ر این مقاله قصد داریم شما را با انواع سیستم برودتی آشنا کنیم. یکی از اولین مواردی که هر کاربری که می خواهد در زمینه کولر گازی و انواع سیستم های برودتی بداند این است که سیستم های برودتی هوای خنک ایجاد نمی کنند. آنچه در واقع انجام می دهند این است که گرما را از یک منطقه معین خارج می کند. انواع سیستم برودتی با انتقال گرما از اطراف و انتقال آن از یک منطقه مشخص شده به جای دیگر کار می کنند، بنابراین باعث خنک کردن آن منطقه مشخص شده و گرما را از آن نقطه از بین می برد. اما چگونه این اتفاق می افتد. در ادامه به بررسی 4 سیستم برودتی به طور کامل می پردازیم. با این بررسی شما متوجه می شوید که سیستم برودتی چیست.
انواع مختلف سیستمهای برودتی چیست؟
در حالی که این چهار نوع سیستم برودتی شباهت های بسیاری دارند، اما تفاوت های زیادی نیز با هم دارند. برای اینکه بتوانید با این تفاوت ها آشنا شوید در ادامه به طور مختصر این تفاوت ها را بررسی می کنیم.
انواع سیستم برودتی فشرده سازی مکانیکی
متداول ترین روش سیستم تبرید، فشرده سازی مکانیکی است. این نوع فرایند تبرید هم در کولر گازی و هم در انواع سیستم های برودتی تجاری و صنعتی کاربرد دارد. همانطور که از نام این محصول پیداست، این نوع سیستم ها گرما را با فشردن مکانیکی گاز مبرد به مایع کم فشار و سرد و انتقال آن به گاز پر فشار و گرم تبدیل می کنند. مبرد ها موادی هستند که با اعمال یا از بین بردن فشار می توانند در طیف گسترده ای از درجه حرارت قرار بگیرند.
مانند همه مایعات، گرما را هنگام جوشیدن در گاز جذب می کنند و هنگامی که مجدداً به داخل مایعات می چسبند، آن را آزاد می کنند.
اصول اولیه این فرایند با انتقال مبرد از سمت فشار کم سیستم بسته به سمت فشار قوی سروکار دارد. مبرد مایع در طرف فشار کم 40 درجه فارنهایت جوش می آورد و گرما را از هوای گرم محیط داخلی جذب می کند.
در سمت فشار بالای سیستم ، گرما از مبرد بخار 110 درجه فارنهایت به سمت هوای خنک کننده در فضای بیرون حرکت می کند و این روند تکرار می شود.
انواع سیستم برودتی تبرید جذب
همچنین گرما در سیستمهای برودتی جذب با فشرده سازی و گسترش مبرد ، منتقل می شود.
این سیستم ها به جای یک کمپرسور مکانیکی دارای قدرت الکتریکی، به فرآیند جذب و گرایش متکی هستند تا مبرد را از سمت فشار کم به طرف فشار قوی منتقل کنند. بر خلاف سیستم های برودتی فشرده سازی مکانیکی، که به طور معمول از مبدل های R-22 و R-410A برای مبرد استفاده می کنند، انواع سیستم برودتی جذب از مبردهایی استفاده می کنند که بیشتر مواد را به خود جذب کنند.
به عنوان مثال، کولر گازی هایی که برای مساحت های کم استفاده می شود، اغلب از آمونیاک به عنوان مبرد و آب به عنوان جاذب استفاده می کنند. آب در مؤلفه ای به نام جاذب قرار دارد که در آن آمونیاک را از قسمت کم فشار سیستم مکش می کند و ضمن جذب آن، گرما را از بین می برد. یک پمپ محلول آمونیاک، آب را به یک ژنراتور ارسال می کند، که آن را جوش می دهد ، آمونیاک را از آب جدا می کند قبل از ارسال آن به سمت فشار قوی.
علاوه بر فرآیند جذب ، از حرارتی نیز برای جابجایی مبرد در سراسر سیستم استفاده می شود. گرما می تواند از آب گرم ، بخار ، گاز طبیعی یا منابع دیگر سوخت ناشی شود.
چرخه تبرید جذبی را می‌توان به سه مرحله به شرح ذیل تقسیم نمود:
- تبدیل مایع به بخار: مبرد مایع در یک محیط با فشار نسبی پایین تبدیل به بخار می‌شود و محیط اطراف را خنک می‌نماید. به دلیل فشار پایین دمای بخار مبرد در حد مورد نیاز پایین می‌باشد.
