ทำไมคอมเพรสเซอร์ที่มีแรงม้าหรือปริมาตรเท่ากันจึงมีความสามารถในการทำความเย็นต่างกัน?

คุณเคยเจอสถานการณ์ที่ระบบทำความเย็นไม่สามารถทำอุณหภูมิได้เท่าเดิมหลังจากเปลี่ยนสารทำความเย็น แม้ว่าคอมเพรสเซอร์จะยังคงเดิมหรือไม่?

หรือคุณเคยสังเกตหรือไม่ว่าคอมเพรสเซอร์สองตัวที่มีแรงม้าหรือปริมาตรกระจัดเท่ากัน อาจมีความสามารถในการทำความเย็นที่แตกต่างกัน?

ทำไมถึงเป็นเช่นนั้น?

คำตอบเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับความสามารถในการทำความเย็น คุณสมบัติของสารทำความเย็น และสภาวะการทำงานของคอมเพรสเซอร์ เพื่อทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้ เราต้องแยกแยะคุณสมบัติที่สำคัญสามประการของคอมเพรสเซอร์ก่อน: แรงม้า ปริมาตรกระจัด และความสามารถในการทำความเย็น

คุณสมบัติทั้งสามนี้อธิบายลักษณะที่แตกต่างกันของคอมเพรสเซอร์ทำความเย็น

ในบรรดาสามพารามิเตอร์นี้ความสามารถในการทำความเย็นเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญที่สุดในการประเมินว่าคอมเพรสเซอร์สามารถตอบสนองความต้องการในการทำความเย็นของระบบทำความเย็นได้หรือไม่

ความสามารถในการทำความเย็นขึ้นอยู่กับปริมาณสารทำความเย็นที่ไหลเวียนในระบบและปริมาณความร้อนที่สารทำความเย็นแต่ละกิโลกรัมดูดซับในเครื่องระเหย

ซึ่งหมายความว่าแม้ว่าแรงม้าและปริมาตรกระจัดจะคงที่ ความสามารถในการทำความเย็นก็สามารถเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับสารทำความเย็นและสภาวะการทำงาน

ปัจจัยหลายประการส่งผลโดยตรงต่อความสามารถในการทำความเย็นของคอมเพรสเซอร์ทำความเย็น

อุณหภูมิการระเหย

เมื่ออุณหภูมิการระเหยลดลง ความดันขาเข้าและค่าความหนาแน่นของไอสารทำความเย็นโดยทั่วไปจะลดลง สิ่งนี้จะลดอัตราการไหลของมวลสารทำความเย็น และส่งผลให้ความสามารถในการทำความเย็นของคอมเพรสเซอร์ลดลง

อุณหภูมิการควบแน่น

อุณหภูมิการควบแน่นที่สูงขึ้นจะเพิ่มอัตราส่วนแรงดันการอัด โดยทั่วไปจะลดความสามารถในการทำความเย็นในขณะที่เพิ่มกำลังที่ต้องการสำหรับการอัด

ประเภทสารทำความเย็น

สารทำความเย็นที่แตกต่างกันมีค่าความหนาแน่นของไอและคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ที่แตกต่างกัน ดังนั้น คอมเพรสเซอร์ตัวเดียวกันสามารถให้ความสามารถในการทำความเย็นที่แตกต่างกันเมื่อทำงานกับสารทำความเย็นที่ได้รับอนุมัติแตกต่างกัน

การออกแบบและประสิทธิภาพของคอมเพรสเซอร์

การออกแบบภายใน ประสิทธิภาพเชิงปริมาตร การสูญเสียวาล์ว และการรั่วไหลภายในก็ส่งผลต่อการไหลของมวลสารทำความเย็นจริงด้วย ดังนั้น คอมเพรสเซอร์ที่มีค่าปริมาตรกระจัดใกล้เคียงกันอาจยังคงมีความสามารถในการทำความเย็นที่แตกต่างกัน

ตัวอย่างต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่าสภาวะการทำงานและการเลือกสารทำความเย็นส่งผลต่อประสิทธิภาพของคอมเพรสเซอร์อย่างไร

ใช้คอมเพรสเซอร์แบบเลื่อนรุ่นDanfoss SZ090-4VIเป็นตัวอย่าง

ตามข้อมูลประสิทธิภาพที่เผยแพร่โดย Danfoss คอมเพรสเซอร์รุ่นนี้ให้ความสามารถในการทำความเย็นดังต่อไปนี้ด้วยสารทำความเย็น R407C ที่อุณหภูมิการทำงานที่แตกต่างกัน

สภาวะ: R407C, 50 Hz, ความร้อนยิ่งของก๊าซดูด 11.1 K และความเย็นยิ่งของของเหลว 8.3 K

เมื่ออุณหภูมิการควบแน่นเพิ่มขึ้นจาก 35°C เป็น 55°C ความสามารถในการทำความเย็นลดลงจาก 19.30 kW เป็น 15.00 kW ซึ่งลดลงประมาณ 22%

ในทำนองเดียวกัน เมื่ออุณหภูมิการระเหยลดลงจาก 0°C เป็น -5°C ที่อุณหภูมิการควบแน่นคงที่ 35°C ความสามารถในการทำความเย็นจะลดลงเหลือ 15.60 kW

รุ่นคอมเพรสเซอร์ มอเตอร์ และสารทำความเย็นไม่ได้เปลี่ยนแปลงไป มีเพียงอุณหภูมิการทำงานที่แตกต่างกัน

