برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

با توجه به شروع گرما و استفاده از لوازم سرمایشی مطلب زیر را در معرفی و نحوه انتخاب این وسایل جهت استفاده هم گروهیهای ارجمند ارائه میکنم .

تعاریف کلی :
اصطلاحا در صنایع تهویه مطبوع به مجموع این سیستمها HVAC گفته میشود .که اختصار کلمات زیر میباشد :
HEATING VENTILATION AIR CONDITION
که به معنی گرمایش ، تعویض هوا و مطبوع نمودن هوا از جهت رطوبت و دما میباشد .
AC یا همان AIR CONDITION کلی ترین بخش مورد بحث در خصوص سیستمهای خانگی و غیر صنعتی است . تکمه موجود در پانل جلو داشبورد ماشینهای کولر دار نیز مخفف همین کلمات است .
در کل هر وسیله ای که انرژی دریافت و بر روی دمای هوا و رطوبت آن اثر گذارد و یا باعث ورود هوای تازه به محلی مشخص شود ، نوعی اچوک (HVAC ) میباشد .
ACH ویا همان AIR CHENG به تجهیزاتی گفته میشود که باعث تعویض هوای یک مکان میشوند . این تجهیزات از لحاظ شیوه عملکرد و ساختار به انواع مختلف تقسیم بندی میشوند .


جهت اینکه صحبت به درازا نکشد و حالت تخصصی نیز پیدا نکند ، بهتر دیدم وسایل و ابزارهای متداول را یک به یک معرفی و توضیحاتی جهت استفاده بهینه از آنان ارائه نمایم اما قبل از آن یک توضیح مقدماتی ضروری به نظر میرسد .
در کل هدف استفاده از تجهیزات HVAC بهبود شرایط محیطی جهت موجودات زنده و سایر تجهیزات جهت عملکرد بهتر میباشد .
به طور مثال وجود یک کولر ساده جهت بالا بردن رفاه کارکنان و یا جلوگیری از بالا رفتن دمای دستگاههای الکترونیکی در یک شرکت نمونه ای از این کاربرد میباشد ..
برای انسان در استانداردهای جهانی دمای 23 تا 27 درجه سانتیگراد را بهترین دما برای محیط زندگی دانسته اند . البته این دما نیز مانند سایر موارد مربوط به انسان جنبه قطعی ندارد به طور مثال بعضی از انسانها که تعدادشان کم نیز نیست دمای 20 درجه سانتیگراد را مناسب میدانند و بعضی دیگر در این دما احساس سردی میکنند .

