نحوه محاسبه سوپرهیت و ساب‌کولینگ

محاسبه سوپرهیت و ساب‌کولینگ با مقایسه دمای واقعی خطوط مبرد و دمای اشباع متناظر با فشار سیستم انجام می‌شود. برای انجام این اندازه‌گیری‌ها معمولاً به گیج منیفولد یا گیج فشار سازگار با نوع مبرد و ترمومتر گیره‌ای یا دیجیتال نیاز است.

پیش از ثبت مقادیر، دستگاه باید به شرایط کاری پایدار برسد تا فشار و دمای اندازه‌گیری‌شده نمایانگر وضعیت واقعی مدار باشند. ابتدا شیرهای سرویس سیستم را پیدا و اتصالات گیج فشار را به‌طور کامل بررسی کنید. سپس شیلنگ آبی را به سمت کم‌فشار و شیلنگ قرمز را به سمت پرفشار مدار متصل کنید. پیش از راه‌اندازی سیستم، شیلنگ‌ها باید به‌گونه‌ای پرج شوند که هوا وارد مدار مبرد نشود.

پس از روشن کردن دستگاه، چند دقیقه صبر کنید تا فشار و دمای مدار به شرایط پایدار برسد. پس از این مرحله، می‌توان اندازه‌گیری سوپرهیت و ساب‌کولینگ را انجام داد.

اندازه‌گیری ساب‌کولینگ در سمت پرفشار مدار

برای تعیین ساب‌کولینگ، ابتدا فشار سمت پرفشار سیستم را از روی گیج قرمز بخوانید و دمای اشباع مربوط به همان فشار و نوع مبرد را مشخص کنید. سپس دمای خط مایع را در نقطه مناسب اندازه‌گیری، با استفاده از ترمومتر گیره‌ای یا دیجیتال ثبت کنید.

اختلاف میان این دو دما مقدار ساب‌کولینگ را مشخص می‌کند:

ساب‌کولینگ = دمای اشباع − دمای خط مایع

به‌عنوان مثال، اگر دمای اشباع 37.8 درجه سانتی‌گراد و دمای خط مایع 32.2 درجه سانتی‌گراد باشد، مقدار ساب‌کولینگ برابر است با:

37.8 − 32.2 = 5.6 درجه سانتی‌گراد

اندازه‌گیری سوپرهیت در سمت مکش مدار

برای محاسبه سوپرهیت، فشار سمت کم‌فشار سیستم را از روی گیج آبی بخوانید و دمای اشباع متناظر با آن فشار را بر اساس نوع مبرد تعیین کنید. سپس دمای خط مکش را با ترمومتر اندازه‌گیری کنید.

در این حالت، دمای خط مکش باید از دمای اشباع کم شود:

سوپرهیت = دمای خط مکش − دمای اشباع

برای مثال، اگر دمای اشباع 4.4 درجه سانتی‌گراد و دمای خط مکش 12.8 درجه سانتی‌گراد باشد:

12.8 − 4.4 = 8.4 درجه سانتی‌گراد

بنابراین مقدار سوپرهیت برابر با 8.4 درجه سانتی‌گراد است.

محدوده معمول سوپرهیت و ساب‌کولینگ

مقدار مناسب سوپرهیت و ساب‌کولینگ به نوع سیستم و شرایط کاری آن بستگی دارد و مقدار دقیق باید بر اساس مشخصات سازنده تعیین شود. با این حال، در بسیاری از سیستم‌های تهویه مطبوع، سوپرهیت معمولاً در محدوده 10 تا 20 درجه فارنهایت (حدود 5.6 تا 11.1 درجه سانتی‌گراد) و ساب‌کولینگ در محدوده 8 تا 15 درجه فارنهایت (حدود 4.4 تا 8.3 درجه سانتی‌گراد) قرار دارد.

کنترل جریان مبرد با شیر انبساط

شیر انبساط مقدار مبرد ورودی به اواپراتور را متناسب با شرایط کاری سیستم تنظیم می‌کند. در شیر انبساط ترموستاتیکی (TXV)، بالب حسگر دمای خط مکش در خروجی اواپراتور را اندازه‌گیری می‌کند و شیر با واکنش به تغییرات سوپرهیت، میزان جریان مبرد ورودی به اواپراتور را تنظیم می‌کند. افزایش سوپرهیت، نیاز اواپراتور به مبرد بیشتر را نشان می‌دهد و TXV با باز کردن مسیر، دبی مبرد را افزایش می‌دهد. کاهش سوپرهیت نیز باعث می‌شود شیر مسیر را محدود کند.

در سیستم‌هایی که از لوله مویین یا اوریفیس ثابت استفاده می‌کنند، تجهیز انبساط امکان تنظیم فعال دبی مبرد را ندارد. در این حالت، مقدار جریان بیشتر به اختلاف فشار، ابعاد مسیر و شرایط کاری مدار وابسته است.

انتخاب شاخص مناسب برای بررسی شارژ مبرد

نوع تجهیز انبساط، معیار مناسب برای ارزیابی شارژ مبرد را مشخص می‌کند. در سیستم‌های مجهز به TXV، ساب‌کولینگ معمولاً شاخص مناسب‌تری برای بررسی مقدار شارژ است؛ زیرا TXV جریان مبرد ورودی به اواپراتور را بر اساس سوپرهیت تنظیم می‌کند.

