چگونه کمپرسور و اواپراتور مناسب برای سردخانه انتخاب کنیم؟

تعریف بار برودتی و اجزای آن

بار برودتی مجموعه گرماهایی است که باید از محیط خارج شود تا دما و رطوبت مطلوب حفظ شود. این بار از چهار بخش تشکیل می‌شود: بار نفوذی از جداره‌ها، بار محصول، بار تجهیزات و نفرات، و بار نفوذ هوا از درب سردخانه. درک درست این اجزا پایه تصمیم‌گیری در انتخاب تجهیزات است. مهم‌ترین پارامتر برای محاسبه، اختلاف دمای داخل و خارج و نوع عایق جداره‌ها است.

محاسبه بار برودتی مرحله به مرحله

در حالت کلی، بار برودتی کل از مجموع بار نفوذی، بار تنفسی محصول، بار تهویه و بار عملیاتی محاسبه می‌شود. معادله ساده‌ای برای برآورد سریع وجود دارد:
Q = (U × A × ΔT) + Qp + Qv + Qo
که در آن Q کل بار برودتی برحسب وات، U ضریب انتقال حرارت، A سطح، و ΔT اختلاف دما است. برای اطمینان، ضریب اطمینان ده تا پانزده درصد به مقدار نهایی افزوده می‌شود.

تأثیر نوع کالا بر بار برودتی

محصولات مختلف گرمای ویژه و رطوبت متفاوتی دارند. مثلاً گوشت و مرغ هنگام انجماد گرمای نهان بالایی آزاد می‌کنند درحالی‌که میوه و سبزی بار تنفسی بیشتری دارند. انتخاب ظرفیت کمپرسور باید با توجه به نوع محصول انجام شود تا زمان رسیدن به دمای مطلوب و مصرف انرژی در تعادل بماند.

انتخاب کمپرسور بر اساس دمای طراحی

کمپرسور قلب سامانه تبرید است و باید با محدوده دمای تبخیر و میعان همخوان باشد. برای سردخانه بالای صفر از مبردهایی مثل R134a یا R407C و برای زیر صفر از R404A یا R507A استفاده می‌شود. انتخاب ظرفیت به‌گونه‌ای است که در بار کامل ۸۰ تا ۹۰ درصد کار کند تا در شرایط بخاردهی پایین دچار سوپرهیت زیاد نشود. برند، نوع روغن و خدمات پس از فروش از عوامل کلیدی انتخاب هستند.

کمپرسور تک مرحله‌ای یا دو مرحله‌ای

برای دماهای زیر منفی بیست درجه، استفاده از کمپرسور دو مرحله‌ای یا سیستم اینترکول خنک‌تر، مصرف برق را حدود پانزده درصد کاهش می‌دهد. در سردخانه‌های نگهداری، کمپرسورهای اسکرو به دلیل راندمان بالاتر و طول عمر زیاد ترجیح داده می‌شوند. در پروژه‌های کوچک‌تر، کمپرسور هرمتیک پیستونی به‌صرفه‌تر است.

چگونه ظرفیت کمپرسور را تخمین بزنیم

برای برآورد سریع، از نسبت بار برودتی به حجم استفاده می‌شود. برای بالای صفر، حدود ۳۰ تا ۵۰ وات بر مترمکعب و برای زیر صفر، ۸۰ تا ۱۲۰ وات بر مترمکعب معمول است. سپس ظرفیت نهایی با ضریب اطمینان ده درصد افزایش می‌یابد. در سیستم‌های چنداتاقه، هر اتاق کمپرسور مستقل یا مدار جداگانه دارد تا کنترل دقیق‌تر شود.

انتخاب اواپراتور بر اساس بار حرارتی و شرایط هوا

اواپراتور باید توانایی انتقال گرمای محاسبه شده را داشته باشد و در عین حال جریان هوا را به‌طور یکنواخت توزیع کند. در سالن‌های نگهداری، اختلاف دمای تبخیر با دمای اتاق (TD) حدود ۴ تا ۸ درجه و در اتاق‌های انجماد ۸ تا ۱۲ درجه در نظر گرفته می‌شود. هر چه TD کمتر باشد، رطوبت حفظ می‌شود و وزن محصول کمتر افت می‌کند، ولی مصرف برق بالا می‌رود.