1-کولرها ی آبی :
این دستگاهها با مکانیزم خاص خود باعث کاهش دمای محیط میگردند عمدتا این دستگاهها از یک اتاقک با دیواره های متخلخل تشکیل شده اند که درون این اتاقک یک )BLOWER دمنده) وجود دارد که با دمیدن هوا از یک سو به بیرون این اتاقک باعث کاهش فشار هوای درون شده و در نتیجه هوا از سوی دیگر اتاقک وارد آن میشود در هنگام ورود ، هوا از دیواره متخلخل عبور میکند که این دیواره عمدتا از جنس تراشه های ریز چوب میباشد و به وسیله پمپ کوچکی که آب را از تشتک زیر اتاقک مکیده و روی این دیواره میریزد مرطوب نگاه داشته میشوند . هوا در برخورد با سطح مرطوب تبدیل به بخار میشود . میدانید که تبدیل ماده از حالتی به حالت دیگر یا گرما گیر است و یا گرما زا لذا آب جهت تبدیل شدن به بخار نیاز به انرژی دارد که آن را از هوای عبوری میگیرد . و در نتیجه هوای عبوری دچار افت دما میشود .
از توضیحات بالا میتوان دریافت که این کولرها راندمانی بسیارپایین داشته و باعث مصرف شدن آب تصفیه شده نیز میگردند .
همچنین هوای سرد خروجی از این کولرها به شدت مرطوب بوده و در مناطق خشک کویری به شدت مصرف آب دارند .
صرف نظر از نقایص ساختاری این کولرها انجام تدابیر زیر در افزایش راندمان آنها موثر است .
1- تا حد امکان آب تغذیه آنها از سردترین آب ساختمان تامین گردد به طور مثال داشتن خطی مستقیم از لوله ورودی ساختمان و عایق کردن آن میتواند کمک کند .
2- داشتن پوشالهایی تمیز و مناسب و بدون حفره های بزرگ و در صورت امکان استفاده از لایه های سلولوزی به جای پوشال
3- داشتن سایه بان مناسب
4- تنظیم آب پمپ داخلی به گونه ای که تمام سطح این پوشال ها به صورت یکنواخت خیس شوند .
در خصوص انتخاب قدرت این کولرها فرمول زیر بدون داشتن تخصص خاص و یا نرم افزار کامپیوتری کمک میکند .
1- محاسبه زیر بنای ساختمان ( به دلیل اینکه ساختمانهای مسکونی عمدتا ارتفاعی حدود سه متر دارند از محاسبه حجم صرف نظر میشود ) ..
2- به دلیل اینکه بحث ما در خصوص منازل مسکونی است از وسایل گرمازای داخل ساختمان صرف نظر میکنیم .
3- چنانچه ساختمان به شدت آفتابگیر است و یا آخرین طبقه ساختمان میباشد به گونه ای که تابش مستقیم آفتاب باعث افزایش چشمگیر دمای داخلی میشود زیر بنا را در عدد 8/1 ضرب نمایید . در غیر این صورت مضرب 4/1 مناسب است .
4- عدد حاصل را در 60 ( شصت ) ضرب نموده و حاصل ظرفیت کولر را مشخص میکند منظور از ظرفیت کولر همان عددی است که در بین مردم متداول است نظیر چهار هزار و یا پنج هزار به جهت خلاصه نمودن مطلب فقط به نام بردن واحدهای سیستم گرمایش و سرمایش اکتفا میکنم :
( نکته ) این واحدها به دلیل اینکه گرما نوعی از انرژیست در خصوص سایر گونه های انرژی نیز کابرد دارند و قابل تبدیل به یکدیگرند .
کالری – وات – BTU – تن تبرید و ....
تاکید میگردد فرمول بالا جهت منازل مسکونی و اداری فاقد تجهیزات صنعتی میباشد و جهت زیربناهای متعارف از 40 تا 160 متر مربع صادق است و ضریب اطمینان در این روش دیده شده است به عبارت دیگر حاصل کمی دست بالا میباشد .میتوان عدد حاصل را بین دو کولر تقسیم کرد که گاهی این تقسیم با کم کردن طول و ابعاد کانال کشی به صرفه تر نیز میباشد . در خصوص موارد دیگرروشهای محاسباتی دقیق مهندسی و نرم افزاری وجود دارد .
باید تاکید شود در مناطق مرطوب مانند شمال و جنوب ایران استفاده از کولر آبی تقریبا بی اثر بوده و حتما باید از کولر گازی ویا سیستمهای هواساز استفاده کرد که در ادامه به شرح آنان خواهیم پرداخت .

2 – کولرهای گازی
در این کولرها یک گاز مبرد در یک سیکل انبساطی و انقباظی وظیفه سرد سازی را بر عهده دارد به طور کلی میتوان گفت گاز مبرد در یک کمپرسور فشرده شده و با فشار بالا از طریق لوله هایی نازک به شیر انبساطی رانده میشود شیر انبساطی با کاهش شدید فشار گاز، آن را وارد شبکه ای از لوله های قطور تر به نام اواپراتور میکند در این فرایند یعنی انبساط گاز ، دمای محیط توسط گاز جذب میشود و طبیعتا محیط یا همان شبکه لوله ها به شدت سرد میشود . با دمیدن هوا و عبور آن از روی این شبکه ، هوا سرد شده و میتوان هوای سرد را وارد محیط مورد نظر نمود . گازی که حالا منبسط و داغ است از طریق لوله هایی به یک شبکه لوله ای دیگر وارد و با دمیدن هوا مانند رادیاتور ماشین اقدام به سرد سازی آن میکنند به این عمل کندانس و به این قسمت کندانسور گویند سیستم یخچال نیز همین گونه است . در واقع قسمت یخدان یخچال اواپراتور و لوله های پشت آن کندانسور میباشد که اگر دقت شود لوله های پشت یخچال داغ هستند البته با توجه به حجم کوچک محدوده داخلی یخچال و قطع ارتیاط داخل آن با محیط خارج با آبندی درب آن کندانسور بدون نیاز به فن به میزان کافی گاز را خنک میکند .
بدیهی است با عوض کردن جای اواپراتور ( بخار ساز ) و کندانسور ( چگالنده ) میتوان از کولر یک بخاری ساخت . اگراز پشت کولرهای گازی رد شده باشید میبینید که گرمای زیادی دفع میکنند در حقیقت این همان گرمای گرفته شده از داخل اتاق است .جدیدا کولرهای گرمایشی ( HEAT PUMP ) دار نیز در بازار به فراوانی یافت میشوند .

