هیتر اکسچنجر آکومولاتور یکی از قطعات فرعی در کمپرسورها بوده و به معنی مایع شکن است. معنای لغوی واژۀ اکوامولاتور( Accumulator)، جمع کننده و یا انباشتگر است. وظیفه این قطعه، جلوگیری از ورود مایع به داخل کمپرسورها می باشد. محل نصب آکومولاتور در مسیر جریان سیال در کمپرسور و قبل از مرحلۀ ساکشن است. در صورتی که این مایع شکن در چرخه تبرید نباشد، به علت ورود سیال سرد کننده به کمپرسور ، آسیب های زیادی را می تواند به کمپرسور وارد کند. در این مقاله قصد داریم بیشتر با هیتر اکسچنجر آکومولاتور و وظیفه آن در سیکل تبرید آشنا شویم و کاربرد آن را در سیستم های سرمایشی بررسی کنیم.
معرفی دستگاه هیتر اکسچنجر آکومولاتور
به آکومولاتورهایی که مجهز به مبدل حرارتی هستند، هیتر ایکسچنجر آکوامولاتور گفته می شود. هیتر ایکسچنجر آکوامولاتور برای محیط های با دمای پایین کاربرد دارد. در کنار اجزای اصلی کمپرسورهای پیستونی و یا روتاری، یک بخش جداگانه به نام آکومولاتور (Accumulator) وجود دارد. این قسمت جداگانه کارکردی شبیه فیلتر داشته و قبل از شیر ساکشن قرار دارد. در صورت وجود قطرات سیال در داخل محفظه کمپرسور و دما و فشار بالای کمپرسورها، این قطرات می توانند انرژی جنبشی بالایی داشته باشند. در نتیجه انرژی جنبشی زیاد قطرات سیال می تواند قطعات اصلی کمپرسور را دچار مشکل کند و به آن ها آسیب بزند. به همین دلیل باید به وسیله دستگاه های مایع شکن از ورود مایعات به کمپرسور جلوگیری کرد.
بیشترین کاربرد آکومولاتور زمانی است که با توجه به علائم احساس کنیم که خطر ورود مایع به کمپرسور وجود دارد. دستگاه های مایع شکن یا آکومولاتور در تمامی سیستم های خنک کننده استفاده می شود. زیرا در همه سیستم های سرمایشی کمپرسور وجود دارد. دستگاه های مایع شکن همیشه در پایان خط مسیر سیال و قبل از ورود دوباره به کمپرسور و بخش ساکشن نصب می گردد.
نحوه عملکرد مایع شکن یا هیتر اکسچنجر آکومولاتور چگونه است؟
مایع شکن های عمودی یا دستگاه آکومولاتور به عنوان یک مانع در برابر ورود مایع به کمپرسور در سیستم های سرمایشی مورد استفاده قرار می گیرند. در سیستم های سرمایشی مانند یخچال های صنعتی و سردخانه های صنعتی، دستگاه آکومولاتور به کار می رود. چون بعد از پایان چرخه تبرید تمام سیال سردکننده به گاز تبدیل نمی شود و مقداری از آن به شکل مایع باقی می ماند. چنانچه این مایع به کمپرسور برگشت داده شود سبب ایجاد لرزش و صدای زیاد در کمپرسور شده و می تواند به سایر قطعات کمپرسور آسیب بزند.
همانطور که گفتیم محل نصب هیتر اکسچنجر آکومولاتور قبل از قسمت ساکشن است. نحوه عملکرد این قطعه به این شکل است که بصورت ناگهانی فشار سیال سردکننده در داخل دستگاه آکومولاتور پایین می آید. سپس در یک حالت دو فازی در محفظه در آکومولاتور بوجود می آید؛ در نتیجه در پایین محفظه مایع مبرد و در بالای محفظه گاز جمع می گردد. طی این فرآیند گاز سردکننده قادر است دوباره به قسمت ساکشن و کمپرسور برود.
معرفی انواع کمپرسورهای دارای هیتر اکسچنجر آکومولاتور
با گذشت زمان انواع مختلفی از کمپرسورها طراحی و تولید شده بنابراین کمپرسور یکی از انواع قطعات صنعتی قدیمی است. از جمله قدیمی ترین تا جدیدترین کمپرسور ها می توان از کمپرسورهای روتاری و پیستونی، کمپرسورهای اسکرو، اسکرال و کمپرسورهای با تکنولوژی ساخت پیشرفته مثل کمپرسور گریز از مرکز نام برد.
در طراحی کمپرسورهای قدیمی مثل پیستونی و روتاری به دلیل اینکه قسمتی برای جداسازی مایع سردکننده وجود ندارد، مشکلات بیشتری در نتیجه برگشت مایع به کمپرسور بوجود می آید. در این نوع کمپرسورها برای جداسازی مایع سردکننده از گاز باید دستگاه مایع شکن یا آکومولاتور را در مسیر جریان ورودی به کمپرسور نصب کرد.
