نکاتی برای لوله‌کشی خطوط مبرد در سیستم‌های اسپلیت

بازدهی و قابلیت اطمینان یک سیستم اسپلیت تهویه مطبوع از جمله مواردی است که همواره مورد توجه بوده و این موضوع ارتباط مستقیم با نوع مبرد ۲۲ – R و بستگی به لوله‌هایی که قسمت چگالش مبرد و هواساز سیستم را به هم متصل می‌کند، دارد. مشکلات عملکردی در این زمینه، صرف نظر از اینکه سیستم چقدر به دقت انتخاب و اعمال شده باشد، در صورتی که لوله‌های اتصال به طور نامناسبی طراحی و نصب شود، اجتناب ناپذیر است.

طراحی لوله کشی این سیستم‌ها که به طور موفقیت‌آمیزی از این مشکلات جلوگیری کند، چند خصوصیت را دارا است:

• یک چیدمان ساده و مستقیم که مقدار مبرد سیستم را کاهش دهد.
• اندازه‌ای برای لوله‌ی مبرد که به طور یکنواخت‌، روغن را به کمپرسور باز گرداند.
• اندازه‌ای برای لوله‌ی مبرد که باعث افت فشار اضافی که بازده کمپرسور و ظرفیت آن را کاهش می‌دهد، نشود .

برخی تکنیک‌های لوله‌کشی که در ادامه راجع به آنها صحبت می‌کنیم، در گذشته تجارب خوبی به نظر نمی‌رسیدند ولی برای تجهیزات پیشرفته تجاری با کمپرسورهای اسکرول، کاملا قابل اعتماد بوده و عملکرد بسیار خوبی داشته‌اند. سعی خواهیم کرد تا نکات مفیدی را برای لوله‌کشی خطوط مبرد اشاره کنیم. با تهویه مطبوع لوگرانو همراه باشید.

» انتخاب دستگاه:

موفقیت کاربرد هر سیستم HVAC با انتخاب سیستم مناسب و تعیین اندازه‌های صحیح دستگاه شروع می‌شود. اگر سیستم تهویه مطبوع اسپلیت برای پروژه مورد نظرتان کاملا مناسب است، به راهنمایی‌های زیر توجه نمایید:

✅ انتخاب خود را بر مبنای حداقل دمای مکش کویل برابر با ۴۰ فارنهایت برای سیستم های حجم ثابت و ۴۳ فارنهایت برای حجم هوای متغیر انجام دهید. این حدود، کارایی پایدار سیستم را در تمام محدوده‌ی فعالیت آن موجب می‌شود.

✅ سیستم را با استفاده از شرایط طراحی انتخاب کنید و آن را از نظر کارکرد درست در نواحی مرزی محدوده‌ی کاری مورد نظر، کنترل کنید.

✅ استفاده از بای‌پس گاز داغ در کاربردهای تهویه مطبوع رفاهی اجتناب کنید، زیرا این روش، انرژی را هدر داده و به ندرت برای سیستم‌هایی که به درستی طراحی شده باشند، مورد نیاز است.

اگر از یخ زدن کویل نگران هستید، افزودن یک کنترل برفک‌زدای اواپراتور، می‌تواند در این زمینه کمک نماید.

» لوله‌های اتصال:

راهنمایی‌های کلی زیر را هنگامی که توصیه‌های مربوط به خطوط مکش، مایع، تخلیه‌ و بای‌پس گاز داغ را مرور می‌کنید در ذهن داشته باشید:

• طول کلی خط، شامل مکش عمودی و رایزرهای مایع را محدود کنید. فوق سرد شدن کافی ممکن است با حرکت مبرد به سمت بالا در رایزرهای مایع و ایجاد بخار فلاش، دچار افت قابل توجه‌ی شود.
• از لوله مسی نوع L برای ۲۲ – R استفاده کنید. برای اتصالات مس به مس از ۶-BCuP بدون کاربرد مواد گداز‌ آور (flux) استفاده کنید. برای اتصالات مس به فولاد یا مس به برنج از ۲۸ – BAg با مواد گداز آور غیر اسیدی استفاده کنید.
• به تولید کننده دستگاه‌ها جهت تعیین اندازه خطوط مبرد اعتماد کنید، زیرا آنها می‌دانند کنش‌های متقابل اجزای مختلف با سیستم چگونه است.
• اگر تولید کننده اندازه خطوط مبرد را تعیین نکرده است، از نرم افزارهای تعیین اندازه لوله استفاده کنید تا اندازه مناسب خطوط مبرد به سرعت براساس داده‌های موجود مهندسی تعیین شود.

