در بخش قبلی و قسمت اول مجموعه مقالات لوله کشی مبرد در مجله ایران فریون به لزوم لوله کشی صحیح مبرد و ایرادات احتمالی ناشی از خطای محاسبات در این زمینه پرداختیم. این مقاله قسمت دوم از سری مقالات لوله کشی مبرد با موضوع خط ساکشن است. در این مقاله به مقدمه ای بر لوله کشی خط ساکشن و محاسبات آن با ذکر یک مثال ابتدایی پرداخته شده است.

لوله کشی مبرد، خط ساکشن

        همانطور که گفته شد در این مقاله به مقدمه ای بر لوله کشی خط ساکشن و محاسبات آن با ذکر یک مثال ابتدایی پرداخته شده است. لوله کشی خط ساکشن بیش از یک مقاله خواهد بود و در چند قسمت در مجله ایران فریون قرار خواهد گرفت.

قوانین سایزینگ لوله در سیستم های تبرید تراکمی

        قوانین جدید و قدیمی انتخاب قطر لوله ساکشن که در نتیجه تغییرات تکنولوژی کمپرسور ها، تحقیقات بیشتر در این زمینه و نیاز های بیشتر برای کاهش حداکثری شارژ مبرد تغییر کرده است. مقایسه این قوانین که در جدول زیر آمده است می‌تواند کمک کننده باشد.

        در گذشته بسیاری از خطوط ساکشن برای سیستم هایی که با گاز R22 کار می‌کنند، طوری سایزینگ می‌شدند که حداقل سرعت در رایزر های عمودی ساکشن بیش از 5 متر بر ثانیه باشد. همچنین حداقل سرعت در بخش افقی بیش از 2.5 متر بر ثانیه بود. بدیهی است سرعت مجاز حداقل در رایزر ساکشن بسته به قطر لوله متفاوت است.

        حداقل سرعت مجاز برای حمل قطرات روغن برودتی به بالای رایزر عمودی، در لوله های با قطر بیشتر، بیش از سرعت در لوله های با قطر کمتر است. این به دلیل پروفیل سرعت مبرد جاری درون لوله است. در لوله های با قطر کمتر، مبرد سرعت بالا، به دیواره های داخلی لوله نزدیک تر است.

        بیشینه سرعت مجاز مبرد در لوله 20 متر بر ثانیه است. این محدودیت حداکثری در قوانینی قدیم و جدیدی تغییری نداشته است. سرعت های بالاتر از این مقدار در لوله های ساکشن ممکن است نویز شدید در سیستم ایجاد کند.

       قانون مشترک دیگر، در سیستم های باگاز R22، محدود کردن افت فشار در خط مکش به 3psi است. این افت فشار بسیار محدود کننده است. امروزه معماران و مهندسین تاسیسات اجزای سیستم های تبرید را بسیار دورتر از یکدیگر قرار می‌دهند. این محدودیت 3psi در این زمینه بسیار محدود کننده است. با رعایت حد و حدود مجاز کاهش راندمان و کاهش ظرفیت سیستم، طول لوله و افت فشار بیشتر، می‌تواند تلرانس بالاتری داشته باشد. البته که خیلی خوب است که افت فشار در حداقل ممکن قرار بگیرد، اما یک محدودیت دلخواه غیر ضروری این چنینی، محدودیت های ضروری را برای طراح به ارمغان می‌آورد.

فرایند سایزینگ

مراحل زیر را برای سایز زنی لوله ساکشن در سیکل تبرید دنبال کنید:

1. طول تمام شده خط ساکشن را مشخص کنید.
2. سرعت مبرد را در پایین ترین و بالاترین ظرفیت سیستم محاسبه کنید.
3. بزرگترین قطر لوله را که در ظرفیت های بالا و پایین سیستم، سرعت مبرد مجاز را ارائه می‌دهد، انتخاب کنید.
4. طول معادل لوله کشی را با افزون طول واقعی لوله های صاف بعلاوه طول معادل فیتینگ های نصب شده در خط مکش، محاسبه کنید.
5. افت فشار هر تجهیز نصب شده در خط ساکشن را مشخص کنید.

