در این مقاله می خوانیم:

• سابکولینگ چیست؟
• سوپرهیت چیست؟
• مقدار استاندارد سوپرهیت و سابکولینگ
• چگونه سوپرهیت و سابکولینگ را تنظیم کنیم؟
• اهمیت سوپرهیت و سابکول در بهینه‌سازی سیستم تبرید
•  نکات طلایی در تنظیم سوپرهیت و سابکولینگ
• ارتباط سوپرهیت و سابکولینگ با کمپرسور و شیر انبساط

سوپرهیت و سابکولینگ در سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع (HVACR)

آیا تا به حال فکر کرده‌اید که چرا برخی از سیستم‌های تهویه مطبوع کارایی بهتری دارند و مصرف انرژی کمتری دارند؟ یکی از عوامل مهم در بهینه‌سازی عملکرد این سیستم‌ها، تنظیم صحیح سوپرهیت و سابکولینگ است. این دو مفهوم نه تنها به عملکرد بهینه سیستم کمک می‌کنند، بلکه از آسیب رسیدن به کمپرسور و سایر قطعات جلوگیری می‌کنند. در این مقاله، به زبان ساده توضیح می‌دهیم که سوپرهیت و سابکولینگ چیست، چرا اهمیت دارند و چگونه می‌توان آن‌ها را اندازه‌گیری و تنظیم کرد.

سابکولینگ چیست؟

سابکولینگ (Subcooling) یعنی کاهش دمای مبرد مایع زیر دمای اشباع (دمای تقطیر) به زبان ساده تر سابکول به فرآیندی گفته می‌شود که در آن مایع مبرد پس از تقطیر در کندانسور، تا دمایی پایین‌تر از دمای تقطیر خود سرد می‌شود. این عمل باعث می‌شود که مایع مبرد بدون وجود بخار وارد شیر انبساط شود، که این امر به بهبود کارایی سیستم و جلوگیری از ورود بخار به اواپراتور کمک می‌کند. اگر بخار در این مرحله وجود داشته باشد، عملکرد سیستم کاهش پیدا می‌کند.

چرا سابکولینگ مهم است؟

• جلوگیری از ورود بخار به شیر انبساطی و بهبود عملکرد سیستم
• افزایش راندمان تبرید و کاهش مصرف انرژی
• کاهش استهلاک و افزایش طول عمر تجهیزات

چگونه سابکولینگ را محاسبه کنیم؟

برای اندازه‌گیری سابکول، ابتدا دمای مایع مبرد را در خروجی کندانسور اندازه‌گیری می‌کنیم. سپس، دمای تقطیر مبرد را با استفاده از فشار موجود و جداول ترمودینامیکی تعیین می‌کنیم. تفاضل این دو دما، مقدار سابکول را نشان می‌دهد:

• سابکول = دمای تقطیر مبرد – دمای مایع خروجی از کندانسور
• سابکولینگ = دمای اشباع – دمای فعلی مایع

مثال: اگر دمای اشباع 90 درجه فارنهایت و دمای مایع خروجی از کندانسور 80 درجه فارنهایت باشد، مقدار سابکولینگ برابر است با:

10°F = 80°F – 90°F

سوپرهیت چیست؟

سوپرهیت (Superheat) به مقدار گرمایی گفته می‌شود که بخار مبرد بعد از تبخیر کامل دریافت می‌کند تا دمای آن بالاتر از دمای اشباع برود. به عبارت دیگر سوپرهیت به دمایی اطلاق می‌شود که بخار مبرد پس از تبخیر کامل در اواپراتور، بالاتر از دمای تبخیر خود دارد ،در حقیقت سوپرهیت میزان افزایش دمای بخار مبرد بالاتر از نقطه جوش در فشار معین است.این امر تضمین می‌کند که مبرد به‌طور کامل به بخار تبدیل شده و هیچ قطره‌ای از مایع وارد کمپرسور نمی‌شود. ورود مایع به کمپرسور می‌تواند باعث آسیب جدی شود.