นี่คือคำอธิบายว่าเหตุใดคอมเพรสเซอร์ตัวเดียวกันจึงอาจทำงานแตกต่างกันในระบบที่ทำงานภายใต้อุณหภูมิที่แตกต่างกัน

การเปลี่ยนสารทำความเย็นยังสามารถเปลี่ยนแปลงความสามารถในการทำความเย็นได้ แม้ว่าคอมเพรสเซอร์และอุณหภูมิการทำงานจะยังคงเดิม

ใช้คอมเพรสเซอร์แบบเลื่อนรุ่นCopeland ZR72KCE-TFD-522เป็นตัวอย่าง

ข้อมูลประสิทธิภาพที่เผยแพร่โดย Copeland ให้ความสามารถในการทำความเย็นดังต่อไปนี้สำหรับคอมเพรสเซอร์รุ่นนี้กับสารทำความเย็นที่แตกต่างกัน:

สภาวะ: อุณหภูมิการระเหย 5°C, อุณหภูมิการควบแน่น 50°C, ความร้อนยิ่งของก๊าซดูด 10 K, ความเย็นยิ่งของของเหลว 0 K และ 50 Hz

ภายใต้สภาวะการให้คะแนนที่เหมือนกันเหล่านี้:

• R407C ให้ความสามารถในการทำความเย็นน้อยกว่า R22 ประมาณ 16%

• R134a ให้ความสามารถในการทำความเย็นน้อยกว่า R22 ประมาณ 33%

ความแตกต่างเกิดจากคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของสารทำความเย็น ซึ่งส่งผลต่อการไหลของมวลสารทำความเย็นและปริมาณความร้อนที่ดูดซับระหว่างการระเหย

การเปรียบเทียบเหล่านี้ช่วยอธิบายว่าเหตุใดระบบทำความเย็นจึงอาจไม่สามารถทำประสิทธิภาพการทำความเย็นได้เท่าเดิมหลังจากเปลี่ยนสารทำความเย็น

อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนสารทำความเย็นต้องคำนึงถึงสารทำความเย็นที่ได้รับอนุมัติของคอมเพรสเซอร์ ความเข้ากันได้ของสารหล่อลื่น และการกำหนดค่าระบบด้วย การเปรียบเทียบประสิทธิภาพที่เผยแพร่ไม่ได้หมายความว่าสารทำความเย็นสามารถแลกเปลี่ยนได้โดยตรงในระบบที่มีอยู่

ไม่ว่าจะเปลี่ยนคอมเพรสเซอร์หรือเปลี่ยนสารทำความเย็นในระบบที่มีอยู่ ควรประเมินความสามารถในการทำความเย็นภายใต้สภาวะการทำงานที่ตั้งใจไว้

ปัจจัยต่อไปนี้มีความสำคัญเป็นพิเศษ:

1. ความเข้ากันได้ของสารทำความเย็น: ยืนยันว่าคอมเพรสเซอร์และน้ำมันหล่อลื่นเข้ากันได้กับสารทำความเย็นที่ต้องการ

2. ความสามารถในการทำความเย็นที่ต้องการ: เปรียบเทียบประสิทธิภาพของคอมเพรสเซอร์ที่อุณหภูมิการระเหยและการควบแน่นจริงของระบบ แทนที่จะพึ่งพาเพียงแค่แรงม้าตามชื่อ

3. ส่วนประกอบของระบบ: ตรวจสอบว่าอุปกรณ์ขยายตัว เครื่องระเหย และคอนเดนเซอร์เข้ากันได้กับสารทำความเย็นและความสามารถที่ต้องการหรือไม่

4. สภาวะการทำงาน: ตรวจสอบปริมาณสารทำความเย็น ความร้อนยิ่ง ความเย็นยิ่ง ความถี่ในการทำงาน และพารามิเตอร์ระบบที่เกี่ยวข้องอื่นๆ

สารทำความเย็นที่มีความสามารถในการทำความเย็นต่ำกว่าภายใต้สภาวะเดียวกัน อาจต้องมีการเปลี่ยนแปลงการออกแบบระบบหรือการเลือกคอมเพรสเซอร์เพื่อรักษาประสิทธิภาพเดิม

หากระบบทำความเย็นไม่สามารถทำอุณหภูมิได้เท่าเดิมหลังจากเปลี่ยนสารทำความเย็น ขั้นตอนแรกคือการตรวจสอบว่าสารทำความเย็นใหม่ให้ความสามารถในการทำความเย็นเพียงพอภายใต้สภาวะการทำงานจริงของระบบหรือไม่

หากความสามารถในการทำความเย็นไม่เพียงพอ อาจจำเป็นต้องใช้คอมเพรสเซอร์ที่มีพิกัดความสามารถที่เหมาะสมหรือการปรับเปลี่ยนระบบที่เหมาะสม

หากความสามารถในการทำความเย็นที่คาดหวังเพียงพอ ให้ตรวจสอบปริมาณสารทำความเย็น อุปกรณ์ขยายตัว เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และแรงดันการทำงาน เพื่อระบุปัญหาของระบบที่อาจเกิดขึ้น

กุญแจสำคัญคือการจับคู่สารทำความเย็น ความสามารถในการทำความเย็นของคอมเพรสเซอร์ และสภาวะการทำงานของระบบ แทนที่จะพึ่งพาเพียงแค่แรงม้าหรือปริมาตรกระจัด