با مقالات جامع و معتبر تهویه مطبوع لوگرانو همراه باشید:

1. چیلر
2. کولر گازی
3. داکت اسپلیت
4. فن کویل

» خط مکش

افت فشار در خط مکش به شدت بر روی ظرفیت و بازده سیستم تاثیر می‌گذارد. به عنوان مثال، افت فشاری معادل ۶psid  ظرفیت سیستم را ۲/۵ درصد و بازده را ۱/۵ درصد به نسبت افت فشار استاندارد در طراحی که معادل ۳psid در نظر گرفته شده است، کاهش می‌دهد. با توجه به موارد فوق توصیه‌های زیر را در مورد خط مکش در نظر داشته باشید:

• مسیر خط مکش از اواپراتور به کمپرسور را با کوتاه‌ترین طول ممکن، تعیین کنید.
• از اندازه‌های مختلف لوله برای خطوط عمودی و افقی استفاده کنید تا آسان‌تر بتوانید مسیر افت فشار خطوط و همچنین سرعت مبرد را مطابق با الزامات خط مکش هماهنگ نمایید.
• جهت اطمینان خاطر از معلق شدن روغن و پرهیز از انتقال صدا، اندازه‌ی خط مکش را طوری تعیین کنید که سرعت مبرد بزرگتر یا مساوی حداقل سرعت مورد نیاز بیان شده  زیر ۴۰۰۰fpm باقی بماند.
• برای رایزرها احتیاجی به استفاده از تله نیست. اگر اندازه‌ی رایزر به طور مناسبی تعیین شده باشد تا سرعت مورد نظر را حفظ کند. افزودن تله، تنها افت فشار خط مکش را افزایش خواهد داد.
• استفاده از رایزرهای مضاعف لازم نیست. مراحل برداشت بار در کمپرسورهای اسکرول تجاری طوری هستند که یک رایزر تکی که به دقت انتخاب شده باشد، قادر است گردش روغن را در هر شرایط بار حفظ نماید.
• حتی دقیق‌ترین تاسیسات نیز نمی‌توانند مانع ورود اجرام خارجی به داخل سیستم گردند. به همین دلیل است که نصب فیلترهای مکش و نگهداری مناسب آنها بسیار ضروری است. زمانی که شستشو کامل شد، یک مغزی جدید باید درون پوسته نصب کرد تا از محبوس شدن روغن جلوگیری شود.
• برای اجتناب از اینکه مبرد چگالیده شده در خط مکش در هنگام خاموش بودن سیستم به سمت کمپرسور جریان پیدا نکند، یک گام یک اینچی به ازای هر ۱۰ فوت فاصله نظر بگیرید.
• اگر چگالش رطوبت و چکه کردن قطرات آب مشکل ایجاد می‌کند، یا برای جلوگیری از چگالش مبرد درون لوله‌هایی طولانی که در معرض دماهای پایین قرار دارند، خط مکش را عایق بندی کنید .
• خطوط مکش را هرگز زیر زمین نصب نکنید. احتمال خوردگی، ارتعاش، چگالش آب در بیرون و مبرد در درون مسیر، همچنین غیر قابل دسترس بودن و مشکل تمیز کردن آن نیز، این کار را غیر عقلانی می‌کند. اگر نصب زیر زمینی خطوط اجتناب ناپذیر است، باید لوله‌ها را عایق و ضد آب نموده و در یک غلاف محکم یا یک کانال قرارداد.

1. مزایای سیستم‌های کنترل تهویه بر حسب نیاز(DCV)
2. داکت یا کانال هوا و اندازه‌یابی درست ابعاد آن

» خط مایع:

فوق سرد شدن کافی باید در شیر انبساط حفظ شود. برای تامین عملکرد مناسب در تمام محدوده‌ی شرایط کاری، افت فشار درخط مایع نباید از حداقل مقدار فوق سرد شدن دستگاه یعنی ۵ فارنهایت تجاوز کند. برای رسیدن به این هدف، موارد زیر را درباره‌ی خط مایع به خاطر بسپارید:

✅ کوچکترین اندازه‌ی عملی برای کاربرد مورد نظرتان را انتخاب کنید. با محدود کردن مقدار مبرد، اتکا‌پذیری کمپرسور را بهبود بخشید.

