تهویه مطبوع بر اساس اصول تبدیل فاز عمل می کند که عبارت است از تبدیل یک ماده از یک حالت (یا فاز) ماده به حالت دیگر، مانند زمانی که یک ماده از مایع به گاز تبدیل می شود. هنگامی که تغییر مایع به گاز اتفاق می افتد، ماده گرما را جذب می کند. برعکس، هنگامی که ماده از گاز به مایع تبدیل می شود، گرما آزاد می کند. تهویه مطبوع اساساً ماشینی است که تبدیل فاز را مجبور می کند و از اصول انتقال حرارت حاصله برای خنک کردن ساختمان ها استفاده می کند.
سیستم های تهویه مطبوع از اجزای زیادی تشکیل شده اند که اصلی ترین آنها کمپرسور سیال، کندانسور و کویل اواپراتور است. ما یک نقطه از چرخه تهویه مطبوع را انتخاب می کنیم و نحوه حرکت مبرد را در سیستم برای خنک کردن ساختمان توضیح می دهیم. از آنجایی که کمپرسور یکی از حیاتی ترین تجهیزات یک سیستم تهویه مطبوع است، بیایید از اینجا شروع کنیم.
برای دریافت خدمات تعمیر کولرگازی و اسپلیت اصفهان با ما تماس بگیرید.
چرخه تهویه مطبوع
تمام سیستم های تهویه مطبوع از یک ماده خاص برای انجام فرآیند تبدیل فاز استفاده می کنند. این ماده مبرد نامیده می شود و درون لوله ای قرار دارد که در سراسر سیستم تهویه مطبوع جریان دارد. مبرد پس از خروج از کویل اواپراتور (که در ادامه بیشتر توضیح داده خواهد شد) به صورت بخار گرم به داخل کمپرسور سیستم کشیده می شود (مورد 1 در نمودار زیر).
کمپرسور چگالی بخار مبرد ورودی را افزایش می دهد و باعث افزایش فشار و دما می شود. این معمولاً با استفاده از یک سیستم گریز از مرکز انجام می شود، که در آن یک سری تیغه های چرخان بخار را به سرعت به سمت خارج از محفظه کمپرسور می فرستند و در آن نقطه از آن خارج می شود. این بخار داغ و پرفشار سپس به کندانسور تهویه مطبوع (مورد 2) می رود و در آنجا از طریق یک سری سیم پیچ با پره های فلزی نازک متصل می شود. یک فن هوا را روی پره ها می دمد و گرما از مبرد به باله ها و به جریان هوا منتقل می شود، بسیار شبیه به روشی که رادیاتور برای حذف گرما از مایع خنک کننده در گردش در موتور خودرو استفاده می کند. هوایی که از روی کویل های کندانسور عبور می کند به بیرون ساختمان تخلیه می شود و به اتمسفر رها می شود.
این عبور از کندانسور باعث می شود که بخار مقدار قابل توجهی گرما را از دست بدهد و متعاقباً فاز آن از گاز به مایع با دمای بالا تغییر کند. مبرد مایع سپس از طریق یک دریچه انبساط (مورد 3) که اساساً یک سوراخ سوزنی است که باعث می شود مایع یک مه تشکیل دهد، وارد می شود. افت فشار ناگهانی و انبساط مواد زمانی که مایع به مه تبدیل می شود منجر به خنک شدن سریع سیال می شود زیرا انرژی گرمایی را از بین می برد. این غبار سرد از طریق کویل اواپراتور (مورد 4) که مستقیماً در جریان هوای یک فن گردشی قرار دارد که هوا را از داخل ساختمان می‌کشد، عبور می‌کند. فن هوا را از طریق کویل های سرد فشار می دهد که گرما را از هوا می کشد و باعث خنک شدن هوا می شود. انتقال گرما به مبرد باعث می شود که دوباره به بخار گرم تبدیل شود و برای شروع دوباره چرخه وارد کمپرسور شود.
حذف رطوبت – رطوبت زدایی
دستگاه های تهویه مطبوع علاوه بر خنک کردن فضاهای داخلی، رطوبت زدایی را نیز انجام می دهند. هدف اصلی اختراع تهویه مطبوع حذف رطوبت از فضاهای صنعتی بود که خنک شدن هوا به عنوان یک اثر ثانویه در نظر گرفته می شد. حذف رطوبت در حین کارکرد واحد تهویه مطبوع زمانی اتفاق می‌افتد که هوای نسبتاً گرم داخل ساختمان از طریق کویل‌های اواپراتور سرد کشیده شود. از آنجایی که فیزیک حکم می‌کند که هوای گرم می‌تواند آب بیشتری نسبت به هوای خنک در خود نگه دارد، خنک شدن هوای ساختمان هنگام تماس با سیم‌پیچ‌های تبخیرکننده باعث آزاد شدن رطوبت می‌شود که به صورت تراکم روی سیم‌پیچ‌ها شکل می‌گیرد. این میعان در نهایت چکه می‌کند و جمع‌آوری می‌شود و به قسمت بیرونی ساختمان یا اتصال فاضلاب تخلیه می‌شود. کاهش رطوبت ساختمان با افزایش اثربخشی سیستم خنک کننده طبیعی بدن، سطح آسایش سرنشینان را بهبود می بخشد. ترکیب حذف رطوبت و کاهش دما “تهویه” هوا را تعریف می کند.
مبردها
مبردهای تهویه مطبوع معمولاً از موادی تشکیل شده اند که خورنده نیستند و توانایی انتقال آسان بین فازهای گاز و مایع در دمای عملیاتی سیستم تهویه مطبوع را دارند. مبردهای رایج مورد استفاده دی اکسید کربن، آمونیاک و مواد شیمیایی به نام هیدروکربن های غیر هالوژنه هستند که نوع مبرد بر اساس کاربرد خنک کننده خاص انتخاب می شود.
در گذشته از کلروفلوئوروکربن ها (CFC) و هیدروکلرو فلوئوروکربن ها (HCFC) استفاده می شد، اما CFC ها در دهه 1990 به تدریج از تولید خارج شدند و HCFC ها تا سال 2030 به دلیل پتانسیل تخریب لایه ازن از تولید خارج خواهند شد.
