ترموکوپل

ترموکوپل


ترموکوپل

کنتاکتورهای تک‌قطبی و دو قطبی

کنتاکتورها[۱] در واقع چیزی بیش از یک سیم‌پیچ به علاوه‌ی مجموعه‌ای از اتصالات الکتریکی نیستند. سیم‌پیچ کنتاکتور بسته به کاربرد می‌تواند ۲۴، ۱۱۵ یا ۲۳۰ ولتی یا حتی بیش‌تر باشد.

آرایش کنتاکتور می‌تواند بسته به فاز و کاربرد به صورت تک‌قطبی[۲]، دو قطبی[۳] یا سه قطبی[۴] باشد. بسیاری از سیستم‌های تهویه مطبوع خانگی یا تجاری سبک و نیز برخی پکیج‌های حلقه‌باز و حلقه‌بسته‌ی سیستم‌های پمپ حرارتی با منبع مایع[۵] از کنتاکتورهای تک‌قطبی به همراه خازن‌های دوکاره[۶] استفاده می‌کنند (شکل ۱).

 

شکل 1- گرم کردن محفظه در چرخه‌ی خاموشی با استفاده از خازن کاری

شکل ۱- گرم کردن محفظه در چرخه‌ی خاموشی با استفاده از خازن کاری

شکل ۱- گرم کردن محفظه در چرخه‌ی خاموشی با استفاده از خازن کاری[۷] و اتصال تک‌قطبی. کنترل چرخه توسط اتصال کنتاکتور تک‌قطبی انجام می‌شود.

 

هدف دوگانه

همان‌گونه که از اسم خازن‌های دوکاره برداشت می‌شود، این خازن‌ها دو هدف را دنبال می‌کنند. در چرخه‌ی خاموشی (شکل ۱)، جریان متناوب از طریق سیم‌پیچ راه‌اندازی[۸] (بین S و C) خازن کاری ۲۰ میکروفارادی را ۶۰ بار در ثانیه شارژ و دشارژ می‌کند (با فرکانس ۶۰ هرتز). این جریان در شکل ۱ با رنگ سبز نشان داده شده است. این امر به سیم‌پیچ راه‌اندازی این امکان را می‌دهد که در چرخه‌ی خاموشی مانند یک سیستم گرم‌کن کوچک برای محفظه عمل کند. برای اطلاعات بیشتر می توانید به صفحه خرید کنتاکتور مراجعه فرمایید.ترموکوپل

تا زمانی که برق خطوط ۱ و ۲ به دلیل قطعی سوییچ تامین شود و اتصالات کنتاکتور باز باشند، انرژی گرم‌کن محفظه تامین می‌شود.

بسیاری از سازندگان توصیه می‌کنند که محفظه در چرخه‌ی خاموشی گرم نگه داشته شود و گرم‌کن محفظه حداقل ۲۴ ساعت پیش از راه‌اندازی در فصل جدید روشن شود. این کار باعث گرم شدن محفظه می‌شود و مواد مبردی[۹] را که ممکن است به روغن درون محفظه نفوذ کرده باشند بیرون می‌فرستد. این امر به جلوگیری از کف کردن روغن در محفظه‌ی کمپرسور به هنگام راه‌اندازی کمک می‌کند. کف کردن روغن می‌تواند موجب خراشیدگی یاتاقان و نشت[۱۰] مواد مبرد و/یا روغن شود (در بخش نتیجه‌گیری این مقاله به انتقال[۱۱] و نشت پرداخته شده است).

