کندانسور های هوایی
کندانسور هوایی دستگاهی است که همراه با تجهیزاتی مانند چیلر یا پکیج هواخنک مورد استفاده قرار می گیرد این دستگاه متشکل از یک یا چند کویل و فن های مربوطه است که در یک بدنه فلزی جاسازی شده است، گاز مبرد خارج شده از کمپرسور در این دستگاه حرارت خود را با محیط تبادل نموده و تبدیل به مایع شده و جهت استفاده مجدد وارد اواپراتور سیستم می شود.
کندانسور هوایی یا همان هوا خنک به طور مستقیم و بدون مصرف آب و تنها با جریان هوای فن ها، عمل چگالش (تبدیل بخار یا گاز به مایع) را انجام می دهد و به همین خاطر به آن کندانسور فن دار هم گفته می شود.
کندانسور هوایی از ردیفی از تیوب های (لوله های) پره دار که به شکلی منظم در کنار یکدیگر قرار گرفته اند، تشکیل شده و یک یا چند فن محوری، هوا را در عرض تیوب ها می دمند.
کندانسورهای هوایی از نظر طرح در سه مدل V شکل، افقی و عمودی ساخته می شوند.
مشخصات کلی کندانسور های هوایی
کندانسورهای هوایی شامل شاسی، کویل، فن و مخزن رسیور می باشد.کویلهای کندانسینگ یونیت عموماً از لوله مسی به قطر 8/3 اینچ ساخته شده و دارای فین آلومینیومی موج دار است. ورق بدنه کندانسور دارای پوشش رنگ الکترواستاتیک است. همچنین شاسی کندانسور طوری طراحی شده که کمپرسور و سایر تجهیزات مرتبط به راحتی بر روی آن سوار شوند. کندانسور ها با گازهای R22 و R134a و R404A سازگار بوده و پس از تولید با گاز نیتروژن در فشار 30 بار تست میشوند. ظرفیت کندانسور از حاصل جمع توان کمپرسور و ظرفیت اواپراتور بهدست میآید. با توجه به ظرفیت بهدست آمده از این حاصل جمع میتوان ظرفیت نامی کندانسور را انتخاب نمود.
شرایط نصب کندانسور های هوایی
- کندانسینگ یونیت بایستی در محلی با تهویه مناسب نصب شود و مانعی خروجی هوای کندانسور را مسدود نکند.
- محل نصب باید طوری باشد که هوای گرم خارج شده از کندانسینگ یونیت دو مرتبه بهداخل کندانسور باز نگردد.
- دمای محیط باید مطابق شرایطی باشد که در هنگام انتخاب کندانسور در نظر گرفته شده است.
- گردش پروانه فن باید به سمت خارج کردن هوا و بهسمت کمپرسور باشد.
- نظافت و پاکسازی کندانسینگ یونیت و مخصوصاً کویل آن از گرد و غبار و اجسام خارجی دیگر، علاوه بر افزایش راندمان، عمر کندانسور را نیز افزایش میدهد.
کمپرسور های سیستم سرمایش گازی
کمپرس به معنای کاهش حجم با افزایش فشار است. به وسیله ای که یک گاز مانند هوا یا مبرد را متراکم کند کمپرسور می گویند. در این بین متراکم سازی مبرد ها برای ما بسیار اهمیت دارد که اساس کار کمپرسور های تبریدی است. اگر سیستم تبریدی را به مشابه یک بدن فرض کنیم، کمپرسور قلب آن بدن است.
در ادامه مراحل سیکل تبریدی بصورت خلاصه بیان می شود:
- مبرد گازی با فشار کم وارد کمپرسور می شود
- مبرد در کمپرسور متراکم شده و دما و فشار آن بالا می رود
- مبرد وارد کندانسور (چگالنده) شده و دمایش کاهش می یابد و مایع می شود
- مبرد مایع وارد شیر انبساط شده و افت فشار پیدا می کند
- مبرد وارد اواپراتور شده، گرمای محیط را می گیرد و به گاز تبدیل می شود و دوباره این سیکل تکرار می شود
انواع کمپرسور ها
کمپرسورها همانند پمپ ها به دو دسته جابجایی مثبت و سانتریفیوژ تقسیم بندی می شوند. در نوع جابجایی مثبت، حجم مشخصی از گاز مبرد در فضایی به دام افتاده و پیوسته حجمش کمتر و فشرده تر می گردد در حالی که در نوع سانتریفیوژ، حجم ثابت است و فشار بر اثر چرخش پره ها و نیروی گریز از مرکز ایجاد می شود. یعنی جابجایی مثبت با کاهش حجم و سانتریفیوژ با افزایش سرعت ، فشار را افزایش می دهند.