        برای شروع، لوله کشی مبرد باید در ساده ترین و کوتاه ترین حالت ممکن باشد. اگر سیستم بیش از یک سیکل مبرد غیر وابسته داشته باشد، هر سیکل نیاز به محاسبه مجزا برای خطوط مبرد دارد.

سایزینگ لوله ساکشن در سیستم های دارای آنلودر

        برخی سیستم های تبرید شامل یک کمپرسور هستند که روشن و خاموش می‌شود. این در سیستم های تبرید خانگی و تجاری کوچک بسیار رایج است. در این مورد، سیکل تبرید تنها در بیشترین ظرفیت خود کار می‌کند. بنابراین تنها ظرفیت بیشینه سیستم برای سایزینگ لوله کشی مبرد مورد توجه قرار می‌گیرد.

        با این حال اگر سیکل شامل کمپرسور دارای آنلودر باشد، یا بیش از یک کمپرسور در یک سیکل کار کنند، مانند سیستم هایی با چند کمپرسور اسکرال، حداقل ظرفیت سیستم نیز باید مورد توجه قرار گیرد. وقتی که آنلودر یا سیستم کنترل ظرفیت سیکل تبرید عمل می‌کند، مبرد کمتری از طریق سیستم جریان یافته و سرعت مبرد در لوله کاهش پیدا می‌کند.

        بدیهی است قطر لوله ساکشن باید در هر دو ظرفیت های حداقلی و حداکثری پاسخگو باشد. در ظرفیت حداکثری، سرعت مبرد به بیشترین حد خود خواهد رسید. بنابراین سرعت در این ظرفیت از این منظر که حداکثر سرعت مبرد در لوله از 20 متر در ثانیه تجاوز نکند، بسیار مهم است. در ظرفیت حداقلی سیستم تبرید، سرعت مبرد به حداقل خواهد رسید. در این ظرفیت، سیکل تبرید برای نگه داری سرعت مبرد در محدوده ای که روغن کافی به کمپرسور باز گردد، در شرایط بحرانی قرار خواهد گرفت.

        توجه به این نکته که قطر رایزر های عمودی ممکن است با لوله های افقی کاملا متفاوت باشد ضروری است. الزامی جهت استفاده از لوله های هم قطر در رایزر و لوله های افقی سیکل وجود ندارد. لوله های افقی اغلب می‌توانند یک سایز بالاتر از رایزر های عمودی انتخاب شوند. این کار افت فشار نهایی در لوله ساکشن را کاهش می‌دهد. در ادامه به بیان مفصل این مطلب خواهیم پرداخت.        سرعت مبرد درون لوله بستگی به نرخ جریان جرمی مبرد، چگالی مبرد و قطر داخلی لوله دارد. نمودار نشان داده شده در شکل بالا سرعت گاز R22 را در لوله های با قطر متفاوت در دمای اشباع 4.4 درجه سانتی گراد ساکشن، دمای کندانس 51.7 درجه سانتی گراد و 6.7 درجه سانتی گراد سوپرهیت، 8.3 درجه سانتی گراد سابکول و همچنین 38.9 درجه سانتی گراد سوپرهیت کمپرسور نشان داده می‌شود.

        برای مثال سرعت مبرد در داخل لوله 2.1/8 اینچ یا 54 میلیمتر در سیستمی با ظرفیت اواپراتور 20 تن تبرید یا 70.3 کیلووات نمایش داده شده است. سرعت مبرد در این شرایط حدود 1850 فوت بر دقیقه و یا 9.4 متر بر ثانیه است.

        ساده ترین و دقیق ترین روش مشخص کردن سرعت مبرد در لوله، استفاده از نرم افزار های کامپیوتری مناسب این کار است. به هر حال اگر دسترسی به این برنامه ها وجود ندارد، نموداری مشابه نمودار بالا می‌تواند کمک کننده باشد.

با هم یک مثال را پیش می‌بریم:

        تصور کنید این سیستم 20 تنی، دارای یک کمپرسور با یک انلودر دو مرحله ای است. حداکثر ظرفیت اواپراتور سیستم 20 تن بوده و حداقل ظرفیت آن می‌تواند تا 10 تن توسط آنلودر پایین بیاید. با استفاده از نمودار بالا می‌توان سرعت مبرد را در لوله های سایز های مختلف در در هر دو تناژ برودتی پیدا کرد.