✅ هنگامی که خط مایع را برای یک کاربرد تهویه‌ی مطبوع معمولی (یعنی سیستمی با محدوده‌ی کاری ۴۰ الى ۱۱۵ فارنهایت) طراحی می‌کنید، به خاطر بسپارید که هر ۱۰ فوت ارتفاع عمودی، فوق سرد شدن را به اندازه ۲/۸ فارنهایت کاهش می‌دهد، در حالی که هر ۱۰ فوت پایین رفتن مسیر، فوق سرد شدن را به اندازه‌ی ۱/۱ فارنهایت افزایش خواهد داد.

✅ برای هر لوله‌ی تقسیم یک شیر انبساط تعبیه کنید. شیر انبساطی که برای بیش از یک لوله تقسیم استفاده شود، مبرد را به طور غیر یکنواخت تقسیم خواهد کرد.

✅ به ازای هر ۱۰ فوت طول مسیر، یک اینچ گام به سمت اواپراتور در نظر بگیرید. چون این گام برابر همان مقداری است که در خط مکش بیان شد، بنابراین هر دو با یکدیگر حرکت خواهند کرد.

اگر سیستم با یک خط مایع رو به بالا طراحی شده باشد، ستونی از مبرد مایع بالای حجم گاز مبرد در چگالنده هنگام توقف دستگاه باقی خواهد ماند. مبرد مایع در نهایت به سمت پایین مسیر تخلیه خواهد شد و ممکن است چگالنده را پر کند و حتا ممکن است به سمت کمپرسور سرریز شود. بنابراین اگر خط مایع را به سمت اواپراتور شیب دهیم در بالاترین نقطه ی خط، یک تله‌ی گازی ایجاد کرده‌ایم که از عبور مبرد مایع جلوگیری می‌کند.

✅ شیرهای برقی سلونوئیدی در این بخش مورد نیاز هستند. آنها از پرشدن اواپراتور توسط مبرد هنگامی که کمپرسور متوقف است و همچنین ضربه زدن هنگام راه اندازی مجدد، جلوگیری خواهند کرد. افزودن یک شیر برقی از پدیده‌ی سیفونی شدن نیز جلوگیری کند، پدیده‌ای که می‌تواند به یک ستون مایع بالا آمده توان غلبه بر تله‌ی گازی را داده و باعث برگشت این مایع به سمت کمپرسور و چگالنده گردد.

✅ اگر خط مایع باید از محیطی گرمتر از دمای محیط بیرون عبور کند، برای جلوگیری از تشکیل بخار فلاش مبرد، مسیر آن را عایق کنید.

✅ مطمئن شوید که یک فیلتر خشک کن قابل تعویض در خط وجود دارد تا به سیستم اجازه‌ی تمیز شدن و رطوبت زدایی مناسب داده شود. این فیلتر بایستی زمانی که سیستم برای انجام سرویس باز می‌شود ، تعویض گردد.

✅ نصب یک عدسی چشمی نشان دهنده‌ی رطوبت برای بررسی بصری ستون مایع از لحاظ وجود حباب را در نظر داشته باشید. اما، هیچ گاه از عدسی چشمی برای مشاهده شارژ بودن کافی سیستم استفاده نکنید. به جای آن می‌توان یا سیستم را براساس میزان فوق سرد شدن مورد نیاز و یا با محاسبه‌ی مقدار مبرد مورد نیاز و افزودن آن براساس وزن، شارژ کرد.