هدف دوم خازن دو کاره این است که در چرخه‌ی کاری سیستم مانند خازن بزرگ‌تری عمل کند که بین سیم‌پیچ‌های کاری و راه‌اندازی قرار دارد. به این ساختار، موتور تقسیم ظرفیت دائمی[۱۲] (PSC) می‌گویند. به یاد داشته باشید که ظرفیت خازن‌هایی که به صورت موازی وصل شوند با یکدیگر جمع می‌شود. بنابراین، در شکل ۲ موتور هر دو خازن ۲۰ و ۱۵ میکروفارادی را به صورت موازی با یکدیگر می‌بینید، چرا که هر دو بین سیم‌پیچ‌های راه‌اندازی و کاری قرار گرفته‌اند (نقاط S و R). این بدان معنا است که موتور ظرفیت ۳۵ (۱۵ + ۲۰) میکروفاراد را برای گشتاورهای کاری و راه‌اندازی مشاهده خواهد کرد. هر دو خازن به صورت موازی با سیم‌پیچ کاری و سری با سیم‌پیچ راه‌اندازی وصل شده‌اند.

خط سبز در شکل ۳ مداری ناقص را نشان می‌دهد. دقیقا به همین دلیل، بسیار ضروری است که کارشناسان خدمات فنی به هنگام تعویض کنتاکتورها به سیستم حرارت چرخه‌ی خاموشی توجه داشته باشند.

هنگامی که از این نوع مدار استفاده شده است، هرگز کنتاکتورهای تک‌قطبی را با کنتاکتورهای دوقطبی جایگزین نکنید. زیرا این کار موجب می‌شود که سیستم گرم‌کردن محفظه در چرخه‌ی خاموشی بی‌فایده شود. این امر نیز به نوبه‌ی خود موجب وارد شدن آسیب به کمپرسور می‌شود. چرا که گرم‌کن محفظه‌ای در کار نبوده است تا مواد مبرد نفوذ کرده در چرخه‌ی خاموشی و در هنگام خاموشی‌های طولانی را بیرون کند. در این حالت ممکن است نشت در کمپرسور اتفاق بیافتد.

 

شکل 2- نمونه‌ای از موتور PSC در چرخه‌ی کاری که از اتصال تک‌قطبی استفاده می‌کند

شکل ۲- نمونه‌ای از موتور PSC در چرخه‌ی کاری که از اتصال تک‌قطبی استفاده می‌کند

شکل ۲- نمونه‌ای از موتور PSC در چرخه‌ی کاری که از اتصال تک‌قطبی استفاده می‌کند. موتور هر دو خازن ۲۰ و ۱۵ میکروفارادی را به صورت موازی با یکدیگر می‌بیند.

 

انتقال

انتقال به معنای بازگشت گاز یا مایع مبرد به محفظه‌ی کمپرسور یا لوله‌های مکش در چرخه‌ی خاموشی است. انتقال تنها در چرخه‌ی خاموشی کمپرسور اتفاق می‌افتد. برخی از دلایل این پدیده عبارت‌اند از:

  • نبود سیستم گرم‌کن محفظه در چرخه‌ی خاموشی یا در هنگام خاموشی‌های طولانی؛
  • نبود سیستم پمپ‌داون[۱۳] خودکار؛
  • نشت سولونوئید[۱۴] لوله‌ی مایع (در سیستم پمپ‌داون).

طی چرخه‌ی خاموشی کمپرسور، مبردهای مایع و گاز به محفظه‌ی کمپرسور منتقل می‌شوند. مبرد پس از ورود به محفظه، زیر روغن قرار می‌گیرد. فشار تبخیر روغن تبرید بسیار پایین‌تر از فشار مبردهای مایع یا گاز است. بنابراین، انتقال یا سیلان مبرد به کمپرسور به این دلیل اتفاق می‌افتد که آن‌جا کم‌ترین مقدار فشار را دارد.

اگر کمپرسور در محیطی سرد قرار گرفته باشد، انتقال بسیار سریع‌تر اتفاق می‌افتد. حتی ممکن است به دلیل اختلاف فشار بخار، انتقال از انباشتگر[۱۵] لوله‌های مکش به کمپرسور نیز اتفاق بیافتد.