از میان انواع مختلفی که مشاهده می شود، ۵ نوع زیر در اکثر سیستم های تبریدی بکار می روند:
- کمپرسور های پیستونی
- کمپرسور های پره ای (چرخشی)
- کمپرسور های اسکرو
- کمپرسور های اسکرال
- کمپرسور های سانتریفیوژ
شرکت های سازنده کمپرسور دسته بندی های دیگری نیز از منظر های مختلف ارائه داده اند که در زیر آورده شده است:
- تعداد مراحل عملکرد دستگاه: تک مرحله، دو مرحله، چند مرحله
- روش خنک سازی: آب خنک، هوا خنک، روغن خنک
- نوع محرک: مستقیم (کوپل محور کمپرسور با موتور)، غیر مستقیم (به کمک تسمه یا زنجیر)
- سرعت محرک: سرعت ثابت، سرعت متغیر
در یونیت های سرمایشی In-Row و In-Room معمولاً کمپرسور های اسکرال استفاده می شود که در ادامه به شرح آن می پردازیم.
کمپرسور اسکرال
عمل انبساط کمپرسور اسکرال توسط دو ديسک مارپيچي انحرافي که با هم قرار گرفته اند انجام مي شود.
ديسک بالايي بي حرکت است در حالي که ديسک پاييني به مدل دوار حرکت مي کند. عمل دوار ديسک پايين تر در درون ديسک ثابت در فضاي آب بندي شده حجم متفاوتي را ايجاد مي کند. هواي مبرد از طريق در ورودي در محيط پيچکي مکيده مي شود. ميزان هواي مبرد در تله که در فضاهاي آب بندي شده مي افتد. بطوری که ديسک بطور مداري در فضاي بسته است که شامل هواي مبردي است که به سمت مرکز ديسک انتقال مي يابد و حجم آن کاهش مي يابد. هواي مبرده فشرده شده از طريق دري که در مرکز ديسک بالايي است تخليه مي شود.
مبرد های مورد استفاده در سرمایش گازی دیتاسنتر
معمولاً کمپرسورها برای کار با نوع بخصوصی از مبرد طراحی می شوند. مبردهای ایده آل مشخصه های ترمودینامیکی بخصوصی دارند. ترجیحاً از نظر شیمیایی خواص زیر را باید داشته باشند :
- خنثی و غیر خورنده باشند
- تجزیه پذیر و دوست دار محیط باشند
- ایمن و غیر سمی باشند
- دمای تبخیر شان زیر دمای هدف باشد
- حرارت تبخیرشان بالا باشد
- چگالی مایع متوسط، چگالی گاز بالا و دمای بحرانی بالایی داشته باشد
مبرد های مختلفی در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند، اما معمولاً مبرد های مورد استفاده در دیتاسنتر ها مبرد های R134 و R-410 می باشند که در ادامه مختصراً به شرح آنها می پردازیم.
گاز R-134 با فرمول شیمیائی CH2FCF3 و با نام آیوپاک 1، 1، 1 و 2 تترا فلورواتان شناخته می شود .
گاز R-134 خود جایگزین گاز R12 می باشد که البته اخیراً بدلیل افزایش گرمای زمین و مشخص شدن تاثیرات سوء آن بر محیط زیست استفاده از این گاز رو به کاهش است و گاز های جدیدتر در حال جایگزین شدن می باشند.
گاز R-410 از ترکیب دو گاز R-125 و R-32 با نسبت برابر 50 به 50 ساخته می شود. این گاز دارای سرمادهی بسیار مناسبی است و نقطه جوش آن در حدود 51- درجه سانتی گران اتفاق می افتد .
این ماده در مقایسه با سایر گازهای مصرفی مانند R-22 دارای نقطه جوش بسیار پایین ترین است و بنابراین بازدهی بیشتری دارد. از سویی دیگر R-410 به خوبی با محیط زیست سازگار است و تاثیر بسیار کمی بر روی لایه اوزن می گذارد .