در کمپرسورهای پیشرفته امروزی مانند کمپرسور اسکرال دیگر نیازی به نصب دستگاه مایع شکن درمسیر سیال سردکننده نیست. زیرا در این نوع کمپرسورها جهت آب بندی و خنک سازی دستگاه از روغن استفاده می شود؛ که وظیفه مایع شکن را محفظه روغن انجام می دهد. همچنین وجود مایع در کمپرسورهای اسکرال و اسکرو به دلیل طراحی خاص ساختار آن ها آسیب های کمتری را به آن می زند. چنانچه مقدار مایع برگشتی به محفظه روغن زیاد باشد، می تواند مشکلاتی را ایجاد کند.
چگونه برگشت مایع سبب آسیب به کمپرسور می شود؟
به دو دلیل برگشت مایع به کمپرسور سبب ایجاد مشکلاتی می شود. یکی کمپرسورها برای متراکم ساختن گاز طراحی شده اند ولی مایعات تقریبا تراکم ناپذیرند. بنابراین در صورت برگشت مایع به کمپرسور باعث آسیب به کمپرسور می شود. دیگر اینکه مایع با درجه حرارت پایین که به صفحه شیر داغ یا (Hot valve plate) برخورد می کند، می تواند سبب ایجاد ترک در این شیر شود.
نکات مهمی دربارۀ مایع شکن یا هیتر اکسچنجر آکومولاتور
در مورد دستگاه آکومولاتور نکات مهمی را یادآور شد تا به کارآمدی و اهمیت این قطعه اطمینان پیدا کرد. مواردی مانند تناسب در طراحی، کارایی این دستگاه و خطر استفاده نکردن از مایع شکن از جمله نکاتی است که باید مورد توجه قرار داد.
1.تناسب طراحی در هیتر اکسچنجر آکومولاتور
هنگامی که اقدام به نصب دستگاه آکومولاتور بر روی سیستم سرمایشی می کنیم باید دقت شود که حجم انباشتگر و کمپرسور با یکدیگر تناسب داشته باشند. بر اساس استاندارد مشخص باید محفظه دستگاه مایع شکن حدود 50% حجم مایع سرد کننده باشد؛ که این مقدار کمترین ظرفیت مناسب برای محفظه این دستگاه است.
2.کارایی هیتر اکسچنجر آکومولاتور
به دلیل اینکه دستگاه آکومولاتور قادر نیست به طور کامل مانع ورود سیال مبرد به کمپرسور شود، بنابراین این دستگاه نیز همانند سایر سیستم های قدیمی نمی تواند بازدهی صد درصد داشته باشد. البته اگر طراحی این دستگاه بطور اصولی انجام شود می تواند جلو آسیب های احتمالی به سایر اجزای کمپرسور را بگیرد.
3.خطر عدم استفاده
دستگاه مایع شکن را می توان در ابتدای فعالیت سیستم سرمایشی یا در حین انجام کار نصب کرد. استفاده از این قطعه جهت جلوگیری از برگشت مایع مبرد به کمپرسور می باشد. چنانچه در طراحی از آکومولاتور استفاده نشود و یا اینکه از سیکل تبرید به علت خرابی برداشته شود؛ می تواند خسارات جبران ناپذیری را به قطعات کمپرسور وارد کند. هزینه خساراتی که به قطعاتی مانند یاتاقان ها، پیستون ها، محفظۀ داخلی وارد می شود می تواند از هزینه نصب دستگاه مایع شکن بیشتر باشد.
نکاتی برای انتخاب آکومولاتور مناسب
- معمولا 50 درصد سیال مبرد در چرخه تبرید به عنوان ظرفیت آکومولاتور در نظر گرفته می شود؛ بنابراین آکومولاتور باید گنجایش کافی برای ذخیره مبرد را داشته باشد.
- طراحی و طول لوله ها از پارامترهای موثر در میزان فشار آکومولاتور می باشند؛ زیرا آکومولاتور نباید موجب افت فشار زیادی در سیستم شود.
- آکومولاتور باید توانایی بازگشت مبرد در حد استاندارد و مورد نیاز را داشته باشد.
- برای جلوگیری از چگالش آب روی سطح آکومولاتور باید آن را عایق نمود.
- باید آکومولاتور در نزدیکترین نقطه به کمپرسور نصب شود. بطوری که ورودی آکومولاتور در سمت خروجی اواپراتور، و خروجی آن در سمت ورودی کمپرسور قرار گیرد. همچنین در صورت وجود مبدل حرارتی در آکومولاتور نیز می توان از خط مایع برای مبدل استفاده نمود.
- آکومولاتور ها عمر طولانی دارند ولی ممکن است به دلیل شرایط محیطی دچار خوردگی و نشتی شده و خراب شوند.
- باید قبل از قرار دادن آکومولاتور در مسیر جریان، یک فیلتر جهت جلوگیری از ورود ذرات به آکومولاتور و گرفتگی آن نیز نصب شود.