نوع فن و جهت جریان هوا در اواپراتور

در انتخاب اواپراتور، نوع فن اهمیت زیادی دارد. فن محوری برای جریان ملایم و حجم زیاد مناسب است و فن سانتریفیوژ برای فشار بالاتر و کانال‌کشی استفاده می‌شود. جهت جریان هوا باید به گونه‌ای باشد که هوای سرد روی کالاها پخش شود و جریان کوتاه وجود نداشته باشد. نگهداری ساده و دسترسی به کویل نیز از نکات اجرایی مهم است.

دیفراست و تأثیر آن بر ظرفیت اواپراتور

دیفراست بخشی از طراحی اواپراتور است. در دماهای پایین، بخار آب روی کویل یخ می‌زند و مقاومت حرارتی بالا می‌رود. اواپراتور باید با سیستم دیفراست الکتریکی، گازی یا آب گرم تجهیز شود. زمان دیفراست نباید از پانزده دقیقه بیشتر باشد تا نوسان دما حداقل شود. در انتخاب ظرفیت، افت کارایی حین دیفراست نیز باید لحاظ شود.

نسبت ظرفیت اواپراتور به کمپرسور

در طراحی بهینه، ظرفیت تبادل اواپراتور حدود ده درصد بیشتر از ظرفیت کمپرسور در نظر گرفته می‌شود تا از برگشت مایع جلوگیری شود. اگر اواپراتور کوچک‌تر انتخاب شود، سوپرهیت زیاد شده و راندمان افت می‌کند. این نسبت باید در نرم‌افزارهای انتخاب تجهیزات بررسی شود تا نقطه کاری واقعی مشخص گردد.

تأثیر دمای میعان بر انتخاب تجهیزات

دمای میعان به دمای محیط و نوع کندانسور بستگی دارد. هر یک درجه افزایش دمای میعان، مصرف برق را حدود دو درصد بالا می‌برد. بنابراین انتخاب کندانسور با ظرفیت کافی به‌اندازه انتخاب کمپرسور مهم است. در اقلیم گرم، استفاده از کندانسور آبی یا تبخیری مصرف انرژی را کاهش می‌دهد.

برآورد اقتصادی و مقایسه هزینه‌ها

در بسیاری از پروژه‌ها تمرکز فقط بر هزینه خرید است در حالی که هزینه برق و نگهداری بخش عمده هزینه چرخه عمر را تشکیل می‌دهد. اگر قیمت خرید کمپرسور با راندمان بالاتر ده درصد بیشتر باشد اما مصرف برق سالانه پانزده درصد کمتر شود، بازگشت سرمایه کمتر از دو سال خواهد بود. تحلیل اقتصادی باید شامل هزینه اولیه، مصرف انرژی و طول عمر تجهیزات باشد.

تأثیر انتخاب تجهیزات بر قیمت نهایی سردخانه

در ارزیابی قیمت سردخانه، کمپرسور و اواپراتور سهم بالایی دارند. انتخاب نادرست باعث افزایش مصرف انرژی و کاهش طول عمر می‌شود. در سردخانه‌های کوچک، استفاده از کندانسینگ یونیت یکپارچه مقرون‌به‌صرفه‌تر است و در پروژه‌های صنعتی بزرگ، استفاده از سیستم رک مرکزی با کنترل هوشمند بهترین بازده را دارد.

چک‌لیست انتخاب کمپرسور و اواپراتور

استانداردهای نصب و نگهداری

حتی بهترین تجهیزات اگر درست نصب نشوند راندمان مطلوب نخواهند داشت. مسیر لوله‌کشی باید با شیب مناسب اجرا شود، سوپاپ‌ها در دسترس باشند و خط مایع با فیلتر و سایت‌گلس محافظت شود. شارژ دقیق مبرد و کنترل نشتی، عملکرد سیستم را پایدار نگه می‌دارد. در برنامه نگهداری، تمیزکردن کویل و بررسی فشار کارکرد اهمیت ویژه دارد.

نتیجه‌گیری

انتخاب کمپرسور و اواپراتور، تعیین‌کننده کیفیت عملکرد و هزینه نهایی سامانه تبرید است. برآورد درست بار برودتی، انتخاب ظرفیت با ضریب اطمینان منطقی و توجه به راندمان انرژی سه اصل اساسی هستند. با رعایت این موارد، می‌توان بین هزینه اولیه و مصرف برق توازن ایجاد کرد و عمر مفید سردخانه را افزایش داد. برای مشاوره و طراحی تخصصی سیستم تبرید، با آریا بارون توس تماس بگیرید: ۰۵۱-۳۶۲۲۸۸۰۰.