سیستم های تبرید
چکیده
همانطور که می دانید، کولر گازی دستگاهی پر مصرف است و سیکل تبریدی فریونی دارد،. آنچه که شرکت ها را به سمت تولید اینورتر کشاند، رفع نقیصه کولرهای گازی در مصرف بالای انرژی بود. برای بهبود مصرف انرژی در هر قسمت از صنعت باید به پارامترهای متعددی توجه کرد، بهتر است برای داشتن سیستم سرمایشی بهینه، تمامی قسمتهای آن را بازنگری کرده و بهبود داد. و در کل از سیستم هایی مثل اینورتر و کلکتورهای خورشیدی و سنسورهای مختلف استفاده کرد در کلکتورهای خورشیدی در واقع بخشی از نیروی مورد نیاز از انرژی خورشیدی تامین می شود که حدود 20 الی 30 درصد است و برای بهبود بیشتر باید بر روی سنسور ها از جمله سنسور لیزری تمرکز کرد تا به این مهم دست یافت.
با استفاده از سنسور دماسنج مادون قرمز می توان افراد را شناسایی کرده و در صورت نبود آنها مصرف سیستم را کم کرده و در نهایت خاموش کرد. با این روش حدود 10 الی 20 در صد در مصرف انرژی این سیستم ها صرفه جویی می شود.
1- اینورتر (Invertor) دار کردن سیستم های تهویه مطبوع
اینورتر به معنای وارونه گردان یا معکوس کننده می باشد و در سیستم های کمپرسوری به معنای دور متغیر بوده به طوری که چرخش کمپرسور دورانی و سرعت آن متغیر است و بسته به دما و رطوبت تنظیمی توسط کاربر دورکمپرسورکم یا زیاد می شود و هیچ وقت کمپرسور در زمانی که به دمای دلخواه کاربر برسد خاموش کامل نمی شود فقط دور آن کم شده و با حداقل مصرف برق کارمی کند و بسته به نیاز مجدد شروع به کار با دور بالا می کند پس همیشه دور کمپرسور زیاد یا در جهت عکس کم شده و به اصطلاح کمپرسور استارت اضافه نمی کند و عمل اتومات کردن و استارت کردن کمپرسور که علت اصلی مصرف زیاد برق است در این سیستمهای اینورتر اتفاق نمی افتد.
همانطور که می دانیم، کولر گازی دستگاهی پر مصرف است و سیکل ساده ای دارد، یعنی از یک موتور، کمپرسور و بدنه توزیع هوا در فضا یا همان صفحات تشکیل شده است. آنچه که شرکت ها را به سمت تولید اینورتر کشاند، رفع نقیصه کولرهای گازی در مصرف بالای انرژی بود. اینورتر در واقع با تغییر فرکانس و ولتاژ برق باعث کاهش مصرف شده و تمام عملکرد دستگاه هوشمند می باشد. کمپرسورهای اینورتر عمدتا” با مبرد جدید410R- که سازگار با محیط زیست است کار می کند و در نتیجه راندمان دستگاه بالاتر می باشد. کولرهای گازی اسپلیت مدل اینورتر بین 30 الی 50 درصد کم مصرف تر می باشند هرچند قیمت بالاتری دارند.
مزایای اصلی سیستم اینورتر به شرح ذیل است:
- صرفه جویی در مصرف انرژی از 30% تا 50%
- سرمایش سریع به وسیله بازده بالا
- توان زیاد بوسیله سرعت بالای کمپرسور
- ذخیره نیرو بوسیله عملکرد مطلوب
- دمای ثابت اتاق بوسیله کنترل دقیق
- مبرد R410a بی ضرر برای طبیعت و لایه اوزون
- وضعیت آرام و بی صدا بوسیله سرعت پایین کمپرسور
- دارای دو برد الکترونیک بابت افزایش کنترل مصرف انرژی و کاهش مصرف برق
نمودار (1-8) تغییرات دما بر اساس استارت کردن کمپرسور برای سیستم معمولی و اینورتر
این مقاله بر گرفته از “پایان نامه ارشد هوشمند سازی یک سیستم تبرید بوسیله سنسور مادون قرمز ” میباشد.
2- اسپیلت خورشیدی
روشهای گوناگونی برای استفاده از انرژی خورشید وجود دارد. با استفاده از تکنولوژی های خاص، انرژی حاصل از نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. این تکنولوژی ها را به دو دسته می توان تقسیم کرد :
الف) سیستم فتوولتائیک:
هر سیستمی که انرژی تابشی خورشید را به صورت مستقیم و بدون استفاده از مکانیزمهای مکانیکی به انرژی الکتریکی تبدیل نماید، فتوولتائیک نامیده می شود.