لوله مویین و اوریفیس ثابت برخلاف TXV، امکان تنظیم فعال جریان مبرد را ندارند. بنابراین، سوپرهیت در این سیستم‌ها اطلاعات بیشتری درباره میزان تغذیه اواپراتور ارائه می‌دهد و می‌تواند به ارزیابی شارژ مبرد کمک کند.

سوپرهیت و حفاظت از کمپرسور

کمپرسور باید بخار مبرد را متراکم کند و ورود مایع به آن می‌تواند مشکلات مکانیکی جدی ایجاد کند. سوپرهیت مناسب حاشیه ایمنی لازم را برای جلوگیری از ورود مبرد مایع به کمپرسور ایجاد می‌کند.

اگر سوپرهیت بیش از حد پایین باشد، احتمال رسیدن قطرات مایع به کمپرسور افزایش پیدا می‌کند. این وضعیت می‌تواند به ضربه مایع (Liquid Slugging)، آسیب به قطعات داخلی و اختلال در روانکاری منجر شود.

از طرف دیگر، سوپرهیت بیش از حد بالا نیز مطلوب نیست. این وضعیت معمولاً با کاهش تغذیه اواپراتور همراه است و می‌تواند ظرفیت سرمایشی آن را کاهش دهد. همچنین افزایش دمای گاز مکش، بار حرارتی کمپرسور را افزایش می‌دهد.

ساب‌کولینگ و پایداری مبرد مایع

مقدار مناسب ساب‌کولینگ کمک می‌کند مبرد پس از خروج از کندانسور تا زمان رسیدن به تجهیز انبساط، در حالت مایع باقی بماند. این موضوع اهمیت زیادی دارد؛ زیرا تشکیل گاز فلش در خط مایع می‌تواند جریان مبرد را ناپایدار کند و عملکرد تجهیز انبساط را تحت تأثیر قرار دهد.

از طرف دیگر، حفظ ساب‌کولینگ کافی احتمال تشکیل گاز فلش در اثر افت فشار مسیر مایع را کاهش می‌دهد و شرایط پایدارتری برای تغذیه تجهیز انبساط فراهم می‌کند. در مقابل، ساب‌کولینگ پایین می‌تواند باعث ورود مخلوط مایع و بخار به تجهیز انبساط و اختلال در کنترل جریان مبرد شود.

ساب‌کولینگ بالا نیز همیشه نشانه عملکرد بهتر نیست. مقدار بیش از حد آن می‌تواند در کنار سایر پارامترها، اضافه‌شارژ مبرد یا محدودیت جریان در مدار را مطرح کند. به همین دلیل، تفسیر این پارامتر باید در کنار فشارها، دماها و مقدار سوپرهیت انجام شود.

الگوهای سوپرهیت و ساب‌کولینگ در عیب‌یابی مدار

ترکیب مقادیر سوپرهیت و ساب‌کولینگ اطلاعات بیشتری نسبت به بررسی جداگانه هرکدام ارائه می‌دهد. چند الگوی مهم در عیب‌یابی سیستم عبارت‌اند از:

• سوپرهیت بالا + ساب‌کولینگ پایین: این ترکیب معمولاً با کمبود مبرد در مدار سازگار است و بررسی نشتی یکی از اولین اقدامات عیب‌یابی محسوب می‌شود.
• سوپرهیت بالا + ساب‌کولینگ بالا: این حالت می‌تواند وجود یک محدودیت در سمت پرفشار مدار را نشان دهد؛ برای مثال، گرفتگی تجهیز انبساط یا فیلتر درایر می‌تواند جریان مبرد را محدود کند.
• سوپرهیت پایین + ساب‌کولینگ پایین: این الگو می‌تواند از تغذیه بیش از حد اواپراتور ناشی شود. گیرکردن TXV در حالت باز یا انتخاب نامناسب پیستون از عوامل احتمالی این وضعیت هستند.
• سوپرهیت پایین + ساب‌کولینگ بالا: این ترکیب می‌تواند با اضافه‌شارژ مبرد سازگار باشد؛ با این حال، برای تأیید علت باید شرایط کاری و مقدار شارژ سیستم نیز بررسی شود.

این الگوها به‌تنهایی عیب قطعی را مشخص نمی‌کنند؛ بلکه به تکنسین کمک می‌کنند مسیر عیب‌یابی را سریع‌تر مشخص کند. برای تشخیص نهایی، باید شرایط بار، دمای محیط، فشارهای کاری و عملکرد سایر اجزای مدار نیز بررسی شوند.

سوپرهیت	ساب‌کولینگ	وضعیت احتمالی
بالا	پایین	کمبود مبرد یا نشتی
بالا	بالا	محدودیت جریان در مدار
پایین	پایین	تغذیه بیش از حد اواپراتور
پایین	بالا	احتمال اضافه‌شارژ مبرد

 

جمع‌بندی

ارزیابی سوپرهیت و ساب‌کولینگ زمانی بیشترین ارزش را دارد که تکنسین این دو پارامتر را در ارتباط با نوع تجهیز انبساط، شرایط کاری و فشارهای مدار بررسی کند. در این حالت، تغییرات دما فقط یک عدد اندازه‌گیری‌شده نیستند، بلکه می‌توانند رفتار مبرد و نحوه عملکرد اجزای مختلف سیکل را مشخص کنند.

استفاده درست از این اطلاعات، تشخیص مشکلاتی مانند تغذیه نامناسب اواپراتور، محدودیت جریان و تغییرات شارژ مبرد را هدفمندتر می‌کند و به تکنسین اجازه می‌دهد پیش از هرگونه تنظیم یا شارژ مجدد، وضعیت واقعی مدار را ارزیابی کند.