کاتالوگ
بازیابی حرارت در سیکل‌های برودتی؛ چگونه گرمای کندانسور را به انرژی مفید تبدیل کنیم؟

بازیابی حرارت در سیکل‌های برودتی؛ چگونه گرمای کندانسور را به انرژی مفید تبدیل کنیم؟

در سیکل‌های برودتی سنتی، گرمای کندانسور به‌عنوان یک محصول جانبی مزاحم به محیط دفع می‌شود، اما بازیابی حرارت این باور را تغییر داده و آن را به یک منبع انرژی ارزشمند تبدیل می‌کند. در این رویکرد، گرمای دفع‌شده از کندانسور که معمولاً بین ۴۰ تا ۶۰ درجه سانتی‌گراد دما دارد، از طریق مبدل‌های حرارتی جمع‌آوری شده و برای مصارف مفید مانند گرمایش آب مصرفی، گرمایش فضا، پیش‌گرمایش آب ورودی دیگ بخار یا حتی فرآیندهای صنعتی به کار می‌رود. سیستم‌های بازیابی حرارت می‌توانند به‌صورت یکپارچه با چیلر طراحی شوند یا به‌عنوان یک واحد مستقل (مثل دوش‌گرم‌کن یا هیتر بازیاب) به سیکل موجود اضافه گردند. شواهد نشان می‌دهد که این فناوری می‌تواند تا ۵۰ درصد از انرژی حرارتی دفع‌شده را بازیابی کند و در نتیجه، مصرف سوخت برای گرمایش را به‌طور چشمگیری کاهش دهد.

سیکل تراکمی گرمای جذب‌شده در اواپراتور را همراه با کار ورودی کمپرسور در سمت فشار بالا دفع می‌کند. بنابراین نرخ گرمای قابل دفع در کندانسور تقریباً برابر مجموع ظرفیت برودتی و توان کمپرسور است، با در نظر گرفتن تبادلات حرارتی جانبی. این انرژی می‌تواند برای پیش‌گرمایش آب مصرفی، شست‌وشوی فرایندی، گرمایش فضا یا مدار آب گرم استفاده شود. بازیابی حرارت، «سرمای رایگان» تولید نمی‌کند؛ ارزش آن زمانی ایجاد می‌شود که تقاضای هم‌زمان و مفیدی برای گرما وجود داشته باشد.

گرمای گاز دهش ابتدا به‌صورت فوق‌گرما در دمای بالاتر در دسترس است، سپس تقطیر در دمای تقریباً اشباع انجام می‌شود و در پایان امکان سابکولینگ مایع وجود دارد. دی‌سوپرهیتر می‌تواند بخش داغ گاز دهش را برای تولید آب با دمای بالاتر بازیابی کند، اما سهم انرژی آن از کل گرمای دفعی محدودتر است. بازیابی کامل‌تر معمولاً با کندانسور آب‌خنک یا مبدل موازی انجام می‌شود و دمای قابل دستیابی به دمای و فشار تقطیر وابسته است.

مبدل حرارتی باید برای فشار مبرد، دمای دهش، نوع روغن و کیفیت آب انتخاب شود. مبدل صفحه‌ای جوشی فضای کمی می‌گیرد و انتقال حرارت بالایی دارد، ولی کیفیت آب، رسوب و قابلیت تمیزکاری باید بررسی شود. طراحی دو جداره در کاربرد آب بهداشتی ممکن است طبق مقررات محلی لازم باشد تا ریسک اختلاط مبرد یا روغن با آب کاهش یابد. شیر کنترل، پمپ سیرکولاسیون، منبع ذخیره، صافی، هواگیر و تجهیزات انبساط و ایمنی مدار آب نیز بخشی از سیستم هستند.

Condenser2

 

مهم‌ترین اصل کنترلی این است که بازیابی حرارت نباید حفاظت و تقطیر مطمئن سیکل را مختل کند. فشار هد باید در محدوده پوسته کاری کمپرسور حفظ شود و مسیر دفع حرارت پشتیبان، مانند کندانسور هوایی یا برج خنک‌کن، همیشه ظرفیت لازم را داشته باشد. شیر سه‌راهه یا آرایش موازی می‌تواند اولویت جریان مبرد یا آب را مدیریت کند. در توقف مصرف آب گرم، سامانه باید بدون افزایش خطرناک فشار به حالت دفع عادی بازگردد.

بالا بردن عمدی فشار تقطیر برای تولید آب گرم‌تر همیشه اقتصادی نیست. هرچه فشار تقطیر افزایش یابد، نسبت تراکم و معمولاً توان مصرفی کمپرسور بیشتر و ظرفیت و ضریب عملکرد برودتی کمتر می‌شود. تحلیل باید ارزش گرمای بازیافتی را با برق اضافی و محدودیت دمای دهش مقایسه کند. بهترین پروژه‌ها معمولاً گرما را در پایین‌ترین دمای مفید مصرف می‌کنند و از ذخیره حرارتی برای هماهنگ‌کردن زمان تولید و مصرف بهره می‌برند.

برای برآورد اولیه، پروفایل ساعتی بار برودتی و مصرف گرما لازم است. ظرفیت اسمی کندانسور به معنی قابلیت استفاده دائمی همان مقدار نیست. دمای آب ورودی و خروجی، حداقل اختلاف دمای مبدل، ساعات هم‌زمانی و تلفات مخزن تعیین می‌کنند چه مقدار انرژی واقعاً جایگزین بویلر یا هیتر می‌شود. اندازه‌گیری دبی و اختلاف دمای آب امکان محاسبه انرژی تحویلی و راستی‌آزمایی صرفه‌جویی را فراهم می‌کند.

بازیابی حرارت وقتی موفق است که به‌عنوان یک سامانه یکپارچه طراحی شود: کمپرسور و کندانسور در محدوده مجاز می‌مانند، آب گرم بهداشتی از نظر ایمنی محافظت می‌شود و کنترل پشتیبان وجود دارد. انتخاب درست مبدل، شیرها، پمپ، مخزن و حسگرها می‌تواند انرژی دفعی را به منبعی مفید تبدیل کند، بدون آنکه قابلیت اطمینان برودت قربانی شود.

جمع‌بندی کاربردی پرومارت: پیش از سفارش هر قطعه، کد دقیق مدل، نوع مبرد، ظرفیت، دماهای تبخیر و تقطیر، فشار کاری و الزامات کنترلی پروژه باید تطبیق داده شود. شباهت ظاهری یا یکسان بودن سایز اتصال، تأیید فنی قطعه محسوب نمی‌شود.

نظرات کاربران ۰

هنوز نظری برای این مطلب ثبت نشده است. اولین نفر باشید.

نظر خود را بنویسید

مطالب مرتبط

مشاهده همه مرتبط