ب) سیستم های گرمایی خورشیدی(کلکتوری):
که از نور متمرکز شده خورشید برای گرم کردن مایعی که بخار آن یک توربین را به حرکت در می آورد، استفاده می کند. درحال حاضر این کولرها با قیمتی نسبتا بالا و درحدود 25 درصد گران‌تر از کولر گازی‌های موجود در بازار در دسترس هستند.
کولرگازی اسپلیت خورشیدی در واقع بخشی از نیروی مورد نیاز خود را از انرژی خورشید می گیرد که این میزان در حدود 20 تا 30 درصد کل انرژی دستگاه است و ما بقی انرژی مصرفی دستگاه از برق شهری تامین می گردد. البته سیستم 100درصد خورشیدی هم هست اما هنوز برای ارائه در بازار شاید زود باشد و شرکت های معتبر محصولی در این ارتباط به بازار معرفی نکرده اند]12[.
از لحاظ کارایی و شکل ظاهر با کولرهای گازی برقی تفاوت زیادی ندارد فقط یک پانل خورشیدی و مخزن روی کندانسور دستگاه در فضای بیرون مانند تصویر زیر اضافه شده است.
شکل (1- 9) یونیت خارجی اسپیلت خورشیدی کلکتوری
انرژی خورشیدی روی قسمت بیرونی دستگاه جذب شده و به حرارت تبدیل می‌شود و حرارت تولید شده به سیکل تبرید دستگاه اعمال شده و در آنجا انتقال حرارت کلی صورت می‌گیرد که با گرم شدن مبرد (دستگاه سردکننده) باعث می‌شود تا کار مورد نیاز کمپرسور کاهش یابد.
شکل (1-10) چرخه تبرید اسپیلت خورشیدی کلکتوری
3- استفاده از سنسورها
3-1- مقاومت حساس به دما یاRTD ( Resistance Temperature Detector )
RTD قطعه ای است حساس به دما و همان طوری که از اسم آن پیداست قطعه ای است که در اثر حرارت یک مقاومت متغیر را درخروجی ارائه می دهد. امروزه این سنسورها از یک نوار باریک پلاتینی که به دور یک هسته سرامیکی یا شیشه ای پیچیده شده است، ساخته میشوند و طرز کار با آنها بر اساس اثر درجه حرارت و تغییرات آن بر روی مقاومت داخلی پلاتین استوار است که در اثر ازدیاد درجه حرارت مقاومت آن نیز زیاد خواهدشد. مزیت بسیار بزرگ این نوع RTD ها کوچک بودن بیش از اندازه آنهاست و همین موضوع موجب فراوانی استفاده از آنها در صنعت شده است. نمونه هایی از RTD های دیگری وجود دارند که به آنها RTD های مینیاتوری گفته می شود که توسط تکنولوژی تهیه فیلم از مواد فلزی ساخته می شوند.
شکل (1-11) تغییرات مقاومت بر اساس تغییرات دما برای یک نمونه RTD
3-2- ترمیستور
ترمیستورها از قطعات حرارتی یا سنسورهای حرارتی بسیار متداول در صنعت هستند که شبیه به RTD با تغییر درجه حرارت ، مقدار مقاومتشان تغییر می کند ، ولی تفاوت اصلی بین RTD و ترمیستوردر این است که مقدار مقاومت RTD با افزایش درجه حرارت افزایش می یابد اما در ترمیستور کا ملاً بر عکس، با تغییر درجه حرارت مقدار مقاومت آن کاهش پیدا می کند و در واقع ضریب حرارتی آن منفی است و تفاوت دیگر آن در این است که مقدار تغیرات مقاومت داخلی ترمیستور در اثر تغییرات دما نسبت به RTD بیشتر است و در اثر تغییر دما، مقاومت داخلی آنها بیشتر تغییر می کند .
ترمیستور هایی با ضریب مثبت نیز در بازار موجود هستند، اما نوع منفی آنها بیشتر کاربرد دارد.
شکل (1-12) تغییرات مقاومت بر اساس تغییرات دما برای یک نمونه ترمیستور
3-3- سنسور فتوسل لیزری
این سنسور در محوطه ای که اسپیلت در آن قرار دارد نصب می شود، و در صورتی که تحریکی را بعد از پنج دقیقه حس نکند یک سیگنال به اسپیلت می فرستد و اسپیلت به یک دور پایینتر می رود، و بعد از پنج دقیقه دوم باز دور آن کمتر می شود تا مصرف انرژی را کاهش دهد. با این روش مصرف انرژی %10 کاهش می یابد.