چرا سوپرهیت مهم است؟

• جلوگیری از ورود مایع به کمپرسور و کاهش خطر خرابی
• بهبود عملکرد سیستم و افزایش راندمان
• کمک به کنترل دقیق دما و افزایش بهره‌وری

چگونه سوپرهیت را محاسبه کنیم؟

برای اندازه‌گیری سوپرهیت، ابتدا باید دمای بخار مبرد را در خروجی اواپراتور اندازه‌گیری کرد. سپس، دمای تبخیر مبرد را با استفاده از فشار موجود و جداول ترمودینامیکی تعیین می‌کنیم. تفاضل این دو دما، مقدار سوپرهیت را نشان می‌دهد:

• سوپرهیت = دمای بخار خروجی از اواپراتور – دمای تبخیر مبرد
• یا
• سوپرهیت = دمای فعلی بخار – دمای اشباع

مثال: اگر دمای بخار خروجی از اواپراتور 40 درجه فارنهایت و دمای اشباع 30 درجه فارنهایت باشد، مقدار سوپرهیت برابر است با:

10°F = 40°F – 30°F

مقدار استاندارد سوپرهیت و سابکولینگ

مقدار استاندارد سوپرهیت و سابکولینگ بسته به نوع سیستم و شرایط محیطی متغیر است. تنظیم صحیح این مقادیر می‌تواند تأثیر زیادی بر راندمان و طول عمر سیستم داشته باشد. به‌طور کلی، میزان مطلوب این پارامترها بسته به نوع تجهیزات، ظرفیت سیستم و شرایط عملیاتی متفاوت است:

برای کولرهای گازی

• سابکولینگ: 10 تا 18 درجه فارنهایت
• سوپرهیت: 10 تا 15 درجه فارنهایت

برای سیستم‌های تبرید صنعتی

• سابکولینگ: 5 تا 10 درجه فارنهایت
• سوپرهیت: 20 تا 30 درجه فارنهایت

چگونه سوپرهیت و سابکولینگ را تنظیم کنیم؟

برای تنظیم سوپرهیت و سابکولینگ، شیر انبساط ترموستاتیک (TXV) را تنظیم کنید.

• برای افزایش سوپرهیت: شیر را در جهت ساعتگرد بچرخانید.
• برای کاهش سوپرهیت: شیر را در جهت پادساعتگرد بچرخانید.

بعد از هر تنظیم، مقدار سوپرهیت و سابکولینگ را بررسی کنید تا از صحت عملکرد سیستم مطمئن شوید.

اهمیت سوپرهیت و سابکول در بهینه‌سازی سیستم تبرید

تنظیم مناسب سوپرهیت و سابکول در سیستم‌های تبرید، تأثیر مستقیمی بر کارایی و عمر مفید تجهیزات دارد:

• حفاظت از کمپرسور: سوپرهیت مناسب تضمین می‌کند که فقط بخار وارد کمپرسور می‌شود و از آسیب‌های احتمالی ناشی از ورود مایع جلوگیری می‌کند.
• افزایش ظرفیت سرمایشی: سابکولینگ مناسب باعث می‌شود که مایع مبرد با دمای پایین‌تر وارد اواپراتور شود، که این امر ظرفیت جذب حرارت و در نتیجه ظرفیت سرمایشی سیستم را افزایش می‌دهد.
• بهبود راندمان انرژی: تنظیم دقیق سوپرهیت و سابکولینگ منجر به کاهش مصرف انرژی و بهینه‌سازی عملکرد کلی سیستم می‌شود.

 نکات طلایی در تنظیم سوپرهیت و سابکولینگ

• مقدار این دو پارامتر بسته به شرایط محیطی ممکن است تغییر کند
• برای جلوگیری از خرابی‌های احتمالی، همیشه دستورالعمل‌های شرکت سازنده را دنبال کنید
• استفاده از جدول‌های مخصوص می‌تواند به تنظیم دقیق‌تر کمک کند.

ارتباط سوپرهیت و سابکولینگ با کمپرسور و شیر انبساط

 ارتباط با کمپرسور

• اگر سوپرهیت خیلی بالا باشد، گاز ورودی به کمپرسور بیش از حد داغ می‌شود و ممکن است راندمان آن کاهش یابد.
• اگر سوپرهیت خیلی پایین باشد، احتمال ورود مایع به کمپرسور وجود دارد که می‌تواند به آن آسیب جدی وارد کند.

ارتباط با شیر انبساط

• میزان باز و بسته بودن شیر انبساط، مقدار سوپرهیت و سابکولینگ را تنظیم می‌کند
• تنظیم نادرست شیر انبساط می‌تواند باعث کاهش یا افزایش بیش از حد سوپرهیت و سابکولینگ شود که هر دو مورد باعث کاهش عملکرد سیستم خواهند شد.

جمع‌بندی

سوپرهیت و سابکولینگ دو عامل حیاتی در عملکرد صحیح سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع هستند. تنظیم درست این دو پارامتر باعث افزایش راندمان، کاهش مصرف انرژی و افزایش عمر مفید تجهیزات می‌شود. با اندازه‌گیری‌های دوره‌ای و تنظیم دقیق، می‌توان عملکرد بهینه سیستم‌های تبرید را تضمین کرد.