» خط تخلیه:

برای به حداقل رساندن تاثیر منفی افت فشار بر ظرفیت و بازده ماشین، حتی الامکان باید مقدار آن را به ۶psid در خط تخلیه محدود کرد. با وجود اینکه افت فشار به بزرگی ۱۰psid مجاز است، ولی باید در نظر داشت که یک افت فشار ۶psid موجب کاهش ظرفیت دستگاه به اندازه ۰/۹ درصد و کاهش بازده به اندازه‌ی ۳ درصد می‌شود. برای طراحی مناسب خط تخلیه، نکات زیر را دنبال کنید:

✅ کوتاه ترین مسیر را از کمپرسور به چگالنده انتخاب کنید

✅ برای خطوط عمودی و افقی، اندازه‌ی لوله‌های متفاوتی انتخاب کنید تا راحت‌تر بتوانید افت فشار خط و سرعت مبرد را با الزامات خط تخلیه هماهنگ کنید.

✅برای اطمینان از معلق شدن مناسب ذرات روغن و پرهیز از انتقال صدا، اندازه‌ی خط تخلیه را چنان در نظر بگیرید تا سرعت مبدل کمتر از ۳۵۰۰fpm باقی بماند.

✅ از برگشت روغن و مبرد چگالش شده به سمت کمپرسور، در طول دوره‌های خاموشی، به روش‌های زیر جلوگیری نمایید:

• خط گام در مسیر تخلیه به سمت چگالنده ایجاد کنید.
• مسیر خط تخلیه را طوری تعیین کنید که به قسمت بالای چگالنده صعود کند و سپس به سطح ورودی چگالنده نزول کرده و بدین ترتیب یک تله‌ی معکوس به وجود آورد.

✅رایزرهای مضاعف مورد نیاز نمی‌باشند. کمپرسورهای اسکرول در سیستم‌های تجاری فعلی تا حدی قادر به تخلیه بار هستند که یک رایزر منفرد که اندازه‌ی آن به درستی انتخاب شده باشد می‌تواند روغن را در هر مقدار بار انتقال دهد.

✅ تله برای رایزرها مورد نیاز نیست و باید از به کارگیری آنها اجتناب شود. اگر اندازه‌ی رایزر تخلیه طوری تعیین شده باشد که سرعت مناسب مبرد را حفظ نماید، افزایش یک تله تنها افت فشار را بالا می‌برد.

خط بای‌پس گاز داغ (Hot Gas Bypass Line) خط فرعی گاز داغ به شکلی از طراحی در سیستم مبرد گفته می‌شود که در گذشته برای کارکرد پایدار در بارهای کم استفاده می‌شد و در عین حال، جلوی یخ زدن کویل و مشکلات کمپرسور را برای گردش مبرد در سیستم می‌گرفت.

هنگامی که بار به میزانی کمتر از حداقل درجه‌ی بار کمپرسور نزول می‌کند، شیر تنظیم خط بای‌پس گاز داغ فعال می‌شود تا فشار مکش را توسط انحراف گاز داغ از تخلیه‌ی کمپرسور به ورودی اواپراتور ثابت نگهدارد. این راهکار، ظرفیت تبرید سیستم را کاهش می‌دهد زیرا مبرد منحرف شده، اواپراتور را دور می‌زند.

همچنین این روش مصرف انرژی کمپرسور را به میزان قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌دهد و اگر به صورت نامناسبی استفاده شود موجب کارکرد ناپایدار سیستم خواهد شد. پرهیز از لوله‌ی بای‌پس گاز داغ در سیستم‌های تبرید رفاهی، عملکرد طراحی بسیار مناسبی خواهد بود، به خصوص در سیستم‌هایی که با حجم هوای متغیر VAV کار می‌کنند.

» نتیجه‌گیری:

در این مقاله به نکاتی مفید در رابطه با لوله‌کشی خطوط ارتباط مبرد در سیستم‌های اسپلیت پرداختیم که اگر بخواهیم آنها را خلاصه کنیم به صورت پنج قاعده اساسی زیر قرار می گیرند:

1. سیستم مناسبی انتخاب کنید، به عبارت دیگر باتوجه به سیستم‌ها و موقعیت مورد نیاز اسپلیت را انتخاب کنید.
2. اندازه‌ی خطوط سیستم را طوری تعیین کنید که از استفاده از تله‌ها و و رایزرهای مضاعف پرهیز شود.
3. خطوط مکش و مایع را به سمت اواپراتور شیب دهید.
4. طول لوله‌های ارتباطی را به حداقل برسانید.
5. سیستم را تمیز نگه دارید.