سیکل تبرید

مرحله (B) به (C)، یک فرآیند فشرده‌سازی است. این فرآیند در کمپرسور با نسبت‌تراکم مشخص اتفاق می‌افتد. بدیهیست افزایش انتالپی در این فرآیند، بدلیل جذب گرمای قطعات کمپرسور و گرمای حاصل از فشرده شدن گاز مبرد می‌باشد.

در نقطه (C)، سیال دارای بیشترین انتالپی و دما می‌باشد و همواره لوله خروجی کمپرسور داغ‌ترین لوله در سیکل تبرید می‌باشد. به‌همین دلیل سنسور دمای بالا (DT) در این موقعیت نصب می‌شود. با افزایش میزان سوپرهیت، مقدار انتالپی و دمای این قسمت نیز افزایش می‌یابد. (برای آشنایی با روش محاسبه سوپرهیت میتوانید این مقاله را مطالعه نمائید) در این مرحله، گاز مبرد داغ و پرفشار وارد کندانسور می‌شود و شروع به تبادل حرارت با محیط می‌نماید و گرما از دست می‌دهد. در کندانسور، گاز داغ پس از تبادل حرارت با محیط، به حالت اشباع تبدیل می‌شود و در ادامه در صورت از دست دادن حرارت بیشتر، به صورت مایع متراکم یا سابکولد از کندانسور خارج می‌شود. کندانسور وظیفه چگالش گاز داغ و تبدیل گاز به مایع را به‌عهده دارد. کندانسور ممکن است به شکل آب‌خنک یا هواخنک تولید شود که از نظر ظاهری با یکدیگر متفاوت هستند.

با عبور گاز از کندانسور، انتالپی به تدریج کاهش می‌یابد. دمای سیال در ابتدای کندانسور به سرعت کاهش می‌یابد و سپس با خارج شدن گاز از حالت سوپرهیت و ورود به حالت اشباع، دمای سیال ثابت بوده و با تغییر فاز از حالت گاز به مایع، انتالپی سیال در فشار ثابت کاهش می‌یابد.

در شکل فشار ورودی و خروجی کندانسور برابر در نظر گرفته شده ولی در عمل، حرکت گاز و مایع در کندانسور، با افت‌فشار همراه می‌باشد. جهت افزایش بازدهی سیکل تبرید توصیه می‌گردد، مایع خروجی از کندانسور تا دمای پائین‌تر از دمای اشباع متناظر با فشاراشباع تنزل کند. به‌عبارت ساده‌تر، مایع خروجی از کندانسور سابکولد (مادن سرد) شود.

سابکولد در خروجی کندانسور موجب می‌شود در فرآیند شیرانبساط، بخار مبرد کمتری وارد شود و مبرد خروجی از شیرانبساط، استعداد جذب گرمای بیشتری را داشته باشد یا به‌عبارت ساده‌تر، مبرد ورودی به اواپراتور دارای انتالپی کمتری باشد. این عامل موجب ارتقاء راندمان سیکل تبرید می‌شود. از طرفی وجود گاز مبرد در فرآیند شیرانبساط همواره نامطلوب می‌باشد و می‌تواند منجر به ایجاد اخلال در عملکرد این بخش شود. توجه به این نکته ضروریست که افزایش بیش از حد میزان سابکولد، نه تنها موجب افزایش بازدهی نمی‌شود بلکه، منجر به کاهش بازدهی و افت‌فشار قبل از شیرانبساط شده و در برخی موارد می‌‎تواند موجب ورود مایع‌مبرد به کمپرسور و خرابی سیکل گردد.

فرآیند (C) به (A) مربوط به دستگاه‌انبساط می‌باشد. در این فرآیند فشار مبرد به صورت لحظه‌ای شکسته می‌شود و معمولاً به خاطر سرعت این فرآیند، انتقال‌حرارت چشم‌گیری اتفاق نمی‌افتد؛ لذا در نمودار P-H، خط مربوط به این فرآیند به صورت عمودی ترسیم می‌گردد. پس انتاپی در آن فرآیند هیچ‌گونه تغییری پیدا نمی‌کند.

در رابطه با محل قرارگیری نقطه (A) می‌توان عنوان کرد، این نقطه هر چه به سمت راست مایل باشد، به‌معنای انتالپی بالاتر و حداقل بودن قابلیت جذب گرما در اواپراتور و در نتیجه کاهش بازدهی دستگاه می‌باشد. در واقع کار مفید سیکل تبرید (گرمای جذب شده توسط سیکل)، فرآیند (A) به (B) می‌باشد و انتقال نقطه (A) به سمت چپ نمودار منجر به افزایش این مقدار خواهد شد.

فرآیند اواپراتور در سیکل تبرید ایده‌آل (A) به (B) فشار ثابت می‌باشد ولی در واقع، فشار انتهای اواپراتور نسبت به فشار ابتدای آن اندکی دچار افت می‌شود که به‌علت وجود لوله‌ها و اتصالات مسیر می‌باشد. در سیکل تبرید کار داده شده برای انجام فرآیند تبرید، معادل اختلاف انتالپی نقاط (B) و (C) می‌باشد و گرمای جذب شده توسط اواپراتور، معادل اختلاف انتالپی نقاط (B) و (A)می‌باشد.