لوله های انتقال مبرد؛ نقش و عملکرد آن ها در سیستم تبرید

در داخل لوله های مسی، مبرد از بین اجزای مختلف یک سیستم تبرید عبور می نماید که خطوط مایع مبرد نامیده می شود. در زیر با انواع لوله های مختلف انتقال مبرد آشنا می شویم. این لوله ها عبارتند از:

• لوله تخلیه
• لوله کندانس
• لوله مایع
• لوله مکش
• لوله تزریق
• لوله گاز داغ (لوله گاز سرد)

1) لوله تخلیه

لوله تخلیه، لوله اتصال کمپرسور به کندانسور است. در سیستم های سرمایشی مجهز به بازیابی حرارت و کندانسورهای متصل به صورت سری، لوله اتصال بین کندانسورها نیز به عنوان لوله تخلیه در نظر گرفته می شود.

نقش و تاثیر لوله تخلیه

• انتقال بخار متراکم مبرد و روغن مبرد از کمپرسور به کندانسور
• تعدیل و حذف ارتعاشات لوله و نویز ایجاد شده بر اثر فرایند تراکم
• جذب بارهای حرارتی بالا
• جلوگیری از برگشت جریان روغن یا مبرد مایع به کمپرسور در زمان خاموش کردن سیستم (یا ظرفیت کم) لوله کندانس

2) لوله کندانس

لوله کندانس، مبرد کندانس شده را از کندانسور به رسیور منتقل کرده و بخار مبرد را از رسیور به کندانسور (جریان دوفازی) برمی گرداند.

نقش و تاثیر لوله کندانس

• بر اساس قانون شست، سایز لوله کندانس باید یک شماره بزرگتر از خط مایع باشد.
• خط کندانس باید دارای افت پیوسته ای در حدود ۲ تا ۴ درصد از کندانسور به رسیور داشته باشد.

2) لوله مایع

لوله مایع، لوله اتصال بین خروجی رسیور و ورودی شیر انبساط است، که معمولا شیر انبساط ترموستاتیک می باشد.

نقش و تاثیر لوله مایع

• انتقال ترکیب روغن و مبرد مایع از رسیور به شیر انبساط
• لوله مایع باید مانع از تبخیر آنی قبل از شیر انبساط شود.
• جلوگیری از تاثیر حرارت به مبرد

3) لوله مکش

لوله مکش، لوله اتصال بین خروجی اواپراتور و دریچه مکش کمپرسور است.

نقش و تاثیر لوله مکش

• انتقال بخار فوق گرم مبرد از خروجی اواپراتور به دریچه مکش کمپرسور
• برگرداندن روغن از اواپراتور به کمپرسور در حداقل ظرفیت سیستم
• تعدیل و حذف ارتعاشات لوله و نویز ایجاد شده بر اثر فرایند تراکم
• به حداقل رساندن تعریق لوله مکش ناشی از عمل کندانس
• جلوگیری از تاثیر حرارت به مبرد

الزامات زیر در تعیین سایز لوله مکش باید در نظر گرفته شوند:

• حداقل کردن افت فشار در طول لوله مکش به نحوی که بتوان از حداکثر توان کمپرسور بهره گرفت.
• به حداقل رساندن سرعت جریان مبرد به ویژه در رایزرها که از برگشت روغن باید اطمینان حاصل نمود.

اما در واقعیت، هر دو نکته فوق در تضاد با یکدیگرند:

به حداقل رساندن افت فشار، مستلزم افزایش قطر لوله است، در حالی که تضمین برگشت روغن، به قطر کوچک لوله مکش نیاز دارد. ولی در نهایت می توان هر دو الزام را با انتخاب قطر میانگین برآورده نمود.

نمونه ای از افت های ظرفیت (لوله مکش و لوله تخلیه)

با توجه به سرعت جریان مبرد خصوصا در خط مکش، مقادیر تجربی نشان داده شده در جدول زیر باید اعمال شوند.