از آن‌جا که انتقال می‌تواند در حالت بخار اتفاق بیافتد، مبرد می‌تواند در جهت بالا یا پایین جریان یابد. پس از رسیدن به محفظه، تنها در صورتی که کمپرسور به مدت طولانی خاموش باقی بماند، مبرد متراکم می‌شود و کف محفظه و زیر روغن جای می‌گیرد. حلالیت روغن و مبرد در یکدیگر بسیار بالاست. در چرخه‌های خاموشی کوتاه، مبرد فرصت رسوب کردن در زیر روغن را نمی‌یابد، اما با آن مخلوط می‌شود. زمانی که کمپرسور روشن شود، کاهش ناگهانی فشار محفظه موجب تخلیه‌ی ناگهانی مخلوط روغن و مبرد می‌شود. این کاهش سطح روغن در محفظه می‌تواند موجب ایجاد خراش در بخش‌های مکانیکی سیستم شود.

کنتاکتور زیمنس

کنتاکتور زیمنس

در این شرایط روغن کف می‌کند و ممکن است ترکیبی از روغن و مبرد با فشار از بین حلقه‌های پیستون عبور کنند و توسط کمپرسور پمپاژ شوند. افزایش جریان مصرفی، داغ کردن موتور و شکستن دریچه‌ها از جمله پیامدهایی است که ممکن است رخ دهد.

تنها راه‌حل مطمئن برای مشکل انتقال به کمپرسور سیستم پمپ‌داون خودکار است. پیش از هر چرخه‌ی خاموشی، کل مواد مبرد (در حالت مایع یا بخار) را از سیستم تبخیر و لوله‌های مکش خارج کنید. پمپ‌داون خودکار با استفاده از ترموستاتی که سولونوئید لوله‌ی مایع را کنترل می‌کند در ترکیب با یک کنترلر فشار پایین انجام می‌شود. پس از آن‌که سیستم تبخیر و لوله‌های مکش از مواد مبرد تخلیه شدند، این کنترلر چرخه‌ی کاری را خاتمه می‌دهد. این کار تضمین می‌کند که هیچ ماده‌ی مبردی در سیستم تبخیر یا لوله‌های مکش نباشد که بتواند به کمپرسور منتقل شود.

با وجود این، در هنگام خاموشی‌های طولانی مدت فصلی، سیستم‌های پمپ‌داون خودکار راه‌حل مناسبی نیستند. در این شرایط، راه چاره این است که در حالی که سیستم هنوز خاموش است، گرم‌کن محفظه حداقل به مدت ۲۴ ساعت وصل و روشن شود.

اغلب تصور می‌شود که داشتن گرم‌کن محفظه مانع از انتقال می‌شود. گرم‌کن محفظه باعث گرم نگه داشتن محفظه‌ی کمپرسور و مانع از انتقال مبرد به روغن کمپرسور می‌شود. اما این مبرد متراکم منتقل شده که از کمپرسور بیرون رانده می‌شود، در لوله‌های مکش نزدیک به کمپرسور رسوب می‌کند و منتظر چرخه‌ی کاری بعدی می‌ماند. اگر مقدار زیادی مبرد مایع در لوله‌های مکش جمع شود، ممکن است در هنگام راه‌اندازی مجدد، نشت شدید مایع رخ دهد. این امر می‌تواند موجب آسیب جدی به کمپرسور از جمله شکستن دریچه‌ها و آسیب‌دیدگی پیستون‌ها شود.ترموکوپل

 

 

شکل 3- به دلیل ناقص بودن مدار، هیچ جریانی برقرار نمی‌شود

شکل ۳- به دلیل ناقص بودن مدار، هیچ جریانی برقرار نمی‌شود

 

شکل ۳- به دلیل ناقص بودن مدار، هیچ جریانی برقرار نمی‌شود. خط ۱ (L1) باز است. (همه‌ی نمودارها با همکاری انتشارات ESCO تهیه شده‌اند.)

 

نشت

گرم‌کن‌های محفظه می‌توانند در مبارزه با پدیده‌ی انتقال موثر باشند، اما نمی‌توانند مشکل نشت ناشی از بازگشت مایع در هنگام راه‌اندازی مجدد را حل کنند؛ مگر آن‌که با یک انباشتگر لوله‌های مکش با اندازه‎ی مناسب ترکیب شوند.ترموکوپل

منظور از نشت وارد شدن مبرد مایع (یا ترکیب مبرد مایع و روغن) به سیلندرهای کمپرسور در حین چرخه‌ی کاری است.

