عیب‌یابی سیستم‌های تهویه مطبوع

کمپرسورهای ناکارامد، عدم تولید کندانس و دمای هوا می‌تواند روی عملکرد سیستم تهویه تاثیر بگذارد. عیب‌یابی یک سیستم تهویه مطبوع اغلب به مبرد، جریان هوا و مشکلات مکانیکی مربوط می‌شود. این مطلب دمای هوای ورودی به کندانسور، کمپرسورهای ناکارامد و عدم تولید کندانس در سیستم مبرد را پوشش می‌دهد.

دمای هوا و کندانسورها

دمای پایین هوای ورودی به کندانسور سبب فشار هد پایین از انتقال حرارت زیاد بین این هوای محیط خنک و مبرد در کویل کندانسور می‌شود. فشارهای هد پایین می‌توانند دبی‌های جرمی مبرد را در وسایل اندازه‌گیری کاهش دهند؛ در این وسایل رده‌بندی ظرفیت به اختلاف فشار بین آنها بستگی دارد. هرچه این اختلاف فشار کمتر باشد، جریان کمتری از وسایل اندازه‌گیری می‌گذرد. این دبی مبرد کم می‌تواند باعث ایجاد یک اواپراتور گرسنه شود که خود سبب کاهش فشارهای مکش و سوپرهیت‌های بالا می‌شود. با این وجود، ناکارامدی‌های سیستم را می‌توان با فروسرد کردن (subcooling) زیاد در این دماهای هوای کم ورودی به کویل کندانسور جبران کرد.

در صورت عدم طراحی درست، این افت کلی در ظرفیت سیستم ممکن است توانایی حذف گرمای دستگاه تهویه مطبوع را کاهش دهد، طوری که مایع به کندانسور بر می‌گردد و فروسرد کردن مایع در کندانسور زیاد می‌شود. همچنین گردش کمتر مبرد به معنای کار کمتر برای کمپرسور است، بنابراین کشش آمپر کمپرسور کم می‌شود. اگر سیستم برای این دمای پایین هوای ورودی به کندانسور تنظیم شده باشد، فشار هد شناور می‌شود یا با تغییر دمای محیط تغییر می‌کند. این شیوه، فشارهای هد پایین‌تر با راندمان‌های بالا ارایه می‌دهد.

ممکن است لازم باشد یک شیر انبساط ترموستاتیک (TXV) مناسب برای اداره این افت فشارهای کم در دهانه آن اضافه شود تا دبی مبرد در حد قابل قبول حفظ شود. در این موقعیت‌ها اغلب از یک TXV با یک طرح ورودی متوازن استفاده می‌شود.

نشانه‌های دمای پایین هوای ورودی به کندانسور عبارت است از:

• فشار مکش پایین (اگر برای فشار هد کم در TXV طراحی نشده باشد)؛

• فشار هد کم (کندانس)

• سوپر هیت بالا (اگر برای فشار هد پایین در TXV طراحی نشده باشد)

• کشش amp کم و

• ساب کولینگ کندانسور بالاتر

دمای هوای ورودی بالا در کندانسور تاثیر بسیار متفاوتی روی یک سیستم کندانس هوا دارد. دمای بالاتر هوای محیط بیرون سبب می‌شود فشارهای هد بالا رود تا کار دفع گرما کامل شود. اختلاف دما (TD) بین دمای کندانس و هوای محیط کم می‌شود و تا وقتی که فشار هد بالا نرود، گاز مبرد کندانس نمی‌شود. کندانسور در این TD کمتر نمی‌تواند حرارت زیادی را دفع کند و در نتیجه گرما جمع می‌شود. گرمای جمع‌شده سبب می‌شود دمای تشکیل کندانس تا اختلاف دمایی بالا رود که حرارت بتواند با نرخ درست دفع شود. به خاطر داشته باشید اختلاف دما علت اصلی انتقال حرارت است. با این وجود، در دماهای ورودی بالاتر، این دفع حرارت در دمای تشکیل کندانس بالاتر رخ می‌دهد و در نتیجه سیستم مجبور می‌شود نسبت‌های تراکم بالاتر و ناکارامدی کمتر داشته باشد.

فشارهای هد بالا سبب افزایش نسبت تراکم می‌شود که به راندمان‌های حجمی کم می‌انجامد. با کاهش راندمان حجمی، دبی‌های جرمی کاهش می‌یابد و کمپرسور ناکارامدتر می‌شود. فشارهای هد بالا همچنین دماهای مایع ورودی به وسیله سنجش را بالا می‌برد و در نتیجه گاز فلش اواپراتور افزایش و تاثیر مبرد خالص (NRE) کاهش می‌یابد. به دلیل این ناکارامدی‌ها، فشار مکش ممکن است کمی بالاتر باشد و سیستم زمان سختی برای حفظ دمای طراحی شده و رطوبت فضای تهویه شده دارد. سوپرهیت‌های اواپراتور بسته به نوع وسیله سنجش متفاوتند.

