دیگر، تفاوت شرایط استاندارد اعلام ظرفیت با شرایط واقعی پروژه است. ظرفیتی که در کاتالوگ یا برچسب کمپرسور دیده می‌شود معمولاً در شرایط استاندارد مشخصی مانند دمای تبخیر، دمای تقطیر، دمای گاز مکش و ساب‌کول معین اندازه‌گیری شده است. اگر شرایط پروژه شما با آن متفاوت است، ظرفیت واقعی هم متفاوت خواهد بود؛ بنابراین همیشه ظرفیت را با ورود شرایط واقعی در نرم‌افزار سازنده بخوانید و فقط به عدد کاتالوگ اکتفا نکنید.

کمپرسور پیستونی، اسکرال یا اسکرو؟

در سردخانه‌های بالای صفر و زیر صفر معمولی، کمپرسور پیستونی نیمه‌بسته یا هرمتیک رایج‌ترین انتخاب است. کمپرسور اسکرال بیشتر در تهویه مطبوع و چیلرهای کوچک به کار می‌رود، مگر اینکه سازنده مدل مخصوص تبرید ارائه کرده باشد. در ظرفیت‌های بالا، کمپرسور اسکرو با کنترل ظرفیت پیوسته مزیت دارد و برای دمای تبخیر بسیار پایین، کمپرسور دومرحله‌ای انتخاب می‌شود.

اثر دمای تقطیر را فراموش نکنید

دمای تقطیر به اندازه دمای تبخیر روی ظرفیت اثر دارد. در همان جدول نمونه، با افزایش دمای تقطیر از ۳۰ به ۵۰ درجه، ظرفیت در دمای تبخیر ثابت کاهش و توان مصرفی افزایش می‌یابد. بنابراین کندانسور تمیز و با ظرفیت کافی، مستقیماً ظرفیت کمپرسور را حفظ می‌کند.

اشتباهات رایج در انتخاب کمپرسور

• کپی کردن کمپرسور یک پروژه دیگر: دو سردخانه با حجم برابر ممکن است بار برودتی و دمای تبخیر کاملاً متفاوتی داشته باشند؛ مثلاً سردخانه میوه با ورود روزانه محصول گرم، بار بیشتری از سردخانه نگهداری منجمد دارد.
• نادیده گرفتن زمان کارکرد: ظرفیت کمپرسور معمولاً برای کارکرد کمتر از ۲۴ ساعت در روز (به دلیل زمان دیفراست و توقف‌ها) محاسبه می‌شود. اگر این زمان در محاسبه منظور نشود، کمپرسور کوچک انتخاب می‌شود.
• انتخاب بسیار بزرگ‌تر از نیاز: کمپرسور بزرگ‌تر از نیاز، روشن‌وخاموش کوتاه و مکرر دارد، رطوبت را بد کنترل می‌کند و فرسایش بیشتری می‌بیند. در بار متغیر، چند کمپرسور یا کنترل ظرفیت بهتر است.
• بی‌توجهی به افت فشار خط مکش: افت فشار در لوله‌کشی طولانی، دمای تبخیر مؤثر در مکش کمپرسور را پایین‌تر از اواپراتور می‌برد و ظرفیت را کم می‌کند. قطر لوله مکش باید متناسب با ظرفیت و طول مسیر باشد.
• تغییر مبرد بدون بازبینی: جایگزینی مبرد، ظرفیت، فشارها، دمای دهش و نوع روغن را تغییر می‌دهد و باید با تأیید سازنده و انتخاب مجدد انجام شود.

جمع‌بندی

برای انتخاب کمپرسور، ابتدا بار برودتی، دمای تبخیر و دمای تقطیر را مشخص کنید؛ سپس با نرم‌افزار سازنده مدلی را انتخاب کنید که در همین شرایط ظرفیت کافی داشته باشد و نقطه کارش داخل محدوده مجاز باشد. کارشناسان سرماسازان نیل با مشاوره تخصصی این محاسبات را برای پروژه شما بررسی می‌کنند و کمپرسورهای بیتزر، دانفوس، کوپلند و بوک را با ضمانت اصالت عرضه می‌کنند. برای استعلام به تماس با ما مراجعه کنید.

سوالات متداول