سیکل تراکمی تبرید سردخانه

سیکل تراکمی تبرید سردخانه اساس تمامی سیستمهای تبرید مکانیکی گردش مبرد در یک سیکل بسته است که مبرد در طول این سیکل چهار فرایند اصلی تراکم، تقطیر، انبساط و تبخیر را طی کرده تا هدف اصلی تبرید که انتقال حرارت از یک محیط گرم به محیط سرد را انجام دهد. این سیکل در تمامی کاربرد‌های تبرید مثل تهویه‌مطبوع، سردخانه و تبرید خانگی (یخچال و فریزر) وجود دارد.

امروزه از کاربرد‌های اصلی تبرید استفاده در سردخانه‌ها برای نگهداری و انتقال مواد‌غذایی می‌توان اشاره کرد که در ادامه به وسیله انیمیشن ذیل به توضیح مراحل سیکل می پردازیم.

مرحله تراکم

سیکل تبرید سردخانه از ورودی اواپراتور که در آن فشار مبرد بهوسیله شیر انبساط کاهش پیدا کرده، شروع میشود. ما در این نقطه از سیکل تبرید مایعی سردی در اختیار داریم که منبسط شده و در نتیجه دمای آن کاهش مییابد.

گاز در لوله های اواپراتور در جریان است و با توجه به اینکه اواپراتور داخل سردخانه قرار دارد به کمک فن آن هوای سردخانه با مبرد تبادل حرارت خواهد داشت. در قسمت بعدی سیکل تبرید از طریق لوله مکش این گاز به داخل آکومولاتور (مایعشکن) به وسیله کمپرسور انتقال داده میشود.

کمپرسور با تراکم گاز باعث افزایش فشار و همچنین افزایش دمای آن شده و این گاز از طریق لوله رانش وارد کندانسور میشود . در سیکل تبرید به خصوص در کاربردهای سردخانه ای قبل از کمپرسور آکومولاتور قرار میدهند تا با استفاده از این مخزن از ورود مایع به کمپرسور و آسیبهای حاصل از آن جلوگیری شود. این وضعیت مخصوصا زمانی رخ میدهد که سردخانه با ظرفیت کامل کار نمیکند و تمامی مبرد داخل اواپراتور تبخیر نمیشود، و یا هنگامیکه کمپرسور به طور مرتب خاموش و روشن میشود.

البته میتوان در طراحی سیکلهای تبرید، بخار اشباع داخل اواپراتور را با گرفتن مقداری گرما در انتهای اواپراتور یا توسط یک مبدل جداگانه وارد فاز سوپرهیت (مافوق گرم) کرد تا علاوه بر جلوگیری از ورود مایع به داخل کمپرسور راندمان سیکل تبرید سردخانه را افزایش دهد.

کندانسینگ

قدم بعدی در سیکل تبرید سردخانه مرحله کندانس یا تقطیر است. کندانسور در محیط بیرون از سردخانه و معمولا به همراه کمپرسور که به آن واحد تقطیر(کندانسینگ یونیت) گفته میشود نصب شده و به کمک فن کندانسور با عبور هوای آزاد از روی گاز داغی که در مرحله قبلی سیکل ایجاد شده موجب خنک شدن تا دمای تقطیر آن شده و مبرد را وارد فاز مایع میکند. در برخی از سیکلهای  تراکمی تبرید سردخانه، مخزنی بعد از کندانسور قرار میگیرد که به آن رسیور یا مخزن ذخیره مبرد گفته میشود . هدف اصلی از این مخزن، ذخیره مبرد سیستم در آن (مثلا در هنگام تعمیر سیستم تبرید سردخانه) و همچنین مکانی برای جای دادن مبرد اضافی در سیستم که ممکن است در اثر تغییر شرایط کارکرد سیکل به وجود آید (مثل باز و بسته شدن شیر انبساط در اثر تغییر بار در سردخانه).

البته با نصب رسیور جرم مبرد مورد نیاز در سیکل تبرید افزایش مییابد و این باعث افزایش هزینه و همچنین پیچیدگی سیکل سردخانه میشود. از دیگر قطعات به کار رفته در سیستمهای تبرید استفاده از شیر دستی یا برقی در خط مایع است که برای باز وبسته کردن جریان مبرد و خاموش و روشن شدن سیستم سردخانه بهکار میرود. یکی از کاربردهای مهم شیر برقی به همراه ترموستات و کنترل فشار پایین برای انجام فرآیند پمپ داون است.

برای افزایش راندمان سیکل تبرید از ارتباط خط مکش و خط مایع در یک مبدل جداگانه میتوان استفاده کرد . از مزایای دیگر مبدل مایع-مکش ورود مبرد در حالت مادون سرد و نه اشباع به شیر انبساط است که تاثیر به سزایی در کارکرد دقیق آن در سردخانه ها دارد.