سیستم‌های TXV تلاش می‌کنند سوپرهیت اواپراتور را حفظ کند، حتی با اینکه افت فشار در شیر ممکن است خارج از محدوده کنترل آن در دماهای بالاتر محیط باشد. اینجا، فروسرد کردن کندانسور ممکن است عادی باشد؛ با این وجود، دبی‌ها در یک وسیله اندازه‌گیری لوله مویینه – یا هر وسیله سنجش دهانه ثابت – به اختلاف فشار در آن وسیله بستگی دارد. فشارهای هد بالاتر، دبی را در این وسیله اندازه‌گیری بالا می‌برد و مایع فروسرد را در کف کندانسور با سرعت تندتر هدایت می‌کند. به همین دلیل، با سوپر هیت شدن اواپراتور، فروسرد کردن کندانسور کم می‌شود، چون کویل اواپراتور پرشده گاز فلش زیادی در ورودی خود دارد.

کمپرسورهای ناکارامد

از آنجایی که کمپرسورها مسوول گردش مبرد در سیستم هستند، کمپرسورهای ناکارامد می‌توانند توانایی انتقال حرارت یک سیستم تهویه مطبوع را کاهش دهند. در کمپرسورهای رفت و برگشتی، شیرهایی که نشتی دارند یا حلقه‌های پیستون فرسوده دو مورد از مشکلات اصلی هستند که می‌توانند سبب ناکارامدی شوند.

یکی از نشانه‌های یک کمپرسور ناکارامد، فشارهای مکش بالا همراه با فشارهای تخلیه پایین است. اگر کمپرسور ناکارامد باشد، به دلیل دبی مبرد پایین، اواپراتور نمی‌تواند بار حرارتی بالا را مدیریت کند و دمای فضای تهویه شده شروع به افزایش می‌کند. این افزایش در دمای هوای برگشت سبب اضافه بار اواپراتور با گرما می‌شود و فشارهای مکش بالا و سوپرهیت‌های بالاتر از حد معمول ایجاد می‌کند.

ضربه حلقه پیستون و نشتی شیر نی همچنین می‌تواند سبب فشارهای مکش بالا ناشی از گردش مبرد شود. این مساله همچنین علت دبی مبرد پایین است. کندانسور یک بار حرارتی کم برای دفع از دبی کم مبردی که در آن می‌چرخد می‌بند و در نتیجه یک فشار و دمای کندانس پایین ایجاد می‌شود. کشش آمپر کمپرسور از کار کمتری که با دبی جرمی پایین مبرد از مبرد در حال گردش ایجاد می‌شود، کاهش می‌یابد. فروسرد کردن در کندانسور باید از بار گرمای کم روی کندانسور کمی پایین‌تر باشد.

نشانه‌های یک کمپرسور رفت و برگشتی معیوب با شیرهای بد یا حلقه‌های نشتی دارد عبارت است از:

 

• فشارهای مکش بالا

• فشارهای هد پایین

• کشش آمپر پایین کمپرسور

• دمای هوای برگشت بالا

• سوپرهیت بالا (دهانه و لوله مویینه) و

عدم تشکیل کندانس

بخار آب و هوا احتمالاً بهترین موارد غیر قابل کندانس در سیستم‌های تهویه هستند. مواد غیر قابل کندانس معمولاً از طریق نشتی‌ها و یا روش‌های سرویس‌کاری ضعیف وارد سیستم می‌شوند؛ برای مثال یک تکنسین ممکن است فراموش کند شلنگ‌ها را تخلیه کند؛ در نتیجه هوا و بخار اب اجازه ورود به سیستم را پیدا می‌کنند.

هوا و بخار آب از میان اواپراتور و کمپرسور عبور می‌کنند، چون کمپرسور یک پمپ بخار است؛ با این وجود، وقتی هوا به کندانسور می‌رسد، در بالای آن باقی می‌ماند و کندانس نمی‌شود. درز مایع فروسرد در کف کندانسور مانع عبور هوا از کندانسور می‌شود. این هوا و بخار آب سطح کندانسور را می‌گیرد و سبب فشارهای هد بالا می‌شود. فروسرد کردن به دلیل فشارهای هد بالا که سبب اختلاف دمای بیشتر بین دمای مایع در کندانسور و هوای محیط اطراف می‌شود، بالاست.

نشانه‌های موادغیر قابل کندانس یک سیستم عبارت است از:

• فشارهای هد (تشکیل کندانس) بالا

• نسبت‌های تراکم بالا

• فروسرد کردن بالا و

• دماهای تخلیه بالا

توجه داشته باشید که وقتی یک وسیله اندازه‌گیری TXV استفاده می‌شود، نشانه‌های مواد غیر قابل کندانس در یک سیستم و شارژ اضافی بسیار شبیه به هم هستند. اگر احتمال وجود مواد غیرقابل کندانس در سیستم می‌رود، مبرد را بازیابی کنید، به مقدار خلاء مناسب (۵۰۰ میکرون) تخلیه و دوباره با مبرد شارژ کنید.

ترجمه: مهندس نیره شمشیری