یک فرمول ساده جهت انتخاب ظرفیت کولر گازی :
1 – محاسبه زیر بنا
2 – ضرب عدد بدست آمده در 1/1 و در صورت تابش شدید آفتاب به داخل ضریب 25/1( اضافه کردن ده تا بیست در صد )
3 – ضرب عدد حاصل در 400 چهارصد برای مناطق داخلی ایران و عدد 500 پانصد برای مناطق جنوبی و گرمسیر ایران
حاصل ظرفیت کولر بر حسب BTU میباشد یعنی همان عدد معرف کولر ها در بازار نظیر 12000 دوازده هزار ویا 18000هجده هزار
ممکن است اواپراتور و کندانسور در یک پکیج باشند و یا ممکن است که به صورت مجزا (SPILIT ) باشند . در هر دو صورت بدیهی است که هوای گرم حاصل از کندانسور باید بیرون از اتاق مورد نظرتخلیه شود .
باز هم تاکید میگردد محاسبات فوق جهت مصارف غیر صنعتی و زیر بناهای متعارف (40 تا 160 ) متر مربع میباشد .
در این کولرها معمولا دریچه ای تعبیه شده است که با تنظیم آن میتوان مقدار هوای گرفته شده از خارج اتاق را تنظیم کرد بدیهی است هرچه این دریچه بسته تر باشد مقدار هوای بیشتری از محیط داخل وارد کولر میشود که این هوا خشک و سرد بوده و فشار کمتری بر موتور کولر وارد میکند .
باید توجه داشت که رطوبتی که توسط این کولرها از هوا جدا میشود انرژی زیادی جذب نموده و هر چه محیط دارای رطوبت کمتری باشد انرژی کمتری توسط کولر جهت سرمایش مصرف میشود .
این آب حاصل از کندانس رطوبت هوا تقریبا خالص بوده و فاقد سختی میباشد .
مطلب دیگر اینست که در ورودی هوا به داخل اواپراتور کولر یک فیلتر قرار دارد که این فیلتر بسته به آلودگی هوای محیط در فواصل زمانی مشخص باید شسته و از گرد و غبار زدوده شود .. زیرا با پایین آمدن دبی هوای ورودی باید درجه برودت را بالاتر برد تا به دمای دلخواه رسید که این عامل خود سبب افزایش انرژی الکتریکی مصرفی شده و کاهش عمر کولر میشود .
چنانچه از یک کولر پر بازده گازی در محل و ظرفیت مناسب استفاده شود میتواند در طولانی مدت حتی از کولرهای آبی نیز به صرفه تر باشد .
نکته دیگری که در خصوص تمامی سیستمهای سرمایشی میتواند مورد توجه باشد ، سیرکوله مناسب هوای خروجی از دستگاه HVAC است به طور مثال چنانچه یک کولر گازی متناسب با زیر بنای ساختمان ویا حتی قویتر در هال ساختمان نصب گردد ، احتمال دارد به دلیل چرخش نامناسب هوا اتاقهای ساختمان را نتواند خنک کند .
جهت رفع این مشکل میتوان کولر را روبروی درب اتاق نصب نمود و یا با نصب یک فن کوچک در میان درب ورودی اتاق ( زیر چارچوب بالایی) سبب گردش بهینه هوا شد .
البته در کل طبق اصول مهندسی هر فضای مجزا قطعا نیاز به منبع مجزا مانند کولر جدا و یا سیستم کانال کشی جدا دارد .

 

برسی عملکرد یک یخچال به زبان ساده

 

یک مقدمه ساده در باره انرژی :

انرژی هیچ گاه از بین نمیرود  یا تولید نمی شود بلکه از حالتی به حالت دیگر در می آید و منظور از سرد کردن مکانی یعنی انرژی گرمایی از آن مکان خارج کنیم که می توانند به صورت مستقیم با به صورت ماده دیگری صورت پذیرد

یخچال از چهار جز اصلی تشکیل شده اشت که عبارت است از

 

1)کمپرسور

2) اواپراتور (چگالنده )

3)کندانسور

4) محل ذخیره گاز مبرد و شیر فشارشکن

 

 

همان طور که میدانید یخچال از دو قسمت پر فشار و کم فشار تشکیل شده است  که دو قسمت اول برای حالت کم فشار است  و دو قسمت دوم پرفشار که قسمت کم فشار سرما زا و پرفشار گرما زا است