برخی علل نشت عبارت‌اند از:

  • نبود سیستم گرم‌کن محفظه‌ی کمپرسور در چرخه‌ی خاموشی یا هنگام خاموشی‌های طولانی مدت
  • بروز پدیده‌ی انتقال در حین چرخه‌ی خاموش
  • روی ندادن حالت ابرگرما[۱۶] در کمپرسور
  • TXV نامناسب
  • کم باری
  • انتهای چرخه[۱۷] (کم‌بارترین وضعیت)
  • خرابی فن تبخیر
  • یخ‌زدگی سیم‌پیچ تبخیر
  • خرابی زمان‌سنج یا هیتر برفک‌زدایی
  • کثیف بودن سیستم تبخیر
  • تغذیه‌ی مضاعف لوله‌های مویینه[۱۸]
  • ورود مضاعف[۱۹] مبرد

کمپرسورهای نیمه‌درزبندی‌شده‌ی[۲۰] دارای سیستم خنک‌کننده‌ی هوا[۲۱] بیش از سیستم‌هایی خنک‌کننده‌ی دارای مبرد نیمه‌درزبندی‌شده دچار نشتی می‌شوند. در سیستم‌های نیمه‌درزبندی‌شده‌ی دارای خنک‌کننده‌ی هوا، اغلب مبرد مستقیما و بدون عبور از مخزن موتور  وارد سیلندر می‌شود. نشت می‌تواند موجب شکستن دریچه‌ها، واشرهای اصلی، میله‌های اتصال و آسیب کلی به کمپرسور شود.ترموکوپل

کمپرسورهای نیمه‌درزبندی‌شده با سیستم خنک‌کننده‌ی دارای مبرد[۲۲]، اغلب مایع را از لوله‌های مکش و از طریق سیم‌پیچ‌های داغ موتور موجود در مخزن موتور بیرون می‌کشند. این سیم‌پیچ‌های داغ به تبخیر مایع کمک می‌کنند. حتی اگر مبرد به صورت مایع از سیم‌پیچ‌های موتور عبور کند، دریچه‌های تنظیم موجود در بخش جداکننده‌ی محفظه‌ی کمپرسور و مخزن موتور مانع از ورود مبرد مایع به محفظه می‌شوند. در این حالت، افزایش جریان مصرفی (در اثر ورود بخارهای متراکم مبرد به سیلندر کمپرسور) قابل ملاحظه خواهد بود.ترموکوپل

در بیش‌تر کمپرسورهای درز‌بندی‌شده[۲۳] لوله‌های مکش به پوشش[۲۴] کمپرسور ختم می‌شوند. اگر مبرد مایع وارد کمپرسور شود، مستقیما داخل روغن موجود در محفظه می‌افتد و در نهایت تخلیه می‌شود. این پدیده که به آن طغیان[۲۵] می‌گویند موجب کف کردن روغن و افزایش بیش از حد فشار محفظه می‌شود. در این شرایط قطرات روغن و مبرد می‌توانند به سیلندر کمپرسور راه پیدا کنند و منجر به نشتی شوند.ترموکوپل

هم‌چنین، در کمپرسورهای درزبندی‌شده، نشت می‌تواند در اثر انتقال رخ دهد. همان‌گونه که پیش‌تر اشاره شد، کف کردن روغن و مبردی که در اثر انتقال به محفظه راه یافته است می‌تواند به افزایش بیش از حد فشار محفظه در چرخه‌ی کاری بیانجامد. این قطرات روغن و مبرد می‌توانند از حلقه‌های پیستون و سایر روزنه‌های کوچک موجود عبور و به سیلندر کمپرسور راه پیدا کنند. در نتیجه نشت رخ می‌دهد. نشت می‌تواند به دریچه‌های فولادی یک‌طرفه[۲۶]، میله‌های پیستون،ياتاقان‌ها و سایر بخش‌های کمپرسور آسیب برساند.ترموکوپل

 

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.