        بعد از این که سرعت ها را از جدول پیدا کردیم، بیشترین قطر لوله برای کمترین افت فشار انتخاب خواهد شد. وقتی این سیستم در حداکثر توان خود کار کند و از لوله 1.1/8 اینج و یا 1.3/8 اینچی استفاده کرده باشد، سرعت مبرد از حد مجاز تجاوز می‌کند. تجاوز سرعت مبرد در لوله از 20 متر بر ثانیه همانطور که اشاره شد موجب ایجاد نویز شدید خواهد شد. بنابر این این لوله نباید انتخاب شود.

        شکل بالا حداقل سرعت مبرد مجاز در لوله های افقی و رایزر های عمودی خط ساکشن را در هر قطر لوله نشان می‌دهد.

        همانطور که قبلا اشاره شد، حداقل سرعت مجاز مبرد در لوله های عمودی بالا رونده های ساکشن بستگی به قطر لوله دارد. سرعت حداقل در لوله های عمودی پایین رونده( لوله هایی که جریان مبرد به سمت پایین است)، 75 درصد حداقل سرعت مجاز برای رایزر های بالا رونده در قطر مشابه است.

        مطابق حداقل سرعت های مجاز لیست شده در شکل قبل، لوله 2.1/8 اینچ برای مثال ما سرعت مناسبی در حداقل و حداکثر ظرفیت سیستم برای لوله های افقی و عمودی پایین رونده خواهد داشت. یک سایز بزرگ تر سرعت بسیار پایینی را در حداقل ظرفیت سیستم (10 تن تبرید) ارائه می‌دهد.

        وقتی آنلودر سیکل ظرفیت سیکل تبرید را به 10 تن تبرید می‌رساند، سرعت درون لوله 2.1/8 اینچی 4.7 متر بر ثانیه خواهد بود. این سرعت از حداقل سرعت مجاز لوله بالا رونده در این قطر پایین تر است. مطابق جدول، حداقل سرعت مجاز برای رایزر ساکشن در این قطر، 5 متر بر ثانیه است.

        در نتیجه کاهش سایز تمام لوله های رایز ساکشن به قطر 1.5/8 اینچ، سرعت مبرد در هر دو ظرفیت حداقلی و حداکثری سیستم در محدوده مجاز است. در حداقل ظرفیت سیستم، سرعت مبرد( که در اینجا 8.3 متر بر ثانیه است) بالاتر از حداقل سرعت مجاز برای رایزر در این قطر مشخص است( 4.3 متر). در کارکرد سیستم با حداکثر ظرفیت نیز، سرعت (که در اینجا 16.5 متر بر ثانیه است) زیر حد نهایی سرعت مبرد در لوله است.

        برای سیستم ذکر شده در این مثال، در لوله های بالارونده عمودی، یک قطر لوله می‌تواند در ظرفیت های بالا و پایین برای سیستم مناسب بوده و از حد پایین و حد بالای سرعت مجاز مبرد در لوله نگذرد. عموما این انتخاب لوله رایزر با یک سایز، در سیستم هایی که حداقل ظرفیت کاری سیستم کمتر از 30 تا 37 درصد حداکثر تناژ سیستم نباشد، ممکن است.

        اگر سیکل تبرید بیش از 30 تا 37 درصد کاهش ظرفیت داشته باشد، ممکن است نیاز به رایزر ساکشن دو لوله ای باشد.

در بخش بعد از این مجموعه مقالات، به نحوه محاسبه و نکات رایزر ساکشن دو لوله ای می‌پردازیم. برای ادامه مطالعه بخش های بعد، بر روی لینک های زیر کلیک کنید.

لوله کشی مبرد:

بخش اول مقدمه و اهمیت محاسبه

بخش دوم سایزینگ و محاسبات خط مکش:

• سایزینگ لوله ساکشن در سیستم های تبرید
• رایزر دو لوله ای در خط ساکشن
• محاسبه طول لوله معادل در خط ساکشن

بخش سوم سایزینگ و محاسبه خط رانش

بخش چهارم سایزینگ و محاسبه خط مایع

بخش پنجم خط بای پس گاز داغ