انواع سیالهای مبرد:

 هستند که آمونیاک به علت سمی بودن دیگر مورد استفاده قرار نمیگیردR-134aگاز آمونیاک و  معمولا

عمالکرد به این صورت که گاز مبرد را با فشار زیاد  در مخزن محل نگهداری گاز قرار میدهیم(در این حالت مبرد ما به علت دارا بودن فشار زیاد به صورت مایع  است )  و شیر فشار شکن باز می شود و مبرد به داخل اواپراتور هدایت می شود  و فشار کم میشود و مبرد شروع به تبخیر می کند که طی این فرایند انرژی گرمایی محیط را  میگیرد تا به گاز تبدیل شود

توضیع مختصر :تبخیر و اشباع به دو عامل بستگی دارد   1 ) فشار 2) دما

برای مثال آب در دمای 99.6 درجه سانتیگراد و در فشار 1 اتمسفر که معادل 100 کیلوپاسکال است به حالت اشباع در می آید و حال اگر همان آب در فشار 10 اتمسفر قرار دهیم آب دیگر در دمای 99.6 درجه سانتیگراد به حالت اشباع در نمی آید و دمای به اشباع رسیدن نزدیک به  173 درجه سانتیگراد است واگر همان آب در فشار بسیار پایین قرار دهیم آب در دماهای بسیار پایین تر  از 99.6 درجه به جوش یا همان اشباع در می آید

 

و وقتی مبرد ما در اواپراتور قرار میگیرد در قسمت شیر فشار شکن فشار خود را از دست داده و سریعن به حالت اشباع در می آید و طی این فرایند انرژی گرمایی که در اواپراتور وجود دارد می گیرد و خود مبرد دمایش رو به افزایش  و دمای محل اواپراتور(همان محلی که به اصطلاح  جایخی می گویند) رو به کاهش می آید

 

میزان انرژی میگیرد تا مبرد گرم شود     

Q=M X Lf

 

و سپس بعد از گرفتن گرما از محیل اوابراتور با فشار کم وارد کمپرسور میشود

کمپرسور :دستگاهی است که فشار سیال را افزایش میدهد

و با افزایش فشار سیال شروع به تغیر فاز می کند و از حالت گاز به مایع تبدیل میشود و طی این فرایند باید انرژی گرمایی خود را به بیرون پس دهد پس بعد از افزایش فشار انرژی گرمایی خود را در محلی به نام کندانسور هست به بیرون انتقال می دهد

کندانسور : قسمتی از یخچال یا وسیله دیگر که دارای لوله های مارپیچ طولانی است که سیال در آن قسمت انرژی گرمایی خود را به محیط پس بدهد و دلیل مارپیچ بودن کندانسور به این صورت که مساحت بیشتری داشته باشه که انتقال حرارت بیشتر صورت گیرد

q =AK(T2-T1)/t1-t2

در این این فرمول انتقال حرارت جابجای

Tنشان دهنده دما

tنشان دهنده ضخامت (که اینجا همان اختلاف قطر خارجی از داخلی است)

K ضریب انتقال حرارت جابجایی

A مساحت سطح خارجی لوله

 

و حتی گاهی لوله های مسی که انتقال حرارت خوبی دارند به صرت عمود به کندانسور جوش میدهند(جنس لوله های کندانسور هم از مس می باشد )

گاهی در یخچال های صنعتی چون میزان برودت بسیار زاد مد نظر است و در نتیجه گرمای بسیار زیاد تری مبرد در کندانسور باید خارج کند در پست کندانسور فن قرار می دهند که همات انتقال حرارت هدایتی صورت پذیرد

q= AH (Tw  – T& )

T&دمای محیط اطراف است

Tw دمای دبنه لوله کندانسور است

H ضریب انتقال حرارت هدایتی

A مساحت سطح خارجی لوله

 و وقتی دمای مبرد  رو به گاهش آورد با همان فشار زباد که در کمپرسور به آن افزایش داده بودند وارد محال نگهداری گاز مبرد می شود ( سیال با فشار زیاد در محل نگهداری می شود ) و این سیکل ادامه میابد  تا دما به حد مورد نظر که همانا در یخچال روی  درجه مورد نظر تنظیم کردیم  برسد ترموستات فرمان قطع به رله کنترول میدهد و سیکل متوقف می شود تا زمانی که ترموستات دستور بدهد

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :