کویل‌های فریونی و آمونیاکی

0

کویل فریونی و آمونیاکی یکی از بخش‌های اصلی مبدل‌های گرمایی هستند و بار اصلی انتقال حرارت مبدل با محیط بیرون و یا آبی که در پوسته و بدنه جاری است بر عهده‌ی این کویل‌ها می‌باشد. در سیستم تبرید و تهویه دو نوع مبرد ثابت داریم که اواپراتور و کندانسور نام دارند و ما در این مقاله سعی داریم کویل‌های فریونی و آمونیاکی را مورد بحث و بررسی قرار دهیم. قبل از آن در مورد کویل‌ها و انواع آن و موارد استفاده و دلایل استفاده از آن توضیحاتی را ارائه خواهیم داد.

کویل چیست و چگونه کار می‌کند؟

کویل در حقیقت یک لوله با سطح مقطع‌های مختلف نظیر دایره و مربع و چند ضلعی می‌باشد که به صورت مارپیچی یا فنری امتداد یافته است و در داخل این کویل‌ها، آب، مبردها و … جریان دارند. جنس این کویل‌ها باید به گونه ای باشد که بیشترین میزان انتقال حرارت صورت بگیرد و در حقیقت ضریب انتقال حرارت رسانشی K آن بالا باشد. به طور مثال کویل‌های مسی و آهنی بیشتر از سایر انواع دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کارکرد کویل بسیار ساده است. مبرد یا آب یا هر مایع و گاز دیگری داخل این کویل‌ها جریان می‌یابد و به دلیل طول زیاد این کویل‌ها و انتقال حرارت از محیط به داخل یا از داخل به محیط، دمای سیال داخل کویل بالا یا پایین می‌رود. فشار در این کویل‌ها ثابت است. هر چند افت فشار اصطکاکی و مواردی از این دست در داخل کویل به وقوع می‌پیوندند اما می‌توان از این افت فشارها صرف‌نظر کرد و آن را فشار ثابت در نظر گرفت تا عملیات محاسباتی آن و میزان انتقال حرارتی که در آن انجام می‌شود به راحتی صورت بگیرد.

انواع کویل در سیستم تبرید

سیکل تبرید دو عضو ثابت دارد که کندانسور و اواپراتور هستند و فرقی نمی‌کند که تبرید از نوع جذبی باشد و یا تبرید تراکمی باشد این دو عضو پای ثابت سیکل هستند. با این حال در سیکل تبرید جذبی و سیکل تبرید تراکمی مبردی که در داخل سیکل گردش می‌کند متفاوت است و در سیکل تبرید جذبی عموما آمونیاک، آب و لیتیم برمید می‌باشد و در سیکل تبرید تراکمی مبردهای گروه R‌  که موسوم به فریون‌ها هستند گردش می‌کنند و عملیات تبرید را انجام می‌دهند. با این حال نوع کویل‌هایی که در این اواپراتوها و کندانسورها مورداستفاده قرار می‌گیرد متفاوت می‌باشد و در حالت کلی دو نوع کویل داریم.

کویل آمونیاکی

  • کویل فریونی
  • کویل آمونیاکی

در ادامه به دلایل استفاده از دو نوع کویل و تفاوت‌های آن‌ها خواهیم پرداخت.

دلایل استفاده از کویل‌ فریونی و آمونیاکی و تفاوت آن‌ها

کویل آمونیاکی و فریونی تفاوت‌های زیادی ندارند اما به چند دلیل نوع کویل‌های مورد استفاده در آن‌ها متفاوت است. این تفاوت‌ها به ماهیت مبردها برمی‌گردد که در ادامه به آن‌ها پرداخته می‌شود.

  1. بازده عملرد آمونیاک ۱۰ درصد بیشتر از فریون‌هاست و برای اینکه این بازده بیشتر شود عموما از کویل‌هایی استفاده می‌کنند که بتواند بیشترین میزان انتقال حرارت و تعامل حرارتی را با آمونیاک داشته باشد.
  2. ضریب انتقال حرارت آمونیاک و فریون‌ها متفاوت است، بر اساس هندبوک مرجع ASHRAE نسبت ضریب انتقال حرارت آمونیاک و R22 در جاهای مختلف به این صورت می‌باشد:
  • تقطیر بیرون از لوله‌ها : ۴٫۱ به ۱
  • تقطیر داخل لوله‌ها: ۳٫۵ به ۱
  • تبخیر بیرون لوله: ۱٫۶ به ۱
  • تبخیر داخل لوله: ۲ به ۱

همانطور که از این نسبت‌ها برمی‌آید عملکرد آمونیاک در داخل کندانسور بهینه‌تر است و در نقطه‌ی عکس آن برای اواپراتور فریون‌ها بهینه‌تر هستند و به همین دلیل استفاده از کویل آمونیاکی و کویل فریونی مختص به مبرد موردنظر بسیار مهم و ضروری است.

  1. گرمای نهان تبخیر آمونیاک بیشتر از فریون‌هاست و به همین دلیل در اواپراتور‌ها باید کویل‌ها با میزان ضریب انتقال حرارت بالا استفاده شوند تا گرمای بیشتری جذب و صرف تغییر فاز مبرد از مایع به بخار اشباع شود.

تفاوت عمده‌ای که بین کویل آمونیاکی و کویل فریونی وجود دارد ابعاد آن‌ها می‌باشد:

آمونیاک به لوله‌ها و کویل‌هایی کوچکتر نیاز دارد تا در حجم کوچک بیشترین میزان انتقال حرارت صورت بگیرد و نیازی به پخش آمونیاک در تمام قسمت‌های لوله وجود ندارد. در فرایند مکش که توسط کمپرسور انجام می‌شود و در امتداد عملکرد اواپراتور می‌باشد هم اگر کویل‌ها کوچکتر باشد ظرفیت استفاده از آمونیاک ۲ الی ۳ برابر افزایش می‌یابد. در حالی که در فریون‌ها سایز کویل‌ها به مراتب بزرگتر است و به دلیل خواص سطحی فریون‌ها این ابعاد برای انتقال حرارت بهینه در مبدل‌ها ضروری می‌باشد.

کویل فریونی

جمع بندی

کویل آمونیاکی و کویل فریونی دو کویل پراستفاده در مبدل‌های گرمایی سیستم‌های تهویه و تبرید می‌باشند. اواپراتورها و کندانسورهای آمونیاکی و فریونی تفاوت‌های عمده‌ای با هم دارند و دلیل این تفاوت‌ها نیز ماهیت مبردها و شرایط فیزیکی و ترمودینامیکی آن‌هاست. عمده‌ی تفاوت کویل‌های آمونیاکی و فریونی نیز در ابعاد و جنس مورداستفاده می‌باشد. با در نظر گرفتن این تفاوت‌ها می‌توانید به راحتی اواپراتور و کندانسورهای مختلف را برای استفاده‌ها و کاربردهای مختلف آن انتخاب کنید تا سیستم تهویه و تبرید شما بیشترین بازده را داشته باشد.

منابع:

https://agilityrefrigeration.weebly.com/information/comparison-between-refrigerants-ammonia-vs-freon#

http://www.barprostorage.co.za/tag/ammonia-vs-freon/

https://en.wikipedia.org/wiki/Coil_(chemistry)

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.