- مبرد گازی توسط مایعی دیگر جذب می‌گردد. (به‌طور مثال جذب آب توسط لیتیوم بروماید.)
- محلول جذب‌کننده و مبرد حرارت داده می‌شود که این عمل سبب بخار و جدا شدن مبرد از جذب‌کننده می‌شود. پس از این مرحله مبرد وارد کندانسور شده و با از دست دادن حرارت خود جهت تکرار چرخه تبرید تبدیل به مایع می‌گردد.
در چرخه تبرید تراکمی با استفاده از یک انرژی خارجی مانند الکتریسیته فشار مبرد در کمپرسور افزایش می‌یابد و سبب می‌شود تا ضمن تبدیل مبرد به حالت مایع، دما آن نیز جهت تبادل گرمایی در کندانسور بالا رود و پس از پایین آمدن دمای آن با عبور از یک شیر انبساط به محیط کم فشار وارد می‌شود و با بخار شدن در محیط کم فشار آن را خنک نماید.
مبرد بخار شده جهت تکرار چرخه مجدداً وارد کمپرسور می‌گردد.
تفاوت دیگر این دو چرخه تبرید سرمایش جذبی یا برودت جذبی در نوع مبرد می‌باشد در حالی که سیستمهای تراکمی با HCFC و CFCها کار می‌کنند مبرد سیستمهای جذبی آمونیاک و آب می‌باشد. با توجه به راندمان حدود ۳۰ درصدی نیروگاه‌های فسیلی تولید برق در ایران و ضریب عملکرد چیلرهای جذبی و تراکمی، برای تولید مقدار مساوی سرمایش، چیلرهای جذبی ۷۱ درصد بیشتر از چیلرهای تراکمی منابع اولیه انرژی مانند گاز یا نفت استفاده می‌کنند.
به همین دلیل استفاده از چیلرهای جذبی در مقایسه با چیلرهای تراکمی مقرون به صرفه نیست و در ایران به دلیل ارزان بودن غیرمتعارف گاز طبیعی در مقابل برق، استفاده از چیلرهای جذبی مقرون به صرفه است که البته با واقعی شدن قیمت گاز ایران هم به جمع دیگر کشورها خواهد پیوست.
انواع سیستم های برودتی تبخیری
بر خلاف سیستم های برودتی فشرده سازی مکانیکی و جذب، که در بالا مورد بحث قرار گرفت، خنک کننده تبخیر از چرخه سنتی تبرید استفاده نمی کند. در عوض، این سیستم ها، که اغلب به آنها کولرهای باتلاق گفته می شود، با دمیدن آن روی لنت های خیس شده با آب هنگام ورود به خانه، هوای گرم بیشتری را در فضای باز سرد می کنند.
آب گرما را از هوا جذب کرده و تبخیر می شود. هوای خنک تر به داخل خانه منتقل می شود و هوای گرم از آن خارج می شود.
کولرهای تبخیری می توانند دمای هوا را از 15 درجه تا 40 درجه فارنهایت کاهش دهند اما برای آب و هوای خشک مناسب هستند ، مانند نمونه هایی که در جنوب غربی ایالات متحده قرار دارند. آنها همچنین برای نصب و استفاده حدود یک چهارم از انرژی تهویه مطبوع مرکزی هزینه کمتری دارند.
انواع سیستم برودتی تبرید حرارتی
سیستمهای برودتی ترموالکتریک از سه نوع دیگر تبرید منحصر به فرد هستند به این دلیل که از هیچ مبرد یا آب استفاده نمی شود. این سیستم ها از جریان الکتریکی و ترموکوپل استفاده می کنند.
یک ترموکوپل از دو سیم فلزی مختلف تشکیل شده است که در هر دو انتها یکسان هستند. عایق بقیه سیم ها را از یکدیگر جدا می کند. وقتی جریان روی ترموکوپل هدایت می شود ، یک سر آن داغ و دیگری خنک می شود.
برگرداندن جهت فعلی ، تأثیر مبادله اتصالات سرد و گرم را دارد. انتهای گرم به طور معمول در خارج از منطقه قرار می گیرد تا با یک سینک گرمایی که به آن وصل می شود ، خنک شود تا در همان دمای هوای اطراف آن دمای هوا حفظ شود.
قسمت سرد که زیر دمای اتاق قرار دارد ، در منطقه قرار می گیرد تا خنک شود و گرما را از هوا جذب می کند.
این نوع تبرید به طور کلی برای بارهای خنک کننده کوچک استفاده می شود که دستیابی به آنها دشوار است ، مانند سیستم های الکترونیکی.