سرعت جریان در مسیرهای رو به بالای به دلیل اختلاف فشار و مشکلات نویز محدود می شود. از آنجایی که روغن در خطوط بخار مکش و گاز داغ با سرعت جریان منتقل می شود، لازم است که سرعت جریان در حداقل مقدار ممکن نگه داشته شود. این امر در بارهای جزئی در کمپرسورهایی با ظرفیت تنظیم شده با سیستم های مرکب، موضوعی مهم است. برگشت ناکافی روغن باعث خرابی کمپرسور می شود. سرعت های جریان توصیه شده در جدول بالا؛ مقادير تجربی هستند که برگشت درست روغن را تضمین می کنند. برای تسهیل برگشت روغن، تمام خطوط مبرد باید به سمت پایین در مسیر جریان مبرد نصب شوند.

4) لوله تزریق

لوله تزریق، ارتباط دهنده شیر انبساط و ورودی اواپراتور است.

نقش و تاثیر لوله تزریق

• لوله تزریق، مبرد در حال انبساط را از شیر انبساط به ورودی اواپراتور انتقال می دهد.
• گرما نباید در طی انتقال به مبرد منتقل شود.
• برای کاربردهایی با فواصل طولانی از دستگاه اندازه گیری (شیر انبساط ترموستاتیک و غیره) به اواپراتور، لوله باید عایق شود (مانند سیستم های تهویه مطبوع اسپلیت).
• در سیستم های دارای توزیع کننده مبرد (مانند انژکتور ونتوری) طول لوله ها باید یک اندازه باشند (بین3/0 تا ۱ متر).

5) لوله گاز داغ (لوله گاز سرد)

این لوله انتقال مبرد تنها در سیستم های سرمایشی به کار گرفته می شود که از گاز فشرده برای دیفراست اواپراتور استفاده می شود. در دیفراست گاز فشرده (بر خلاف دیفراست برقی)، دمای اواپراتور از داخل تا صفر درجه سانتیگراد گرم می شود. بخار خیلی داغ مبرد برای انجام این کار به داخل اواپراتور هدایت می شود.

اگر بخار مبرد از لوله تخلیه کمپرسور به اواپراتور هدایت شود، از آن به عنوان دیفراست گاز داغ نام برده می شود و لوله متناظر از لوله تخلیه به اواپراتور نیز، لوله «گاز داغ» نامیده می شود.

اگر بخار مبرد از رسیور مبرد گرفته شود، به عنوان دیفراست گاز سرد شناخته می شود. لوله دیفراست بین رسیور و اواپراتور، لوله گاز سرد نامیده می شود.

نقش و تاثیر لوله گاز داغ

• انتقال گاز داغ یا سرد به قسمت خنک برای دیفراست اواپراتور استفاده می شود.
• اواپراتور و لوله های متصل به آن هنگام چرخه دیفراست گاز سرد به داغ دچار تنش حرارتی و مکانیکی می شود که ممکن است منجر به خرابی قطعات و نشت مبرد شود و باید با طراحی، انتخاب و نصب مناسب قطعات، از آن پیشگیری نمود.

چرخه تبرید با سیستم دیفراست گاز داغ

طرح ساده ارائه شده در تصویر زیر، از دو شیر برقی برای تغییر از چرخه تبرید به دیفراست استفاده می کند. در طی دیفراست، گاز داغ به اوپراتور انتقال داده می شود تا هر نوع یخ ایجاد شده را ذوب نماید. این سیستم هر نوع یخ کوچک را در زمان حرکت گاز داغ از اواپراتور از بین می برد. گاز بعد از آزاد کردن حرارت برای دیفراست، دوباره وارد کمپرسور می شود و در آنجا بر اثر تراکم، مجددا گرم شده و به اواپراتور برگردانده می شود تا گرمای بیشتری را برای ذوب یخ آزاد کند. با این کار، دیفراست کامل اواپراتورها در یک زمان کوتاه، امکان پذیر خواهد بود.

در این مدار برای محافظت از کمپرسور جهت جلوگیری از ورود مقادیر کوچک مبرد مایع، از یک اکومولاتور استفاده می شود. این نمونه ساده از سیستم دیفراست گاز داغ على رغم کارابی هایی که دارد برای تمام شرایط و وضعیت ها، مناسب نیست.

قطعات تصویر عبارتند از:

• کمپرسور
• کندانسور
• لوله انتقال مبرد گاز داغ
• شیر برقی گاز داغ
• شیر برقی چرخه خنک کننده
• شیر انبساط ترموستاتیک
• اواپراتور
• اکومولاتور مایع
• جهت جریان در چرخه دیفراست گاز داغ
• جهت جریان در چرخه خنک کننده